Cikkek
Dr. Lelkes János / Öntözésről felsőfokon ( III. )
A mezőgazdaságban minden agrotechnikai elem gépesítésében sajátos evolúciós folyamat mentén történt a fejlesztés, a jelenleg ismert modern eszközök kialakítása. Az öntözésben sem volt ez másként. Az USA területén Frank Zybach mérnök 1952 – ben mutatta be először azt a modellt amelyet a mai center – pivot berendezések elvén működőképes berendezésnek lehetett tekinteni. Ezeket a szerkezeteket ma is többtámaszú járvaüzemelő öntözőgépeknek nevezik, amivel hangsúlyozni kívánják a szakemberek a többi gépesített áttelepítésű berendezésekkel szemben fennálló különbségeket. Az eredetileg hordozható, kézzel áttelepíthető csövekre alapozott esőztető öntöző berendezések fárasztó áttelepítését két alapvetően eltérő gépi áttelepítési módszerrel váltották ki még a két világháború közötti időszakban. Az egyik esetben az öntöző szárnyvezetéket összeszerelt állapotban hosszirányban traktorral átvontatták új üzemeltetési helyükre. Ehhez a csövek alá csúszó talpakat vagy görgőket, esetleg kerekeket szereltek. A másik technikai megoldás szerint a szárnyvezetéket egy hosszú tengelynek tekintve kerekekkel támasztották alá, és ezt a rendszert saját kis teljesítményű motorjával egyszerűen átgördítették a következő szórófej állásnak megfelelő pozícióba. A vontatható és a gördülő öntözőgépek a hatvanas években hazánkban is rendkívül népszerűek voltak, számos technikai okokból ki nem küszöbölhető problémájuk ellenére. Ezek közül elég csak azt megemlíteni, hogy rendszerint csak alacsony kultúra öntözésére voltak alkalmasak, csak víztelenített állapotban lehetett az áttelepítést megkezdeni és a berendezések használatával járó emberi munkaigény a jelentős fizikai könnyítések ellenére még mindig meghaladta a növénytermesztés összes más műveletének élőmunka igényét. Annak ellenére, hogy gépesített áttelepítésű öntöző berendezéseket ma is gyártanak, mert külterjesebb öntözési feladatokra megfelelnek, az amerikai technikai kezdeményezés igazi siker történetté vált. Ezek a többtámaszú folyamatos mozgás közben öntöző berendezések sokirányú gépészeti ötlet alkalmazásával rengeteg gyártmányt ajánlottak a gyakorlatnak. Közös tulajdonságuk volt, hogy nagyon komolyan tervezett és kivitelezett, kerekekkel alátámasztott statikai szerkezetek formáját mutatták, amelyek képesek voltak kb 50 m fesztávolság sorozatok áthidalására, vízzel telt állapotban való haladó mozgásra. A folyamatos mozgás megteremtése azt is jelenti, hogy az 50 méteres szakaszok egymáshoz képest egyenes vonalban maradnak a terep egyenetlenségeitől függetlenül, és a mozgás pályája rendkívül pontosan az előre tervezett vonalon marad többszöri öntözés áthaladása után is. A statikai egységek egymással csuklós kapcsolatban állnak a domborzat követése miatt. A műszaki fejlesztési állomásokat jelentő mechanikus, pneumatikus, hidraulikus erőátviteli megoldásokat az elektromos hajtás talán végérvényesen kiszorította, mert ezzel a sebesség irányának és nagyságának változtatása egyszerűvé vált és az egyenesben tartó automatika működtetése amúgy is feltételezte az elektromos energia jelenlétét. A statikai szerkezetek alakjában és funkciójában is megállapodott a fejlődés a ma látható tűzi horganyzott „bogárhátú „ rácsszerkezeteknél, hiszen gyakorlatilag minden gyártó ilyennel teszi meg ajánlatait. A statikai szerkezetek részt vesznek a berendezések vízszállításában, hordozzák a szórófejeket, és viselik az elektromos vezetékhálózat tömegét is. A többtámaszú járvaüzemelő öntözőgépek szerkezetében a máig megmaradó legnagyobb változatosság a vízellátás módjában mutatható ki. A berendezések egyik fajtája egyetlen hidráns, vagy kút vízellátására alapozva üzemel olyan módon, hogy a berendezés egyik központi vége a hidráns felett kiképzett toronyhoz rögzítve forgó ( körbenjáró ) mozgást végez. A kút, vagy a hidráns szivattyús agregáttal szolgáltatja a vizet. Ekkor egy max 500 m sugarú kör kerül járvaüzemelő módban beöntözésre. Ezeket már a köznyelv is center pivot berendezéseknek nevezi. Üzemeltetésük során lehetséges az a megoldás is hogy egy berendezést két vagy több hidránsra telepítenek mert kerék kifordítással ezek a gépek traktorral az új pozícióba vontathatók és ott rövid úton újra üzembe helyezhetők. A körbenjáró berendezések legnagyobb üzemeltetési problémájaként a szabályos táblaalak és a beöntözött kör alak közötti öntözetlen terület kérdését tartják számon. Erre is születtek technikai megoldások, melyek szerint a sarkok egy külön vezérelt kb 50 méteres taggal beöntözhetők, ahol a külön vezérlés beprogramozható a körbenjárás sarkaihoz közeledve ezek öntő funkciója beindul. Egyszerűbb esetekben csak a sarkok területére bekapcsolt végszórófej oldja meg ezt a problémát. A center pivot berendezésekkel a vízborítás nagysága a körülfordulási idő, valójában a mozgási sebesség beállítására egyszerűsödik. A berendezések másik fajtájánál a vízellátást az öntözött táblán kiépített hidráns sor, vagy nyílt csatorna teszi lehetővé. A hidráns - soros megoldásnál vontatott tömlő biztosítja a folyamatosan mozgó gép táplálását. Két tömlő segítségével megoldható, hogy a hidráns elhagyása után a következő tömlőt a kiszolgáló személyzet már előre kifektette és az összeköttetést megvalósította. A csatornás megoldásnál a csatorna melletti kerekes tagon ( tornyon ) olyan diesel motort helyeztek el amely a vízellátó szivattyút is működteti. A szívókosár a berendezés folyamatos mozgása közben beleér a csatorna pontosan kiépített profiljába és a vízellátás ezzel válik zavartalanná. Mind a hidráns - soros, mind a csatornás gépeket lineár berendezéseknek mondja a szakmai köznyelv, mert ellentétben a körbenjárókkal itt minden 50 méteres tag egyenes vonalú pályán mozog. A lineár berendezések szabályos táblaalakot öntöznek be, ezért nálunk a meliorációs beruházások keretében ezek száma volt kezdetben a meghatározó. A lineár berendezésekkel a vízborítás szintén a mozgás sebességével állítható be, nagyobb vízborítás eléréséhez a gépet lassítani kell. A hidráns soros öntöző telepeken ismertek a hibrid üzemeltetésű többtámaszú járvaüzemelő berendezések is. Az úgynevezett „ hippodrom „ gépek végighaladnak lineár berendezés módjára a hidráns sor mentén, majd az utolsó hidráns körül center pivot gép módjára 180 fokos körbenjáró üzemmódban megfordulnak és a hidráns sor másik oldalán újra lineár berendezési üzemmódban a kindulási helyre térnek vissza, ezután ujra kezdődhet az üzemeltetési ciklus. Az üzemeltetés szempontjából hibridnek tekinthető a center pivot berendezése több pozíciós üzeme is, különösen, ha szektoros üzemeltetéssel szabálytalan, de körcikkekből többé kevésbé lefedhető terület áll rendelkezésre. Hazai öntöző telepeken kizárólag külföldi berendezéseket alkalmaznak. A 70 – es években az Öntözési Kutató Intézet hazai fejlesztésbe kezdett. A Körös – 200 néven ismertté vált és szabadalmaztatott konstrukció különlegessége a vízadagolás módszerében volt, mert a fentebb tárgyalt szerkezetekkel ellentétben a tradícionális csörgedeztető felületi öntözési módszerhez hasonló vízszétosztást valósított meg. Ez a műszaki fejlesztési kezdeményezés elhalt az akkori mezőgépipar útvesztőiben, illetve hátrányba került a későbbi NAÖ néven párhuzamosan kezdett lineár fejlesztéssel megvalósult ellenérdekeltség bonyolult helyzetében. A szarvasi kezdeményezés alapvetően agronómiai indíttatású volt, máig ható jelentősége eleven és az amerikai műszaki fejlesztésben a LEPA ( alacsony nyomásigényű vízszétosztás ) néven ismert irányzatban nyomon is követhető. Számos technikai részlet nem kerülhet részletezésre ezen írás keretei között, ezek ismeretének jelentősége valójában kevés, mert a többtámaszú járvaüzemelő berendezések működése magas szinten automatizált, megbízhatóságuk felügyelet nélküli üzemet tesz lehetővé és a diesel motor kiszolgálásán kívül nem igényel több törődést. Jó példa erre a Mezőhegyesi Állami Ménesbirtok R, ahol kb 5000 ha területet öntöznek ezzel a technikával. Ez az öntözőüzem egyébként Európa legnagyobb összefüggő öntözőtelepe. Ezen a helyen tanulmányozható a több tíz berendezés beállítását és üzemeltetését biztosító számítógépes vezérlő és üzemellenőrző rendszer, amely a legkorszerűbb kommunikáció technológia alkalmazásával és monitoring rendszerrel segíti hatékony használatukat. A lineár és center pivot berendezéseket helyhez adaptált tervezési paraméterek alapján létesítik. Kiindulási alap az öntözendő növényállomány és a helyi evapotranspirációs érték alapján várható öntözési igény. Ennek mértékadó és biztonsággal figyelembe vett legnagyobb értékét 100 % teljesítménynek kell tekinteni és az üzem közben előforduló aktuális igényeket ennek valamilyen hányadára állítják be a gépet. A mi klímánkon valójában 2 – 3 napi vízszükségletnél, tehát max 15 – 20 mm vízadagnál egyszerre többet nem adagolnak ki. Ennek oka a talajok víztároló képességében a természetes csapadék fogadására meghagyott tartalék kapacitás biztosítása és a berendezések konstrukciós sajátosságaiból eredő nagy adagolási intenzitása és a talajok korlátozott víznyelése közötti egyensúly sérülékenysége. A lineár típusú berendezések vízborításának beállítása éppen ennek a százalékos aránynak a beállításán alapul. Létezik egy 100 % - os haladási sebesség, amelyeknél a statikai szerkezetet alátámasztó kerekeket a hajtó villanymotorok folyamatosan hajtják. Ha az ehhez tartozó vízborításhoz képest nagyobbra van szükség - pl a kétszeresére - akkor a meghajtást 50 % fokozatra állítják és a gép automatikája szakaszossá teszi a motorok üzemét – pl fél percig hajtanak, fél percen át állnak. Az üzemeltetés látványa szerint egy ilyen berendezés egy kb 10 m széles és a gép hosszával megegyező esőfelhő képét mutatja. Nem sokan gondolnak arra, hogy ezzel a módszerrel egyenletesebb az öntözés mint amit a természetes eső legtöbbje egyáltalán lehetővé tesz. Az esőfelhőt a szakma csapadék intenzitás fizikai mennyiséggel jellemzi. Ez a paraméter a hagyományosan ismert esőztető technika hasonló jellemzőihez képest igen nagy értékű. Az átlagos csapadékintenzitás a gép alatt 100 mm/óra körüli érték, valójában egy parabola függvény – szerű eloszlás átlaga, ahol a csúcsérték elérheti a 200 mm/ óra értéket is. Joggal merül fel a kérdés, egyáltalán hogyan lehetséges ilyen heves esővel eróziós kártétel nélkül öntözni ? A gyakorlat bizonyítja hogy lehet, mert ez a nagy intenzitás csak rövid ideig terheli a talajt, és mint az köztudott minden talaj kezdeti rövid ideig tartó víznyelő képessége ugyanilyen nagyságrendben szintén magas. Ez a magyarázata a fentebb említett Körös 200 tipusú felületi vízadagolási módszer működőképességének is, amelyet először Kalavszky Károly kutató írt le és próbált ki Szarvason. A csapadék intenzitás függvényszerű felfogása szerint jelentős különbséget kell tenni a lineár és a center pivot berendezések között. Az egyenes vonalú pályán mozgó lineár gépeknél ez a függvény azonos a szerkezeti hossz értelmezési tartományán belül. A körpályán mozgó center pivot berendezéseknél középen igen kicsi és a központi toronytól távolodva egyre nagyobb intenzitással kell adagolni az öntözővizet ahhoz, hogy az öntözött körön belül a vízborítás egyforma legyen. Ez a körmozgás fizikai lényegéből, a kerületi sebesség sugár menti változására vezethető vissza. A többtámaszú járvaüzemelő öntözőgépekkel kapcsolatban ki kell hangsúlyozni, hogy a berendezések csapadékintenzitása egyáltalán nem függ attól, hogy a gép éppen áll, vagy akármilyen sebességgel mozog. Ez a körülmény az egyenletességgel kapcsolatos vizsgálatokat egyszerűsíti le. Az egyenletességre vonatkozóan már tettem említést, de abban az esetben ha a gépekkel nem csak „ tiszta „ öntözővizet, de oldott tápanyagot, netalán növényvédelmi anyagot is ki kell juttatni az egyenletességnek különös hangsúly lesz. A „ chemigation „ hallatlan előnye abban van, hogy ezek a drága beruházások többcélúvá válnak ezáltal hatékonyságuk megnő. Kiváltható a repülőgépes növényvédelem, aminek környezetvédelmi kritikái sok esetben helytállók, és lehetővé válik a növényállomány osztott táplálása aminek szintén meg vannak a környezeti előnyei. Ez utóbbi kérdéseknek a tárgyalása már átvezet a precíziós mezőgazdaság alkalmazási területére amelynek öntözési vonatkozásait más helyen kívánjuk kifejteni. Szarvas, 2002. április Dr Lelkes János tud. tanácsadó 06 30 903 37 38 |
