Калькуляція системи зрошення

Багато власників заміських будинків все частіше відмовляються від земельних робіт в звичному сенсі цього слова. Повязано це з великими труднощами його змісту. Зокрема, це стосується поливу зростаючих ягід, овочів і фруктів. Оптимальним вирішенням цієї проблеми може стати автоматична система зрошення всієї ділянки, тобто система крапельного зрошення, що працює в автоматичному режимі. Для грамотної установки такої системи потрібно провести її розрахунок, який може включати в себе відразу кілька окремих розрахунків.

базові поняття

Щоб розрахунок системи поливу був ефективним і правильним, слід знати деякі поняття, тобто терміни, які застосовуються в цій сфері діяльності. Отже, джерелом водопостачання прийнято називати будь-який резервуар з деякою кількістю води, з якого відбувається її паркан для поливу ділянки. Джерелом може стати і довколишнє озеро, і звичайний колодязь, і система центрального водопостачання.

Насосна станція являє собою систему з кількох насосів або одного насоса і деяких датчиків, в тому числі пультів управління, за допомогою яких здійснюється забір води. У найпростішому понятті насосною станцією можна назвати навіть звичайний насос, опущений в колодязь.

Фільтраційна станція необхідна для очищення води і доведення її якості до встановлених норм, якщо такі є. Фільтраційні станції можуть мати або один з кількох типів фільтрів, або їх комбінацію, що залежить від площі зрошення і від первинної якості води. Фільтри можуть бути:

• сітчастими;
• дисковими;
• гравійними;
• Гідроциклони і іншими.

На вузлі внесення добрив в воду додаються спеціальні добрива. Такий вузол може складатися з дозатора і інжектора і, крім того, ємності для приготування угноювального складу.

Контролер служить для автоматичного регулювання всієї системи крапельного зрошення.

У схему управління включені і такі пристрої, як регулятори тиску, які служать для його підтримки на заданому рівні.

Емітерами називають ті пристосування, які розпорошують воду і добрива на всю ділянку, тобто є кінцевими пристроями автоматичного поливу.

Трубки і стрічки є провідниками води, вони укладаються паралельно один одному і все зєднані із загальною магістраллю системи автоматичного поливу.

За своїм типом такі канали можуть мати таку класифікацію:

• стрічка або шланг (щодо виду трубки);
• з мякою або жорсткою крапельницею (по типу крапельниці);
• жорсткі і мякі (по типу самих трубок).

Зразковий склад подібних систем

Системи крапельного зрошення можуть мати в своєму складі наступні основні вузли:

• джерело водопостачання;
• вузол внесення добрив (може і не бути);
• фільтраційний вузол (може не бути);
• трубопроводи (магістральний і розвідні);
• регулятори тиску (іноді їх немає);
• запірна і сполучна фурнітура;
• вузол контролю та управління, а крім того, вузол індикації (може і не бути).

Варто відзначити, що якщо система крапельного зрошення не має автоматики, тобто вузла контролю і управління, то вона не є системою автоматичного поливу. Її можна назвати ручної, так як включення води буде здійснюватися вручну.

У цьому є свої переваги, наприклад, істотно знижується витрата води.

Методи розрахунку систем і окремих їх вузлів

З усього вищесказаного стає зрозумілим, що розрахунок буде складатися відразу з декількох пунктів, наприклад, розрахунку витрати води і розрахунку тиску в системі. Буде потрібно розрахунок кількості матеріалів і так далі.

Послідовність побудови автоматичного поливу

Перш ніж спроектувати такий механізм автоматичного поливу, як уже було сказано, слід виконати кілька дій, в тому числі і розрахунок деяких параметрів:

• спершу слід розрахувати приблизний витрата води;
• далі треба встановити кількість трубок на конкретну ділянку;
• далі проводиться умовний поділ всієї ділянки на окремі блоки в залежності від потужності насоса, довжини рядів і так далі. Треба сказати, що іноді цього не роблять, якщо ділянка досить малий;
• вибір фільтраційної станції;
• вибір магістрального трубопроводу і розвідних трубопроводів.

безпосередні розрахунки

Спершу варто визначити необхідну щоденна кількість води. Це робиться з тією метою, щоб встановити, чи зможе джерело води забезпечити всю систему автоматичного поливу за потрібне їй обсягом води. Для такого розрахунку слід провести розрахунок пропускної здатності фільтра. Це легко зробити за допомогою формули:

ПС = (40 * П) / Вр, де:

• ПС - пропускна здатність фільтраційної станції (невідома величина), яка виражається в кубометрах на гектар;
• 40 - константа, що показує необхідну кількість води на одиницю площі, виражена в кубометрах на гектар;
• П - площа ділянки зрошення, виражена в гектарах;
• Вр - передбачуваний час роботи системи поливу, виражене в годиннику.

Треба сказати, що час береться тільки за одну добу, наприклад, 2 години на добу.

приклад розрахунку

Нехай є ділянка площею 10 ар. Система крапельного зрошення в середньому працює близько 3 годин на добу. Необхідно дізнатися пропускну здатність фільтраційної станції, тобто необхідну кількість води.

Підставивши всі апріорні дані в формулу, отримаємо:

ПС = 40 * 0,1) / 3 = 1,3 кубічного метра на годину. Це досить невеликий обсяг, з яким здатна впоратися звичайнісінька система центрального водопостачання або невеликий водяний насос.

Отже, якщо в результаті розрахунку виявилося, що джерело водопостачання здатний забезпечити механізм автоматичного поливу водою, то можна приступати до подальших розрахунках. В іншому ж випадку, потрібно шукати альтернативне джерело водопостачання або розділити всю систему на дві підсистеми і провести розрахунок для кожної з них.

Далі потрібно зробити калькуляцію трубок, тобто встановити необхідну кількість трубки для пристрої автоматичного поливу. Зробити це можна за формулою:

Д = (Пк * 10000) / Р, де:

• Д - необхідна кількість трубки, виражене до метрах;
• Пк - площа блоку поливу, тобто будь-якої культури, або площа, яка припадає на один трубопровід. Виражається в квадратних метрах;
• Р - відстань між двома паралельно укладеними трубками відповідно до схеми укладання, виражене в метрах.

Розподіл зрошуваного ділянки на блоки

При виробництві такої операції треба користуватися відразу декількома даними.

Необхідна мінімальна кількість води однієї ділянки не повинно бути більше максимальної пропускної спроможності трубопроводу на цій ділянці.

Якщо ця умова не буде виконуватися для будь-якого блоку, то він просто не буде отримувати необхідної кількості води.

Варто також зауважити, що пропускна здатність трубопроводу багато в чому визначається його діаметром:

• при диаметральном перетині трубопроводу в 2,5 см його максимальна пропускна здатність складає 4 кубометри на годину;
• при 3,2 см - 6 м / год;
• при 6,3 - 23 м / год;
• при 7,5 - 40 м / год;
• при 11 - 80 м / год;
• при 12,5 - 88 м / год;
• при 14 - 110 м / год.

Так, знаючи площу, яку займає кожен окремий вид рослини, і діаметр трубопроводу, можна визначити площу поливального блоку. У загальному випадку ця величина може бути встановлена за допомогою формули:

П = (ПС * Р * Ре) / 10 * ПТЕ, де:

• ПС - пропускна здатність трубопроводу, виражена в кубометрах за годину;
• р - відстань між трубками, виражене в метрах;
• Ре - відстань між емітером, виражене в метрах;
• 10 - константа;
• ПТЕ - пропускна здатність або витрата води одного емітера, виражена в літрах на годину.

приклад розподілу

Нехай відстань між зрошувальними трубками одно 1,3 м, при цьому відстань між емітером одно всього 30 см. В результаті розрахунку було встановлено, що один емітер споживає близько 1,4 л води за одну годину роботи. Пропускна здатність трубопроводу дорівнює 80 кубометрів на годину.

Підставивши всі значення в формулу, отримаємо:

(80 * 1,3 * 0,3) / 10 * 1,4 = 2,22 гектара.

Виходячи з даного значення, а також загальної поливальної площі, можна визначити кількість таких блоків.

Розрахунок магістрального трубопроводу

Отже, якщо розрахунок розвідних трубопроводів стає зрозумілим, то треба зясувати, як виробляти аналогічні операції для магістрального трубопроводу.

Сенс калькуляції полягає в тому, що треба визначити діаметри трубопроводу для краплинного поливу ділянки, а також величину мінімального тиску на вході системи автоматичного поливу.

Визначити діаметральне перетин можна, використовуючи наступну формулу:

• Д = 1,13 SQRT (П / 3600 * С), де
• 1,13 - константа;
• SQRT () - функція кореня;
• П - обсяг води, який проходить через трубопровід системи автоматичного поливу, виражений в кубометрах за годину;
• 3600 - константа;
• С - швидкість руху потоку, яка лежить в межах від 0,9 м / с до 1,9 м / с.

В результаті розрахунку може вийти діаметр, якого не існує, наприклад, будь-який дробове число. В такому випадку правильно буде округлити його до найближчого цілого значення існуючого діаметру. Наприклад, якщо вийшло 29,58 мм, то слід брати трубу діаметром 32 мм.

Знаючи цю величину, можна точно визначити швидкість руху води в трубопроводі крапельного поливу. Для цього необхідно скористатися формулою:

С = П / Пс, де:

• П - потік води;
• Пс - реальна площа перетину, яка може бути обчислена за шкільною математичній формулі.

Пс = (ПД * Д) / 4, де:

• п константа, рівна 3,14;
• Д - діаметр трубопроводу.

Крім того, знаючи значення П (витрата води для краплинного зрошення на даній ділянці), можна легко обчислити і втрати тиску. Для цього користуються формулою:

Пд = Ус * Дт * П2 * К, де:

• Ус - питомий опір, яке для кожного матеріалу своє;
• Дт - фактична довжина всього трубопроводу для краплинного поливу;
• П2 - витрата води в квадраті в теплиці або на даній ділянці землі;
• К - поправочний коефіцієнт.

Вибір фільтраційної станції

Як вже говорилося раніше, не всі системи поливу можуть містити фільтри. Однак у багатьох випадках, а особливо якщо мова йде про великих системах крапельного зрошення, розрахованих на великі площі, фільтраційна станція просто необхідна.

При її виборі увагу варто акцентувати в першу чергу на джерелі водозбору. Якщо для краплинного поливу використовується природна водойма, то фільтри повинні бути досить сильними.

Варто враховувати і ряд інших параметрів, наприклад, пропускну здатність самої фільтраційної станції системи крапельного зрошення, продуктивність насоса, ступеня забруднення води і так далі.

Якщо мова йде про природному водоймищі, то необхідно вибирати піщано-гравійний фільтр. Коли крапельний полив проводиться з свердловини, досить простого дискового фільтра.

Варто приділити особливу увагу пропускної здатності. Крапельне зрошення не може проводитися в потрібному обсязі, якщо система фільтрації станція має пропускну здатність менша за необхідну. Тому при виборі слід спочатку провести калькуляцію мінімальної пропускної здатності для нормального крапельного зрошення, а вже потім підбирати відповідну фільтраційну станцію.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!