Öntözőrendszerek tervezése

Egy öntözőberendezés megtervezése jól meghatározható lépésekből álló folyamat, ahol a rendelkezésünkre álló adatok (a felmért terület adatai, illetve a vízforrás adatai) felhasználásával egy működőképes öntözőrendszer tervet készítünk. Sajnos a nem megfelelően meghatározott alapadatok, vagy a tervezés során követendő alapvető szabályok be nem tartása (hiányos szaktudás) következtében gyakran találkozunk rosszul megtervezett, rosszul megépített öntözőrendszerekkel. Az alábbiakban néhány általános szabállyal szeretnénk segíteni az Önök munkáját, melyek kisebb rendszerek tervezésekor ugyanúgy érvényesek, mint hatalmas projektek esetén.

Alapadatok felvétele

A terület felmérése:

Az öntözendő terület pontos felmérése alapvető fontosságú egy öntözőrendszer tervezésekor. A célnak megfelelő műszerekkel és szerszámokkal (legtöbbször mérőszalag, derékszög, lejtős területen szintezőműszer) vegyük fel vázlatrajzra az öntözendő terület méreteit és lejtésviszonyait. Még a terepen rajzoljuk be a növényzetet, különös tekintettel minden olyan nagyobb növényre, amely a szórófejek szórásképét befolyásolhatja. Ugyanígy rajzoljuk fel a tereptárgyakat, itt figyeljünk minden olyan kerti elemre, amit öntözővíz nem érhet (érdemes a megrendelővel egyeztetni szobrok, grillsütők, padok, homokozók és játszóvárak ügyében akkor is, ha az eső éri…). Ezután rajzoljuk át vázlatrajzunkat egy méretarányos rajzra, melyen a tervet elkészíthetjük. A méretarány lehetőség szerint M=1:100 legyen, erre nagyon gyorsan tudunk majd tervezni, például a csövek mennyiségét egy egyszerű vonalzóval könnyen ki tudjuk számolni az anyagszükséglet meghatározásakor. Ha a méretek miatt ez a rajz A2-nél nagyobb méretű lenne, akkor válasszuk inkább az M=1:200 méretarányt.

Vízforrás adatai (a megfelelő nyomáson rendelkezésre álló vízmennyiség meghatározása)

Az öntözőrendszerek rotoros szórófejei 2,5-5 bar, a spray szórófejek 1,5-3 bar, míg a csepegtető csövek a 0,5-3 bar közötti nyomástartományban működnek optimálisan. Az öntözőrendszer tervezésekor tudnunk kell, hogy a vízforrás ezeken az adott nyomásértékeken mekkora vízmennyiséget (tulajdonképpen térfogatáram: az adott időegység alatt átáramlott víz mennyisége l/perc, vagy m3/h mértékegységben megadva) képes biztosítani. Vízforrásunk lehet a vezetékes víz, vagy felszín alatti vizek (ásott kút, fúrt kút), illetve felszíni vizek (tározó, tó, csatorna, stb.). Kutakból és felszíni vizekből szivattyúk segítségével nyerünk vizet, melyek karakterisztikája általában ismert. Ennek ellenére kutaknál a vezetékes vízhez hasonlóan célszerű a karakterisztikát mérés alapján megrajzolni, mert nem követhető a kútban a dinamikus (üzemi) vízszint és az önfelszívó szivattyúk hatásfoka a szívási mélység növekedésével jelentősen romlik. Sokszor nem ismert a kút hozama sem, amely meghatározza a használható munkapontokat. Az adott nyomásértékeken rendelkezésre álló szállított vízmennyiség értékekből kapott görbe a vízforrás karakterisztikája. Az egyes értékeket könnyedén meghatározhatjuk egy nyomásmérő óra, egy stopper, egy csap és egy vödör segítségével (kell még néhány fitting az összeszereléshez):

Először teljesen megnyitjuk a főcsapot, majd a nyomásmérő óra utáni csapot elzárjuk. Ekkor nincs vízkivét a rendszerben, a mérőórán leolvasható a hálózat statikus nyomása. Ezután az óra utáni csap nyitásával az áramlás nő, míg a nyomás fokozatosan csökken. Ekkor különböző nyomásértékeken megmérjük, hogy hány másodperc alatt telik meg a 10 l-es vödör, melyből már egyszerű számítással megkapjuk, hogy az adott nyomásértéken mekkora szállított vízmennyiséget biztosít a közműhálózat/szivattyú. Ez alapján megrajzolhatjuk a vízforrás karakterisztikáját, ahonnan kiválaszthatjuk a megfelelő munkapontokat.

Gyakorlatban a következő értékeket célszerű megmérni (az elkészítendő öntözőrendszer működése közben fellépő nyomásveszteségek miatt):

– rotoros szórófejekhez: 4 bar nyomás melletti vízmennyiség
– spray szórófejekhez: 3 bar nyomás mellett szállított víz
– csepegtető cső esetén: a 3 bar nyomáshoz tartozó térfogatáram

A fent vázolt „vödrös” módszerrel pontosan meghatározható a vízforrás karakterisztikája (Q-H görbe, jelleggörbe, vízhozam-diagram, stb.), de használhatunk profi karakterisztika-mérő műszert is, amely egy rugós vízátfolyásmérőből, egy nyomásmérő órából, illetve egy precíz golyóscsapból áll. Itt nyilván nincs szükség a vödörre, hiszen minden egyes nyomásértékhez le tudjuk olvasni a térfogatáramot az átfolyásmérőről. A szivattyúk műszaki adattábláján feltüntetett értékek használatát kerüljük, hiszen a szivattyúkon általában a Q_maxés H_max értékek vannak megadva (ahol a görbe metszi a Q és H (P) tengelyt), ami a karakterisztika két végpontja, tehát ez nem egy munkapont!

Szórófejek elhelyezése

• A terület felmérése után elkészített méretarányos vázlatrajzunkra rajzoljuk be a szórófejeket:
• A területet, amennyiben lehetséges, osszuk szabályos négyszögekre.
• Honlapunkon az egyes szórófej típusok leírásából, vagy a gyártók katalógusainak táblázataiból tájékozódhat a szórófejek és fúvókáik technikai adatairól (szórási távolság, kijuttatott vízmennyiség).
• A fejeket úgy helyezzük el a kertben, hogy a szomszédos, illetve egymással szemben lévő fejek vízsugarai éppen elérjék a másik fejet, tehát törekedjünk a fejtől-fejig történő öntözésre mind spray, mind rotoros szórófejek esetében. Ezt az átfedéses szórófejkiosztást célszerű betartani, hiszen a fúvókától távolodva a forgó (akár teljesen egyenletesen szóró) vízsugár egyre nagyobb területet öntöz (adott körcikk külső gyűrűje nagyobb területet takar, mint egy belső gyűrűszakasz), így a szórófejtől távolabb eső részekre egyre kevesebb víz jut. A korszerű szórófejeket egytől-egyig úgy alakítják ki, hogy fejtől fejig történő szórással érjük el a legjobb egyenletességet, így az üzemeltetés során rengeteg vizet spórolhatunk meg. Egy kevesebb fejjel megépített rendszer öntözési egyenletessége jelentősen romlik, így gyakran 1,5 – 2 x-es vízmennyiséget kell kijuttatnunk ahhoz, hogy ne legyenek kiszáradt területek a kertben, ez ráadásul más területek túlöntözésével is jár, így kerülendő.
• 8m x 8m-nél nagyobb területre rotoros szórófejeket tervezzünk. (8-15 m sugár, pl. Hunter PGP, Rain Bird 5004 ).
• Olyan négyszögnél, ahol az egyik oldal 5-9 m között van a másik pedig hosszabb, mini rotoros fejeket tervezzünk ( 5-10 m sugár, pl. Hunter PGP, Rain Bird 3504).
• Azoknál a téglalap alakú területeknél, ahol az egyik oldal 4-9 m között van, a másik oldal pedig hosszabb, nagyon jól használhatók az új Hunter MP Rotator fúvókák is, melyek víztakarékosak, egyenletesen öntöznek és a rotoros szórófejekkel közös zónán is üzemelhetnek.
• 4 m x 4 m alatti négyszögekhez, sávokhoz, körcikkekhez spray típusú szórófejeket tervezzünk (szórási sugár 0,8-5 m, pl. Hunter PS és Hunter Pro-Spray, Rain Bird 1800, Rain Bird Unispray ). A profilos spray fúvókák szórásképe nem szabályos, ezért itt is fontos az átfedés. Szórófejkiosztásnál na maradjon sehol öntözetlen terület.
• A táblázatokban megadott szórási sugarak az állító csavarral (a rotoros fejeknél ez a fúvóka rögzítő csavar, a spray és MP Rotator fúvókáknál a középső csavar) kb. 25%-kal csökkenthetők, de a szórástávolság ilyen módon történő rövidítését csak a legvégső esetben használjuk, mert így jelentősen romlik a szórási egyenletesség.
• A táblázatok az egyes fúvókák ideális körülmények között mérhető szórási távolságát adják meg adott nyomásérték mellett. A gyakorlatban sokszor előfordul, hogy éppen fúj a szél, vagy a szórófej nem áll tökéletesen függőlegesen, így sokan a táblázatban mutatott értéknél 10%-kal kisebbre tervezik a sugarat.
• Mindenhol többszörös átfedés legyen a területen. Ha ezt megspóroljuk, olyan területek kerülnek egymás mellé, amelyikből az egyiket egy szórófej öntöz, a másikat lehet, hogy 3-4. Ezen területek aránya alapján előfordulhat, hogy a szükséges vízmennyiség 2-3-szorosát kell kijuttatni, hogy mindenhol a minimálisan szükséges vízmennyiség kijusson és az első néhány víz-és csatornadíj fizetésekor derül ki, hogy itt fizetjük ki folyamatosan a kispórolt szórófejeket. A magasabb üzemelési költség a kisebb probléma. A nagyobb gondot az jelenti, ha a termőtalaj vagy a drága növényzet károsodik a túlöntözés miatt.

  Különös gonddal járjunk el rotoros szórófejek esetén. Itt vagy azonos fúvókát használunk és később külön zónára rakjuk a negyedkörös, félkörös és teljes körös fejeket (az öntözési idővel állítjuk be az egyenletességet), vagy azonos zónára kötjük az egymás melletti fejeket és ügyelünk arra, hogy az x méretű negyedkörös fúvóka mellé 2x legyen a félkör és 4x a teljes kör, hogy egyenletesen öntözzön a rendszer. (pl. ha 2.0-ás fúvóka kerül a negyedkörösbe, akkor a félkört szóró rotorokba 4,0-ás fúvókát helyezzünk ugyanabban a zónában). Így persze az eltérő szórási sugarakat is figyelembe kell venni, ezért – főleg nagyobb területek esetén – az előbbi megoldást (külön zónán egyforma fúvóka) alkalmazzuk.

A zónák kiosztása

A legritkább esetben fordul csak elő, hogy kizárólag azonos csapadékintenzitású szórófejjel dolgozunk, illetve a rendelkezésre álló vízmennyiség elegendő az egész kert egy menetben történő beöntözésére. Ezért az öntözőrendszert kisebb darabokra (közel azonos, a rendelkezésre álló vízmennyiségnél nem nagyobb fogyasztású zónákra) osztjuk, melyek működését a mágnesszelepek segítségével az automatika vezérli. Egy átlagosnak tekinthető öntözőrendszer felépítése a következő:

A rotoros és a spray szórófejeket nem szabad azonos zónára kapcsolni a nagyon eltérő csapadékintenzitások és az eltérő öntözési idő miatt! Ahogy az előző fejezetben már említettük, a rotoros fejeknél el kell választani a különböző szórási szektorra állított fejeket, vagy kompenzálni kell a fúvókák méretezésével. Ha pl. 90 fokra állított fejbe 6 l/perces fúvókát teszünk, a 180 fokosba 12 l/ perc, a 360-asba 24 l/ perc teljesítményű szükséges, ilyenkor figyelni kell a változó sugárra is. Az egész tervezés lényegi része pedig most következik: az együtt üzemeltethető szórófejeket addig kötjük össze egy zónára, ameddig el nem érjük az üzemi (dinamikus) nyomáson rendelkezésre álló vízmennyiséget (munkapont!). Célszerű itt is tartalékot hagyni, ugyanis a szivattyú kopik, teljesítménye csökken, a kút hozama is csökkenhet, a fúvókák is kopnak, és a hálózati nyomás is ingadozik kisebb-nagyobb mértékben. A csepegtető csöveket mindig külön zónára rakjuk, és helyezzük külön körre a mikroszórófejeket is. Ezek alacsony vízfogyasztása miatt gyakran nyomáscsökkentőt kell beépítenünk ezekre a zónákra, hogy az üzemi nyomás ne emelkedjen az optimális (2-3 bar) érték fölé.

A csövek és szerelvények méretezése

Öntözőrendszerünk tervezésének utolsó része a csőhálózat hidraulikai méretezése, melynek célja az öntözőrendszer üzemeléséhez szükséges vízhozamot komolyabb (max. 20%) nyomásesés nélkül szállítani képes csőkeresztmetszet meghatározása. A csövekben ugyanis az áramló folyadék és a cső fala között súrlódási veszteség lép fel, amit mi a cső két vége közötti eltérő nyomásérték formájában, azaz nyomásveszteségként érzékelünk. A nyomásesés a keresztmetszet szűkülésével hatványozottan nő, így rosszul megválasztott csőméret esetén előfordulhat, hogy a szivattyúnál meglévő 4,5 bar nyomásunk az utolsó szórófejnél már csak 1 bar lesz és a fej csak maga mellé csorgatja a vizet. Sajnos nem csak a csöveken, hanem a szűrőkön, mágnesszelepeken és minden egyéb szerelvényen fellép kisebb nagyobb nyomásveszteség, melyekkel nagyobb rendszerek esetében szintén számolnunk kell.  Átlagos méretű házikertekben 30-60 l/perc közötti vízfogyasztás esetén 1″-os szűrőt, 1″ elosztót, 1″-os mágnesszelepeket és 32-es fővezetéket alkalmazunk, melyre 20 mm-es fejbekötő csővel kötjük a szórófejeket. Amennyiben a nyomásesés táblázatot használjuk, akkor a táblázatból pontosan leolvasható az adott keresztmetszetű 10 baros KPE cső 100 m-es szakaszára vonatkozó nyomásesés és áramlási sebesség érték különböző vízhozam értékek mellett. Például 32-es cső esetében 40 l/perc vízhozam mellett 1,24 m/s áramlási sebességet és 0,74 bar nyomásesést kapunk a 100 m-es csőszakaszra. Az áramlási sebesség értéknél csak arra kell figyelnünk, hogy mindenképpen alacsonyabb legyen, mint 2,0 m/s, de optimálisan kevesebb, mint 1,5 m/s, mert az ennél nagyobb áramlási sebesség komoly vízütéssel jár:

A vízkalapács effektus akkor lép fel, amikor a nagy sebességgel áramló folyadék hirtelen akadályba ütközik (gyorsan záró szelep, vagy golyóscsap), az ilyenkor keletkező, majd ide-oda pulzáló lökéshullám a rendszer szerelvényeit könnyedén károsíthatja. Közműves csatlakozásnál főcsapot és visszaszívást gátló szerelvényt (minimum egy visszacsapó szelepet, de inkább egy légbeszívó szeleppel kombinált főcsapot) kell beépíteni. A szórófejeket ne a szárnyvezetékre ültessük rá, hanem flexibilis bekötéssel (20-as cső, vagy speciális fejbekötő csövek) szereljük, az utólagos magasságállítás érdekében. Fagyveszély esetén a hálózatot vízteleníteni kell. Erre legalkalmasabb a kompresszoros kifúvatás. Ehhez a mágnesszelepek elé célszerű vízkonnektort, vagy egy különálló kompresszorcsatlakozót beépíteni. Víztelenítéshez beépíthetünk drain szelepeket is, de ennél a megoldásnál minden öntözésnél kiüríti a szelep a hálózatot, ami nem előnyös. Leeresztéséhez kavicságyat kell kialakítani, ami naponta többször is akár 40-50 l vizet képes elnyelni. A szelepekbe szennyeződés kerülhet, ezért szivároghat, vagy nem engedi le a vizet, tehát esetleg nem működik megbízhatóan. Az esőérzékelőt olyan helyre kell felszerelni, ahol az eső szabadon éri, de a szórófejek még szeles időben se öntözzenek rá. A vezérlőegység elhelyezésénél ügyelni kell arra, hogy a beltéri vezérlőket víz nem érheti és extrém párás környezetbe (pl. szivattyúakna, vízóraakna) nem kerülhetnek! A beltéri vezérlőket csak fedett, száraz helyre építsük be. Amennyiben csak olyan helyre tudjuk felszerelni a vezérlőt, ahol az eső érheti, akkor mindenképpen kültéri modellt válasszunk, víz alá azonban ezek sem kerülhetnek, így aknákba és szelepdobozokba való beépítésük kerülendő.

Az öntözőrendszer telepítése

Az öntözőrendszerek telepítése a kitűzéssel kezdődik. Ekkor a terv alapján a területen kitűzzük a szórófejek helyét, kijelöljük az árkok nyomvonalát, illetve a szelepdobozok, valamint a vezérlő automatika és az esőérzékelő pontos helyét. A második fontos lépés az árokásás és az összes járulékos földmunka elvégzése. Amennyiben meglévő gyepfelületre telepítjük az öntözőrendszert, akkor döntsük el, hogy gyeptéglázással, vagy felülvetéssel pótoljuk vissza a gyepet az árkok nyomvonalán. Amennyiben szép, összefüggő, sűrű gyepfelületen dolgozunk, akkor célszerű gyeptéglázni, hiszen így a munka végeztével szinte teljesen láthatatlan munkánk nyoma. Ez nyilván időigényesebb és költségesebb eljárás, mint a betemetett árkok fűmaggal történő felülvetése. Az árokásást a csőfektetés követi, ilyenkor először kiépítjük a gerincszakaszt a szeleposztó(k)ig, majd onnan minden egyes zóna szárnyvezetékét kifektetjük. Amikor a csővezeték hálózatot elkészítettük, akkor következik a szórófejek csatlakoztatása. Javasoljuk a megfúrós idommal és flexibilis fejbekötő csővel (akár 20 mm-es LPE csővel és tokos idommal, akár speciális fejbekötő csővel és a hozzá tartozó idomokkal) történő szórófejbekötések kiépítését, hiszen ezekkel szórófejeink fel-le és jobbra-balra is (minden irányban) igazíthatók, ez megkönnyíti a fejek szintbe állítását és utólagos igazítását egyaránt. Flexibilis bekötésnél először felszereljük a megfúrós idomot a csőre kb. 50-70 cm-re a szórófej tervezett helyétől, majd megfúrjuk a megfúrós idom kilépő ágán keresztül a cső felső oldalát. Használjunk 8-12 mm átmérő közötti fafúrót, ennek hegye szépen vezeti a fúrót a csőben, csak arra kell ügyelnünk, hogy a furat nagyjából középre kerüljön az idomban és ne érintse a tömítőgyűrűt (ld. film). Ezután az egyik fejbekötő könyököt csavarjuk be a megfúrós idomba és csatlakoztassuk hozzá a megfelelő méretű fejbekötő csövet. Amennyiben rotoros szórófejeket (pl. Hunter PGP, vagy Rain Bird 5000), vagy nem cserélhető fúvókás spray fejet (pl. Hunter PS sorozat) építünk be, akkor az adott zónát az összes fejbekötő cső csatlakoztatása után öblítsük át (nyissuk ki a zóna mágnesszelepét és hagyjuk nyitva, amíg az összes fejbekötő csőből nem jön a víz), hogy az építéskor esetlegesen a csövekbe kerülő szennyeződések (pl. homok, csőforgács) kimosódjanak. Ezután csatlakoztassuk a fejeket, állítsuk szintbe őket és kezdjük meg az árok betemetését. Amennyiben spray szórófejeket (pl. Rain Bird 1800-as sorozat,  vagy Hunter Pro-spray), illetve MP-rotator fúvókával szerelt fejeket telepítünk, akkor először állítsuk szintbe a fejeket, temessük be az árkokat, majd csak ezután öblítsük át a zónát, a spray szórófejházak tetején található színes kupakok (öblítőkupak) segítenek tisztán tartani a rendszert. Miután átöblítettük az adott kört, húzzuk fel az öblítőkupaknál fogva a szórófej fúvókacsövét, fogjuk meg a nyakát, tekerjük le az öblítőkupakot, majd tekerjük be a megfelelő fúvókát. Ezután állítsuk be először a fix oldalt (a fúvókacső elforgatásával), majd a kívánt szórási szöget a fúvóka szögállító gyűrűjével (ha állítható szögű típus). Rotoros szórófejeknél a fix oldalt sok esetben nem a fúvókacső elforgatásával, hanem az egész szórófej meneten történő elforgatásával tudjuk beállítani, a szórásszög állítására pedig a legtöbb típusnál a fej tetején található szórásszög-állító csavart találunk, de sok kivétel is akad, így szerelés előtt mindenképpen járjunk utána az adott típus beállításának. Amennyiben van csepegtető zónánk az adott kertben, csatlakozzunk rá a tekercs csepegtető csővel a megfúrós idomba csavart csepegtetőcső-indító idomra, majd magunk előtt görgetve a tekercset haladjunk végig a sövények és ágyások mentén, melyeket csepegtetve szeretnénk megöntözni. Szélesebb ágyásoknál kb. 60 cm-es távolságra oda vissza, vagy kígyózva is vezethetjük a csepegtető csövet, arra ügyeljünk azonban, hogy nagyon ne törjön meg a cső forduláskor. A csepegtető csövekhez vásárolhatunk toldókat, T-idomokat, könyökidomot, végelzárót, stb. A csepegtető csöveket érdemes lerögzíteni a talajon, erre speciális csepegtető cső rögzítő tüskéket használhatunk, így a cső nem mozdul el jobbra-balra nagyobb mértékben és oda csepeg a víz, ahová szánjuk. Mielőtt az összes zónát készre szereljük és betemetjük az árkokat, győződjünk meg róla, hogy behúztuk-e a mágnesszelepeket, illetve az esőérzékelőt a vezérlővel összekötő elektromos kábelt, hiszen ezt rendszerint ugyanabban az árokrendszerben vezetjük, mint a csöveket. A kábel tartalmazzon legalább a mágnesszelepek száma+1 ért, de ha mód van rá hagyjunk benne néhány tartalék eret a későbbi esetleges fejlesztésekhez. Cégünk speciális öntözésvezérlő kábelt (8 x 0,8 mm² keresztmetszet) is forgalmaz: ez 100 m-es tekercsekben kapható, kettős szigetelésű 8 eres földkábel, nem szükséges külön védőcső hozzá. A visszatemetés egyik legnagyobb odafigyelést igénylő része a szelepdoboz körüli rész temetése. Figyeljünk arra, hogy a szelepdoboz fedele teljesen szintbe kerüljön a környező tereppel, belül a szelepek hozzáférhetőek legyenek. A szelepdoboz alá rakjunk agroszövetet, vagy geotextiliát, hogy a szelepek ne a sárban feküdjenek és hogy a vakondokokat megakadályozzuk abban, hogy feltöltsék földdel az egész dobozt. A szelepek és a vezérlőkábel összekötéséhez használhatunk vízmentes kábelcsatlakozókat, vagy jobb minőségű szigetelőszalagokat (mi az utóbbira szavazunk). Miután a mágnesszelepeknél minden kötést leellenőriztünk, kössünk be a vezérlő automatikába is minden kábelt, majd csak a legutolsó lépésként dugjuk be a vezérlő transzformátorát a konnektorba. Végül próbáljunk ki minden egyes zónát a vezérlő manuális indítás állásában. Működés közben finomhangolhatjuk az egyes fúvókák szórásszögét és szórási távolságát is (ez a legtöbb esetben max. 25%-kal csökkenthető egy, a szórófej tetején lévő csavar segítségével).