HYDROMELIORAČNÍ STAVBY
ZÁVLAHOVÉ STAVBY 2. SEMINÁŘ 19.3.2012
Ing. Pavla Schwarzová, Ph.D. B 612
OPAKOVÁNÍ: 1.
Specifikace závlahy AZS golfu + zdroje vody pro závlahu na golfu
2.
Distribuční křivka postřikovače a úloha sponu postřikovačů
3.
Automatický závlahový systém RD – skladba a princip
PROGRAM 2. SEMINÁŘE 1.
DOPLŇKOVÁ ZÁVLAHA Videíčko :o))
2.
POSTŘIK
3.
DĚLENÍ PODLE ÚČELU
WEB: zavlahovestavby.digisekce.com
AKTUALITA.
NOVĚ VYBUDOVANÝ AZS PŘED FSV ČVUT
1. DOPLŇKOVÁ ZÁVLAHA
SRÁŢKY Měříme srážkoměrem Oficiální data ČHMÚ (meteorologické nebo srážkoměrné stanice) x Data od místních pozorovatelů (agronomové) Pro zajímavost: koncem 20. století na území Česka cca 200 stanic měřících základní meteorologické prvky (teplota, srážky, sníh, vlhkost vzduchu, výpar, sluneční svit, tlak, vítr atd.) a cca 700 stanic srážkoměrných (srážky, sníh)
Ovzdušné srážky, (obecně): důležitý je nejen roční úhrn, ale i rozdělení v průběhu roku nebo v průběhu vegetačního období intenzita srážek (pro vsakování - letní lijavce x mírné dlouhotrvající deště) atd. Pozn: Vegetační období pro ČR obecně: duben - září Posouzení sucha: Průměrný dlouhodobý roční úhrn srážek v ČR 672 mm Rok 2002, s výraznými srpnovými povodněmi (roční úhrn srážek 866 mm) X rok 2003 extrémně teplý a suchý (naměřeno méně než 500 mm srážek) Volně stažitelné klimatické normály srážek a teplot 1961 – 1990 pro nejbližší meteorologické stanice k řešené lokalitě
TEPLOTY: Pokles s nadmořskou výškou (minima horské oblasti, maxima nížiny), tepelný ostrov Prahy (lidská činnost způsobuje tepelné znečištění atmosféry, projevuje se hlavně v noci a v chladnějším období roku) Měření teploty ve °C, ve standardní žaluziové budce 2m nad zemí v tzv. klimatologických termínech 7, 14 a 21hod místního času (MSSČ) Měření teploty staničním teploměrem (a speciálním minimálním a maximálním teploměrem) Pravidelná meteorologická měření v Pražském Klementinu od r. 1752 (teplotní od r. 1775). Za období 1961 až 2000 digitalizována všechna teplotní měření z celkem 311 stanic a přechod na kontinuální záznamy. Teplotní extrémy za r. 1961 – 2000: Max. teplota 27.8.1983 40,2°C Praha- Uhříněves Min. teplota 7.1.1985 -33°C Lenora na Šumavě Absolutní dlouhodobé minimum 1929: -42,2°C Litvínovice u Českých Budějovic
Posouzení sucha a potřeby závlah: V dané lokalitě provádíme posouzení KLIMATICKÉHO nebo MÍSTNÍHO SUCHA, abychom zjistili potřebu realizace závlahového systému.
Klimatické sucho: zasahuje rozsáhlé oblasti, je způsobeno nedostatečným množstvím srážek (nebo jejich nevhodným časovým rozdělením) a vysokou teplotou, která zvyšuje ztráty vody výparem (velké oblasti – např. Sahara).
Místní sucho: nezávisí na klimatických podmínkách, vyskytuje se v územích, kde by srážkový úhrn ve vegetačním období stačil k zásobování rostlinstva vodou, avšak vlivem místních poměrů nastává nedostatek vláhy (např. písčité oblasti).
Katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství Fakulta stavební, ČVUT Praha
Posouzení podle Jůvy:
Prof. Jůva posuzuje výskyt klimatického sucha podle ročního srážkového úhrnu. Základ: roční srážkový úhrn 500 mm lze považovat za hranici mezi suchým (aridním) a vlhkým (humidním) podnebím Podrobně: Podnební oblast
Roční srážkový úhrn (mm)
Extrémně suchá – pouštní
Do 200
Suchá – polopouštní. Stepní
200 Až 400
Polosuchá – semiaridní
400 až 500
Polovlhká – semihumidní
500 až 600
Vlhká – humidní
600 až 700
Extrémně vlhká - perhumidní
přes 700
Posouzení podle Zunkera: Zajímá nás pouze vegetační odbobí vegetační období (duben až září), nikoli data po celý rok Suché VO (IV – IX) má nižší úhrn srážek než 340 mm (vlhké naopak) Kontrola suchých měsíců: Duben a září jsou považovány za suché měsíce, pokud mají srážkový úhrn menší než 50 mm Květen až srpen jsou suché měsíce, pokud mají srážkový úhrn nižší než 60 mm
Vláhová potřeba plodiny Vc (m³/ha, mm) Def: Množství vody, jež rostlina spotřebuje pro předpokládaný vývoj ve vegetačním období k fyziologickým pochodům v daných klimatických podmínkách Vc = Vt + Ve + Vrt EXPERIMENTÁLNĚ (lyzimetr) x ČSN 75 0434 x KLIMATICKÁ ZMĚNA Biologická křivka plodiny Ideální srážka (÷ Vc) = Takový měsíční úhrn srážek ve vegetačním období, při němž byly v daných klimatických podmínkách dosaženy optimální výnosy
Metoda Klatt, Hemerka vláhová potřeba plodiny x srážky rok 2003 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
2003 jahody trávník
duben
květen
červen červenec
srpen
září
říjen
Doplňková závlaha = (výpočet) množství vody, které potřebujeme během vegetačního období dodat plodině závlahou na jednotku plochy k doplnění přirozeného obsahu vody v půdě a úhradě všech ztrát vody (s výjimkou ztrát v přivaděči = Mz
100% (tj.Vc) - 30% (přiroz. srážka)= 70% (Mz) Vc Mz Md
vláhová potřeba závlahové množství závlahová dávka (Mz = ΣMd)
Výpočet Mz = další část 1. příkladu
Závlahové mnoţství Definice Mz (m3/ha, mm): = množství (závlahové) vody, které je nutno přivést pěstované plodině ve vegetačním období na jednotku zavlažované plochy k doplnění přirozeného obsahu vody v půdě k úhradě všech ztrát vody vzniklých při závlaze na zájmové ploše.
Mz = kz (Si – Sv) Si … (opravené) ideální srážky Klatt, Hemerka Si=cca Vc Sv …srážkový úhrn za vegetační období v průměrném, konkrétním nebo směrodatně suchém roce Kz … ztrátový součinitel, vyjadřuje ztráty vody na zavlažované ploše Vybrané hodnoty ztrátového součinitele kz (například): Postřik 1,15 – 1,25 Výtopa 1,65 – 2,5 Kapková 1,05 – 1,15
Stanovení Mz z Vc
Mz = kz (Vc - αSv - Wz – Wk) Vc … vláhová potřeba zavlažované plodiny za vegetační období [m³/ha]
α… součinitel využitelnosti srážek ve vegetačním období ( půdní poměry, sklonitost terénu, intenzita srážky, vliv větru…) α = 1 – o – v, kde o … povrchový a podzemní odtok v … výpar
Půdy hlinité α = 0,75 Půdy jílovité α = 0,70 Půdy písčité α = 0,60 Sv … srážkový úhrn za vegetační období [m³/ha] SKUTEČNĚ PODLE VO!!!! Wz … využitelná zásoba vody v půdě ze zimních srážek na začátku vegetačního období (cca první dva měsíce) [m³/ha] Wk … využitelné množství vzlínající podzemní vody, závislé na druhu půdy a hloubce HPV [m³/ha]
ILUSTRAČNÍ VIDEO Č. 3: Název: Jak zavlažovat Autor: starší dokument (1973), ale obecný princip dosud platný Základní údaje:
Meteostanice – stanovení základních klimatických veličin (úhrn srážek – srážkoměr), měření teploty, měření relativní vlhkosti vzduchu, rychlosti a směru větru …
Vláhová potřeba plodiny
Biologická křivka plodiny
Stanovení momentální vlhkosti půdy – odběr porušených půdních vzorků pomocí ručního vrtáku
Hloubka zavlažení – hloubka uložení kořenů
Plná vodní kapacita – polní vodní kapacita
Stanovení velikosti závlahových dávek v průběhu VO Katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství Fakulta stavební, ČVUT Praha
PŮDA (opakování z hydropedologie) 1.
Pedologická mapa, mapa BPEJ
2.
Předběžný průzkum, průzkumné šetření, rekognoskace terénu (všímat si zamokření, lokálních depresí, výkvětů solí, výskytu šťavele a jiných vlhkomilných rostlin)
3.
Praxe – AZS zahrádky rodinných domků, veřejné parky, sportoviště, golfy Pro kvalitní porost TRÁVNÍKU se většinou po realizaci rozprostře vrstva ornice (cca 10-15 cm), trávník koření 10-15 cm hluboko. Vycházíme z předpokladu homogenních podmínek, pedologie se většinou nestanovuje, dostačuje stanovit půda LEHKÁ, STŘEDNÍ, TĚŽKÁ.
4.
Pokud pedologický rozbor stanoviště děláme, pak: Vzorky porušené Vzorky neporušené
Automatika Ovládací jednotky spouštění jednotlivých ventilů pro zajištění optimální úrovně půdní vlhkosti podle čidla
VZORKY PORUŠENÉ: 1. Stanovují zrnitostní křivku (Metoda Cassagrande), stanovení půdního druhu. Půdní druh: skupina půd určená texturou půdy. Existuje řada stupnic půdních druhů, např. Novákova stupnice, založená na obsahu
jílnatých částic (o průměru menším než 0,01 mm) a vyčleňující 7 půdních druhů. Pro závlahu dostačuje většinou nejhrubší rozdělení na půdy lehké (P, HP), střední (PH, H) a těžké (JH,J) vycházející z obtížnosti obdělávání. Obsah I. kategorie [%]
Půdní druh podle Nováka
Polní vodní kapacita [%]
BV [%]
VVK (PVK – BV) [%]
< 10
Písčité
< 16
<6
10
10-20
HP
16-24
6-9
10-15
20-30
PH
24-30
9-12
15-18
30-45
Hlinité
30-37
12-15
18-22
45-60
JH
37-39
15-19
22-20
60-70
jílovité
39
19-21
20-19
2.POSTŘIK
Postřik - obecně
V ČR od r. 1922, byl vybudován na 99% ploch ZS Technicky nejdokonalejší závlahový způsob, nejvíce podobný přirozenému dešti, energeticky náročný Hodí se pro většinu zemědělských plodin, pro členitý terén i pestrou půdní mozaiku, ale u větších dostřiků vliv větru, vliv EROZE Dnes nahrazován pokud možno lokalizovanými závlahami Po r.1989 automatika postřiku, spíš komerční plochy, AZS (golf a fotbal hřiště, parky, okrasné zahrady)
PÁSOVÉ ZAVLAŽOVAČE Obrázek + princip: 1. Přivezení traktorem na pole 2. Napojení na hydrant tlakového rozvodu ZV (pomocí přenosného rychlospojkového potrubí, požární hadice) 3. Rozvinutí hadice namotané na bubnu stroje do krajní polohy Poznámka k porozumění: Techn.údaje SIGMA OLOMOUC: Odra 7528 (280m délka, 75 DN), BAUER: Rainstar E 100-400 (DN 100 m, délka 400 m)
KONCOVÝ POSTŘIKOVAČ 4.
Nasazení koncového postřikovače / rozvinutí závlahové konzoly (různé postřikovače, mikropostřikovače pro jemnější zálivku nebo větrné podmínky), kluzný nebo kolový podvozek
PZ – OBSLUHA 6. Obsluha spustí hydromotor, po dodání závlahové dávky se stroj automaticky vypne Orientačně: Zavlažený pás je obvykle cca 70 x 400 m a závlaha 1 pásu trvá cca 15 hod podle nastavené závlahové dávky (rychlosti navíjení) Poznámka: Před revolucí hodně používané PZ Odra, Pálava (výrobce: ISH – bývalá Sigma Olomouc) Dnes naleznete převážně BAUER (prodejce v ČR – Netafim s.r.o.), též různé další typy (SRN, Rakousko, Francie), http://www.bauer.sk/, www.bauer-at.com
PRP PŘENOSNÉ RYCHLOSPOJKOVÉ POTRUBÍ - původní a častý systém:
trubní linka + tvarovky + připojení na hydrant (u hydrantů armatury) Materiál: tenkostěnná ocel, hliník, plast, musí to být PŘENOSNÉ (tj. lehké) DN 50 až 150 mm, klasické = 6 m kusy, dále 1, 2, 3, 4, 5 m doplňkové trouby Spojování trub: Jednopákové rychlospojky (starší typ kulové rychlospojky) Výrobce: dříve Sigma Olomouc, dnes Perrot (SRN)
PRINCIP INSTALACE 1. Traktor přiveze na pole trubky, tvarovky a postřikovače (materiál většinou hliník, 6 m dlouhé trubky jsou „lehké“) 2. Poskládání „sestavy PSP“ a napojení na hydrant tlakového rozvodu ZV (opět pomocí přenosného rychlospojkového potrubí, požární hadice) DŘÍVE: postupný posun 1 velkého postřikovače po lince, nebo v provozu několik menších
současně DNES: Použití tzv. – PŘENOSNÉ SVINOVATELNÉ POTRUBÍ (rPE + řada malých postřikovačů)
PSP PSP = Modernější provedení POTRUBÍ = Flexibilní PE potrubí DOPLŇKY, POSTŘIKOVAČE = hliníkové nebo plastové Použití zpravidla ale „jen“ mikropostřik. A nevýhoda - snadno odcizitelné.
TVAROVKY, ARMATURY PSP UP … uzávěr postřikovače (trubní mezikus + šikmý ventil) UO … uzavíratelná odbočka T kusy
PK … připojovací kus, přechodový kus
Hydrant, vodoměr, redukční tlakový ventil
PIVOTOVÉ ZS EFEKTIVITA!! V ČR poplatné své době FREGAT (Rusko), SIGMATIC (ČR) Francie, Kalifornie i dnes!! Použití: rozsáhlé, rovinaté, monokultury Stroj pracující do kruhu, R= až 400 m, centrální bod PIVOT = masivní kce hydrantu (zdroj vody) Příhradová konstrukce (nosná), MOSTY 36, 42 nebo 48 m, stavebnice… Krakorec – koncový postřikovač dostřik 20 FREGAT (Rusko) m (vykrývání rohy čtverce) SIGMATIC (ČR)
Dělení závlah podle účelu (PROČ dodávám k rostlině vodu)
Doplňková Hnojivá Zvláštní Protimrazová Promývací Ochranná Klimatizační, oteplovací
Kombinace Nezemědělské účely
HNOJIVÁ ZÁVLAHA Doplňuje plodinám chybějící živiny!!! Odpadní vody: Sídlištní průmyslové (pivovary, mlékárny) zemědělské (močůvková, kejdová se ředí) umělé Okalová závlaha
Základní rostlinné živiny: N, P, K doporučený poměr pro skupiny plodin v ČSN Agrochemický rozbor Přesné dávkování – automatika AZS
Zejména mimovegetační (září, říjen) ALE uvědomit si, pokud ve VO, tak Mz = doplňková + hnojivá jinak Mz = Mv + Mm
Protimrazová Zejména sady, jižní Morava
„Zmrzlí“ Pankrác, Servác, Bonifác do 15.5. Mrazíky jsou nejčastěji ráno 4:00-8:00 hod DRAHÝ SYSTÉM!!! Nejdou vytvořit sekce, celý systém musí běžet najednou a po celou dobu mrazu!! Princip: uvolňuje se skupenské teplo při přeměně vody v led, vytváří se ledový obal květu, listu Jemný postřik, mírné obalení květů ledem – jinak ulomení tíhou ledového obalu Nejdou sekce, celý sad zavlažujeme najednou (maximální přerušení je možné na 5 minut) => Nezámrzná hloubka potrubí s dostatečnou Kapacitou zdroje (cca 4:00-8:00 hod) a Záložní zdroj EE
PROMÝVACÍ ZÁVLAHA
Oblasti aridní, převaha výparu nad srážkami
Zasolení půdy (vyplavení škodlivých solí k povrchu půdy)
Proto nutné nejprve promývání půdy a odvod zasolené (odpadní) vody drenáží mimo závlahovou plochu nebo do směšovacích ČS (tzv. „Mixed pump“), znovupoužití vody - různé poměry např. 1:3, tj. jeden díl slané a tři díly „sladké“ vody)
Znáte z jiných předmětů - Ekologie Egypt, Aralské jezero atd.
Teprve po promytí půdy dodávám Vypočtenou závlahovou dávku Mz = Σ Md V aridních oblastech bez závlahy zemědělství nelze provozovat Úsporné systémy, lokalizované Závlahy jsou zde nutné!!!
OCHRANNÁ ZÁVLAHA Proti škůdcům, chorobám, herbicidy, housenky, plísně (desinfekční) – většinou postřik I výtopa (okalová závlaha) – patří sem při vyplavení hrabošů, krtků Požadavky umí zemědělci, agronomové
Přesné dávkování, rovnoměrnost (bezvětří) Malé postřikovače, nutná přesnost (na list) Nízký tlak, úsporné systémy Ochranné lhůty sklizeň ČSN Finanční hledisko – české zemědělství
KLIMATIZAČNÍ, OTEPLOVACÍ
Klimatizační:
Upravuje mikroklima (vlhkost a teplotu vzduchu v přízemní vrstvě) zavlažovaných ploch, i např. drůbeţárny
Protože: 30-35°C zastavení fotosyntézy u rostlin
Způsob závlahy: zpravidla postřik, nízká rovnoměrná intenzita, cíl: ochlazování rostlin
Použití: cca měsíc VO, každých 15 min
Oteplovací:
Zavlažení a oteplení půdy na jaře
Např. odpadními vodami, i okalová
(mimovegetační)
DALŠÍ ÚČELY Užitkové dřevo – proti praskání Protiprachový postřik – uhelné lomy i např.
koňské jízdárny Skrápění skládek - sedání Chlazení stájí – „klimatizační“ Jednoduché systémy, zpravidla postřik
Děkuji za pozornost!
Katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství Fakulta stavební, ČVUT Praha
