Obrotowe systemy nawadniania

Centralne nawadnianie obrotowe (zwane również nawadnianiem obrotowym) jest również nazywane systemem nawadniania obrotowego i jest metodą nawadniania, w której sprzęt nawadniający obraca się wokół osi- punktu obrotowego, a rośliny są podlewane za pomocą zraszaczy. Jest wówczas nawadniany okrągły obszar wyśrodkowany na punkcie obrotu, co często tworzy okrągły wzór w zbożach oglądanych z góry (czasami nazywanymi kręgami zbożowymi).

Większość środkowo ulokowanych osi ramion wodnych była początkowo zasilana wodą, a obecnie większość z nich (z osią w centrum kręgów) jest napędzana silnikami elektrycznymi.

^{cc wikimedia}

Fabuła powstania

Nawadnianie centralne zostało wynalezione w 1940 roku przez rolnika Franka Zybacha, który mieszkał w Strasburgu w stanie Kolorado. Została uznana za metodę poprawy dystrybucji wody na polach.

Przegląd rozwiązań

Nawadnianie centralne jest formą nawadniania z użyciem zraszaczy naziemnych składających się z kilku odcinków rur (zwykle ze stali ocynkowanej lub aluminium) połączonych ze sobą i wspartych na kratownicach, zamontowanych na wózkach/ wieżach przejezdnych ze zraszaczami umieszczonymi wzdłuż ich długości. Maszyna porusza się ruchem okrężnym i jest zasilana wodą z punktu obrotu w osi / w środku koła. Zewnętrzny zestaw kół wyznacza główny krok obrotu (zazwyczaj raz na trzy dni). Wewnętrzne zestawy kół są montowane na piastach pomiędzy dwoma segmentami i wykorzystują czujniki kąta do wykrywania, kiedy zgięcie na złączu przekracza pewien próg, a zatem koła powinny być obracane, aby utrzymać segmenty w linii. Centralne punkty obrotu mają zwykle mniej niż 1600 stóp (500 metrów) długości (promień okręgu), przy czym najczęściej spotykanym rozmiarem jest standardowa maszyna 1/4 mili (400 m). 

Aby uzyskać równomierną aplikację wody na polu, centralne punkty obrotu wymagają równomiernego natężenia przepływu do emiterów na całym promieniu maszyny. Ponieważ najbardziej zewnętrzne przęsła (lub wieże) rozszerzają się dalej niż najbardziej wewnętrzne przęsła w danym okresie czasu, rozmiary dysz są najmniejsze na wewnętrznych przęsłach i zwiększają się wraz z odległością od punktu obrotu. Zdjęcia lotnicze pokazują pola okręgów utworzone przez systemu wodne „ćwierć lub pół mili centralnej rury irygacyjnej” wytwarzanej przez centralne urządzenia irygacyjne wykorzystujące „setki, a czasem tysiące litrów na minutę”.

Większość systemów obracających się wokół osi pośrodku ma obecnie krople zwisające z rury w kształcie litery U, zwanej gęsią szyją, przymocowanej do górnej części rury z głowicami zraszaczy umieszczonymi 2-3 metry (maksymalnie) nad uprawą, co ogranicza straty w wyniku parowania. Istnieje wiele różnych konfiguracji dysz, w tym konfiguracje typu: płyta statyczna, płyta ruchoma i koło podziałowe. Regulatory ciśnienia są zwykle instalowane przed każdą dyszą, aby zapewnić, że każda działa przy prawidłowym ciśnieniu projektowym.

Krople mogą być również używane z wężami ciągnionymi lub bełkotkami, które umieszczają wodę na ziemi między roślinami. Ten typ systemu znany jest jako LEPA (Low Energy Precision Application) i jest często kojarzony z budową małych zapór na całej długości bruzdy rozprowadzającej wodę (zapora bruzdowa). Rośliny można sadzić w prostych rzędach lub czasami w kółko, aby dostosować ich do ruchu systemu nawadniającego.

Pierwotnie większość systemów centralnych była obsługiwana wodą. Zostały one zastąpione przez systemy hydrauliczne i systemy elektromotoryczne. Większość dzisiejszych systemów jest napędzana silnikiem elektrycznym zamontowanym na każdej wieży.

Aby można było użyć osi środkowego obrotu, teren musi być stosunkowo płaski. Jednak główną zaletą punktów centralnych nad alternatywnymi systemami jest możliwość funkcjonowania na terenach pagórkowatych. Ta zaleta doprowadziła do zwiększonego nawadniania gruntów uprawnych i zużycia wody na niektórych obszarach. System jest używany m.in. w niektórych częściach Stanów Zjednoczonych, Australii, Nowej Zelandii, Brazylii, a także w rejonach pustynnych, takich jak Sahara (zdjęcie poniżej) i Bliski Wschód.

Źródło: NASA, cc wikimedia

Zalety 

System nawadniania z centralnym punktem obrotowym jest uważany za wysoce wydajny system, który oszczędza wodę.

Nawadnianie oparte o środkową oś zazwyczaj zużywa mniej wody w porównaniu z wieloma technikami nawadniania powierzchniowego i bruzdowego, co zmniejsza i oszczędza zużycie wody. Pomaga również obniżyć koszty pracy w porównaniu z niektórymi technikami nawadniania gleby, które często są bardziej pracochłonne. Niektóre techniki nawadniania gleby obejmują kopanie kanałów na lądzie, aby umożliwić przepływ wody, podczas gdy nawadnianie centralne może zmniejszyć ilość orki i pomóc w ograniczeniu spływu wody i erozji gleby, które mogą wystąpić podczas nawadniania gleby. Mniejsza obróbka gruntu sprzyja rozkładowi materiałów organicznych i resztek pożniwnych w glebie oraz zmniejsza zagęszczenie gleby. 

 Źródło: Wikipedia

OPŁATY ZA WODĘ

Woda do nawadniania ma swoją cenę, którą należy pobierać aby pokryć np. koszty administracyjne.

Systemy taryf wodnych na świecie

Istnieją następujące systemy taryfowe (opłaty za wodę): 

• BRAK TARYFY, KOSZTY POKRYWA RZĄD
• TARYFA ZA PRZEPRACOWANE GODZINY, KTÓRA DOTYCZY GŁÓWNIE KOMUNALNYCH FORM GOSPODAROWANIA W TRADYCYJNYCH SYSTEMACH NAWADNIAJĄCYCH
• ROCZNA TARYFA OBSZAROWA, STAŁA CENA ZA HEKTAR I ROK
• TARYFA SEZONOWA, STAŁA CENA ZA HEKTAR W SEZONIE Z WYŻSZĄ CENĄ W PORZE SUCHEJ
• OBJĘTOŚCIOWY TARYFOWY STAŁEJ CENY NA M 3 WODY; ZUŻYCIE MIERZONE JEST WODOMIERZAMI
• MODEL CENOWY ZUŻYCIA WODY NA HEKTAR; CENA WZRASTA, GDY ZUŻYCIE WODY NA HEKTAR SPADA W WYŻSZYM BLOKU.

Wykorzystanie wód gruntowych do nawadniania jest często zatwierdzane przez rząd, a właściciel studni może mieć prawo do pobierania tylko maksymalnej ilości wody rocznie za określoną cenę.

Zwrot kosztów

Odzysk wody może być poniżej celu, ponieważ:

• DOCHÓD TRAFIA DO ORGANIZACJI (RZĄDOWEJ), KTÓRA NIE JEST ODPOWIEDZIALNA ZA ZARZĄDZANIE.
• ROLNICY I UŻYTKOWNICY WODY NIE MAJĄ NIC DO POWIEDZENIA NA TEMAT GOSPODARKI WODNEJ
• BRAK KOMUNIKACJI MIĘDZY ROLNIKAMI A KIEROWNIKAMI PROJEKTÓW
• BIEDNI ROLNICY NIE MOGĄ KUPIĆ WODY
• ROLNICY NIE OTRZYMUJĄ WODY NA ŻĄDANIE; NA PRZYKŁAD NIEWYSTARCZAJĄCA ILOŚĆ I/LUB NIEODPOWIEDNI CZAS
• KORUPCJA NA POZIOMIE ZARZĄDZANIA

Źródło: Wikipedia 

FORMY ORGANIZACYJNE NAWADNIANIA

Nawadnianie to sztuczna ekstrakcja i dystrybucja wody na poziomie płaszczyzny nawadnianej w celu zastosowania wody na poziomie pola do upraw rolnych na obszarach suchych lub w okresach niskich opadów w celu zabezpieczenia lub poprawy produkcji roślinnej.

Zarządzanie wodą do nawadniania

W artykule omówiono formy organizacji i gospodarowania wodą nawadniającą. Naukowcy tacy jak Julian H. Steward i Karl August Wittfogel postrzegają zarządzanie nawadnianiem jako kluczowy czynnik rozwoju wielu wczesnych krajów.

Najważniejszymi fizycznymi elementami projektu nawadniania są ziemia i woda. Zgodnie ze strukturą własnościową tych elementów, istnieje kilka rodzajów gospodarki wodnej: 

1. TYP KOMUNALNY
2. RODZAJ FIRMY
3. RODZAJ NARZĘDZIA

Typ komunalny 

Do końca XIX wieku rozwój projektów irygacyjnych przebiegał w łagodnym tempie i osiągnął łączną powierzchnię około 50 milionów hektarów na całym świecie, co odpowiada około 1/5 dzisiejszej powierzchni. Ziemia była często własnością prywatną lub przypisywana rolnikom płci męskiej lub żeńskiej przez władze wsi, ale zasoby wodne znajdowały się w rękach klanów lub społeczności, które wspólnie zarządzały zasobami wodnymi.

Typ spółki

Zakładowa forma gospodarowania wodą miała miejsce wśród dużych właścicieli ziemskich lub przedsiębiorstw rolnych, ale także w spółkach centralnie kontrolowanych. Zarówno ziemia, jak i zasoby wodne są w jednej ręce. 

Duże plantacje zastano w skolonizowanych krajach w Azji, Afryce i Ameryce Łacińskiej, ale także w krajach, które wykorzystywały niewolniczą siłę roboczą. Chodziło głównie o wielkoskalową uprawę roślin takich jak banany, trzcina cukrowa i bawełna.

W wyniku reformy rolnej majątki w wielu krajach zostały przekształcone w spółdzielnie, w których dawni pracodawcy zostali członkami i praktykowali spółdzielczą formę gospodarki rolnej i wodnej.

Model użytkowy, użytecznościowy

Model użytecznościowy wody ma miejsce na obszarach, na których grunty są własnością wielu osób, ale użytkowaniem i dystrybucją zasobów wodnych zarządzają organizacje (rządowe).

Po 1900 r. rządy przejęły większą kontrolę nad nawadnianiem, ponieważ: 

• WODA BYŁA CORAZ CZĘŚCIEJ POSTRZEGANA JAKO WŁASNOŚĆ RZĄDOWA ZE WZGLĘDU NA ROSNĄCE ZAPOTRZEBOWANIE NA WODĘ WYSOKIEJ JAKOŚCI I ZMNIEJSZAJĄCĄ SIĘ DOSTĘPNOŚĆ.
• RZĄDY ROZPOCZĘŁY PROJEKTY NAWADNIANIA NA DUŻĄ SKALĘ, PONIEWAŻ UWAŻANO JE ZA BARDZIEJ WYDAJNE.
• ROZWÓJ NOWYCH SYSTEMÓW NAWADNIAJĄCYCH STAŁ SIĘ TAK SKOMPLIKOWANY TECHNICZNIE, FINANSOWO I ORGANIZACYJNIE, ŻE PRZEKRACZA MOŻLIWOŚCI MNIEJSZYCH SPOŁECZNOŚCI
• POLITYKA RZĄDÓW DOTYCZĄCA IMPORTU I EKSPORTU WYMAGAŁA UPRAW KOMERCYJNYCH, A KONTROLOWANIE GOSPODARKI WODNEJ UŁATWIAŁO ROLNIKOM SADZENIE TEGO TYPU UPRAW.

Gospodarka wodna oznaczała dużą dotację na systemy nawadniające. Od 1980 r. obsługa i utrzymanie wielu projektów nawadniania były stopniowo przekazywane organizacjom użytkowników wody, które miały przejąć te zadania i znaczną część kosztów, przy czym prawa użytkowników do wody musiały być przestrzegane.

Za korzystanie z zasobów wodnych poprzez duże tamy – które często dostarczały również energię elektryczną – oraz jazy - zwykle odpowiadał rząd, głównie ze względu na ochronę środowiska i kwestie bezpieczeństwa. 

W przeszłości ten rodzaj gospodarki wodnej doświadczał więcej konfliktów i zakłóceń niż inne typy.

Źródło: Wikipedia