Проектирование системы орошения для сада. Выбор системы фильтрации и водяных насосов

Реализацию проекта установки системы полива в садоводческом хозяйстве следует начать с выбора основных технических решений. Определяющими факторами в выборе системы орошения являются: культура и способы ее выращивания, а также качество воды и ее источник. В этой статье, касающейся установки системы орошения, остановимся подробнее на выборе фильтров и насосов.

Общий вид плодоносящего шпалерно-карликового сада сорта Ред Кап на подвое М9, с использованием системы капельного орошения

Качество поливной воды и ее очистка

Основное внимание следует обратить на ее источник, количество и качество. Забор воды может происходить из открытых водоемов (реки, озера, пруда), скважин и коммунальных водопроводов. Вода, взятая из открытых источников, обычно не содержит химических элементов, которые могут негативно повлиять на нормальный рост и развитие растений (железо, магний, кальций), и, в то же время, «богата» разнообразием водных микроорганизмов. В связи с этим, оросительная система должна быть оснащена набором гравийно-песчаных и дисковых фильтров.

Aquavit Pro, дисковые фильтры для очистки воды от грубых примесей

В зависимости от источника воды определяется тип фильтров и их количество. Производители такого оборудования, как правило, информируют о максимальной пропускной способности конкретной модели фильтра. Однако следует обратить внимание на то, что эта информация касается максимального расхода чистой воды, а не загрязненной. Реже можно найти сведения об эффективности фильтрации. Поэтому обычно, в случае забора воды из открытого водоема, рассчитывают на 40-50% от указанной производителем пропускной способности. Например, если в технической характеристике 2-х дюймового фильтра имеется информация, что с его помощью в течение одного часа можно профильтровать 20 м³ воды, то реально в расчетах следует использовать величину-10-12м³/час.

Устройство песчано-гравийного фильтра

Лучше всего использовать систему их двух и большего количества фильтров с меньшей пропускной способностью каждого из них. Благодаря этому имеется возможность промывки фильтров чистой водой. Прошедшая через первый фильтр очищенная вода направляется снизу на следующий фильтр. Песчано-гравийный слой промывается чистой водой. Это обеспечивает лучшую очистку фильтров и продлевает срок эксплуатации фильтрующих слоев. Использование одного большого песчано-гравийного фильтра не предоставляет возможности для очистки фильтра чистой водой. В процессе промывки необходимо использовать неочищенную воду, взятую непосредственно из водоема (по техническим и экономическим причинам очень редко для промывки используется альтернативный источник чистой воды).

Для повышения эффективности работы всей системы устанавливаются еще и дисковые фильтры. Поскольку речная вода может нести с собой песок, или в водоеме находится ил, перед фильтрами дополнительно устанавливается система очистки воды от грубых примесей, называемая гидроциклоном.

Если забор воды производится из скважины, следует провести ее химический анализ (хотя сейчас рекомендуется это делать вне зависимости от водного источника). Исходя из результатов анализа, принимается решение, следует ли использовать очистители воды от ионов железа или можно ограничиться установкой простого или дискового фильтра. Повышенное содержание железа (в случае капельного орошения предельно допустимая величина составляет 1 мг/дм3) может быть фактором, влияющим на выбор системы орошения.

Группа самопромывающихся дисковых фильтров

В случае орошения садов, если содержание железа в воде превышает норму, а применять железоочистители нет возможностей, можно использовать подкронный полив или спринклерное орошение, а в случае производства овощей — дождевание. Подобная ситуация возникает, когда планируется использование воды из открытых водоемов, а финансовые возможности на покупку песчано-гравийных фильтров ограниченны.

Основные критерии выбора насоса для оросительной системы

Ни одна система орошения не может функционировать без создания в ней определенного давления воды. Чаще всего применяются различного вида насосы. Если есть скважина, то необходимо использовать глубинный насос. Его параметры нужно согласовывать с производительностью скважины, величиной орошаемого ареала и типом системы орошения. Однако часто случается, что проектировщик оросительного оборудования оказывается поставленным перед свершившимся фактом — насос уже установлен, или скважина оснащена нагнетательной трубой с малым диаметром. Подсчитано, что для забора 18-20 м3 воды в час, достаточно трубы с внутренним диаметром 160 мм (D.160), поскольку основной 4-х дюймовый насос имеет диаметр 98 мм. Поэтому установить насос не представляет больших трудностей. Если планируется производить забор воды более 24 м3/час, следует использовать трубу D.250. Чаще всего, устанавливают 5-ти, 6-ти или 8-ми дюймовые насосы. При небольших орошаемых площадях выращивания, а также скважине с малой производительностью (около 5 м3/час), можно применить трубу D. 110 и 3-х дюймовый насос.

Общая схема устройства капельного орошения

Все параметры насоса должны быть согласованы с производительностью водозаборной скважины. Проектировщик оросительного оборудования должен также принимать во внимание высоту водного столба в скважине, удаленность от орошаемых участков и их площадь (потребность участка в воде не должна превышать производительности скважины). Уровень воды в скважине дает возможность вычислить величину давления, необходимого для подачи воды. Например, если скважина имеет глубину 80 м, насос погружен на 55 м, а уровень воды — 42 м, то реально, необходимо поднять воду с глубины 42 м. Следует помнить, что 10-метровый столб воды соответствует одной атмосфере плюс дополнительные потери давления на всасывающем участке трубы. Таким образом, если при проектировании на фильтрах планируется рабочее давление 3-4 атмосферы, то следует брать помпу с рабочим давлениям 7,5- 8,5 атмосфер, чтобы компенсировать потери давления, вызванные подъемом воды в скважине.

Величина орошаемых участков определяет потребность в воде: чем больше орошаемая площадь, тем больше потребность в воде. Но иногда бывает, что производительность насоса определяет величину участков.

Площадь орошаемых участков должна быть, по мере возможности, одинаковой. Это связано с приблизительно одинаковым потреблением воды каждым участком, что имеет существенно влияние на экономичную работу насосов, которая должна составлять 70-75% максимальной их производительности.

Полив интенсивного сада с помощью системы капельного орошения

При заборе воды из открытого водоема рекомендуется применение моноблочных насосов. Они имеют ценное преимущество: при широком диапазоне расхода воды они имеют малый диапазон изменения давления. Работа насосов такого типа диаметрально отличается от действия многоступенчатых (гидрофорных) насосов, у которых небольшая разница в расходе воды вызывает существенную разницу в ее давлении. Работа этих насосов по своим характеристикам очень приближена к действию глубинных насосов, которые тоже являются многоступенчатыми насосами.

При монтаже свободно стоящих (моноблочных и многоступенчатых) насосов, очень важно обратить внимание на потери давления, которые могут появиться на всасывающем трубопроводе. По мнению гидротехников, эти потери не должны быть больше восьми метров высоты водного столба, или составлять более 0,8 атмосфер. Эти потери возникают из-за разницы уровня воды и глубины размещения насоса, а также дополнительной потери давления на всасывающем трубопроводе.

Многоступенчатые насосы

Следует помнить, что чем длиннее всасывающая труба, тем труднее нагнетать воду в насос в начале его эксплуатации. В связи с этим, в открытых водоемах рекомендуется, по возможности, применение максимально короткой всасывающей трубы, всегда заканчивающейся наконечником с обратным клапаном, плавающим на поверхности воды. Это позволяет производить забор воды с поверхности водоема, там она всегда теплее и не содержит донный ил. Следует отметить, что не стоит держать рыб в водоемах, предназначенных для орошения, в связи с загрязнением этой воды и подъемом ила кверху.