Az esőszerű öntözés a zárt csővezetékben, nyomás alatt vezetett vizet szórófejekkel porlasztja és azt a növény lombozata alá, vagy fölé juttatja.
Előnyök
A szórófejek kialakítása és széles méretválasztéka lehetőséget ad változatos domborzatú és méretű táblán a vízpótlásra. A kijuttatási intenzitás a talaj tulajdonságaihoz, vízvezetőképességéhez jól megválasztható. Könnyű az üzemeltetés és az automatizálás, a szakszerű kezelés könnyen elsajátítható. A kijuttatott víz mennyisége jól szabályozható és mérhető. A felszíni öntözési (barázdás, árasztásos) módokhoz képest a vízmegtakarítás 20-30%-os is lehet, a jól megépített rendszer kijutási egyenletessége elérheti a CU=90%-ot is. A zárt vízszállító rendszer megakadályozza a kémiai és fizikai szennyeződések bejutását.
Lehetőséget ad tápanyagok kijuttatására. Az alkalmazási céltól függően könnyen telepíthető, a mobil berendezések a szezonban vagy évről-évre más táblákon, kultúrák esetében használhatók. Az állandó telepítésű rendszerek munkaerőigénye alacsony. Lehetőséget ad a mikroklíma szabályozására, a környezet hűtésére, vagy a fagy elleni védelemre.
Az üzemeltetés problémái
Az üzemeltetéshez általában magas, 2-8 bar nyomás szükséges, mely előállítása nagy energiabefektetést igényel. A nyomásálló csövek, idomok, szerelvények drágák. A szélsebesség nagyban befolyásolja a kijuttatás egyenletességét, az apró cseppeket a szél messze elszállítja. 5 m/s (18 km/h) sebesség felett az öntözést szüneteltetni kell. Magas (25% körüli) a párolgási veszteség a kijuttatás során, a víz egy része a levegőben párává alakul, más része a növényzet felületéről távozik. Kicsi és szabálytalan alakú táblák esetén a táblaszéleken túli öntözés miatt a vízveszteség nagy. Egyes berendezések alkalmazása esetén művelőút kihagyása szükséges, mely kimarad a termőterületből. Az öntözőberendezés jelenléte, a több napig nedves talajfelszín akadályozza a talajművelést, a növényvédelmi munkákat, a betakarítást.
A növényállomány feletti öntözés elősegíti a kórokozók terjedését, lemossa a növényvédőszereket a levélzetről. Gyenge minőségű, magas sótartalmú öntözővíz a levelek perzselését okozhatja. A nem a talaj tulajdonságaihoz igazított intenzitás, öntözővízadag cserepesedést, eróziót okoz.
Szórófejek, a víz porlasztásának eszközei
Szántóföldi körülmények között az öntözővíz kijuttatására a billenőkaros szórófej a legáltalánosabban használt típus.
A főbb alkotórészei:
- Alap, mellyel csatlakozunk a vízszállító vezetékhez és tartja a forgó testet, szektoros szórófej esetén megtalálhatjuk rajta a vezérlő elemeket.
-Hüvely tartalmazza a tömítéseket, a homok elleni védőrúgót és vezeti a forgó testet.
- A test magában foglalja a fúvóka vagy fúvókák helyét és tartja a szórófej mozgó részeit. A kerettel körbevett rúgó esetén „hidas”, keret nélküli rúgó esetén „koronás” a szórófej neve.
Szektorosan állítható szórófej esetén a test tartja a vezérlő elemeket. A szektorosan öntöző fej jele PC (part circle), a körforgók jele FC (full circle).
A testre szerelhetnek különböző vízsugárbontó elemet, így állítható csavart vagy dönthető lapot.
- A rúgó a vízsugár által ellökött kart kényszeríti vissza a testhez, anyaga rozsdamentes acél, a koronás kialakítás lehetőséget ad a feszítettség szabályozására, így a körforgási idő változtatására. Fagyveszélyes helyeken a rúgót műanyagkupakkal fedik, így ha működés közben víz éri a fejet, úgy a kupakon a víz lefolyik. Védelem nélkül a rúgó működését a képződő jég megakadályozná. A ilyen védelemmel ellátott szórófejet AF (anti frost) betűkkel jelölik.
- A billenőkar két funkciót lát el, egyrészt bontja a vízsugarat, és ezzel elősegíti a kijuttatási egyenletesség növelését, másrészt forgatja a fejet. A fúvóka felőli részének kialakítása az egyenletes bontás elősegítésére különböző formájú lehet. A másik vége a terhelés kiegyensúlyozására ellensúlyt képez.
- A fúvókák végzik a víz adagolását és befolyásolják a keletkező cseppek méret szerinti eloszlását. Az öntözési jellemzőket elsősorban kúpszöge és folyadék élének kialakítása befolyásolja. Ha a fúvóka kis kúpszögű (= 5-20), akkor a cseppleválás a fúvókától nagyobb (1-3 m) távolságban indul meg. A nagyobb kúpszögben (= 25-60) kilépő vízsugár porlasztása már a fúvóka közelében elkezdődik. A fúvókák kúpszögén kívül a kilépő sugár bontását jelentősen befolyásolja a kilépési él kialakítása is. Ha a fúvóka teljes hosszában kúpos és a kilépési élt átmeneti szakasz nélkül alakítják ki, akkor alacsony nyomáson nem porlaszt. Ha a fúvóka nem teljes hosszában kúpos és a szűkítő szakaszt hengeres kialakítás követi a kilépési él után, függetlenül a nyomás nagyságától, azonnal megkezdődik a vízsugár porlasztása.
A kétfúvókás szórófejeken a segédfúvókákat nagy kúpszöggel alakítják ki, mivel ezek feladata a fej közelében levő területrészek öntözése. Keresztmetszetük lehet kör szelvényű, vagy ovális. Általában cserélhetőek, a műanyagból készült különböző méretűeket más színnel jelölik. Csatlakozásuk lehet menetes vagy bajonettzáras.
Érzékenyek a sérülésre, melyet elsősorban a vízben szállított homok okoz. A kopás miatt az átmérő, így a kijuttatott vízmennyiség nő. A műanyagból készült fúvókák ellenállóbbak a koptató hatással szemben. A fúvóka, a sugárcső és a test által bezárt szög felhasználási területenként változik. A szög nagysága befolyásolja az emelési magasságot, ezen keresztül a szórási távolságot, valamint az érzékenységet a szél által okozott egyenetlenségre. Szeles körülmények között kisebb szögű fúvókát válasszunk, mivel a szél sebessége a talaj felszínétől mérve nő, és a magasra emelkedő vízsugárt a növekvő sebesség egyre inkább befolyásolja. Szántóföldi körülmények között, a növényállomány fölé helyezett szórófej esetén az alkalmazott szög 24-30, gyümölcsösökben, a lombozat alatt 4 a vízszinthez képest.
Avízágyúk (giant, cannon sprinklers) esetében a fúvóka előtt a vízsugár áramlásának párhuzamosítására sugárcsövet és egyéb ezt elősegítő betétet használnak, mellyel nagyobb szórási távolságot érnek el. Egyes szórófejeken lehetőség van a sugárcső szögének állítására is. A vízágyúknál a billenőkart vízszintes tengelyre szerelik, így nem szükséges rúgó használata. A kar mozgatását a vízsugár és a gravitációs erő végzi. A vízágyúk lehetnek körforgók, de leginkább szektoros üzemelési módban használtak.
A hagyom
ányos sugárcsövek a végpontról egyetlen mozdulattal (fast reverse gun) térnek vissza a kezdő állásba. Ez több hátránnyal jár: a mozgatás energiaigénye nagy, ezért magas nyomást kell alkalmazni, a szórófejkocsit stabil állásra, mechanikailag erősre kell kialakítani a megterhelések elviselésére, így a kocsi vontatása nagy erőt követel. Lejtős területeken a szórófejkocsi elhagyhatja az előre meghatározott utat, mely károsítja a növényzetet, mechanikailag megterheli a behúzó csővezetéket. A fenti problémák kiküszöbölhetők a lassú visszatérésű (slow reverse gun, SR) típusok használatával.
A szórófej kiválasztása
A szórófejek kiválasztásához sok szempontot kell figyelembe venni. Ezek közül első az öntözendő növény igénye. Itt a vízszükséglet kielégítésén túl igény lehet a magas relatív páratartalomra, a növényzet hűtésére. Ebben az esetben állandó telepítésű, jó porlasztású rendszer kiépítésére van szükség.
A talaj tulajdonságai meghatározzák a víz befogadásának sebességét. Figyelembe kell venni, hogy ugyanaz a talaj másképpen viselkedik, ha eltérő koncentrációjú és ion arányú vízzel öntözünk. Ezért a talajok vízvezetőképességét az adott talajon és vízminőség mellett, minden esetben vizsgálni kell.
A nagy vízcseppek elősegítik vastag kéregréteg kialakulását a felszínen. Az öntözővíz sótartalma esetleg lehetetlenné teszi a növények levélzetének öntözését, itt a lombozat alatt kell a szórófejeket elhelyezni.
A rendelkezésre álló vízmennyiség meghatározza az öntözési fordulókat. Amennyiben a vízkészlet kicsi és azt többen is használják, előfordulhat, hogy előírják az öntözési fordulók hosszát. Ugyancsak számításba kell venni a rendelkezésre álló nyomást.
Az öntözőberendezés típusának kiválasztásához szükséges tudni a rendelkezésre álló munkaerő mennyiségét is.
Végül költségelemzéseket kell végezni a gazdaságilag kedvezőbb megoldás kiválasztásához.
A szórófejek kiválasztásában segítenek a gyártók által közölt táblázatok. Ezek megadják a fúvóka átmérőjét (mm), az üzemi nyomástartományt, P (bar vagy vízoszlop m), avízhozamot, Q (l/h, m3/h), a nedvesített átmérőt, D (m), az intenzitást különböző szórófej kötés mellett (mm/h). A gyártók közül vannak, akik jelölik a megfelelő egyenletességet biztosító nyomás és szórófejkötés variációkat, vagy kiemelik a nem javasolt telepítési távolságokat.
A fagyvédelmi öntözéshez kis intenzitású (2-4 mm/h), finom, ködszerű porlasztást adó, fémből készült szórófejek szükségesek. A jó porlasztás érdekében növelni kell a nyomást és sugárbontót kell alkalmazni, mely azonban csökkenti a nedvesített átmérőt. A műanyag szórófejek nem vezetik jól a hőt, a belül áramló víz nem tud hőt átadni a felületre, ezért az oda került víz megfagy és a szórófejek rövid időn belül (1-1,5 óra) működésképtelenné válnak. A fém szórófejek közül sem mindegyik alkalmas erre a célra. A rúgót kupaknak kell védeni, a lengőkar nem lehet hosszú és kedvezőtlen alakú, mely elősegíti a jég lerakódását. Az ilyen lengőkar súlya fokozatosan nő, így az ütésszám és a forgási sebesség jelentősen változhat.
A szektoros mozgásra állítható szórófejek kis területek öntözésénél hasznosak. Ilyenkor a szárnyvezeték végein elhelyezve a teljes területen jó vízellátást tudunk biztosítani, elkerülhetjük a szomszédos területek, utak öntözését. A fúvókaméret megválasztásánál vegyük figyelembe, hogy a kiadagolt vízmennyiség milyen nagyságú területre lesz kijuttatva. Félkör öntözése esetén a vízmennyiség fele legyen a teljes kört öntöző szórófej vízadagjának.
A kijuttatás egyenletességének mérése
A jó kijuttatási egyenletesség révén a talajszelvény azonos mélységben ázik be, így a növények mindegyike azonos vízmennyiséghez juthat. Amennyiben az egyenletesség nem jó, úgy egyes növények több vagy kevesebb vízhez jutnak, szélsőséges esetben a növényzet „hullámzik”, jelezve az eltérő mennyiséget. A többlet víz általában mélyebbre távozik, míg a szárazabb részeken a növények nem képesek a maximális termést hozni.
A vízelosztást legjobban az azonos intenzitású pontokat feltüntető eloszlási (szórási) kép jellemzi. Az eloszlási kép sugárirányú metszete az intenzitás eloszlási görbe, amely szélcsendes időben valamennyi irányban megközelítően azonos. A görbe alakját elsősorban a sugárbontás módja, a nyomás nagysága, a fő- és segédfúvóka átmérőjének viszonya, a szórófej forgási sebessége, a felállítási magasság stb. befolyásolja. A jelleggörbe alakjától függ a szórófejek egymáshoz viszonyított elhelyezése, kötése, a kívánt átfedések mértéke, végső soron az öntözött terület vízborításának egyenletessége.
Az egyfúvókás szórófejek jelentős részére általában az jellemző, hogy a szórófejhez közelebbi területekre a sugárbontó ver egy kevés csapadékot, de a víz túlnyomó része a szórási távolság vége felé hullik le. A kétfúvókás szórófejeknél már kiegyenlítettebb a szórás, ha a két fúvóka kialakítása és átmérőik aránya kedvező. Azokkal a szórófejekkel lehet közel egyenletes beöntözést elérni, melyeknél az intenzitás eloszlási görbe a tengelyekkel háromszöget alkot, vagy rövid szakaszon vízszintes majd egyenletesen csökken nullára. Ilyen alakú jelleggörbét azonban - főként egyfúvókás szórófejekkel - még nem sikerült elérni, de törekedni kell a minél jobb megközelítésre.
A mérés során a szórófejek alá edényeket helyeznek el, folyamatosan mérik a nyomást és az öntözés befejeztével valamennyi edény adatát felhasználva készítik el az értékelést. Szántóföldi méréseknél az edényeket célszerű Y alakban elhelyezni a különböző irányból fújó szél hatásának észleléséhez.
Az egyenletesség jellemzésére általánosan a Christiansen féle egyenletességi tényező (CU) használt. Az eredmény %-ban van kifejezve, ha a mért vízmennyiség valamennyi edényben azonos, akkor a CU értéke 100%. A gyakorlatban a minimális CU értéknek el kell érnie a 84%-t, kémiai anyagok, műtrágya adagolása esetén a 90%-ot. A gyártók a szórófejek adatai között a nyomás-szórófejkötés táblázatban külön kiemelik azokat az adatokat, melyek megfelelnek a 84%-os egyenletességi követelménynek.
Az öntözés minőségét befolyásoló tényezők
Nyomás
A szórófejek a gyártó által megadott nyomáshatárok között működnek kielégítően. Ezen nyomáshatáron belül az egyenletesség jó lesz, a szórófej rongálódása elkerülhető. A javasolt nyomáshatár felső tartományában üzemeltetve a szórófejet az egyenletesség javul. Általában a nagyobb fúvókaátmérőjű szórófejek szélesebb nyomástartományban üzemeltethetők.
A nyomás hordozható mérőórákkal könnyen mérhető.
Példa: A szórófej javasolt üzemi nyomása 2-4 bar közötti. 2 bar alatti nyomás esetén a nedvesített átmérő csökken, a porlasztás gyenge lesz és a szórófej nem fog forogni. 4 bar nyomás felett a vízsugár apró cseppekre bomlik, melyet a szél könnyen elszállíthat, a nedvesített átmérő csökkenhet. A billenőkar gyors mozgás miatt a szórófej élettartama csökken.
Szél
Szél hatására az eloszlási kép időben és térben változóan alakul, a kör ellipszissé torzul, az öntözött terület csökken. A szórófejből a széllel szemben haladó vízsugár végét a szél lehajlítja, a finom cseppeket átfújja az ellenkező oldalra, a nehezebb cseppek rövidebb távolságra repülnek. A vízágyúk üzemeltetése esetén különösen érvényesül a szél hatása, mivel a vízsugarak nagy magasságba emelkednek, ahol a szélsebesség nagyobb, mint a felszín közelében.
Az intenzitás befolyásolja a szélérzékenységet. Magasabb intenzitás esetén az érzékenység csökken. A jó minőségű öntözés szélcsendes körülmények között végezhető. A befolyásoló hatás csökkentésére növelhetjük a fúvóka átmérőjét a talaj által megengedett maximális beszivárgási értékig, vagy csökkentsük a szórófejek közötti távolságot.
Amennyiben az öntözések nagyobb részében valószínű a szél, úgy a rendszer tervezéséhez vegyük figyelembe az 1. számú táblázat számait. Ha a szél iránya jellemző, úgy a szárnyvezetékeket erre merőlegesen fektessük le. 5 m/s-nál nagyobb sebesség esetén szüneteltessük az öntözést.
A szórófejek közötti távolság, a forgási sebesség, magasság
A szórófejek kiválasztásával többé-kevésbé eldöntöttük a lehetséges távolságot a szárnyvezetéken és közöttük. Befolyásolhatja az elhelyezést a számításba vett szélsebesség, a lehetséges üzemi nyomástartomány, cserélhető fúvóka esetén a különböző átmérők használata valamint a csatlakozási lehetőség a szárnyvezetéken. A négyszög kötésű szórófejek egyszerű munkaszervezéssel üzemeltethetők és használatuk kielégítő egyenletességet ad, ezért általánosan alkalmazottak. A háromszög (rombusz) kötés egyenletesebb beöntözést tesz lehetővé, alkalmazása állandó telepítésű rendszerek esetében célszerű (növényházak, fóliasátrak).
Christiansen számítása szerint a szárnyvezetékek maximális távolsága 84%-os egyenletesség mellett, szélcsendben, a nedvesített terület átmérőjének 60-65% lehet billenőkaros szórófej esetén.
Minden szórófej állandó sebességű forgás mellett szórja ki a gyártó által megadott vízmennyiséget. A változó forgási sebesség az egyenletességet és a nedvesített átmérőt befolyásolja, a gyorsulás csökkenti a nedvesített átmérőt.
Ha a szórófejet magasabb állványra (pl. gyümölcsösökben 3 m-es felszállócsőre) helyezzük és a szórófejcsatlakozásnál azonos nyomást biztosítunk mint 1 m magasságban, úgy a vízáram változatlan marad, a nedvesített átmérő növekszik. Ha szórófejet úgy emeljük, hogy a szárnyvezetékben a nyomás állandó marad, akkor a szórófej vízárama és a nedvesített átmérő csökken.
A szórófej magassága az osztóvezetéktől mérve befolyásolja a szórási távolságot abból a szempontból is, hogy irányváltáskor a víz erősen örvénylő mozgást végez. Ez a víz a fúvókából kikerülve a szórófej közelébe hullik le. Az örvénylő mozgás megszüntetésére megfelelő sugárcsövek szükségesek, vagy elegendő csőhossz a szórófej és az osztóvezeték között a részecskék rendeződéséhez.
Forrás: Agrárágazat
