gubici u niskotlaČnom sustavu za - bib.irb.hr · ukoliko se dinamički koeficijent viskoznosti...

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

GRAĐEVINSKI FAKULTET

ZAVRŠNI RAD

GUBICI U NISKOTLAČNOM SUSTAVU ZA

NAVODNJAVANJE

Izradio: Matej Kožul Mentor: doc.dr.sc. Duška Kunštek

Zagreb, 2016

1

Sadržaj 1. Uvod ....................................................................................................................................... 2

2. Stacionarno tečenje realne tekućine ..................................................................................... 2

2.1. Viskoznost tekućine i trenje.............................................................................................. 2

2.2. Bernoullijeva jednadžba za realne tekućine ..................................................................... 4

2.3. Određivanje gubitaka za tekućine .................................................................................... 5

3. Tečenje kroz cijevi .................................................................................................................. 7

3.1. Reynlods-ov pokus ............................................................................................................ 7

3.2. Tečenje kroz cjevovode .................................................................................................... 9

3.3. Hidraulička glatkost ........................................................................................................ 11

3.4. Koeficijent trenja hrapavih cijevi .................................................................................... 13

3.5. Opis lokalnih gubitaka .................................................................................................... 14

4. Tehnike tlačnih sustava za navodnjavanje ........................................................................... 17

4.1. Tlačni sustavi za navodnjavanje...................................................................................... 17

4.2. Raspored mreže .............................................................................................................. 17

4.3. Klasifikacija sustava ........................................................................................................ 20

4.3.1. Prema tlaku ............................................................................................................... 20

4.3.2. Prema metodi isporuke vode.................................................................................... 20

4.3.3. Prema vrsti instalacije ............................................................................................... 21

4.4. Prednosti tehnika tlačnih sustava za navodnjavanje u odnosu na ostale metode

navodnjavanja .......................................................................................................................... 21

5. Vrste niskotlačnih sustava za navodnjavanje ....................................................................... 23

5.1. Navodnjavanje kišenjem................................................................................................. 23

5.1.1. Crijevno pomične prskalice ....................................................................................... 24

5.1.2. Mikroprskalice........................................................................................................... 27

5.1.3. Miniprskalice ............................................................................................................. 30

5.2. Lokalizirano navodnjavanje ............................................................................................ 33

5.2.1. Navodnjavanje lokaliziranim mini prskalicama ........................................................ 33

5.2.2. Navodnjavanje kapanjem ......................................................................................... 36

6. Zaključak ............................................................................................................................... 39

7. Literatura (Reference) .......................................................................................................... 41

2

1. Uvod

Voda je neprestano prisutna u tlu ili na njegovoj površini. Sadržaj vode u tlu je

promjenjiv u zavisnosti od vremenskih prilika i potrošnje vode od strane biljaka. Često je voda

u tlu u suvišku, tako da nepovoljno utjece na tlo i biljku. Druga je krajnost da vode u tlu nema

dovoljno za normalan rast i razvoj kulturnog bilja što se negativno odražava na njihove urode.

Poljoprivrednim zemljištima koja nemaju dovoljno vode za uzgoj poljoprivrednih kultura

tijekom cijele vegetacije ili samo u određenom razdoblju rasta i razvitka, vodu dodajemo na

umjetni nacin. Sve mjere i radovi kojima se svjesno i na umjetni nacin povecava sadržaj vode

u tlu s ciljem uzgoja poljoprivrednih kultura nazivamo navodnjavanje.

Suvremene tehnike navodnjavanja koriste se raspodjelom vode „iz zraka“, što se bitno razlikuje

od površinskih i podzemnih navodnjavanja. Prilikom navodnjavanja iz zraka, voda se uzima na

izvorištu crpkama i stavlja pod tlak te se kroz sustave zatvorenih cjevovoda dovodi i

raspodjeljuje po parceli. [1]

Da bismo razumjeli utjecaj određenih karakteristika sustava za navodnjavanje na gubitke

energije unutar tih cjevovoda, potrebno je prvo definirati određena svojstva i dinamiku realne

tekucine.

2. Stacionarno tečenje realne tekućine

2.1. Viskoznost tekućine i trenje

Svojstvo tekucine da pruža otpor promjenama oblika se naziva viskoznost. Posljedica

viskoznosti je sila trenja. Uslijed međusobnog djelovanja susjednih djelica tekucine dolazi do

deformacije djelica tekucine kao posljedica naprezanja uzrokovanih trenjem.

Slika 2.1. Prikaz raspodjele brzine u laminarnom toku i u profilu realne Newton-ove

tekućine između podloge u mirovanju i duge ploče koja se kreće s brzinom v0 te između dva

susjedna djelića tekućine. [3]

3

Odgovarajuce tangencijalno naprezanje je definirano konstitutivnom jednadžbom Newton-ove

tekucine:

𝜏 = 𝜇 limΔ𝑛→0

Δ𝑣Δ𝑛

= 𝜇𝜕𝑣𝜕𝑛

τ - tangencijalno naprezanje (N/m2),

μ - dinamicki koeficijent viskoznosti (Pa∙s),

𝜕𝑣

𝜕𝑛 - promjena brzine.

Ukoliko se dinamicki koeficijent viskoznosti podijeli s gustocom dobiva se novi koeficijent

viskoznosti koji zbog neovisnosti o gustoci postaje kinematska velicina a naziva se kinematski

koeficijent viskoznosti υ s pripadnom jedinicom (m2/s):

𝜐 =𝜇

𝜌

υ – kinematski koeficijent viskoznosti (m2/s),

μ – dinamicki koeficijent viskoznosti (Pa∙s),

ρ – gustoca tekucine (kg/m3). [3]

Realne tekucine se dijele na Newton-ove tekucine i anomalno viskozne tekucine (Ne-

Newtonove tekucine). Znanost koja se bavi proucavanjem odnosa između deformacija i

naprezanja u tekucinama uslijed pojave trenja naziva se reologija. Reološki dijagram tekucina

koji definira odnose između tangencijalnih naprezanja i promjene brzine prikazan je na slici

2.2.

Slika 2.2. Ovisnosti između tangencijalnih naprezanja i promjene brzine po normali za

Newtonove tekućine (1a), Bingman-ova tekućina (1b), strukturno viskozne tekućine (2a,b),

dilatacijske tekućine (3a,b). [3].

U tehnickom smislu trenje predstavlja vrlo važan segment u analizi tecenja tekucina buduci da

je ono i uzrocnik nastalih gubitaka mehanicke energije. [3]

4

2.2. Bernoullijeva jednadžba za realne tekućine

Idealne tekucine ne opisuju dobro realne situacije. Sve realne tekucine imaju neku

viskoznost i nju moramo uzeti u obzir. Mnogobrojni pokusi, uglavnom bazirani na originalnom

Newton-ovom pokusu pokazali su da se viskozna sila može prikazati kao umnožak

tangencijalnoga naprezanja i (tangencijalne) površine na koju to naprezanje djeluje:

𝐹𝑣𝑖𝑠 = 𝜏𝐴

Fvis – viskozna sila (N),

τ – tangencijalno naprezanje (N/m2),

A – tangencijalna površina (m2).

Kod cestice fluida viskozna sila djeluje na njeno bocno oplošje:

𝐴 = 𝑂𝑑𝑠 pa je 𝑑𝐹𝑣𝑖𝑠 = 𝜏𝑑𝑂𝑑𝑠

A – površina (m2),

O – bocno oplošje (m),


τ - tangencijalno naprezanje (N/m2).

Da bi gubitak energije zbog ove viskozne sile pretvorio u gubitak energetske visine, mora se

rad koji ta sila ucini na putu ds podijeliti s težinom cestice ρgdV:

𝑑ℎ𝑣𝑖𝑠 =𝑑𝐹𝑣𝑖𝑠𝑑𝑠

𝜌𝑔𝑑𝐴𝑑𝑠=

𝑑𝐹𝑣𝑖𝑠

𝜌𝑔𝑑𝐴

hvis – gubitak energetske visine (m)


A – površina (m2),

ρ – gustoca tekucine (kg/m3),

Viskozne gubitke energije kod tecenja realnih tekucina najcešce se opisuje ukupnim gubitkom

nastalim između dva presjeka toka, koji se, izražen kao gubitak energetske visine, dodaje

desnoj strani prakticnoga oblika Bernoullijeve jednadžbe:

𝑣12

2𝑔+

𝑝1

𝜌𝑔+ 𝑧1 =

𝑣22

2𝑔+

𝑝2

𝜌𝑔+ 𝑧2 + Δ𝐻

𝑣2

2𝑔 – kineticka energija tekucine - brzinska visina,

𝑝

𝜌𝑔 – doprinos tlaka potencijalnoj energiji tekucine - tlacna visina,

z – dio potencijalne energija tekucine zbog njenog položaja - geodetska visina (m),

ΔH – visina gubitaka energija – gubitak energije viskozne tekucine između tocaka 1 i 2 (m)

5

Navedeni oblik Bernoullijeve jednadžbe naziva se Bernoulijeva jednadžba za realne tekucine

(Slika 2.3.) [2][4]

Slika 2.3. Grafički prikaz praktičnog oblika Bernoullijeve jednadžbe za realne

tekućine.[4]

2.3. Određivanje gubitaka za tekućine

Bernoullijeva jednadžba za realne tekucine omogucava nam i prakticno određivanje

gubitaka. Pritom se mora osigurati da je tecenje stacionarno (konstantan protok kroz

cjevovod)[4].

1. Na mjestima 1 i 2 se prvo izmjere piezometarske visine hp:

ℎ𝑝 = (𝑧 +𝑝

𝜌𝑔)

hp – piezometarska visina (m),

z – geodetska visina (m),

p – vrijednost tlaka (N/m2),

ρ – gustoca tekucine (kg/m3).

2. Pomocu jednadžbe kontinuiteta nađemo brzine:

𝑣1𝐴1 = 𝑣2𝐴2 = 𝑄

v – brzina toka (m/s),

A – površina protocnog presjeka (m2),

Q – protok (m3/s).

6

3. Pomocu Bernoullijeve jednadžbe nađemo gubitak:

Δ𝐻 = (𝑣1

2

2𝑔+

𝑝1

𝜌𝑔+ 𝑧1) − (

𝑣22

2𝑔+

𝑝2

𝜌𝑔+ 𝑧2)

ΔH – visina energetskih gubitaka (m),

ρ – gustoca tekucine (kg/m3),


v – brzine toka (m/s),

z – geodetska visina (m).

Gornju jednadžbu se može pojednostaviti uvrštavanjem izmjerenih piezometarskih visina:

Δ𝐻 = (𝑣1

2

2𝑔+ ℎ𝑝1) − (

𝑣22

2𝑔+ ℎ𝑝2)


v – brzina toka (m/s),

hp – piezometarske visine (m).

Ako se tecenje odvija kroz cijev konstantnog presjeka, brzina je svugdje ista pa imamo još

jednostavniju formulu [2]:

Δ𝐻 = ℎ𝑝1 − ℎ𝑝2


hp – piezometarske visine (m).

Gubitak energetske visine izražen po jedinici duljine toka naziva se energetski gradijent ili

energetski pad:

𝐼𝑒 =Δ𝐻

𝑙

Ie – energetski pad (1),


l – duljina toka (m).

Gubitak piezometarske visine izražen po jedinici duljine toka naziva se piezometarski gradijent

(pad) ili hidraulicki gradijent:

𝐼𝑝 =ℎ𝑝1 − ℎ𝑝2

𝑙= 𝑡𝑎𝑛𝛼

Ip – energetski pad (m),

hp – piezometarske visine (m),

l – duljina toka (m),

α – kut nagiba piezometarske linije prema horizontali.

7

3. Tečenje kroz cijevi

3.1. Reynlods-ov pokus

Kod male brzine istjecanja iz uske cijevi izlazi tanki ravni mlaz se ne miješa sa okolnom

tekucinom (Slika 3.1.).

Slika 3.1.

Pomicanje male cijevi po presjeku vece ne mijenja ovu sliku. Ovakvo strujanje naziva se

laminarno strujanje (Slika 3.2.).

Slika 3.2.

Kod vece brzine tecenja obojeni trag u sredini cijevi postaje nestabilan (Slika 3.3.).

Slika 3.3.

Bliže stijenci cijevi nestabilnosti su manje (Slika 3.4.). Ovo je tzv. prijelazno podrucje.

Slika 3.4.

8

Kod još vece brzine dolazi do miješanja obojenog traga sa okolnom tekucinom (Slika 3.5.).

Slika 3.5.

Slika miješanja je kod vecih brzina ista u cijelom presjeku cijevi, sve do njezine stijenke (Slika

3.6.).

Slika 3.6.

Slika 3.7. Duljina miješanja.

Reynoldsov broj: 𝑅𝑒 =𝜐𝑑

𝜈

υ – brzina strujanja (m/s),

d – karakteristicna duljina (m),

ν– kinematski koeficijent viskoznosti (m2/s). [2][4]

9

3.2. Tečenje kroz cjevovode

Bernoullijeva jednadžba za slucaj tecenja nestlacivog fluida i stacionarnog tok ima

oblik:

𝛿1

𝑣12

2𝑔+

𝑝1

𝜌𝑔+ 𝑧1 = 𝛿2

𝑣22

2𝑔+

𝑝2

𝜌𝑔+ 𝑧2 + ℎ1,2

𝑣2

2𝑔 – kineticka energija tekucine - brzinska visina,

𝑝

𝜌𝑔 – doprinos tlaka potencijalnoj energiji tekucine -tlacna visina,

z- dio potencijalne energije tekucine zbog njenog položaja - geodetska visina (m),

h – visina gubitaka energije (m).

Ako uzmemo cijev konstantnog presjeka v1 = v2 pa su gubici opisani izrazom:

ℎ1,2 =𝑝1 − 𝑝2

𝜌𝑔+ (𝑧1 − 𝑧2)

h- visina gubitaka energije (m),


z – geodetska visina (m).

Ako cijev nije okrugla, umjesto promjera cijevi koristi se tzv. hidraulicki polumjer koji se

definira kao omjer površine presjeka i opsega cijevi:

𝑅ℎ =𝐴

𝑂

Rh – hidraulicki polumjer (m),

A – površina presjeka (m2),

O – opseg cijevi (m).

Za kružnu cijev hidraulicki polumjer dobivamo:

𝑅ℎ =𝐴

𝑂=

𝑅2𝜋

2𝑅𝜋=

𝑅

2

R – polumjer cijevi (m).

Za cesticu fluida odaberemo volumen omenen poprecnim presjecima cijevi razmaknutima za

razmak dl (Slika3.8.). Ravnoteža sila je:

𝑝𝐴 = 𝜏𝑂𝑑𝑙 + (𝑝 + 𝑑𝑝)𝐴 ili −𝑑𝑝 = 𝜏𝑑𝑙𝑂

𝐴=

𝜏

𝑅ℎ𝑑𝑙

dp - promjena tlaka (m),

τ – posmicno naprezanje (N/m2),

Rh – hidraulicki polumjer (m).

10

Slika 3.8. Odabir čestice fluida za analizu viskoznih gubitaka u cijevi i sile koje na tu česticu

djeluju. [4]

Ovdje je nepoznato posmicno naprezanje na stijenki cijevi, pa cemo se poslužiti

dimenzionalnom analizom. Pretpostavimo da je:

𝜏 = 𝑓(𝜈, 𝜌, 𝜐, 𝑅ℎ) pa pišemo: 𝜏 = 𝑘𝜈𝜌𝑥𝜐𝑦𝑅ℎ𝑧

ν – kinematski koeficijent viskoznosti (m2/s), ρ – gustoca tekucine (kg/m3),

υ – brzina toka (m/s), Rh – hidraulicki polumjer (m),

k – Stricker-ov koeficijent hrapavosti (m1/3/s).

Uz pretpostavu da je posmicno naprezanje proporcionalno viskoznosti rješenje dimenzionalne

jednadžbe je: x = 1, y = 1, z = -1. Pa slijedi da je:

𝜏 = 𝑘𝜈𝜌𝜐

𝑅ℎ dalje uz:

𝜈

𝑅ℎ=

4𝜐

𝑅𝑒

Dobivamo:

𝜏 = 𝑘4

𝑅𝑒𝜌𝜐2 =

8𝑘

𝑅𝑒

𝜌𝜐2

2

ν – kinematski koeficijent viskoznosti (m2/s), ρ – gustoca tekucine (kg/m3),

υ – brzina toka, (m/s), Rh – hidraulicki polumjer (m),

k – Stricker-ov koeficijent hrapavosti (m1/3/s), Re – Reynoldsov broj.

Navedeno uvrstimo u izraz za pad tlaka:

𝑑𝑝 = −𝜏

𝑅ℎ𝑑𝑙 = −

8𝑘

𝑅ℎ𝑅𝑒

𝜌𝜐2

2𝑑𝑙

11

Integracijom po duljini cijevi dobivamo ukupni pad tlaka na duljini l:

Δ𝑝 = −𝜆𝑙

4𝑅ℎ

𝜌𝜐2

2

Δp – ukupni pad tlaka (m), l – duljina (m),

λ – bezdimenzionalni koeficijent trenja u ravnim cijevima (1),

ρ – gustoca tekucine (kg/m3), υ – brzina toka (m/s),

Rh – hidraulicki polumjer (m).

Ako se ogranicimo na okrugle cijevi, 4Rh=d, pa je:

Δ𝑝 = −𝜆𝑙

𝑑

𝜌𝜐2

2 ili ℎ1,2 = 𝜆

𝑙

𝑑

𝜐2

2𝑔

h – ukupni gubici po duljini cijevi (m),

λ – bezdimenzionalni koeficijent trenja u ravnim cijevima (1),

v2 – brzina toka (m/s),

d – promjer cijevi (m).

Ovo je Darcy-Wiessbach-ova formula za gubitke u cijevima. Po analogiji sa Darcy-Wiessbach

formulom se i svi drugi gubici u cjevovodima prikazuju kao:

ℎ1,2 = 𝜁𝜐2

2𝑔

ζ - bezdimenzionalni koeficijent otpora (koeficijent gubitka energije) za odgovarajuci dio cjevovoda (1). [4]

3.3. Hidraulička glatkost

Stijenka cijevi nikada nije idealno glatka, vec posjeduje manju ili vecu hrapavost. Ova

hrapavost posljedica je nacina izrade cijevi a najviše ovisi o materijalu stijenke. Uz stijenku

cijevi uvijek postoji tanki sloj u kojem je strujanje laminarno. To je laminarni granični sloj. Za

glatke cijevi njegova debljina je približno:[2][4]

𝑑𝑙𝑎𝑚 = 6,3𝑑

𝑅𝑒

78

d – promjer cijevi (m),

dlam – debljina laminarnog granicnog sloja (m),

Re – Reynoldsov broj (1).

12

1. Hidraulicki glatka stijenka:

Slika 3.9. Hidraulički glatka stijenka. [2]

2. Prijelazno podrucje:

Slika 3.10. Prijelazno područje. [2]

3. Hidraulicki hrapava stijenka:

Slika 3.11. Hidraulički hrapava stijenka. [2]

13

Slika 3.12. Kod hidraulički glatke cijevi neravnine (hrapavost) stijenke (e) znatno su manje od

debljine graničnoga laminarnog sloja (dlam).

dlam > 4e - hidraulicki glatko

4e > dlam > e/2 - prijelazno podrucje

dlam < e/2 - hidraulicki hrapavo

3.4. Koeficijent trenja hrapavih cijevi

Tablica 3.1. Hrapavost stijenke različitih vrsta cijevi (nove cijevi). [4]

e

Staklene < 1um

Bakrene, plasticne 0,01 mm

Valjane celicne 0,1 mm

Lijevane celicne 0,5 mm

Betonske 2 mm

U prijelaznom podrucju situacija je znatno složenija jer koeficijent trenja ovisi i o

Reynoldsovom broju i o relativnoj hrapavosti, pa se za izracun koeficijenta trenja koriste

iskustvene formule, od kojih je najpoznatija Colebrook-Whiteova formula:[2]

1

√𝜆ℎ

= −2𝑙𝑜𝑔 (2,51

𝑅𝑒√𝜆ℎ

+𝑒

3,71𝑑)

Za danu cijev je e/R konstantno, pa je koeficijent trenja konstantan, a gubici proporcionalni

kvadratu brzine toka:[2]

Δℎℎ = 𝜆ℎ

𝑙

𝑑

𝜐2

2𝑔

14

Također zbog složenosti koriste se i graficki prikazani eksperimentalni podaci (Moody-ev

dijagram).

Slika 3.13. Moody-ev dijagram. [2][4]

3.5. Opis lokalnih gubitaka

Lokalni gubici su svi gubici koji nastaju na razmjerno maloj udaljenosti zbog promjena

presjeka ili smjera toka u cijevima. Njih izazivaju elementi cijevne armature, primjerice

koljena, ventili, suženja i proširenja, itd. S obzirom na malu udaljenost na kojoj se ti gubici

događaju, za potrebe proracunavanja ukupnih gubitaka tretira ih se kao da nastaju tocno na

mjestu gdje se dani element armature (tocnije, njegova sredina) nalazi. Drugim rijecima, u

takvom racunu zanemaruje se duljina lokalnoga elementa. Analogno formuli za gubitke u

cijevima, lokalne gubitke opisuje se produktom koeficijenta lokalnoga otpora ζ i kvadrata

brzine: [4]

Δℎ𝑙 = 𝜁𝜐2

2𝑔

Δhl – lokalni gubitak (m),

ζ - koeficijent lokalnog gubitka (1),

υ – brzina toka (m/s).

Pa se problem svodi na određivanje koeficijenta lokalnog gubitka ζ.

15

Naglo proširenje:

Kod naglog proširenja hidraulicki gubici su prilicno veliki. No, u ovom slucaju, njih je moguce

tocno teorijski proracunati pa se gubici kod nagloga proširenja nazivaju Bourda- Carnotovi

gubici. Oni se mogu izracunati uz pomoc Bourda-Carnotove formule:[4]

Δℎ𝑙 =Δ𝜐2

2𝑔

Δhl – lokalni gubitak (m),

υ – brzina toka (m/s).

Koeficijenti gubitaka se mogu izracunati izrazima:[4]

𝜁1 = (𝐴1

𝐴2− 1)

2 𝜁2 = (

𝐴2

𝐴1− 1)

2

ζ - koeficijent lokalnog gubitka (1),

A – površine presjeka cijevi 1 i 2 (m2)

Slika 3.14. Naglo proširenje izaziva jako vrtloženje na mjestu proširenja.

Naglo suženje:

Slika 3.15. Naglo suženje. [4]

16

Tablica 3.2. Koeficijenti gubitaka za naglo suženje.

Postepeni prijelaz (difuzor)

Difuzor je konicni dio cijevi sa vršnim kutem manjim od 30°, a opisuje se svojom dužinom i

vršnim kutem.[4]

Slika 3.16. Difuzor.

Ako je kut difuzora veci od ca 30°, gubici su vrlo veliki zbog odvajnja toka od stijenke. Kod

malog kuta su gubici zbog dužine difuzora veliki.

Koljena i lukovi:

Oštra koljena (izrada od zavarenih cijevi) se izbjegavaju zbog vecih gubitaka, pa se u izradi

cjevovoda uglavnom koriste zaobljena koljena.

Slika 3.17. Oštra i zaobljena koljena. [4]

17

4. Tehnike tlačnih sustava za navodnjavanje

4.1. Tlačni sustavi za navodnjavanje

Tlacni sustavi za navodnjavanje su mreža instalacija sastavljenih od cijevi, spojne

opreme i ostalih uređaja pravilno projektiranih i instaliranih u svrhu opskrbe vode pod tlakom

od izvorišta vode do navodnjavanog podrucja. [6]

Osnovne razlike između tradicionalnog površinskog navodnjavanja i tlacnih tehnika

navodnjavanja su:

o Režim protoka vode: S tradicionalnim površinskim metodama protok bi trebao biti veci,

dok sa tlacnim sustavima za navodnjavanje veoma mali protoci, cak i 1m3/h, mogu biti

korišteni

o Smjer toka vode: S tradicionalnim površinskim metodama voda za navodnjavanje je

dovedena sa izvorišta i distribuira se po podrucju pomocu otvorenih kanala i jaraka,

gravitacijski prateci konture terena. Cijevni sustav prenosi i distribuira vodu za

navodnjavanje putem zatvorenih cijevi pod tlakom prateci najpovoljniju rutu, bez obzira

na nagib i topografiju podrucja.

o Podrucje je navodnjavano istovremeno: S tradicionalnim površinskim metodama voda

je primjenjena u velikim volumenima po dijelu podrucja, dok kod cijevnih sustava za

navodnjavanje voda se distribuira u manjim mjerama po vrlo velikom podrucju.

o Potrebna dodatna energija (tlak): Tradicionalne površinske gravitacijske metode ne

zahtijevaju dodatnu energiju za rad, dok cijevni sustavi za navodnjavanje zahtijevaju

određeni pritisak, 2-3 bara, koji je osiguran iz crpne jedinice ili iz spremnika za opskrbu

postavljenog na visokoj tocki. [6]

4.2. Raspored mreže

Cjevovodi koji prenose i distribuiraju vodu za navodnjavanje do pojedinih podrucja

najcešce su zakopani, te su zašticeni od poljoprivrednih djelovanja i prometnih opasnosti. Na

površinu uzdignuti hidranti, pozicionirani su na raznim tockama prema planiranom rasporedu.

S površinskim metodama voda za navodnjavanje može biti dostavljena izravno u otvorene

jarke, snabdijevajuci brazde ili bazene.

Kod mikro-navodnjavanja i ostalih cjelovitih sustava, npr. prskalica, hidranti su povezani

manjim razjedlnicima smještenim uz rubove zemljišta. Oni opskrbljuju lateralne cijevi koje su

postavljene uz redove biljaka poprecno na razdjelnik. Lateralne cijevi su opremljene vodenim

18

opskrbljivacima na cešcim razmacima i vodu za navodnjavanje biljkama distribuiraju

ravnomjerno pod određenim tlakom.

Postoji mnogo vrsta sustava za navodnjavanje. No, kroz ispitivanja razlicitih rasporeda sustava,

oprema i principa rada pokazuju da je uvijek isti pristup upotrebljen od postupka planiranja do

njegove primjene te da svi oni imaju vecinu zajednickih svojstava i dijelova.

Slika 4.1. Shema rasporeda mreže. [6]

U svim tlacnim sustavima osnovni dijelovi (Slika 4.1.) su:[6]

o Kontrolna (upravljacka) stanica

o Glavni i sporedni cjevovodi

o Hidranti

o Razdjelnici

o Laterali (cjevovodi za navodnjavanje) s opskrbljivacima.

Glavna kontrolna stanica: Sastavljena je od dovodne cijevi (kruti PVC, ili pocincani celik)

postavljene horizontalno na minimalno 60 cm visini iznad tla. Opremljena je sa ventilom za

ispuštanje zraka, kontrolnim ventilom, dva prikljucka u cijevnom ispustu za spajanje s

ubrizgivacem gnojiva, zapornim ventilom između dva ispusta, ubrizgivacem gnojiva i filterom.

Glavni cjevovod: To je cjevovod najveceg promjera u mreži, koji može prenijeti protoka

sustava pod povoljnim hidraulickim uvjetima brzine protoka i gubitaka trenja. Cijevi koje se

koriste su uglavnom zakopane trajno povezane krute PVC cijevi, crne polietilenske cijevi

visoke gustoce te brzo spajajuce pocincane lagane celicne cijevi u velicinama od 63 do 160

mm, ovisno o podrucju farme.

19

Sporedni cjevovod: To su cjevovodi manjih promjera koji se protežu od glavnih linija i kod

kojih je sustavni protok preusmjeren na distribuciju odrešenih cestica. Cijevi su iste vrste kao i

glavne cijevi.

Hidranti: Postavljeni su na sporedne ili glavne cjevovode, i opremljeni 2-3 incnim (60-76 mm)

ventilom. Oni dostavljaju cijeli ili dio protoka do razdjelnika.

Razdjelnici: To su cjevovodi sustava manjeg promjera od sporednih cjevovoda, i spojeni su na

hidrante, te postavljeni najcešce na površini, uz rubove zemljišta za opskrbljivanje laterala.

Mogu biti bilo koje dostupne vrste cijevi (najcešce HDPE) u velicinama 2-3 inca (50-76 mm).

Laterali: To su cjevovodi sustava najmanjeg promjera. Spojeni su na razdjelnike, okomito na

njh, na nepomicnim pozicijama, postavljeni uz redove biljaka te su opremljeni opskrbljivacima

vode na cestim fiksiranim razmacima.

Opskrbljivaci: Opskrbljivac vode za navodnjavanje je uređaj bilo koje vrste, tipa i velicine, koji

je, spojen na cijev, pod pritiskom u funkciji ispuštanja vode u bilo kojem obliku: puštanje mlaza

vode u zrak (prskalice), malo raspršavanje ili magljenje, kontinuirano kapanje, mali tok ili

fontana itd.[6]

Ovi dijelovi zamjenjuju dijelove tradicionalnih površinskih sustava, npr. glavna vrata, glavne i

sporedne kanale, vrata kanala, jarke, brazde ili bazene.[6]

Slika 4.2. Poboljšana metoda površinskog navodnjavanja cijevima. [11]

20

4.3. Klasifikacija sustava

4.3.1. Prema tlaku

Tlak sustava je maksimalni tlak vode potreban za normalan rad te obuhvaca:

a) Gubitke trenja u cjevovodnoj mreži od kontrolne stanice do distalnog kraja sustava.

b) Tlak potreban opskrbljivacima.

c) Visinske razlike (plus ili minus). [6]

Sustavi mogu biti klasificirani kao:

o Sustavi niskog tlaka, gdje je potreban tlak 2.0 – 3.5 bara.

o Sustavi srednjeg tlaka, gdje je potreban tlak 3.5 – 5.0 bara.

o Sustavi visokog tlaka, gdje potreban tlak prelazi 5.0 bara. [6]

4.3.2. Prema metodi isporuke vode

Metoda isporuke vode je nacin na koji je voda distibuirana do biljaka. Sustavi mogu biti

klasificirani kao:

o Navodnjavanje prskalicama. Voda se isporucuje u obliku kišnih kapi raspršenih preko

cijelog podrucja. Postoji mnogo razlicitih varijacija ove metode u smislu pražnjenja i

promjera prekrivenosti, visine mlaza vode iznad tla, tipa mehanizma prskalice itd.

o Površinsko navodnjavanje (brazde, bazeni, granice itd.). Voda se na zemljište

isporucuje od glavnih i sporednih cjevovoda preko hidranata, te se širi preko cijelog

podrucja, ili je bocno primjenjeno.

o Mikro-navodnjavanje (lokalizirano navodnjavanje) pomocu mlaznica za kapanje,

raspršivaca, mikromlazova itd. Voda se isporucuje biljkama bez širenja po cijelom

podrucju, vec se isporucuje u manjim mjerama na ogranicene površine tla oko biljaka.

[6]

Metoda isporuke vode i vrsta opskrbljivaca su glavne karakteristike cijevnih sustava za

navodnjavanje. U mnogim slucajevima utjecu i određuju ostale karakteristike (tlak i tip

instalacije) i svojstva, kao što su kapacitet protoka i trajanje primjene.

Kapacitet protoka sustava je protok vode (u m3/h ili l/s) dan, ili projektiran tako da zadovolji

potrebe navodnjavanja podrucja na vrhuncu potražnje. Obrnuto je proporcionalan trajanju

primjene. Trajanje primjene je vrijeme potrebno za izvršenje jednog ciklusa navodnjavanja. [6]

21

4.3.3. Prema vrsti instalacije

Sustavi mogu biti klasificirani kao:

o Čvrste instalacije (fiksni sustavi), gdje su dijelovi položeni ili instalirani na fiksne

trajne ili sezonske pozicije.

o Polu-trajne instalacije, gdje su glavni i spredni cjevovodi trajni dok su laterali

prijenosni, rucno ili mehanicki.

o Prijenosne instalacije, gdje su svi dijelovi prijenosni.

4.4. Prednosti tehnika tlačnih sustava za navodnjavanje u odnosu

na ostale metode navodnjavanja

o Ucinkovitost navodnjavanja. U mrežama odvorenih distribucijskih kanala, gubici vode

su procijenjeni na do 40 posto u neobloženim jarcima i do 25 posto u obloženim

kanalima. Uzrok tih gubitaka su procjeđivanje, korijenje biljaka i curenje vode u

vratima, preljevima itd. Takvi se gubici ne pojavljuju u cijevnim sustavima. Tijekom

primjene na biljkama, gubici vode su između 10 posto za lokalizirana

mikronavodnjavanja i 30 posto za konvencionalne prskalice i površinske metode. Kao

rezultat, gubici vode mogu biti smanjeni te može biti postignuta ucinkovitost

navodnjavanja od 75-95 posto. U otvorenim kanalima, ucinkovitost primjene

navodnjavanja je između 45 posto i maksimalnih 65 posto.

o Ekonomski povrat po jedinici vode. Cijevni sustavi olakšavaju manipulaciju vode za

navodnjavanje pod povoljnijim uvjetima nego kod otvorenih kanala. To omogucuje

povecanje prinosa od 10-45 posto te poboljšanje kvalitete.

o Rad i održavanje. Radni sati potrebni na cijevnim sustavima krecu se između jedne

desetine i jedne cetvrtine onih potrebnih za rad na otvorenim kanalima. Svaka osoba

može jednostavno upravljati cijevnim sustavom, dok otvoreni kanali mogu zahtjevati

kvalificiranu radnu snagu. Na otvorenim kanalima, da bi se sprjecile štete uzrokovane

korijenjem, procjeđivanjem, širenjem korova, siltacijom i sedimentacijom,

zacepljenjem ispusta itd., potrebno je provesti skupe operacije. Kod cijevnih sustava,

održavanje i kontinuirani popravci konstrukcija nisu potrebni.

o Cijena. Korištenje termoplasticnih cijevi i spojnih elemenata, proizvedenih od

neomekšanog polivinil klorida (kruti PVC), polietilena male gustoce (LDPE),

polietilena velike gustoce (HDPE) i polipropilena (PP), koji su proizvedeni gotovo u

svakoj zemlji u raznim velicinama i klasama, smanjilo je cijenu cijevnih instalacija za

navodnjavanje na relativno nisku razinu u vrijeme kada su mreže otvorenih kanala

postale skuplje.

22

Pocetna novcana ulaganja u primjenu ovih tehnika variraju od metoda navodnjavanja do tipova

instalacija. Cijena cvrstih instalacija za lokalizirane metode je veca od cijene poluprijenosnih

(rucnih) sustava prskalica i cijevnih mreža za površinske metode. Tehnologija cijevnih sustava

za navodnjavanje je jednostavna, fleksibilna i isplativa. Primjena cijevnih tehnika za

navodnjavanje dovela je do znatne promjene upravljackih vještina navodnjavanja farmi. [6]

Slika 4.3. Tehnika navodnjavanja kapanjem. [9]

Slika 4.4. Tehnika navodnjavanja mini prskalicama. [6]

23

5. Vrste niskotlačnih sustava za navodnjavanje

Postoje razliciti nacini i tehnike navodnjavanja iz zraka, ali najzastupljenije su sljedece:

o navodnjavanje kišenjem;

o lokalizirano navodnjavanje. [1]

5.1. Navodnjavanje kišenjem

Navodnjavanje kišenjem ili umjetno kišenje je takav nacin dodavanja vode nekoj kulturi

da se ona raspodjeljuje po površini terena u obliku kišnih kapljica, oponašanjem prirodne kiše.

Voda se zahvaca na izvorištu crpkama i pod pritiskom (do 7 i više bara) se kroz sustav

cjevovoda dovodi do proizvodnih poljoprivrednih površina gdje se pomocu rasprskivaca

raspodjeljuje u kapljicama po navodnjavanoj površini.

Umjetno kišenje danas zauzima velike površine u poljoprivrednoj proizvodnji i po

zastupljenosti je odmah iza sustava površinskog navodnjavanja. Širi se na novim površinama,

ali sve više zamjenjuje površinske i klasicne nacine navodnjavanja pri modernizaciji

tehnologije sustava i povecava udjel u strukturi navodnjavanih površina. [1]

Prema nacinu izgradnje i korištenja elemenata te organizacije rada, sustavi za navodnjavanje

kišenjem mogu biti:

- nepokretni ili stabilni;

- polupokretni ili polustabilni;

- pokretni ili prijenosi;

- samopokretni ili samohodni. [1]

S obzirom na pojedine radne karakteristike, rasprskivaci se dijele:

- prema intenzitetu kišenja (niskog intenziteta 2 mm/h do 10 mm/h, srednjeg 10 mm/h do

20 mm/h, visokog 20 mm/h do 30 mm/h);

- prema dometu mlaza (malog dometa do 20 m, srednjeg 20 m do 30 m, velikog 35 i više

m);

- prema radnom pritisku (niskotlacni 1,5 bara do 2,5 bara, srednjetlacni 2,5 bara do 5 bara,

visokotlacni od 5 bara); [1]

Vrste niskotlacnih navodnjavanja kišenjem su:

o Crijevno pomicne prskalice;

o Mikroprskalice;

o Miniprskalice. [6]

24

5.1.1. Crijevno pomične prskalice

Najzastupljeniji i najjeftiniji sustav navodnjavanja malih i srednje velikih farmi su rucno

pokretni cijevni sustavi sa malim do srednjim tlakovima (2.0 do 3.5 bara). Da bi se izbjegle

lateralne kretnje i smanjila potreba za radnom snagom, razvijeni su sustavi crijevno pomicnih

prskalica. Taj je sustav poboljšanje konvencionalnih rucno pokretnih cijevnih sustava te koristi

kombinaciju karakteristika trajnih i polutrajnih instalacija.

U ovom sustavu su lateralne linije prskalica postavljene trajno na prostoru širokom do 60

metara. Prskalice, postavljene na tronožna postolja, nisu spojene izravno na lateralne cijevi,

nego su na njih spojene preko fleksibilnih PE cijevi promjera 20-25 mm i dužine do 30 metara.

Ova crijeva s prskalicama mogu biti premještana lateralno na bilo koju stranu da bi prekrili veci

broj pozicija.[6]

Slika 5.1. Crijevno pomične prskalice. [6]

Raspored ovog sustava je standardan i sastoji se od glavne kontrolne jedinice, mreže cijevi

(glavnih, sporednih i razdjelnih), hidranata, laterala i određenog broja crijeva (jedno crijevo po

prskalici).

Kontrolna jedinica je jednostavna i sadrži samo regulacijski ventil (zaporni, nepovratni, zracni,

itd). Glavni i sporedni cjevovodi su najcešce zakopane cijevi krutog PVC-a promjera 90-150

mm, ili polietilenske cijevi visoke gustoce (HDPE) promjera 75-110 mm položene na površini.

Fleksibilna crijeva su meke polietilenske cijevi male gustoce (LDPE) promjera 20-25 mm.

Tronožna postolja prskalica mogu biti napravljene od celicnih šipki promjera 8 mm. [6]

Vecina poljoprivrednih prskalica koristi povratno-pokretne sporo-rotacijske ili kružne

mehanizme niskog ili srednjeg radnog tlaka (2.0-3.5 bara).

25

Osnovna svojstva i karakteristike sustava crijevno pomicnih prskalica su:

- Dva raspršivaca: 3.0 – 6.0 mm (opseg) x 2.4 – 4.2 mm (širina);

- Niski do srednji radni tlak: 1.8 – 3.5 bara;

- Ispuštanje vode: 1.1 – 3.0 m3/h;

- Promjer natapanja: 18 – 35 m;

- Kut mlaza: 20°-30° (osim kad su potrebni mlazevi pod manjim kutem, npr. pod jakim

utjecajem vjetra);

- Tip prikljucka: unutarnji ili vanjski s navojem

Prednosti Nedostaci

Velika ucinkovitost primjene – do 75

%;

Jednostavan dizajn, instalacije i rad;

Prilagodljivost svim vrstama tla,

poljnih usjeva i manjih neregularnih

usjeva;

Jeftiniji od mnogih drugih

suvremenih sustava za

navodnjavanje;

Prihvatljiva nekvalificirana radna

snaga.

Pomicanje crijeva s prskalicama je

težak i neugodan posao;

Dugo trajanje ciklusa navodnjavanja

Tablica 5.1. Prednosti i nedostaci primjene crijevno pomičnih prskalica.

Gubici i potreban tlak u jednom primjeru sustava crijevno pomicnih prskalica:

Karakteristike sustava:

- Glavni cjevovod: krute PVC cijevi promjera 90 mm, duljne 108 m;

- Lateralni cjevovod (2): HDPE cijevi promjera 63mm, duljine 138m, na razmacima 60 m;

- Crijeva (24): fleksibilna PE crijeva promjera 25mm, duljine 30m, na razmacima od 12 m;

- Prskalice (24): ispuštanje 1,5 m3/h pod pritiskom od 2,5 bara;

- Vrijeme navodnjavanja: 42 sata.

26

Slika 5.2. Shema sustava navodnjavanja crijevno pomičnim prskalicama [6]

bar

Potrebni tlak prskalice 2.50

Gubici trenja u crijevu prskalice 0.33

Gubici trenja u lateralnom cjevovodu 0.47

Gubici trenja u glavnom cjevovodu 0.15

Manji lokalni i drugi gubici 0.25

Ukupno zahtjevani tlak 3.70

Tablica 5.2. Potreban tlak i gubici. [6]

27

5.1.2. Mikroprskalice

Mikroprskalice su rasprskivaci vode malog kapaciteta, prskalice po tipu, ali velicinom

manje od konvencionalnih prskalica te protocnih kolicina do 250 litara po satu. Postavljene su

u relativno bliskim pravokutnim ili trokutnim razmacima za maksimalna preklapanja kod

navodnjavanja krumpira, mrkvi, lisnatog povrca, kikirikija i drugih gusto zasađenih poljnih

usjeva. Ova je metoda pouzdana, visoko ucinkovita te jednostavna za primjenu, upravljanje i

rukovanje. Sustav je sezonska, niskotlacna, cvrsta instalacija mikro-navodnjavanja koji može

biti lako postavljen na polju i brzo uklonjen na kraju sezone.

Raspored sustava se sastoji od kontrolne jedinice opremljene samo regulacijskim ventilom i

filterom. Raspored glavnih i sporednih cjevovoda, hidranata i razdjelnika isti je kao i kod ostalih

cijevnih mreža mikro navodnjavanja.

Cijevi korištene u mrežnoj distribuciji ovog sustava su uglavnom krute PVC (zakopane) ili crne

polietilenske cijevi velike gustoce (HDPE, položene na površini).

Rasprskivaci ovog sustava su rotirajuce prskalice malog kapaciteta dizajnirane za manja

ravnomjerno distibuirana ispuštanja preko navodnjavanog podrucja kišenjem. [6]

Osnovna svojstva i karakteristike mikroprskalica su:

- Radni tlak: 2.0 bara;

- Kolicina protoka: 130-250 litara/h;

- Promjer natapanja: prosjecno 12 metara;

- Taloženje: 4-7 mm/h;

- Potrebni filteri: mrežice približno 40 – 60 (300-250 mikrona). [6]

28

Slika 5.3. Navodnjavanje mikro prskalicama. [10]

Prednosti Nedostaci

Radna snaga za upravljanje i

održavanje manje potrebna;

Fleksibilnost i prilagodljivost:

tehnologija je jednostavna i laka za

primjenjivanje i upravljanje;

Visoka ucinkovitost primjene

navodnjavanja.

Visoka pocetna cijena.

Tablica 5.3. Prednosti i nedostaci primjene mikroprskalica.

Gubici i potreban tlak u jednom primjeru sustava mikroprskalica:


- Glavni cjevovod (1): HDPE cijevi promjera 75 mm, duljine 120 m;

- Lateralni cjevovod (24): LDPE cijevi promjera 32 mm, duljine 81 m, na razmacima 5 m;

- Prskalice (17*Lateral=336): ispuštanje 160 litara/h pod pritiskom od 2,0 bara;

- Vrijeme navodnjavanja: 19,5 sata.

29

Slika 5.4. Shema čvrstog sustava navodnjavanja mikroprskalicama. [6]

bar


Gubici trenja u lateralnom cjevovodu 0.20


Gubici trenja u kontrolnoj jedinici 0.50

Manji lokalni gubici 0.20



30

5.1.3. Miniprskalice

U ovoj je metodi po jedna prskalica postavljena za svako stablo. Prskalica raspršuje

vodu u kružnom uzorku ispod lišca u manjim mjerama preko ogranicenog podrucja oko stabla.

Ovaj pristup kombinira principe i prednosti i prskalica i lokaliziranih navodnjavanja kapanjem.

Navodnjavanje miniprskalicama je pristup lokaliziranog mikro navodnjavanja koji koristi

niskotlacni sustav u cvrstoj trajnoj ili sezonskoj instalaciji.

Kontrolna jedinica može biti što je moguce jednostavnija. Međutima, filterski uređaj je potreban

kao i u svim instalacijama mikro-navodnjavanja.

Glavni i sporedni cjevovodi mogu biti od bilo kakvih trajno postavljenih cijevi, na površini ili

zakopanih, sa uzvišenim hidrantima.

Mikroraspršivaci korišteni u vocnjacima, nazvani miniprskalice su mali plasticni opskrbljivaci

staticnog tipa prskalica sa ispuštanjem male kolicine vode pod malim kutem, u obliku finih

kapljica koje su ravnomjerno distribuirane oko stabla u punom ili djelomicnom kružnom

uzorku. [6]

Osnovna svojstva i karakteristike miniprskalica su:

- Radni tlak: 1.5 – 2.0 bara;

- Kolicina protoka: 35 – 250 litara/h;

- Promjer natapanja: 3 – 6 metara;

- Taloženje: 2 – 20 mm/h;

- Potrebni filteri: mrežice 60 – 80 (250-200 mikrona). [6]

-

Slika 5.5. Navodnjavanje miniprskalicama. [5]

31

Tablica 5.5. Prednosti i nedostaci primjene miniprskalica.

Gubici i potreban tlak u jednom primjeru sustava miniprskalica:


- Glavni cjevovod (1): HDPE cijev promjera 63 mm duljine 120 m;

- Lateralni cjevovod (20): LDPE cijevi promjera 25 mm, duljine 81 m;



Prednosti Nedostaci


navodnjavanja;

Kolicina vode je precizno

kontrolirana i samo je djelomicno

podrucje natopljeno. Nema gubitaka

ispravanjem, procjeđivanjem ili

otjecanjem;

Fleksibilnost i prilagodljivost: Ovaj

sustav je najfleksibilniji sustav

mikro-navodnjavanja te je lako

usvojen i upravljan od strane

poljoprivrednika;

Mala potreba za radnom snagom.

Visoka pocetna cijena.

32

Slika 5.6. Shema navodnjavanja voćnjaka miniprskalicama. [6]

bar


Gubici trenja u lateranom cjevovodu 0.35




Razlika u visini 0.15



33

5.2. Lokalizirano navodnjavanje

Lokalizirano navodnjavanje cini vrlo moderna i sofisticirana oprema kojom se voda

dovodi i raspodjeljuje do svake biljke „lokalno“, vrlo precizno i štedljivo, pomocu posebnih

hidraulicnih naprava. Sustavima lokaliziranog navodnjavanja se vlažnost tla može održavati

prema zahtjevima uzgajanih kultura i u granicama optimalne vlažnosti što pogoduje biljkama.

Lokalizirano navodnjavanje ima više prednosti prema ostalim metodama navodnjavanja; može

se primjeniti na svima tlima, topografskim prilikama, na parcelama raznih oblika i dimenzija te

za sve kulture u poljskim uvjetima i zašticenim prostorima. Sustavi štede vodu i uz mogucnost

elektronske regulacije i kompjuterskog upravljanja ostvaruju visok i kvalitetan prinos

poljoprivrednih kultura. [1]

Metoda lokaliziranog navodnjavanja se primjenjuje na dva nacina:

- navodnjavanje lokaliziranim mini prskalicama;

- navodnjavanje kapanjem. [1][6]

5.2.1. Navodnjavanje lokaliziranim mini prskalicama

Navodnjavanje lokaliziranim mini prskalicama je niskotlacni sustav cvrste trajne

instalacije korišten u gajevima stabala. Svako stablo ima okrugli ili kvadratni bazen koji je

natopljen vodom tijekom navodnjavanja. Voda se procjeđuje u tlo i natapa zonu korijena. Voda

se ispušta mini prskalicama postavljenim u bazen, koji ispuštaju vodu u kolicinama protoka od

100 – 250 litara/h. Svaki bazen može imati jednu ili dvije prskalice po potrebi.

Raspored sustava je standardni kao i kod svih sustava pod tlakom. Sastoji se od kontrolne

jedinice bez filtera i aparata za gnojivo. Glavni i sporedni cjevovodi su najcešce zakopane cijevi

od krutog PVC-a, sa uzvišenim hidrantima. [6]

Osnovna svojstva i karakteristike su:

- Radni tlak: 1.0 – 3.0 bara;

- Kolicina protoka: 100 – 250 litara/h;

- Nisu potrebni filteri. [6]

34

Slika 5.7. Lokalizirana mini prskalica. [7]

Prednosti Nedostaci


navodnjavanja, do 75 %, rezultirajuci

znatnim uštedama vode, sa potpunom

kontrolom navodnjavanja od

izvorišta do bazena stabla;

Cijela mreža cjevovoda je zakopana,

pa nema problema u radu na polju;

Tehnologija je jednostavna i nije

korištena visoko sofisticirana

oprema;

Sustav može biti upravljan od strane

nekvalificiranih poljoprivrednika i

radnika;

Filteri i ubrzgivaci gnojiva nisu

potrebni.

Visoka pocetna cijena;

Mali protoci vode ne mogu biti

korišteni kao kod ostalih sustava

mikro-navodnjavanja;

Na pješcanim tlima sa visokom

mjerom procjeđivanja, teško je

postici ravnomjernu distribuciju vode

po bazenu stabla.

Tablica 5.7. Prednosti i nedostaci primjene lokaliziranih mini prskalica.

Gubici i potreban tlak u jednom primjeru sustava navodnjavanja lokaliziranim mini

prskalicama:


- Glavni cjevovod (1): krute PVC cijevi promjera 75 mm, duljine 120 m;

- Lateralni cjevovod (10):krute PVC cijevi promjera 50 mm, duljine 81 m;



35

Slika 5.8. Shema sustava navodnjavanja lokaliziranim mini prskalicama. [6]

bar






Razlika u visini 0.10



36

5.2.2. Navodnjavanje kapanjem

U sustavu navodnjavanja kapanjem, voda se dodaje svakoj biljci posebno u malim,

cestim, preciznim kolicinama kroz male mlaznice. Ovo je najnaprednija metoda navodnjavanja

sa visokom ucinkovitosti primjene. [6]

Ovi sustavi su potpuno automatizirani i programirani, te tijekom svoga rada gotovo ne

zahtijevaju prisustvo covjeka. Zbog svojih dobrih radnih karakteristika, elektronicke podrške i

tehnicke perfekcije, uređaji za navodnjavanje kapanjem vrlo su interesantni za poljoprivredne

proizvođace. [1]

Ovaj sustav štedi vodu, te sa minimalnom kolicinom postižu se maksimalni ucinci u biljnoj

proizvodnji. Voda se dovodi cijevima do svake biljke te se vlaži vrlo mali dio zemljišta, što

smanjuje gubitke vode te se stoga naziva još „lokalizirano navodnjavanje”. Vrijeme

navodnjavanja može trajati i do 24 sata, što je uvriježilo i izraz „nonstop“ ili „dnevno“

navodnjavanje. [1]

Tlak sustava je između 2.0 i 3.0 bara.

Slika 5.9. Navodnjavanje kapanjem. [8]

37

Prednosti Nedostaci

Ušteda vode. Zasađeno podrucje je

djelomicno natopljeno sa precizno

kontroliranim kolicinama vode.

Stoga su velike kolicine vode

ušteđene te se podrucje

navodnjavanja može raširiti sa istom

kolicinom vode, rezultirajuci vece

prinose po jedinici vode;

Mogucnost korištenja slane vode;

Postižu se veci prinosi i bolja

kvaliteta plodova uzgajanih kultura;

Automatski rad i kontrola uređaja

pomocu elektronike;

Troškovi eksploatacije i održavanja

sustava su relativno mali u odnosu na

ostale sustave.

Visoka pocetna cijena;

Navodnjavaju se samo visoko

dohodovne kulture;

Često zacepljenje kapaljki i potreba

zamjene;

Troškovi sakupljanja i zbrinjavanja

pojedinih elemenata (cijevi) po

završetku vegetacije;

Otežano kretanje strojeva po

proizvodnoj površini.

Tablica 5.9. Prednosti i nedostaci primjene kapanja.

Slika 5.11. Navodnjavanje kapanjem. [12]

Gubici i potreban tlak u jednom primjeru sustava navodnjavanja kapanjem:


- Glavni cjevovod (1): HDPE cijevi promjera 63 mm, duljine 120 m;

- Lateralni cjevovod (108): LDPE cijevi promjera 16 mm, duljine 81 m;

- Kapaljke (81*Lateral=8748): ispuštanje 4 litre/h pod pritiskom od 1,0 bara;

- Vrijeme navodnjavanja: 3 sata i 4 min.

38

Slika 5.10. Shema navodnjavanja kapanjem. [6]

bar

Tlak na kapaljkama 1.00







39

6. Zaključak

U tablici 6.1. prikazana je usporedba pojedinacnih tlacnih gubitaka sustava s obzirom

na podrucje njihove pojave, za svih pet tlacnih sustava za navodnjavanje.

Navodnjavanje kišenjem Lokalizirano navodnjavanje

Crijevno pomične prskalice

Mikroprskalice Miniprskalice Lokalizirane

mini prskalice

Kapanje

Potrebni tlak sustava [bar]

2.50 2.00 2.00 2.00 1.00

Gubici trenja u crijevu prskalice

[bar] 0.33 - - - -

Gubici trenja u lateralnom

cjevovodu [bar] 0.47 0.20 0.35 0.34 0.10

Gubici trenja u glavnom

cjevovodu [bar] 0.15 0.35 0.25 0.60 0.43

Gubici trenja u kontrolnoj jedinici

[bar] - 0.50 0.50 0.20 0.90

Manji lokalni gubici [bar]

0.25 0.20 0.20 0.20 0.22

Razlika u visini [bar]

- - 0.15 0.10 -

Ukupni gubici [bar] 1.20 1.05 1.15 1.24 1.65

Ukupno zahtjevani tlak u sustavu [bar]

3.70 3.05 3.15 3.24 2.65

Tablica 6.1. Potrebni tlakovi i gubici tlaka u niskotlačnim sustavima za navodnjavanje [bar].

Iz navedenog možemo vidjeti da je prema kriteriju minimalnih gubitaka tlaka, najucinkovitija

metoda navodnjavanja, sustav navodnjavanja mikroprskalicama. Korištenjem ovog sustava

postižu se velike uštede energije.

40

Treba napomenuti da su u navedenom primjeru lokaliziranog sustava kapanjem na glavnoj

kontrolnoj jedinici spojeni i sustavi za filterizaciju i fertilizaciju, u kojima dolazi do znatnih

linijskih gubitaka energije, i to je razlog zašto su gubici trenja u kontrolnoj jedinici puno veci

nego kod ostalih sustava.

No, analizom prednosti i nedostataka pojedinih niskotlacnih sustava za navodnjavanje, ako

pocetni troškovi nisu upitna stavka, dolazimo do zakljucka da je lokalizirano navodnjavanje

kapanjem najucinkovitija metoda. Razlog tog zakljucka leži u cinjenici da se ovim sustavom

najviše štedi voda, dok su u isto vrijeme prinosi i kvaliteta plodova veci. Ucinkovitost primjene

vode kod sustava navodnjavanja kapanjem je najveca u odnosu na druge sustave, pa se može

zakljuciti da je ova metoda zasigurno i najisplativija metoda navodnjavanja.

Jedan od glavnih nedostataka vecine niskotlacnih sustava za navodnjavanje su visoki pocetni

troškovi izgradnje i opreme sustava. No, ako uzmemo u obzir cinjenicu da su svi niskotlacni

sustavi poprilicno jednostavni za korištenje i da je potreba za kvalificiranom radnom snagom

vrlo mala, možemo zakljuciti da je primjena ovakvih sustava za navodnjavanje vrlo isplativa.

41

7. Literatura (Reference)

1. Madjar Stjepan, Šoštaric Jasna: Navodnjavanje poljoprivrednih kultura; Poljoprivredni

fakultet Osijek.

2. Andreic Željko: prezentacije Mehanika fluida dio 5,6 i 7; Rudarsko – geološko – naftni

fakultet, Sveucilište u Zagrebu.

3. Loncar Goran: skripta Mehanika tekucina; Građevinski fakultet, Sveucilište u Zagrebu.

4. Andreic Željko: skripta Temelji mehanika fluida; Rudarsko – geološko – naftni fakultet,

Sveucilište u Zagrebu.

5. Slika 5.5 Navodnjavanje miniprskalicama: http://www.access-irrigation.co.uk/

6. Phocaides, A.: Technical handbook on pressurized irrigation techniques; Food and

agriculture organization of the united nations; Rome, 2000.

7. Slika 5.7. Lokalizirana mini prskalica - http://www.hunterindustries.com/

8. Slika 5.9. Navodnjavanje kapanjem - http://www.gokulplast.com/

9. Slika 4.3. Tehnika navodnjavanja kapanjem. -

https://thewatermovement.files.wordpress.com/

10. Slika 5.3. Navodnjavanje mikro prskalicama. - https://goingtoseed.wordpress.com/

11. Slika 4.2. Poboljšana metoda površinskog navodnjavanja cijevima. -

https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_irrigation

12. Slika 5.11. Navodnjavanje kapanjem. - http://www.groundreport.com/

http://www.access-irrigation.co.uk/

http://www.hunterindustries.com/

http://www.gokulplast.com/

https://thewatermovement.files.wordpress.com/

https://goingtoseed.wordpress.com/

https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_irrigation

http://www.groundreport.com/

gubici u niskotlaČnom sustavu za - bib.irb.hr · ukoliko se dinamički koeficijent viskoznosti...

Documents