Як запустити зрошення: Вода, дозволи, труби й техніка — розповідаємо покроково про всі етапи
Виробництво кукурудзи та соняшнику дедалі більше залежить від погодних умов. Якщо ви плануєте заходити в овочівництво або насінництво, питання зрошення стає ключовим для планування виробництва. Але з чого почати? Які дозволи потрібні, чи підійде наявне джерело води, яке обладнання доведеться встановити, скільки людей обслуговуватимуть систему і скільки часу займе весь проєкт — від ідеї до першого поливу? У цих питаннях допомагають розібратися експерти компаній «Водовід» та «Планета Пластик».
Дощування чи крапельне зрошення?
Для овочів доцільніше обирати крапельне зрошення, особливо коли йдеться про вирощування сировини для переробки, зазначає головний інженер і власник компанії «Водовід» Сергій Рябков.
Наприклад, у виробництві томатів ключовими є стабільна врожайність і високий вміст сухих речовин. Крапельне зрошення зазвичай дає змогу точніше керувати вологою та живленням рослин, підвищувати вихід сухої речовини з гектара й водночас зменшувати ризики хвороб. За дощування врожайність томатів часто нижча, а грибковий фон вищий, що потребує додаткових обробок засобами захисту рослин. Подібні аргументи часто застосовують і щодо інших овочевих культур.
Сергій Рябков
головний інженер і власник компанії «Водовід»
«Досвід партнера показує, що цибуля, вирощена на дощуванні, гірше зберігається в овочесховищі. Якщо її швидко реалізувати з поля — це не критично, але якщо закласти для тривалого зберігання, то в грудні–січні її вже складно продати через втрату кондиції».
Ягідні та багаторічні насадження також переважно вирощуються на крапельному зрошенні через ризики хвороб і вимоги до якості продукції.
Водночас для таких просапних культур, як кукурудза, можливі обидва варіанти зрошення. Вибір залежить від наявних ресурсів підприємства. Для великих площ і за достатніх запасів води найчастіше обирають дощування: такі системи простіші в обслуговуванні на масивах і потребують менше ручної праці.
У низці випадків крапельне зрошення здатне забезпечити вищу врожайність кукурудзи, однак воно дорожче в монтажі та обслуговуванні й вимагає більше персоналу. У результаті рентабельність обох підходів часто є близькою.
Де брати воду для зрошення?
Джерелом можуть бути як поверхневі, так і підземні води. В Україні законодавчих обмежень щодо типу джерела немає, пояснює Сергій Рябков.
Найчастіше найбільш придатними є джерела зі значним дебітом, де вода відповідає І класу якості для поливу. До них належать великі річки — Дніпро, Дністер, Дунай, Південний Буг тощо. Для зрошення також використовують поверхневі прісні води — річки, ставки, озера та інші водойми. Водночас важливо враховувати, що джерело води може розташовуватися на значній відстані від полів, а самі поля бути суттєво вищими за відмітками відносно рівня води. Це означає додаткові витрати на підйом води.
Підземні води також можна використовувати за умови належної якості. Але в більшості регіонів дебіт свердловин становить лише 10–20 м³/год, що обмежує масштаб зрошувальних систем. Вищі показники (50–80 м³/год, а подекуди й до 100 м³/год) можливі в заплавах великих річок, насамперед Дніпра. Зокрема, такі показники трапляються в окремих районах Черкаської області та прилеглих територіях. Це вже дає змогу використовувати підземні води для зрошення, однак і в цьому випадку йдеться переважно про невеликі системи.
Крапельне зрошення при таких дебітах працює без проблем. Натомість для масштабного зрошення методом дощування потреби значно більші. У середньому на полив 1 га необхідно близько 0,8 л/с, що відповідає приблизно 2,9 м³/год. Відповідно, для поливу 100 га потрібен дебіт на рівні близько 300 м³/год.
Сергій Рябков
головний інженер і власник компанії «Водовід»
«Якщо ж одна свердловина забезпечує лише 15–20 м³/год, для досягнення таких обсягів знадобляться десятки свердловин. Це різко підвищує вартість проєкту та в більшості випадків робить його економічно недоцільним».
Які потрібні дозволи для запуску зрошення?
По-перше, ділянка має бути в законному користуванні (власність або оренда). Цільове призначення — землі сільськогосподарського призначення.
По-друге, необхідно мати дозвіл на водокористування — на забір води з річки, водойми, підземного джерела тощо. У дозволі визначається допустимий обсяг забору води з урахуванням маловодного періоду. Під час дощових періодів може здаватися, що водних запасів достатньо, однак у липні–серпні рівень води істотно знижується. Саме на цей період і потрібно розраховувати можливий обсяг забору; в особливо посушливі роки він лягає в основу дозволу на спецводокористування.
По-третє, під час проєктування необхідно погодити всі перетини з наявними комунікаціями: автомобільними дорогами, трубопроводами, лініями електропередач, кабельними мережами тощо.
І, по-четверте, проєкт обов’язково повинен мати екологічний розділ. Якщо це реконструкція існуючих систем, то достатньо ОВНС (оцінки впливу на навколишнє середовище). А для будівництва нових систем зрошення на площах понад 20 га потрібна ОВД (оцінка впливу на довкілля), що є більш складною та тривалою процедурою.
Як довго тривають проєктні та будівельні роботи?
Якщо йдеться про реконструкцію діючої системи, проєктна частина може бути підготовлена за місяць–півтора.
Сергій Рябков
головний інженер і власник компанії «Водовід»
«За цей час проводять геодезичну зйомку, за потреби — геологічні вишукування, розробляється сам проєкт, погоджуються технічні умови з власниками інженерних мереж і проводиться експертиза, якщо вона передбачена. Після цього готується пакет документів і подається повідомлення про початок виконання будівельних робіт».
Саме будівництво може тривати від одного місяця до пів року — залежно від площі та складності. Коли роботи завершені, оформлюється паспорт об’єкта та подається декларація про готовність до експлуатації.
Трохи довшим є процес для нового будівництва систем зрошення на площі понад 20 га. Після розробки проєкту проводиться процедура ОВД, яка за сприятливих умов займає близько 4–6 місяців.
Далі і проєкт, і матеріали ОВД подаються на комплексну державну експертизу. Лише після позитивних висновків можна подавати повідомлення про початок будівельних робіт.
У підсумку підготовчий етап часто розтягується до дев’яти місяців. Далі — саме будівництво, оформлення паспорта об’єкта та отримання документів про готовність до експлуатації.
Які труби використовують у системах зрошення?
Це можуть бути поліетиленові (ПЕ), ПВХ та металеві труби.
За співвідношенням ціна–якість у практиці зрошення найчастіше обирають поліетиленові труби. Вони легші й менш вибагливі до монтажу та укладання в траншеї, гнучкі та стійкі до механічних навантажень під час транспортування й розвантаження. Натомість ПВХ-труби більш крихкі й у разі удару можуть тріснути, потребують обов’язкової піщаної подушки та ширших траншей, що підвищує вартість монтажу.
До того ж поліетиленові труби не піддаються корозії і стійкі до агресивних середовищ, що особливо важливо в системах зрошення, додає Олександр Пех, комерційний директор «Планета Пластик». Монтаж і з’єднання таких труб відносно прості та швидкі, а на ринку достатньо підрядників, які спеціалізуються на цих роботах.
Поліетилен загалом стійкий до перепадів температур. За морозів труба не стає крихкою і не втрачає механічних властивостей, що спрощує транспортування та зберігання в холодний період. Навіть якщо вода всередині труби замерзне, це зазвичай не критично: поліетилен може трохи розширитися, але після відтавання повертається до початкової форми.
Окрім того, поліетиленові труби витримують температури до +40 °C. Розрахунковий строк служби зазвичай заявляють на рівні близько 100 років.
«Для нас, як вітчизняного виробника, важливо виготовити не просто трубу, а дати впевненість аграріям у захисті їх інвестицій на століття. Надійна інженерна мережа — це фундамент, на якому будується капіталізація сучасного сільського господарства».
Переконали, беру ПЕ-трубу. Як зрозуміти, що вона якісна?
Поліетиленові труби для подачі води під тиском мають виготовлятися за ДСТУ EN 12201-2:2018 — гармонізованим із європейськими нормами стандартом, який визначає вимоги до сировини, розмірів, міцності та випробувань труб. В Україні сертифікація такої продукції не є обов’язковою.
Деякі виробники проходять добровільну сертифікацію, щоб підтвердити відповідність продукції державному стандарту. Водночас на ринку трапляються випадки, коли труби виробляють за технічними умовами, тобто за стандартом, який підприємство розробило самостійно. Тому покупцеві важливо переконатися, що продукція справді відповідає встановленим вимогам, пояснює Олександр Пех.
Перше, що варто перевірити, — наявність сертифіката відповідності. У сталій практиці виробник на запит надає документ, який підтверджує виробництво саме за ДСТУ EN 12201-2:2018. Окрім загального сертифіката, зазвичай видається паспорт якості на конкретну партію, де зазначено, що ці труби пройшли випробування та відповідають стандарту.
Ще один важливий момент — маркування на самій трубі. Стандарт вимагає, щоб на виробі були зазначені основні технічні параметри та позначення нормативного документа.
Якщо стандарт не вказаний або продавець не може надати сертифікат, це сигнал ризику.
Безпосередньо в полі якість труби можна оцінити візуально, говорить Олександр Пех. Труба для води під тиском, як правило, чорна з синіми смугами або повністю синя. Інші «брудні» чи нестандартні відтінки мають насторожити.
Поверхня повинна бути гладкою як зовні, так і всередині, без вкраплень, хвилястості чи раковин. Діаметр і товщина стінки повинні відповідати маркуванню. Бажано зробити заміри хоча б звичайною рулеткою чи штангенциркулем; якщо їх немає, оцінюємо візуально. Якщо стінки труби нерівномірні по колу, це серйозний дефект, адже від точності розмірів залежить сумісність із фітингами, насосами та іншими елементами системи.
І ще один практичний момент: навіть нагріта на сонці якісна поліетиленова труба не має різкого хімічного запаху. Сильний неприємний запах може свідчити про використання неякісної сировини.
Чому неправильно підібрана насосна станція «з’їдає» економіку зрошення?
Потрібний тиск і подачу води в систему зрошення забезпечують насосні станції. За конструкцією вони бувають сезонні та капітальні.
Найпоширеніший варіант у зрошенні — сезонні станції, зазначає Сергій Рябков. Вони працюють із весни до осені, встановлюються на підготовлених майданчиках, часто під навісами або в мобільних контейнерах. На зиму обладнання демонтується та зберігається на складі, що зменшує витрати на охорону і ризики пошкодження.
Капітальні насосні станції — це стаціонарні об’єкти будівництва. Для їхнього розміщення зазвичай потрібно змінювати цільове призначення земельної ділянки із сільськогосподарського під капітальну забудову, що ускладнює та подовжує реалізацію проєкту.
За типом приводу станції поділяються на електричні та дизельні. Якщо є можливість підключення до електромережі, доцільніше обирати електричні насоси: вони зазвичай економічніші в експлуатації та потребують менше обслуговування. За відсутності стабільного електропостачання використовують дизельні станції, які більш автономні, але мають вищі експлуатаційні витрати.
На ринку представлені як українські, так і європейські виробники насосного обладнання — електричного й дизельного. Вибір конкретної моделі залежить від умов об’єкта, необхідної продуктивності, тиску в системі та бюджету проєкту.
Як підбирають дощувальну техніку під конкретне поле та культуру?
Дощувальну техніку підбирають насамперед під культуру та конфігурацію поля. Для квадратного поля найефективніше використовувати широкозахватну машину кругової дії.
Далі враховують потреби культури у воді. На цій основі розраховують діаметр трубопроводів, довжину машини, норму водовиливу та напір на гідранті. По суті, за цими показниками формується база гідравлічного розрахунку всієї системи зрошення з урахуванням рельєфу поля.
Поле поділяють на зони зрошення, до кожної підводять трубопроводи відповідного діаметра. Потім підбирають насосну станцію та насоси так, щоб забезпечити роботу дощувальних машин одночасно або почергово — залежно від структури посівів і графіка водоспоживання культур.
Графік поливу різниться. Озимі культури споживають основний обсяг води навесні — у квітні–травні. Ярі культури, зокрема кукурудза та соя, починають потребувати інтенсивного зрошення з травня (у південних регіонах — із квітня після посіву) і до кінця літа або навіть початку осені, залежно від гібриду та погодних умов.
Чому у системах зрошення важливою є фільтрація?
У крапельному зрошенні фільтрація повинна бути високого рівня. Отвори краплинних водовипусків дуже малі (менше 1 мм), тому будь-які домішки у воді можуть швидко вивести систему з ладу.
Зазвичай система має забезпечувати очистку на рівні 120–130 mesh — дуже дрібну фільтрацію, яка затримує зважені частинки ще до потрапляння води в крапельні лінії. Найчастіше застосовують одно- або двоступеневу фільтрацію: спочатку гравійно-піщані фільтри, які знімають основне навантаження, а після них — дискові або сітчасті, які доводять якість води до потрібного рівня.
Окремо важлива груба фільтрація на всмоктувальних трубопроводах, щоб захистити насос. У найпростішому варіанті це сітки з відносно великим розміром отворів, головне завдання яких — не допустити потрапляння сторонніх предметів і риби.
Сергій Рябков
головний інженер і власник компанії «Водовід»
«Другий варіант — плаваючі водозабори. Наприклад, системи River Screen американського виробництва. Це алюмінієві самоочисні барабани, що плавають на поверхні води. Розмір комірки фільтра може становити 1–2 мм, залежно від наявності риби у водоймі. Такі водозабори можуть працювати навіть при мінімальній глибині води 12–15 см».
Перевагою таких систем є відсутність потреби переносити водозабір, коли влітку знижується рівень води. На відміну від стаціонарних рішень, яким потрібно щонайменше 1,5 м глибини для нормальної роботи.
Сергій Рябков наголошує, що фільтри обов’язково встановлюються і на дощувальних машинах. Але якщо використовується плаваючий водозабір, додаткова фільтрація на машині зазвичай не потрібна.
Систему змонтували: що обов’язково перевірити перед першим запуском?
У процесі монтажу першочергово промиваються трубопроводи, щоб видалити бруд, залишки стружки, сміття або ґрунт, який міг потрапити всередину під час встановлення. Система має бути повністю очищена ще до підключення обладнання.
Після промивання під’єднують дощувальні машини (у разі дощування), запускають насосну станцію та виконують налаштування її спільної роботи з усією системою.
Далі перевіряють відповідність фактичних показників проєктним: контролюють тиск, подачу води та стабільність роботи всіх вузлів.
Як правило, насосні агрегати оснащуються електричними пультами керування з різними системами захисту. Вони можуть мати плавний пуск або частотне регулювання, що дозволяє мінімізувати навантаження на електромережу, пояснює Сергій Рябков. Під час тестування обов’язково перевіряється, чи достатньо тиску на дощувальній машині для її коректної роботи.
Якщо всі параметри відповідають нормі, систему передають замовнику, а персонал проходить інструктаж з експлуатації та обслуговування. Надалі її робота здійснюється силами підприємства, а постачальник у межах гарантійних зобов’язань за потреби виїжджає на об’єкт, перевіряє систему та усуває можливі несправності.
Скільки людей потрібно для обслуговування системи зрошення?
Якщо підприємство використовує кругові дощувальні машини, то достатньо одного оператора на 3–4 машини в полі (близько 200–300 га). Додатково потрібен ще один оператор на насосній станції для контролю її роботи.
Для роботи фронтальних дощувальних машин необхідно кожні 3–4 години перемикати машину з одного гідранта на інший. Для цього залучається трактор і щонайменше двоє працівників. У підсумку одна така ланка (трактор, тракторист і двоє операторів) може ефективно обслуговувати приблизно 3–4 фронтальні машини, плюс потрібна людина на насосній станції.
У крапельному зрошенні в середньому на кожні 100 га потрібно кілька працівників, тому воно є найбільш трудомістким.
Як законсервувати систему на зиму?
Потрібно повністю звільнити систему від залишків води. Для великих систем зрошення з використанням широкозахватної дощувальної техніки це вирішується через спеціально спроєктовану мережу зі скидними колодязями та запірною арматурою. Наприкінці сезону відкриваються крани, і вода поступово стікає у скидні колодязі, де фільтрується в ґрунт.
У насосній станції необхідно забезпечити повний вихід води з усіх металевих елементів: корпусів насосів, лічильників води, засувок, зворотних клапанів та клапанів захисту від гідроударів. Якщо вода залишиться всередині й замерзне, це може призвести до розриву корпусів насосів або арматури, тому насосна станція на зиму має залишатися повністю сухою.
Паралельно виконуються роботи з обслуговування насосно-силового обладнання: заміна сальникових набивок, підшипників, центрування консольних насосів та інші регламентні роботи.
У системах крапельного зрошення принцип консервації той самий: зливається вся вода, щоб вона не замерзла і не пошкодила трубопроводи та елементи управління. Додатково від’єднується від електроживлення все насосно-силове обладнання.
Якщо використовуються дизельні насосні агрегати, то після завершення сезону їх демонтують, перевозять на склад, де виконують обслуговування, змащування та підготовку до наступного сезону.
