Главное меню
Реклама

`

Эксплуатация поливных трубопроводов систем капельного орошения

Одна из основных особенностей капельного орошения — высокая равномерность во­­­до­­подачи с эффективностью более 95%.

Практические аспекты и научные исследования

Одна из основных особенностей капельного орошения — высокая равномерность во­­­до­­подачи с эффективностью более 95%. Сохранение исходных параметров этого показателя во время эксплуатации является главной задачей при выращивании овощей с использованием систем капельного орошения. Некоторыми хозяйствами в Украине уже заявлена проблема снижения эффективности работы систем капельного орошения, связанная с качеством поливной воды, внесенными с водой удобрениями, а также несоблюдением надлежащих условий эксплуатации. Эти факторы в первую очередь сказываются на работоспособности поливных трубопроводов, в том числе капельных водовыпусков, которая начинает снижаться уже в начале поливного сезона. Неравно­мерность полива по площади орошения за счет снижения работоспособности некоторых элементов си­с­­темы капельного орошения уменьшает потенциальную урожайность овощных культур до 50%.
Для начала рассмотрим вопрос использования в Украине поливных трубопроводов, качество которых определяет надежность системы капельного орошения в целом. Поливные трубопроводы классифицируют по таким параметрам, как:

  • срок эксплуатации — однолетний и многолетний;
  • характеристики применяемых во­­­­­­­­­­довыпусков — с регулируемым и нерегулируемым расходом;
  • размещение капельных водовыпусков в поливном трубопроводе: интегрированные (внутри трубопровода) и врезные (на внешней поверхности трубопровода).

Применение поливных трубопроводов многолетнего срока эксплуатации для орошения овощных культур не приобрело больших масштабов из-за повышенной стоимости, хотя если говорить о многолетнем цикле — то эти расходы оправданы. Во-первых, решается проблема ежегодной утилизации поливных трубопроводов, что улучшает экологическое состояние полей. Во-вто­­рых, уменьшается вероятность по­­вреждения трубопроводов насекомыми, грызунами, птицами, а также людьми и техникой во время ручной и механизированной обработок. В-третьих, материал таких трубопроводов более устойчив к воздействию различных реагентов во время химических промывок, которые яв­­­ляются обязательными при эксплуатации. Все это максимально продлевает срок эксплуатации трубопроводов.
На сегодня в Украине наиболее распространены пленочные трубопроводы с интегрированными водовыпусками, благодаря которым ка­­­пельное орошение получило ши­­­­рокое распространение и практически безальтернативно используется для полива всех культур полевого севооборота. Рынок пленочных трубопроводов насыщен продукцией преимущественно зарубежных производителей. Наиболее распространенными являются трубопроводы типа Т-ТАРЕ TSX от компании T-Sу­­­s­­­tems International. Inc. (США), SIP­­LAST от компании SiplastS.pA, типа RО-DRIP от компании Roberts irriga­­­tion (США), типа EOLOS и HI TECH DRIP от компании EURODRIP (Гре­ция), типа STREAMLINE и TYPHO­­­ON от компании NETAFIM (Израиль), типа QUEEN GIL от компании QUEEN GIL (Израиль — Болга­­­рия), типа PATHFINDER от компании URALITA (Испания), типа Аqua-TRAXX от компании IrritrolSystems (Италия), типа CHAPIN от компании Chapin­ Watermatics Inc. (США), типа LIN от компании Metzerplas (Израиль), типа TIGER TAРE от компании VALDUCCI (Италия), типа «ГИДРОЛАЙТ» от фирм «А.И.К.» (Израиль), DRIPLINE (P1 ULTRA) от компании «АИТ» (Италия), DUAL DRIP от компании TECHNIR srl (Италия), EVERDRIP от компании OmegaMak. Ltd (Турция). Среди украинских производителей следует отметить такие предприятия, как ООО «Сантехпласт» (г. Харьков), ООО «Завод «Факел» (г. Донецк) и ООО «Аквавита» (г. Алушта).
Все поливные трубопроводы, используемые в системах капельного орошения, должны соответствовать ДСТУ ISO 9261:2004 «Сети трубопроводные с водовыпускными трубами. Технические требования и методы испытаний» по характеристикам, маркировке и обозначениям, конструкции и качеству изготовления, размерам (толщине, внутреннему диаметру, интервалу между капельными водовыпусками), весу, прочности на действие манометрического давления, прочности на растяжение, равномерности расходов (отклонение среднего расхода от номинального, рас­­ходно-напорная характеристика, коэффициенты вариации), величине критического манометрического давления. К сожалению, ни один из предлагаемых на украинском рынке типов поливных трубопроводов не проверяется на соответствие нормативным документам, поскольку не входит в перечень продукции, подлежащей обязательной сертификации, а это, в свою очередь, не гарантирует ис­­­поль­­зование качественной поливной трубки и изначально вносит коррективы в срок эксплуатации всей системы капельного орошения.
Созданная в Институте водных проблем и мелиорации (ИВПиМ) НААН лаборатория испытаний средств орошения (свидетельство об аттестации №ПТ-405/10 от 30.11.2010 г.) инициирует проверку соответствия фактических и предоставленных производителем характеристик поливных трубопроводов нормативным документам. Если есть сомнения в качестве приобретенных средств орошения, даже при наличии гарантий производителя, необходимо проверить их качество самостоятельно, особенно если речь идет об их применении для полива на десятках или сотнях гектаров.
Вернемся к проблемным моментам, возникающим во время эксплуатации поливных трубопроводов системы капельного орошения. При эксплуатации пленочных трубопроводов возникает постоянная угроза засорения и блокировки капельных водовыпусков. Это происходит вслед­­ствие нарушения режима фильтрации и промывок, что приводит к накоплению внутри трубопроводов взвешенных в воде частиц минерального и органического происхождения, а также к отложению солей и продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. По результатам проведенных в ИВПиМ исследований установлен факт засорения капельных водовыпусков детритом (мертвое органическое вещество гидробионтов) в сочетании с живыми диатомовыми, сине-зелеными, зелеными и эвгленовыми водорослями. Это гидробионты, которые в определенных количествах присутствуют в водных объектах Украины. Если условия эксплуатации (очистка, укрепление и т. д.) каналов, по которым поступает вода, не выдерживаются, то их количественный и видовой состав с каждым годом прогрессирует. Размеры гидробионтов позволяют им проходить через фильтры (дисковые, гравийно-пес­­­чаные) и размножаться в светонепроницаемых трубопроводах при наличии азота и фосфора как основных составляющих их организмов. Нитратный и аммиачный азот, а также фосфор накапливаются в не промытых после фертигации трубопроводах и являются средой для питания гидробионтов. Для большинства таких видов кислород не­­обязателен, поскольку они питаются отмершим материалом. Отрица­­тель­­ной особенностью гидробионтов является способность к седиментации (оседанию), что затрудняет их удаление из трубопроводов способом промывок.
Содержание взвешенных частиц в поливной воде менее 50 мг/дм3 предусматривает проведение промывок через каждые 3–4 полива, более 50 мг/дм3  — после каждого полива. Это достигается открытием заглушек трубопроводов на 30–60 секунд — до тех пор, пока вода, поступающая на них, не станет чистой. Осуществление очистки системы с применением специальных клапанов-заглушек позволяет сократить расходы, связанные с ручной работой, и гарантировать высокое качество вымывания осадка из поливных трубопроводов.
Восстановительные промывки (хлорирование, кислотная обработка) не только уменьшают, но и предупреждают количественное накопление и размножение засоряющих веществ. Хлорирование снижает загрязнения, вызванные органическими составляющими, применение кислот — загрязнения труднорастворимыми солями кальция, магния и т. д. Концентрация хлорсодержащих веществ или кислот для промывания рассчитывается с учетом производительности системы, инжектора, требуемой концентрации в точке введения и характера засорения. Коли­­чество и время восстановительных промывок определяют по виду, интенсивности и характеру засорений.
Во время эксплуатации поливные трубопроводы защищают от механических повреждений вредителями путем внесения с поливной водой инсектицидов разного рода действия (Маршал, Трефлан, Базудин, Децис, Золон и др.).
Качество поливной воды — главный критерий, который необходимо учитывать еще на этапе проектирования и по которому можно спрогнозировать срок эксплуатации системы капельного орошения. Пригод­­­ность поливной воды для орошения регламентируется государственными стандартами ДСТУ 2730-94 «Качество природной воды для орошения. Агрономические критерии» и ДСТУ 7286:2012 «Качество природной воды для орошения. Эколо­­гические критерии» и оценивается по классам (1-й класс — «Пригодная», 2-й класс — «Ограниченно пригодная», 3-й класс — «Непригодная»). Воду 2-го класса используют для орошения при условии обязательного применения комплекса мелиоративных мероприятий и экологического контроля. Использование воды 3-го класса для капельного орошения недопустимо. Высокое содержание в воде кальция, натрия, магния, сульфатов, повышенная жесткость и минерализация снижают ее качество и повышают риск засорения. Качество воды отражается и на свойствах почвы: диспергация почвенной массы за счет засоления и осолонцевания почвы выступает одной из первопричин блокировки капельных водовыпусков некоторых типов трубопроводов.
Эксплуатация систем капельного орошения предусматривает химическую мелиорацию воды и почвы в целях улучшения их качества и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Это осуществляется путем внесения в воду или почву химических мелиорантов. Улучшение качества поливной воды связано с большими затратами, и поэтому в современных условиях мелиорацию можно проводить только в наиболее критические периоды проявления токсического влияния на растения. Химическая мелиорация поливной воды предусматривает обработку кальциевыми мелиорантами: гипсом, мелом, известью, нитратом кальция, хлоридом кальция, а также их аналогами из отходов химического производства — фосфогипсом, карбонатными шламами, шламами с комплексным составом мелиорирующих солей и т. п. Нормы внесения химических мелиорантов в минерализованную воду рассчитываются на основе химического состава воды по специальным формулам.
В первую очередь мелиорации подлежат почвы со средней и сильной степенью осолонцеватости, а также подвергшиеся влиянию поливной воды 2-го класса.
Еще одной причиной, определяющей срок эксплуатации поливных трубопроводов, выступают удобрения, а именно: их состав, качество, совместимость с поливной водой. Высокий спрос на системы капельного орошения побудил к производству большого ассортимента растворимых удобрений, якобы пригодных для использования в таких системах. Производители поливных трубопроводов в руководствах по эксплуатации рекомендуют свои водорастворимые удобрения с кислой реакцией среды, которые как раз и не вызывают опасений, однако большинство пользователей выбирают свой «бюджетный» вариант, который после взаимодействия с поливной водой или смешивания с другими такими же вариантами дает устойчивые труднорастворимые комплексы. Правильный подбор удобрений для подкормок с учетом их состава, качества поливной воды и очередности введения оказывается непростой задачей для многих хозяйственников. Существуют также неофициальные данные о применении антислеживателей при производстве минеральных удобрений, в состав которых входят жиры, полимеры и другие вещества, которые могут вызывать блокирование капельных водовыпусков.
Лаборатория испытаний средств орошения ИВПиМ изучает причины снижения работоспособности по­­­ливных трубопроводов в системах капельного орошения в период их эксплуатации и разрабатывает пути ее повышения. Для примера предложим вашему вниманию этапы изучения одной из систем капельного орошения, во время эксплуатации которой снизилась работоспособность поливных трубопроводов.
Система капельного орошения, которую использовали в частном хозяйстве для полива томатов, состояла из магистральных и распределительных трубопроводов, раз­­мещенных по поверхности поля, и поливных трубопроводов, размещенных в почве на глубине 2–5 см. В системе были использованы им­­портные поливные трубопроводы с интегрированными водовыпусками. Работоспособность этой системы снизилась через два месяца эксплуатации за счет блокирования капельных водовыпусков. Установить причины блокировки удалось на основании проведенных исследований трубопроводов и встроенных в них капельных водовыпусков. Для этого использовали два вида исследований — экспериментальное и визуальное. Результаты экспериментальных исследований показали, что поливной трубопровод отвечал требованиям ДСТУ ISO 9261:2004 по равномерности расхода, размерам, прочности к воздействию манометрического давления, общим характеристикам, конструкции, материалу, маркировке и обозначениям. Визуальные исследования подтвердили нарушение условий эксплуатации и показали, что на внутренних стенках трубопровода наблюдались отдельные сегменты, содержащие зерна песка, остатки аморфных отложений, студенистую желеобразную субстанцию, кристаллы известняковых отложений с изменением цвета от серого и желто-охристого до темно-коричневого. Такие сегменты в большом количестве были сосредоточены именно вблизи входных отверстий водовыпусков. На входных отверстиях капельных водовыпусков были зафиксированы вкрапления минеральной серы и кристаллы бора — остатки минеральных удобрений. Лабиринты водовыпусков были заблокированы неким субстратом, образовавшимся за счет взаимодействия трех видов засорения: физического, химического и биологического. Опреде­­ление состава и причин засорения потребовало проведения дополнительных исследований, связанных с идентификацией субстрата на более высоком уровне при помощи химических и биологических методов оценки.
Причиной снижения работоспособности водовыпусков в данном случае выступала и поливная вода, которая была «ограниченно пригодной» для орошения по агрономическим и экологическим критериям. Нарушение равновесия в системе повлекло за собой снижение надежности капельных водовыпусков, которые выступили в роли фильтрового барьера некачественной воды, удобрений и продуктов их взаимодействия.
Для такой системы были разработаны мероприятия по повышению ее работоспособности с учетом условий эксплуатации, системы фильтрации, системы промывок, изменений качества поливной воды в течение поливного периода, химического состава использованных удобрений, совместимости поливной воды и удобрений.
Как видим, причиной снижения работоспособности поливных трубопроводов, в том числе капельных водовыпусков, был комплекс факторов, как природных, так и антропогенных, основными из которых были качество поливной воды, несоблюдение эксплуатационных режимов фильтрации и промывки системы (периодичность, частота, норма), качество удобрений, используемых для фертигации.
Разработка правил эксплуатации поливных трубопроводов должна быть индивидуальной для каждой системы капельного орошения, технологии выращивания культуры, для отдельного поля с учетом качества поливной воды, свойств почв, погодных условий, состава вносимых удобрений и т. д. Выполнение таких работ должно осуществляться специалистами, имеющими подкрепленный научными знаниями опыт в работе с системами капельного орошения.
Институт водных проблем и мелиорации НААН имеет технические возможности и опыт выполнения работ, связанных с изучением и устранением причин снижения работоспособности поливных трубопроводов. Специалисты института готовы оказать необходимую консультационную помощь в этих вопросах и приглашают овощеводов к взаимовыгодному сотрудничеству.

М. Ромащенко, д. т. н, академик НААН, директор,
А. Шатковский, к. с.-х. н., ст. н. с., зам. директора по научной работе,
С. Усатый, зав. лабораторией испытаний средств орошения,
Л. Усатая, ст. н. с., Институт водных проблем и мелиорации НААН

ВИЙШОВ З ДРУКУ ЖУРНАЛ "ОВОЧІВНИЦТВО...
Friday, 14 December 2018
Грудневий номежурналу "Овочівництво" №12(163) 2018 вийшов з друку і чекає на читачів. За питаннями купівлі журналу телефонуйте у ВІДДІЛ ПЕРЕДПЛАТИтел.: +38 (044) 499-97-69 (68), +3...
Визначник хвороб та шкідників карто...
Wednesday, 11 July 2018
Довідник кишенькоговго формату містить матеріали про найпоширеніші в Україні хвороби і шкідників картоплі.
Tuesday, 07 August 2012
Церкоспороз (возбудитель гриб Cercospora beticola Sacc.) очень распространенная болезнь свеклы (столовой, сахарной и кормовой) во всех районах ее выращивания. Она проявляется в основном в середин...
Tuesday, 14 March 2017
Продолжение. Начало см. в №12 за2016 г.
Текущий номер
Поиск
Авторизация
Логин
Пароль
Реклама

© Copyright 2009 - Ovoschevodstvo.com All Rights Reserved     |     Дизайн — Свердличенко Алексей     |     Програмирование — Хагшенас Хажир