Общие данные. Методы подбора оборудования

Системы капельного полива - это относительно не сложный инженерно-технический комплекс, в котором вода по системе магистральных трубопроводов, подается в полиэтиленовые трубопроводы со встроенными капельницами (эмиттерами), или капельные ленты (шланги). Вода подается непосредственно в корневую зону растений, что позволяет создать зону стабильного увлажнения в корневой области выращиваемых культур. Главной особенностью капельного полива или капельного орошения (далее КО) является подача воды непосредственно каждому растению, в соответствии с его потребностью в воде в течение всего периода вегетации. Благодаря этому расход воды и энергии при капельном поливе в 2...5 раз меньше, чем при традиционных способах полива, так же в 3...4 раза снижаются нормы внесения минеральных удобрений, которые подаются вместе с водой непосредственно в корневую зону каждого растения.

Капельный полив по праву считается наиболее эффективным, мобильным и современным видом орошения, что дает ему ряд преимуществ перед дождеванием и орошением по бороздам (арычным поливом). Капельный полив позволяет доставить воду, удобрения и пестициды локально и строго дозирование в прикорневую зону растения в четком соответствии с его ежесуточными потребностями. Существенным недостатком дождевания является чередование переувлажнения и пересыхании почвы и невозможность поддержания постоянного уровня влажности в ней, что негативно сказывается на росте и плодоношении растений. Капли воды при дождевании, попадая на листья, могут вызвать ожоги в жаркую погоду и спровоцировать развитие болезней. Капельный полив дает возможность вносить в почву именно то количество влаги, которое испаряют растения и почва ежесуточно, таким образом поддерживая постоянный уровень влажности. 

    Несомненным преимуществом капельного полива являются:
  • повышение урожайности (за счет равномерного ежесуточного внесения воды и удобрений и возможности одновременно и эффективно бороться с болезнями и вредителями растений и обрабатывать почву);
  • улучшение качества урожая (благодаря своевременному и дозированному внесению быстрорастворимых комплексных удобрений, равномерному поливу и оперативным обработкам);
  • уменьшение потребления воды и электроэнергии (за счет локальной нормированной подачи воды в прикорневую зону и уменьшения испарения, а также за счет поддержания низкого давления в системе, что заметно снижает расход электроэнергии);
  • снижение засоренности почвы (междурядья остаются сухими, что избавляет от необходимости их рыхления и снижает расходы на гербициды, прополку и культивацию почвы);
  • уменьшение потребления удобрений и химикатов (за счет внесения удобрений непосредственно в прикорневую зону, исключая междурядья, а также
  • уменьшения кратности обработок фунгицидами, в частности, на луке, томатах и огурцах).


Капельный полив нашел широкое применение в овощеводстве закрытого и открытого грунта, а также в садах и виноградниках. В настоящее время рынок предлагает системы капельного орошения производителей из Греции, Израиля, Италии, Иордании и США. Наиболее важным элементом любой системы полива является лента (трубка), через которую производится полив, внесение удобрений и химикатов в прикорневую зону растения. Характеристики лент (трубок) капельного полива, представленных на рынке, очень различны. Существует множество видов лент (трубок) в зависимости от их назначения, и параметры лент (трубок) необходимо строго учитывать при выборе. Толщина ленты не должна являться решающим аргументом при ее выборе, поскольку большинство лент, кроме садовых, являются однолетними. Наиболее важным критерием должна быть низкая чувствительность к засорению (блокировке капельниц), так как именно это обеспечит бесперебойный полив и сэкономит средства и силы. 

Применение систем капельного полива возможно не только на больших площадях, но и на участках и в теплицах размером до одной сотки. При этом стоимость основных элементов системы полива примерно равна совокупной стоимости приспособлений для полива дождеванием (шланги, соединения, краны, «улитки»). Экономический эффект применения капельного полива на небольших площадях заметен невооруженным глазом. Точно рассчитанную и правильно смонтированную специалистом систему полива очень легко обслуживать. В частности, для полива пяти гектаров достаточно труда одного человека. 

    Для точного расчета системы нужны следующие данные:
  1. Схема участка (размеры; расположение водозабора; направление рядов (север-юг).
  2. Характеристика водозабора (открытый водоем, скважина, магистраль).
  3. Характеристика почвы (тип и ее анализ).
  4. Перечень культур и характер их размещения на участке.


Системы капельного полива очень мобильны, вне зависимости от комплектации и площади участка их можно монтировать каждый год в новом месте, если есть такая необходимость. По окончании сезона на неохраняемых участках их демонтируют и складывают на хранение. 

При нормальной работе системы ее единственным заменяемым элементом является лента. Приобретение тонкой недорогой однолетней ленты, как например, 5 MIL с толщиной стенки 0,1 мм позволяет сократить расходы и избавляет от необходимости в конце сезона обрабатывать ее кислотой, хлорировать, аккуратно складывать и хранить, оберегая от грызунов, до следующего сезона. В качестве магистрального трубопровода удобно использовать шланг ПВХ Layflat (Лайфлэт), поскольку он не создает препятствий для проезда техники по полю, легко сматывается в рулоны, хорошо хранится. Однако, при капитальном строительстве системы убобнее и дешевле уложить магистральные трубы из ПНД. Единственным недостатком, которого, является вредное действие ультрафиолета. Поэтому трубы из полиэтилена должны быть закопаны или присыпаны землей. 

Для капельного полива используются специализированные удобрения террафлекс, кальцинит, монокалий фосфат, кристалон, так как они являются полностью водорастворимыми комплексными удобрениями с микроэлементами в форме хелатов и быстро обеспечивают растения полным комплексом необходимых для роста и плодоношения веществ. Это позволяет легко и точно рассчитать норму их внесения на разных фазах развития растения и для разных культур. При этом возможно получение ранней и высококачественной продукции благодаря сбалансированному соотношению питательных веществ и отсутствию хлоридов. 

После демонтажа системы полива осенняя механическая обработка участка проходит легко, так как при капельном поливе почва не уплотняется («не забивается»). 

Стоимость системы капельного орошения просчитывается в каждом конкретном случае отдельно, так как напрямую зависит от характеристик участка, его площади, типа ленты (трубки), характера водозабора, перечня выращиваемых культур и их размещения на участке. 

    Как правило, базовая комплектация системы капельного полива состоит из:
  1. источника водоснабжения (насосной станции);
  2. фильтростанции;
  3. узла подготовки и внесения удобрений;
  4. магистрального трубопровода;
  5. регуляторов давления;
  6. вспомогательного (подающего) трубопровода;
  7. клапана высвобождения воздуха;
  8. соединительной и запорной фурнитуры;
  9. капельных линий;
  10. контрольно-измерительных приборов.

1. Насосные станции

Насосные станции бывают разных типов, но наиболее распространены мотопомпы (дизельные или бензиновые) и электрические насосы. К числу основных требований к насосу можно отнести: производительность (м3/ч), исходное давление (атм.) и экономичность в потреблении, как топлива (л/ч), так и электричества (кВт/ч). Производительность выбираемого насоса должна отвечать потребности вашего участка в воде. При использовании капельного полива приблизительное количество воды, которая расходуется на 1 га, находится в пределах от 40 до 70 м3/га в сутки в зависимости от выращиваемой культуры, типа грунта и климатических условий. Рекомендуется выбирать насос с запасом производительности (около 10%). Следует обращать особое внимание на техническую характеристику насоса относительно исходного давления - оно может быть указано без учета подъема воды (при подъеме воды на 10 м теряется 1 атм.), а на входе в фильтростанцию давление должно быть 2-3 атм.

2. Фильтростанция

Фильтростанция является ключевым элементом системы, от которого зависит ее эффективность и долговечность. Ее основная функция - очищать воду от разного рода примесей. Выбор фильтра зависит от качества воды, степени его загрязнения и количества. Для капельного полива используются такие виды фильтрационного оборудования: фильтры грубой очистки (песчано-гравийные фильтростанции и гидроциклоны); фильтры тонкой очистки (сетчатые и дисковые фильтры). 

Фильтростанция 

  1. Поступающая вода из насоса
  2. Отделитель песка - гидроциклон или центробежный сепаратор
  3. Входной коллектор
  4. Вентиль или задвижка
  5. Коллектор фильтров (могут быть "Г" или "Т" образной формы)
  6. Фильтр засыпной гравийный
  7. Выходной коллектор (ввод удобрений осуществляется именно в этом месте)
  8. Фильтр картриджный тонкой очистки
  9. Фланцевый переход на быстроразъемное соединение.
  10. Любой из приведенных фильтров может иметь как ручной, так и автоматический режим промывки.

При использовании подземной или водопроводной воды рекомендуется использовать сетчатый или дисковый фильтры, а при необходимости и сепаратор песка - гидроциклон. Если в поливной воде количество взвешенных твердых частиц превышает очистительную возможность фильтра (скважина "гонит песок" или вода берется из канала), рекомендуется использовать сепаратор песка - гидроциклон. В основу этого устройства положено действие центробежной силы, под влиянием которой механические частицы отделяются от воды и под собственным весом опускаются в нижнюю часть гидроциклона и накапливаются там. По мере накопления (но не менее 2 раз в сутки) необходимо очищать нижний бак, открывая дренажный кран. Во время работы гидроциклона для промывания необходимо давление воды 2-3 атм. 

Также, картриджные фильтра устанавливаются в качестве контрольных после песчано-гравийной фильтростанции. 

Качество очистки воды не зависит от типа фильтра (сетчатый или дисковый). Она зависит от параметра mesh (меш). Это количество отверстий фильтрующего элемента на 1 дюйм. Для большинства капельных лент этот параметр не должен быть ниже, чем 120 mesh (125 микрон, или 0,130 мм). Дисковые фильтры по сравнению с сетчатыми более надежные и имеют более продолжительный срок эксплуатации фильтрующего элемента (картриджа). 

Примечание: перед установкой фильтра следует обратить внимание на стрелку на корпусе. У сетчатых и дисковых фильтров вход и выход расположены с разных сторон, поэтому установка дискового картриджа в корпус от сетчатого фильтра или наоборот нежелательна ввиду расхождения в конструкции. 

Сетчатый и дисковый фильтры не предусматривают очистки воды из открытого водоема от органических частиц и соединений, в каком бы количестве или соединении они не применялись. 

При использовании воды из открытого водоема (река, канал, водохранилище и т.д.) необходимо использовать песчано-гравийные фильтры. Эти фильтры предназначены для качественного удаления органических и неорганических частиц и представляют собой закрытые емкости, в которых в качестве фильтрующего элемента используется колотый гранитный песок фракции 1,2-2,4 мм. Давление воды, рекомендуемое на входе в фильтростанцию, составляет не менее 3 атм. (при более низком давлении снижается эффективность промывания гравийного наполнителя обратным потоком воды). Периодичность промывания фильтров зависит от степени загрязнения воды и интенсивности водопотока. При "грязной" воде необходимо промывать фильтры не реже 1 раза в час. Минимальное количество промываний (при "чистой" воде) - не менее 2 раз в сутки.

    Песчано-гравийные фильтростанции бывают двух типов - однокамерные и двухкамерные. Последние, имеют ряд неопровержимых преимуществ:
  • Осуществление процесса промывания без прекращения полива.
  • Промывание происходит уже очищенной водой.

Не "перегружайте" фильтростанцию затратами воды, которые превышают ее номинальную производительность. Это приводит к превышению предельных скоростей фильтрации, снижению степени очищения воды и повышению риска блокирования системы. Фильтростанция должна обслуживаться постоянным и обученным персоналом - не допускайте к работе с ней случайных людей. 

Примечание: не рекомендуется использовать фильтра кустарного производства, так как плохое качество фильтрации может привести к быстрому выходу из строя капельных линий и оставить растения без воды в самый разгар поливного периода.

3. Узел подготовки и внесение удобрений и химикатов.

    Данный узел является неотъемлемой частью любой системы капельного орошения. Наиболее широкое применение приобрели следующие устройства:
  • инжектор типа "Вентури";
  • удобрительная емкость;
  • дозатрон (миксрайт, агрорайт и пр.)

Инжектор типа "Вентури" представляет собой трубку с конусными сужениями с обеих сторон, которая работает на принципе перепада давления. Он изготовлен из полимерных материалов, стойких к агрессивным средам. Инжектор устанавливается в систему на удобрительную головку, что позволяет разделять процессы полива и фертигации. Поток, проходящий через инжектор, создает вакуум, который втягивает химический раствор в канал, где он смешивается с поливной водой и вводится в систему. При установке инжектора необходимо обращать внимание на направление стрелки. Инжектор типа "Вентури" дает относительно неплохую однородность смешивания маточного раствора с основным водопотоком и поддерживает заданную концентрацию на протяжении всего времени внесения раствора. Удобрительная емкость представляет собой герметически закрытый бак, который имеет краны на входе и выходе. Она служит для упрощенного внесения минеральных удобрений и других химикатов через систему капельного орошения. Маленький перепад давления, создаваемый с помощью крана удобрительной головки, создает параллельный поток через емкость, где вода смешивается с веществом и переносит его в систему. Удобрительная емкость - самое надежное и наименее капризное в эксплуатации устройство. Единственным его недостатком является неравномерность концентрации маточного раствора. Раствор, который попадает в систему, сначала имеет высокую концентрацию, потом она постепенно уменьшается. 

Дозатрон и прочие - это пропорциональный гидравлический дозатор, который используется для внесения удобрений и средств защиты растений через системы полива и гарантирует высокую точность их дозирования. Устройство монтируется непосредственно в систему полива или прямо через удобрительную головку. Рабочая турбина приводится в движение давлением воды в системе (без электричества), в результате чего дозатрон всасывает четко определенное количество раствора из емкости, в камере смешивания с водой образуется однородная смесь, которая подается дальше. Дозатрон достаточно отрегулировать один раз. Повторной установки и внешнего контроля он не требует. 

Примечание: узел подготовки и внесения удобрений и химикатов должен быть размещен соответственно действующим санитарно-гигиеническим нормам и стандартам.

4. Магистральный трубопровод.

Этот элемент системы капельного орошения служит для транспортирования оросительной воды от насосной станции к подающему трубопроводу. Трубопровод может быть выполнен из любого материала, который не поддается коррозии. Он должен иметь достаточный диаметр и запас прочности, чтобы пропустить необходимый объем воды и выдержать имеющееся давление. Диаметр магистрального трубопровода рассчитывается, исходя из объема транспортируемой воды, расстояния, на которое ее нужно подать, и коэффициента трения материала, из которого изготовлена труба.

5. Регулятор давления.

Это устройство, которое служит для снижения и поддержки на заданном уровне давления воды в системе, с целью предотвращения избыточного давления и гидравлического удара. Регуляторы давления могут быть гидравлического и пружинного типа.

    С помощью разных типов гидравлических клапанов можно:
  • регулировать давление в системе как выше, так и ниже по течению (регуляторы давления к себе и после себя);
  • поддерживать заранее установленное давление как выше, так и ниже по течению;
  • предохранять систему от гидродинамического удара;
  • автоматизировать процессы, которые происходят в системе (например, по заранее заданной программе, включать и выключать помпы, которые подают в систему полива жидкие удобрения, а также основные насосы системы полива). Включение может осуществяться по декодерной системе, которая позволяет управлять сотней, а то и двумя сотными клапанов.

Примечание: регулятор давления должен быть установлен непосредственно перед разводным трубопроводом по направлению потока, стрелка на корпусе. Лучше использовать регуляторы, изготовленные из полимерных материалов, которые не поддаются коррозии. Однако клапана изготовленные из металла, рассчитаны на значительно большие нагрузки и работают такие устройства надежнее. Не следует перегружать гидравлические клапаны лишними объемами воды, так как это приведет к быстрому выходу из строя мембраны. Номинальная пропускная способность 2" клапана - 30 м3/ч, 3" клапана - 60 м3/ч, 4" клапана - 90 м3/ч. Приступать к настройке регулятора давления можно только после полного заполнения системы водой. Учитывая то, что система не мгновенно реагирует на регулирование, винт настройки нужно крутить медленно и с паузами. После установки давления в необходимом диапазоне, винт настройки следует зафиксировать. Проверьте давление с помощью манометра при каждом включении (особенности при больших перепадах давления в магистральном трубопроводе). Периодически, но не реже 1 раза в месяц, необходимо проводить профилактическое промывание регулятора. 

Как упрощенный вариант регулятора давления может быть использован узел ручного контроля давления. Он представляет собой кран с вмонтированным после него манометром. Устанавливается на разводном трубопроводе и служит для управления давлением в капельной системе полива с помощью крана, согласно показанию манометра. В отличие от регулятора давления, в котором заданный уровень давления поддерживается автоматически, узел ручного контроля требует постоянного ухода и корректирования давления, что вызывает необходимость создания дополнительного рабочего места. Это приспособление не дает возможности моментального реагирования на непредвиденные резкие скачки давления в системе, что ставит под угрозу разрыв капельной линии.

6. Подающий трубопровод.

Этот элемент системы капельного орошения служит для доставки оросительной воды от магистрального трубопровода к капельной ленте. Трубопровод может быть выполнен из любого материала, который не поддается коррозии. Он должен иметь достаточный диаметр, чтобы пропустить и равномерно распределить необходимый объем воды. Диаметр разводного трубопровода рассчитывается, исходя из объема расходуемой воды, длины рукава и количества присоединенных капельных линий. Для небольших участков рекомендуется использовать ПЭ трубу, изготовленную из первичного сырья. На рынке существует широкий спектр фурнитуры (фитинги, мини-краники, зубчатые соединения) для присоединения капельных линий к ПЭ трубе. Для промышленных участков (площадью более 1 га) в качестве разводного трубопровода рекомендуется использовать гибкий армированный ПВХ шланг Layflat (Лайфлэт). Он не деформируется под влиянием температуры, не разрушается от УФ-лучей, имеет продолжительный срок эксплуатации (свыше 5 лет), выдерживает давление в 4 атм. и позволяет прохождение колесной техники (при отсутствии давления). Для соединения с капельными линиями предусмотрен широкий ассортимент соединительной и запорной фурнитуры. Все эти качества, а также удобство в монтаже, эксплуатации, демонтаже и хранении делают Layflat действительно наиболее пригодным вариантом выполнения разводного трубопровода, который не идет в сравнение ни с какими другими видами трубопроводов.

7. Клапан автоматического высвобождения воздуха (воздушный клапан).

Предназначен для выпуска и впуска воздуха в систему. Когда система не работает, все трубопроводы и капельные линии заполнены воздухом. При запуске (включении насоса) вода начинает заполнять систему, в результате чего возникает избыточное давление, которое может вызвать гидравлический удар. При отключении подачи воды происходит обратный процесс, и в системе возникает разрядка давления (вакуум), что заставляет систему всасывать воздух через эмиттеры капельных линий, что представляет опасность засорения капельниц, деформации трубопроводов, возникновения разгерметизации системы. Эти проблемы имеют место для всех больших систем, но особенно актуальны для полей с уклонами. Во избежание данных ситуаций в систему устанавливается клапан высвобождения давления. Он монтируется в высочайших и/или конечных точках магистрального и разводного трубопровода.

8. Соединительная и запорная фурнитура.

При монтаже системы капельного орошения возникает необходимость использования разного рода соединительной фурнитуры (углы, тройники, переходы, муфты, сгоны, краны, заглушки, фитинги и т.д.). Недопустимо использование фурнитуры, изготовленной из черных металлов, ввиду их склонности к коррозии. Поэтому рекомендуется использовать фурнитуру из полиэтилена, ПВХ или других материалов, которые не поддаются коррозии. При выборе этих элементов системы следует обращать особое внимание на технические характеристики изделий (максимальное рабочее давление, качество изготовления, простоту монтажа). Производство данного рода изделий отечественными производителями пока не способно удовлетворить потребности рынка, ни в качественном, ни в количественном отношении. В качестве запорной арматуры рекомендуется использовать полнопроходные конструкции, например, пулевые краны вместо клиновых задвижек. Так как вторые не обеспечивают беспрепятственное движение потока, что приводит к потере давления. 

Примечание: в качестве уплотнительного материала для резьбовых соединений рекомендуется использовать ленту ФУМ.

9. Капельные линии.

    Поскольку капельная лента является основным элементом системы, ее выбору необходимо уделить особое внимание. Любой из приведенных видов орошения имеет свои особенности.
  1. Шланги для капельного орошения рекомендованы для использования на многолетних насаждениях или фруктовых садах. В овощеводстве их применение нецелесообразно в силу ряда причин: конструкция капельницы не позволяет использовать трубку под грунтом; рабочее давление от 1 до 3 атм.; высокая стоимость.
  2. Капельная лента (трубка) с твердым эмиттером может использоваться в овощеводстве и имеет следующие особенности: минимальное расстояние между водовыпусками - 30 см, чего достаточно для многих овощных культур, но может не обеспечить необходимую однородность орошения для мелкосеменных (лук, морковь, свекла и т.д.); минимальное рабочее давление таких капельниц находится в пределах от 0,8 до 1 атм.; имеют ограниченный выбор капельниц по затрате (1-2 вида); конструкция капельницы не позволяет использовать ленту под грунтом; минимальная толщина стенки 150 микрон.
  3. Капельная лента предусмотрена для полива, как овощных культур, так и многолетних насаждений. Расстояние между водовыпусками варьируют в пределах от 10 до 50 см. Стоимость капельной ленты не зависит от расстояния между капельницами, как у аналогов с твердым эмиттером. Капельницы данного типа начинают нормально функционировать уже при давлении 0,3 атм. Щелевидная конструкция водовыпуска позволяет подпочвенное использование ленты. Широкий спектр капельниц по интенсивности затрат: 0,5 л/ч; 0,75 л/ч; 1,0 л/ч; 2 л/ч. Лента с интегрированным эмиттером имеет самый широкий выбор моделей по толщине стенки: от самой тонкой в мире ленты - 100 микрон до 500 микрон. Стоимость капельной ленты зависит только от толщины стенки.

Капельные ленты представляют собой образец передовой технологии - итог многолетних исследований и разработок, в которых учтены использование каждой капли воды самым продуктивным способом с великим множеством преимуществ. Вода из подаваемой трубы поступает в регулирующий канал через многочисленные фильтрующие отверстия. Потом вода поступает в лабиринтный канал, который регулирует затрату воды, прежде чем она поступает в выпускные отверстия. Конструкция турбулентного эмиттера, который имеет большую длину лабиринтного канала, менее чувствительна к засорению и обеспечивает более высокую равномерность распределения поливной воды в сравнении с другими конструкциями капельных лент, независимо от того, положена она на поверхности грунта или под ним. Щель в водовыпуске проделана механическим способом без изъятия материала, что обеспечивает равномерное распределение воды, позволяет подпочвенное использование ленты, выключает блокирование внешним материалом. 

Смотреть каталог цен на капельные ленты и шланги.