Agrárágazat főoldal   Agrárágazat-2006-Április






Tartalomjegyzék A Mezőgazdasági Gépi Bérvállalkozók Szövetségének szolgáltatási tarifái MEZŐGAZDASÁGI KÖNNYŰSZERKEZETES ÉPÜLETEK VI. Utolsó lap

Vízszétosztó berendezések és az öntözés minőségét befolyásoló környezeti tényező

Szerző: Dr. Cserhidy Attila

Az öntözés a növénytermesztési technológia folyamatának egyik eleme. Az öntözőberendezések kialakításának sajátosságai; az üzemeltetés, irányítás és szervezés színvonala szerint vezérelt és szabályozott öntözési rendszer különböztethető meg. A folyamat megértéséhez szükségesnek tartjuk a technikai elemek fejlődésének ismertetését a környezeti feltételekhez való alkalmazhatóság igényeivel kapcsolatosan.




Körforgó szórófejek szerkezete és üzemi jellemzői:

A körforgó szórófejek az esőztető öntözés vízszétosztó eszközei. Öntözőberendezésre, vagy szárnyvezetékre szerelve, rendeltetésüknek megfelelően az öntözővizet szerkesztési sajátosságaik szerint egyenletesen osztják szét az öntözendő területen, szakaszos, (álló szórófej) vagy folyamatos (haladó szórófej) üzemmódban. Alkalmazhatóságukat és hatékonyságukat műszaki, és teljesítmény jellemzőik alapján határozzuk meg. A szórófej jellemzőket a legegyszerűbben a mérhetőség és a mérések (vagy beállítások) alapján meghatározhatóság szempontjából különböztethetjük meg. Mérhető jellemzők: üzemi nyomás; szórási távolság; térfogatáram; sugármenti csapadékeloszlás; egy elhaladásra kiöntözött csapadék Meghatározható jellemzők: Q-H jelleggörbék; térfogatáram; R-H jelleggörbék; átlagos intenzitás; átlagos vízborítás.

A térfogatáram a következő összefüggéssel jellemezhető:

; ahol

-kifolyási tényező (elfogadható értéke 0,93-0,98)

F- kilépő keresztmetszet

g-nehézségi gyorsulás

H-üzemi nyomás

A szórási távolság számítással való meghatározására szakirodalom több közelítő eljárást ajánl.

Pikalov összefüggése 320 hajlásszögű szórófejre:

; ahol

H-nyomás a lövőke előtt, (m)

d- a lövőke átmérője, (m)

Zunker szerint, ha a hajlásszög 32,50, a lövőke átmérő 15 mm, Hmax=36 m:

;

H-nyomás+sebességmagasság a lövőke előtt, (m)

d-lövőke átmérő, (m)

Markvartgye összefüggése:

; ahol

R1-szórási távolság álló szórófejnél, (m)

a1-forgási tényező

a2-sugárbontási tényező

a3-lövőke szabálytalanságát kifejező tényező, (%)

Voigt összefüggése 28-320 hajlásszögű, 3,7-10 mm lövőke méretű, H=2,5-4,5 bar nyomású szórófejekre:

; ahol

H-szórófejnyomás, (bar)

d-lövőke átmérő, (mm)

Dobos A. összefüggése 28-320 hajlásszögű szórófejekre: d=4-7 mm lövőke átmérőnél.

;

d=8-10 mm lövőke átmérőnél

; ahol

H-nyomás a szórófej csatlakozásánál, (m)

d-lövőke átmérő, (mm)

Átlagos intenzitás:

, (mmh-1); ahol

Q-térfogatáram, (dmh-1)

T-öntözött terület, (m2)

Átlagos vizboritás:

, mm; ahol

Q-térfogatáram, (m3h-1)

V-haladási sebesség, (mh-1)

R- öntözött sáv szélessége, (m)

A különböző esőztető szórófejek működési megoldás szerinti ismertetését az 1. ábrán szemléltetjük. Az ábrán szereplő változatok közül szinte mindegyik megoldás megtalálható a gyakorlati öntözésben, annak ellenére, hogy a legtöbbjük gyártása már megszűnt, de használható példányaik még fellelhetők. A kereskedelmi forgalomban beszerezhető szórófejek legnagyobb számban a kis- és közepes hatósugarú kategóriába tartoznak, ezek főleg hobbikertek, és parkok öntözésére alkalmasak, mezőgazdasági használhatóságuk korlátozott. A mezőgazdasági alkalmazásra a csévélhető tömlős öntözőberendezéseken szerelt nagyhatósugarú szórófejek használata a jellemző. A szórófejek anyaga fém, vagy műanyag; a 90-es évek közepétől, a műanyag szerkezeti elemek gyártásának dinamikus fejlődése figyelhető meg.

Az esőztető szórófejek műszaki adatai és munkaminőségi jellemzői különböző számítógépes felhasználói programokban (pl. Space for Windows) elérhetőek.

Hordozható és gépesített áttelepítésű öntözőgépek

A mezőgazdasági öntözés széleskörű alkalmazása során a gyakorlatban használható öntözőberendezések számos változatát alakították ki. Az adott kor technikai lehetőségeinek megfelelően szerkesztették meg a különböző hordozható, majd ezek továbbfejlesztéseként a gépesített áttelepítésű öntözőberendezéseket. A gépesített áttelepítésű öntözőberendezések kialakításával lehetővé vált az élőmunka lekötés csökkentése, a munka hatékonyságának növelése, a területteljesítmény növelése és a munkaminőség javítása. Ugyanakkor növekedett az energiafelhasználás és az üzemeltetés költsége. A korszerű öntözőberendezések kezelése az öntöző szakmunkásoktól is nagyobb szakmai képzettséget igényelt a korábbiakhoz viszonyítva. A felsoroltak együttesen elősegítették az öntözés általános műszaki és szakmai színvonalának emelkedését, amely az öntözés, mint technológiai elem szerves beépülését eredményezte a növénytermesztési rendszerekbe.

Az esőztető berendezéseket öntöző telepeken üzemeltették. Az esőztető öntöző telepek az ország öntözésre berendezett területének mintegy 80%-át foglalták el, 1970-1993 között. Az uralkodó telep típus a félstabil rendszer volt, ahol félstabil azt jelenti, hogy a vízkivétel és a vízszállítás rendszere (pl. felszínalatti hálózat) állandó telepítésű, míg a vízszétosztó (felszíni) berendezések igény szerint mozgathatóak.

A technikai fejlődés a félstabil telepek stabil részét is elérte. A kezdetben csaknem egyeduralkodó azbesztcement nyomócsövek és nehéz öntöttvas kötőelemek helyett műanyag csövek, sokkal könnyebben telepíthető könnyűfém, acél és műanyag idomok, szerelvények kerültek beépítésre.

A mobil rész fejlődése az öntözővíz táblán belüli szétosztását végző kézi telepítésű, majd gépesített szárnyvezetékek kialakítása és szélesebb körű elterjedése folyamán követhető. A műszaki megoldások az adott kor ipari hátterétől függően igen változatosak, jellemző törekvés az élőmunkaerő igény csökkentése, a területteljesítmény növelése, a munkaminőség javítása.

Amint utaltunk rá, az öntözőberendezések többfélék. A konstrukció, a mozgás rendszer, a vízadagolás módja lehet közös vonás, de lehet megkülönböztető jegy is, aminek alapján a berendezéseket csoportosítani lehet, a csoportokat pedig rendszerben elhelyezni.

Az öntözés eszközrendszerén belül az öntözőberendezések „egyéb” kategóriájába sorolhatók a fejlett öntözéstechnikával rendelkező országokban már alig használt kézi telepítésű (hordozható) és a szakaszos üzemű gépesített áttelepítésű öntözőberendezések. Ezeknek a berendezéseknek a gyártása és alkalmazása az öntözés gépesítésének egy-egy fejlődési szintjét jelenti, ezért főbb jellemzőiket röviden ismertetjük.

A kézi telepítésű (hordozható), a köztudatban MA-120; -200; -350;-500 rendszerként ismert öntözőberendezéseket a hazai éghajlati viszonyok jellemzőinek figyelembevételével megállapított vízpótlási értékek (3x60=180 mm vízpótlás; 3x6=18 nap öntözési forduló; 12-14 mm/h átlagos intenzitás) teljesítésére tervezték. A berendezések a kor követelményeinek megfeleltek, az öntözéses gazdálkodásban eredményesen alkalmazható eszközöknek bizonyultak. Kiemelhető, hogy a gépkapcsolat színvonala (szivattyúaggregát-nyomóoldal) a mai követelmények (2006-év) szerint is figyelemreméltó. A külföldi gyártású (NDK; szovjet; román; csehszlovák; bolgár) berendezések elsősorban a hazai követelményektől eltérő teljesítőképességük miatt nem terjedtek el.

A vontatott és gördülő szárnyvezetékek nagyjából egyidőben, (1970-72) jelentek meg. Kialakításuk célja alapvetően az öntözési munka megkönnyítése és hatékonyabbá tétele, a jobb üzemeltetési jellemzők biztosítása volt. Mint a berendezések elnevezéséből is kitűnik, a vontatott szárnyvezetékeket csőirányú vontatással lehetett új állásba telepíteni, míg a gördülő szárnyvezetékek áttelepítése csőre merőleges irányú gördítéssel történt. A vontatott szárnyvezetékek kerekes járótagokra rögzített, gyorskapcsolású acél, könnyűfém vagy műanyag csövekből készültek, alacsony vagy magas kivitelben. Főbb műszaki adataik: csőátmérő, d=85-133 mm; hossz: 180-220 m; üzemi nyomás H=3,0-3,5 bar; térfogatáram Q=20-30 dm³/sec; szabad magasság 180-800 mm. A gördülő szárnyvezetékek merev kötéssel készültek acél, vagy könnyűfém csövekből, rögzített vagy kifordítható kerekes járótagokra szerelve. Műszaki adataik a vontatott berendezésekével közel azonosak. A gördülő és vontatott szárnyvezetékek különböző változatainak alkalmazásának nagy jelentősége volt a korszerűbb öntözőberendezések elterjesztéséig. A különböző kialakítású és működési módú öntözőberendezések, szárnyvezetékek számos változatát használták Magyarországon az 1970-85 évek között. Ezek közül meg kell említeni a forgó konzolos berendezéseket, melyek többféle külföldi, és hazai gyártású változatát használták az adott időszakban. Ezek nehéz kezelhetőségük, gyenge munkaminőségük és a korlátozott fejleszthetőség miatt, a korszerűbb öntözőberendezések megjelenésével a gyakorlati alkalmazásból fokozatosan kiszorultak. A csévélhető tömlős berendezések igen sok megoldásának vizsgálata alapján történt a legjobban használható típus kiválasztása 1975-80 évek között. Ezt a hazai berendezés kifejlesztése, gyártásának előkészítése, majd sorozatgyártása követte. A gyártás nehézségei és a mérsékelt versenyképesség miatt a hazai gyártás a 90-es évek végére leállt, a hazai szükséglet csaknem teljesen import útján kerül kielégítésre. A külföldi gyártók nem egy-egy géptípust, hanem többnyire típus sorozatot kínálnak, amiből a gazda a számára leginkább megfelelő méretűt és teljesítményű gépet tudja kiválasztani.

A csapadékintenzitás környezeti kapcsolata

Az öntözés minőségét befolyásoló tényezők: az öntözés minőségét az öntözőberendezés üzemeltetési és munkaminőségi mutatóitól függetlenül, a környezetre jellemző klimatikus faktorok valamint a talaj fizikai és kémiai tulajdonságai és a terület domborzati viszonyai együttesen befolyásolják.

Szélhatás: Az esőztető öntözésnél a szél zavaró hatását a szakértők a szél sebességének nagyságával és gyakoriságával jellemzik (Csekő G. – Szalai Gy. 1983.). Az ország különböző helyein telepített meteorológiai állomások adatainak feldolgozásából kitűnik, hogy az alapáramlásból származó szelek sebessége és irányállandósága sík területeken nagyobb, mint a dombvidéken. A domborzat befolyásolta helyi szelek uralkodó iránya gyakoribb, de ezek sebessége kisebb. Az ország területén a szélsebesség előfordulási gyakoriságok időszakok szerinti megoszlása eltérő, az azonban általános, hogy a hajnali óráktól kezdődően a szélsebesség fokozatosan nő, a nap legszelesebb időszaka 10 és 19 óra között van, azután hirtelen csökken le a szélsebesség, és 20 óra tájban beáll az éjszakai szélcsendesebb időszak.

A szeles viszonyok között végzett vizsgálatok eredményei alapján kialakult vélemények szerint a hazai gyakorlatban használt öntöző berendezésekkel 2.0 ms-1 sebességnél még elfogadható munkaminőségű öntözés végezhető. Ez a szélsebesség az Alföldön 40-60% gyakorisággal fordul elő a nap 24 órájában, de ez a nappali szeles időszakra vonatkoztatva csak 20-30%. Szélcsendes időre csak az összidő mintegy 5%-ában lehet számítani.

A Dunántúl északi felében és a Duna-Tisza közén az Északnyugati az uralkodó szélirány. A Tiszántúlon az Északkeleti szelek a leggyakoribbak és az Északi hegyes vidéken a szélirányok változóak a domborzat hatására. A nagyobb sebességű szelek nagyobb arányban az uralkodó szélirányú levegőmozgásoknál fordulnak elő. A szélirányok gyakorisága évszakonként változik. Az olyan helyeken, ahol a domborzat okozta helyi szelek uralkodó irányának gyakorisága nagyobb, célszerű az ennek megfelelő öntözés-telepítést mérlegelni.

A Dunántúl széljárta vidékein gyakran kell az erős szél miatt az öntözést leállítani. Az Alföldön, ahol az öntözött területek nagyobb része helyezkedik el, ritkábban kell az öntözést zavaró erős szélre számítani.

Domborzat: A csévélhető tömlős berendezések hullámos terepen is használhatók abban az esetben, ha biztosítani lehet, hogy a terep esése az öntözőberendezéstől mérve a kifektetett tömlő hosszában legfeljebb 5% legyen. Ennél nagyobb terepegyenetlenségek esetén a szórófejnél nagyobb nyomásveszteséggel és nyomásingadozással kell számolni. A terepviszonyokkal kapcsolatos megkötések az alapgép esetleges áttelepítési nehézségeivel, a szórófejállvány biztos iránytartásával és a szórófej vízsugarának ballisztikus viszonyaival kapcsolatosak

Munkaminőségi megfontolások miatt a KPE tömlő kihúzását lehetőleg a rétegvonalak mentén célszerű tervezni, mert ekkor a szórófejre jutó nyomás - és ezen keresztül a vízborítás és a csapadékintenzitás nagysága – a behúzás időtartama alatt állandó és a tervezés szerinti. A rétegvonalhoz igazodó telepítéseknél először az alsó sávot kell megöntözni, majd folyamatosan lehet felfelé haladni. A már megöntözött talaj ugyanis valamivel jobban ellenáll az eróziónak, aminek veszélye fennáll, ha a kezdeti helyes csapadékintenzitást a széllökések közben üzem közben megváltoztatják.

Ha a lejtőirányú szórófej kihúzás elkerülhetetlen, akkor két okból is olyan technológiai sémát kell tervezni, ahol a szórófej kihúzás fentről lefelé történik. Az egyik az, hogy a viszonylag nagy tömegű alapgép áttelepítése garantáltan összefolyástól mentes útvonalon történik, a másik ok a már beöntözött talajoknak jobb az erózióval szembeni ellenállása. A lejtőirányú szórófej kihúzásnál számolni kell azzal, hogy a szórófejre jutó nyomás változni fog üzem közben a geodéziai szintkülönbség változása miatt.

Mint a fentiekből kitűnik általában dombvidéki öntözési technológia kidolgozásának felelőssége nagyobb, és az öntözés csak kisebb víznormával, intenzitással és teljesítménnyel valósítható meg. Ugyanakkor a gépkezelőktől nagyobb figyelmet és fegyelmet kell megkövetelni, a kiszolgáló technikai felszerelés igénybevétele is nagyobb. Dombvidéken nagyobbak és szigorúbbak a biztonságos munkavégzés előírásai is. Ez utóbbival kapcsolatban kell külön kiemelni a nagy hatósugarú berendezések felhasználási lehetőségét korlátozó felszíni akadályok különleges esetét, az elektromos légvezetéket. Ezek környezetében a munkavégzés két okból is tilos. Elsősorban azért, mert öntözés közben olyan villamos jelenségek állhatnak elő, amelyek a kezelő személyzetre vagy a berendezésre károsak lehetnek. A másik ok, hogy a légvezetékek karbantartásához, hibaelhárításához biztosítani kell a megközelítés lehetőségét, tehát a távvezeték nyomvonalát szárazon kell hagyni. A terep és a domborzati viszonyok az öntözés végrehajtását azon keresztül is befolyásolják, hogy az eróziós károk megelőzése miatt kisebb vízadag kijuttatása engedhető meg. Körbenjáró (center pivot) és linear öntözőberendezéseket csak sík felszíni akadályoktól mentes területen használnak, telepítésüknek külön előírásai vannak.

Talaj típus: Az esőszerű vízadagolásról és annak a talaj típusától és aktuális állapotával összefüggésben számos tudományos és gyakorlati eredmény használható fel az öntözési technológiák összeállításánál. Ezeknél figyelembe kell venni a talajok vízgazdálkodási tulajdonságaik szerinti és a víztartó képesség szerinti csoportosításon alapuló talajkategorizálást illetve az egyes esetekre ajánlott öntözési módokat és vízadagolási elemeket. E kereteken belül választhatók ki a kívánt rétegű beáztatás eléréséhez szükséges egyszeri öntözés víznormái, (Cselőtei L. 1962) szerint.

Az öntözési technológia minőségi oldalának meghatározásához szükség van a talajok vízbefogadási ütemét a víznyelő képességet jellemző talajparaméterre. A hagyományos öntözésnél, ahol a szórófejek pozíciónként álló helyzetben üzemeltek ezt a talajparamétert 10 mmh-1 értékben határozták meg. A szakszerű öntözés feltétele az volt, hogy a szórófej átlagos adagolási intenzitása ne haladja meg ezt az értéket. A nagyhatósugarú szórófej átlagos adagolási intenzitása ennél nagyobb. A szakszerű öntözés kritériuma ezért más szemlélet alapján választható ki.

A járva üzemelő szórófej folyamatosan halad a behúzás irányába, ezért annak intenzitása időben változik egy talajpont fölött. Ugyanakkor a talajpont víznyelő képessége is változik, az ott megkezdődött vízadagolás kezdő pillanatától kezdve csökken. Mint minden járva üzemelő öntözésnél, itt is időben és térben értelmezett vízadagolási intenzitás és víznyelési intenzitás függvények összhangját kell megteremteni.

A kutatók által korábban megadott max. 10 mmh-1 határ intenzitás a viszonylag nagy vízborításra (h= 60 mm) vonatkozott. Itt a talajok víznyelési tulajdonságai a beszivárgási görbe állandósulása és a legtöbb talajfajtánál valóban 10 mmh-1 értékűnek mondhatók. A nagyhatósugarú szórófej működési viszonyai között a 15 mmh-1 körüli adagolási intenzitás, a tócsásodás szempontjából problémás talajokon max. h = 40 mm vízborítást tesz lehetővé.

Irodalom

Csekő G. – Szalai Gy. (1983): Módszer a szélhatás csökkentésére esőztető öntözésnél. Hidrológiai Közlöny, Bp. 3.sz. 114-121.p.

Cselőtei L. (1962): Kertészeti növények öntözése. MTA. Agr.Oszt.Közl. XX. K. 1-2. Akadémiai K. Bp.

Dr. Lipták F. (1973): Esőztető szórófejek hidraulikai és üzemi kérdései. Kézirat. MEFI, Budapest.

Szabó D. (1975): Gépesített áttelepítésű esőztető öntözőberendezések. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest.

Szabó D. – Cserhidy A. (1975): Nagy hatósugarú szórófejekkel üzemelő öntözőberendezések vizsgálata. Mezőgazdasági Gépesítési tanulmányok. MGI. Gödöllő.

Cserhidy A. (1987): Öntözőberendezések szerkezeti kialakításának hatása az öntözés minőségére. MTA-MÉM AMB. Kut. fejl. tanácskozás. GATE-MÉMMI, Gödöllö.

Cserhidy A. – Nagy I. (1990): Esőztetögépek alkalmazása.

Magyar Mezőgazdaság. 45/23.

Cserhidy A. – Szitó J. (1993): A különböző öntözési módszerek alkalmazásának tapasztalatai és lehetőségei.

MAE Gépesítési Társaság XXX. Orsz. mg. gép. tanácskozás. Szekszárd.

Dr. Cserhidy Attila








Hirdessen itt! A szükséges információkat elolvashatja, ha erre a szövegre kattint.


A fenti dokumentummal kapcsolatos felelősség meghatározása

Agagrárágazat Archívum, év/hónap
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12
11 10 10 11 11 11 11 11 11 11 11 10
10 09 09 10 10 10 08 10 10 10 09
08 08 09 09 08 06 09 09 09 09 08
06 06 08 08 06 05 08 08 08 08 07
05 05 06 06 05 04 06 06 06 06
04 04 05 05 04 03 05 05 05 05 05
03 03 04 04 03 02 04 04 04 04 04
02 01 03 03 02 03 03 03 03 03
01 02 02 02 02 02 02 02
01 01 01 01 01