Vi_

CAPITOLUL VI IRIGAŢII 6.1. NECESITATEA APLICĂRII IRIGAŢIILOR Irigaţia reprezintă „aprovizionarea controlată a solului cu cantităţi de apă suplimentare faţă de cele primite în condiţii naturale, astfel încât să se asigure producţii agricole ridicate şi constante” (Botzan, 1966).

La aprecierea oportunităţii irigaţiei se are în vedere rolul complex al apei în viaţa plantei. Apa este un element vital pentru plante, fiind mediu de dispersie a coloizilor plasmatici şi al relaţiilor biochimice, solventul de bază al diferitelor substanţe minerale şi organice, care participă la absorbţia şi circulaţia substanţelor nutritive.

Apa serveşte ca dizolvant şi ca mijloc de transport ale substanţelor solubile din sămânţă spre zonele de creştere. Lipsa apei duce la scăderea recoltei chiar dacă nu a distrus plantele.

Apa are influenţă hotărâtoare şi asupra organismelor din sol.

Rezistenţa şi eficienţa nodozităţilor de pe rădăcini sunt condiţionate de umiditate. La instalarea secetei primul efect este căderea nodozităţilor.

De cele mai multe ori aprovizionarea optimă cu apă a plantelor impune folosirea irigaţiilor, realizându-se astfel condiţiile pentru atingerea potenţialului genetic de către soiurile şi hibrizii folosiţi, valorificarea superioară a celorlalte elemente tehnologice alocate, a tuturor factorilor de producţie. Aşadar, necesitatea aplicării irigaţiei este determinată de factori naturali şi social-economici.

Irigaţiile înlătură efectele păgubitoare ale secetelor, corectează în mare măsură climatul unei zone naturale şi reglementează totodată, regimul hidric al solului asigurând necesarul de apă al plantelor.

Seceta se poate prezenta sub diferite forme, cele mai cunoscute fiind cea atmosferică şi pedologică.

Prin seceta atmosferică se înţelege perioada de timp de peste 10 zile în timpul vegetaţiei în care nu cad ploi mai mari de 5 mm, temperaturile sunt ridicate, vânturile foarte calde, iar umiditatea relativă a aerului scăzută (30-40 %). În aceste condiţii apare un 223

dezechilibru între absorbţia radiculară şi transpiraţie. Această formă a secetei se mai numeşte şi seceta fiziologică.

Seceta pedologică se manifestă atunci când umiditatea solului scade sub aşa numitul plafon minim al umidităţii, apropiindu-se de coeficientul de ofilire. Aceasta este mai dăunătoare pentru plante decât cea atmosferică, deoarece plantele îşi iau din sol cea mai mare parte din necesarul de apă.

Plantele au nevoie de apă în toate fazele de vegetaţie, de la germinare şi plantare până la maturitate. Prezenţa apei în cantităţi optime determină, împreună cu ceilalţi factori de vegetaţie, dezvoltarea normală şi economic rentabilă a culturilor agricole.

Precipitaţiile atmosferice reprezintă principala resursă naturală de apă care alimentează profilul de sol. Deşi precipitaţiile împreună cu temperatura aerului şi cu alţi factori climatici din numeroase zone agricole din ţara noastră oferă, în general, condiţii bune pentru obţinerea de producţii ridicate, sunt zone unde în anumiţi ani apa este un factor limitativ şi aceasta datorită climatului de tip continental care se caracterizează printr-un regim pluviometric neuniform.

Prin irigaţii se elimină fluctuaţiile mari de producţie de la un an la altul şi de la o zonă la alta, influenţând favorabil atât nivelul cât şi calitatea recoltelor.

6.2. SISTEMUL DE IRIGAŢIE Introducerea irigaţiilor pe o anumită suprafaţă impune realizarea unor lucrări tehnice speciale cu ajutorul cărora se asigură captarea apei din sursă, transportul ei pe terenul irigabil şi distribuţia la plante.

Sistemul de irigaţii este ansamblul unitar de construcţii şi amenajări, împreună cu instalaţiile şi echipamentele folosite la aplicarea udărilor, în scopul acoperirii deficitului de umiditate din stratul activ de sol.

6.2.1. Clasificarea sistemelor de irigaţie Sistemele de irigaţie se clasifică după mai multe criterii: mărimea suprafeţelor amenajate, modul de alimentare cu apă din sursă, metoda de udare folosită etc.

După modul de alimentare cu apă din sursă avem sisteme: 224

o cu alimentare gravitaţională; o cu staţii de pompare şi o cu alimentare mixtă.

După metoda de udare folosită pot fi:  prin scurgere la suprafaţă;  prin submersiune (inundare);  prin aspersiune;  prin picurare (localizată);  prin subirigaţie (reversibilă din drenaj). În funcţie de scopul urmărit se pot deosebi: o irigaţia de umectare; o irigaţia de spălare; o irigaţia fertilizantă; o irigaţia de aprovizionare; o irigaţia antigel.

6.2.2. Elementele componente ale sistemului de irigaţie Părţile componente ale sistemului de irigaţie sunt: - priza de apă şi lucrările de aducţiune; - lucrările de amenajare interioară; - instalaţiile anexe pentru întreţinere şi exploatare

225

Fig.6.1 – Schema de amenajare a unu sistem de irigaţie SPB-staţie de pompare de bază, SRP-staţie de repompare, CA-canal de aducţiune, CD-canal distribuitor, SPP-staţie de punere sub presiune, S-sediul sistemului, P-puncte de avertizare a udărilor, L-localitate

Lucrările de captare şi de aducţiune Priza de apă reprezintă construcţia frontală a sistemului care asigură captarea apei din sursă. În funcţie de configuraţia terenului şi cota apei din sursă prizele de apă pot fi gravitaţionale sau cu ridicare mecanică.

Priza de apă gravitaţională captează apa din sursă şi alimentează lucrările de aducţiune prin cădere liberă.

Principalele condiţii ce trebuiesc îndeplinite de prizele de apă gravitaţionale sunt: - să asigure captarea debitelor necesare indiferent de regimul nivelelor sursei, pe toată perioada irigaţiei; - să fie o construcţie simplă, dar rezistentă, sigură în exploatare şi uşor de întreţinut şi exploatat; - să nu permită aluvionarea lucrărilor de aducţiune şi a construcţiilor hidrotehnice; - să nu permită inundarea sistemului în timpul apelor mari din sursă; - prin construcţie şi funcţionare să nu cauzeze perturbări în regimul hidraulic al cursului de apă.

226

Existenţa şi funcţionarea prizelor de apă sunt influenţate de caracterul instabil al albiei şi de fenomenele de aluvionare.

Uneori pot rămâne fără apă din cauza mutării talvegului la malul opus sau a formării unor depuneri de aluviuni în faţa prizei; erodarea puternică a malului şi a fundului albiei poate pune în pericol stabilitatea prizei.

Toate aceste neajunsuri trebuie avute în vedere la alegerea amplasamentului prizei.

Amplasamentul cel mai indicat al prizelor este malul concav şi anume treimea din aval a concavităţii. În funcţie de criteriul funcţional şi alcătuirea constructivă prizele gravitaţionale pot fi: - prize de apă în curent liber, care captează apa din sursă fără a se executa lucrări în albie (fig.6.2).

Fig.6.2 – Diverse scheme de prize de apă în curent liber I-prize fără dispozitiv de reglare a admisiei apei; a-cu o singură gură de captare; b-cu mai multe guri de captare; c-cu mai multe guri de captare şi canal de spălare; II-prize cu stăvilar regulator; a-stăvilar frontal; b-stăvilar retras; cstăvilar frontal cu decantor şi canal de spălare; d-stăvilar retras cu decantor şi canal de spălare; e-cu mai multe canale; f-priză tip Saumian.

Pot să fie cu stăvilar regulator de admisie, cu una sau mai multe guri de captare. Acest tip este indicat pe râurile cu albii largi, cu debite mari, niveluri suficient de ridicate şi pante mici sau mijlocii.

227

- prize de apă în curent dirijat, cu un pinten de dirijare construit în albia minoră a cursului de apă, cu rol de concentrare şi dirijare a curentului de apă spre gura de captare. Pintenul se execută din elemente permeabile, căsoaie, gabioane etc. De obicei prizele cu pinten au o singură gură de captare prevăzută sau nu cu un stăvilarregulator. Captează până la 50 % din debitul cursului de apă (fig.6.3).

Fig.6.3 – Prize de apă cu pinten de dirijare a curentului a-priză ce foloseşte un braţ vechi al albiei; b-priză cu pinten scurt, înclinat; c-priză cu pinten curb; d-priză cu pinten longitudinal şi stăvilar de spălare

- prize de apă în curent barat sunt prevăzute cu lucrări transversale pentru închiderea albiei în vederea ridicării nivelului apelor mici. Se folosesc pe râuri cu debite mici, amplasându-se în general într-o secţiune unde albia nu este prea largă. Bararea albiei nu este prea largă. Bararea albiei se realizează cu ajutorul pragului de fund sau a barajelor deversoare din gabioane, zidărie din piatră, beton etc.(fig.6.4).

Fig.6.4 – Praguri de fund de tip uşor; a-din fascine; b-din gard de nuiele; c-perete de palplanşe; d-blocuri de piatră

228

Fig.6.5 – Părţile componente ale staţiei de pompare pentru irigaţii

Staţiile de pompare pentru irigaţii cuprind un ansamblu de construcţii hidrotehnice, instalaţii hidromecanice, energetice şi de automatizare care captează apa din sursă, o ridică la o cotă mai înaltă şi pun sub presiune reţeaua de conducte din sistem.

După funcţia îndeplinită se deosebesc: - staţii de pompare de bază pentru captarea apei din sursă (S.P.B.); - staţii de repompare a apei în sistem (S.P.R.); - staţii de pompare de punere sub presiune a reţelelor de conducte subterane (S.P.P.); - staţii de pompare reversibile, servind atât pentru alimentare cât şi pentru evacuarea apelor în exces.

Elementele componente ale staţiilor de pompare sunt: priza, aducţiunea şi staţia propriu-zisă (fig.6.5): - priza constând după caz dintr-un aspirator simplu (sorb) sau dintr-o construcţie specială (puţ de captare), trebuie să asigure captarea apei la orice nivel din sursă; - aducţiunea realizată dintr-o conductă are rolul de a conduce apa de la priză la agregatele de pompare. În conducta de aducţiune curgerea se face gravitaţional prin aspiraţie sau prin sifonare; - staţia de pompare propriu-zisă este formată dintr-o clădire care adăposteşte agregatele de pompare şi instalaţiile interioare şi din conducte şi bazinul de refulare. Clădirea staţiei de pompare are rolul de a susţine şi adăposti agregatele de pompare şi instalaţiile aferente.

Se compune din: infrastructură şi suprastructură.

229

În ultimul timp se execută staţii de pompare, în special S.P.P.-uri fără suprastructură, agregatele de pompare electrocapsulate funcţionând în aer liber.

Bazinul de refulare are rolul de a disipa energia cinetică a apei ce iese cu viteză din conducta de refulare, de a realiza racordarea staţiei la canalul de aducţiune al sistemului şi eventual distribuţia apei pe mai multe canale.

Deseori partea de aducţiune poate lipsi, priza alăturându-se staţiei propriu-zise; de asemenea pot lipsi conductele şi bazinul de refulare.

Lucrările de aducţiune ale sistemului de irigaţie preiau apa de la priză şi o conduc în reţeaua de distribuţie.

Canalele de aducţiune care deservesc sisteme mari de irigaţie îndeplinesc şi alte funcţiuni (hidroenergie, alimentări cu apă potabilă, navigaţie etc.) ele fiind numite canale magistrale.

Reţeaua de aducţiune se construieşte de regulă sub formă de canale din pământ căptuşite (impermeabilizate) care pot fi executate în debleu, rambleu sau mixt. În anumite situaţii este indicată înlocuirea canalelor cu conducte.

Aducţiunea se poate completa cu staţii de repompare a apei, iar pe traseu sunt prevăzute construcţii hidrotehnice (stăvilare, apeducte, vane, căderi, goliri de fund, deversoare frontale şi laterale) sau lucrări de traversare (podeţe, sifoane etc.), dispuse de cele mai multe ori grupat, sub formă de noduri hidrotehnice.

Lucrările de amenajare interioară În sistemele de irigaţie lucrările de amenajare interioară au rolul de a prelua apa din canalul de aducţiune şi de a o conduce şi distribui plantelor. Principalele probleme ce se rezolvă în cadrul lucrărilor de amenajare se referă la metodele de udare şi tipurile de amenajare.

Lucrările de distribuţie preiau apa din lucrările de aducţiune şi o conduc până la suprafaţa amenajată. Aceste lucrări sunt formate din canale sau conducte de diferite ordine de mărime, ultimele fiind canale distribuitoare de sector sau antene. La sistemele de irigaţie mici sau amenajări gospodăreşti pot lipsi canalele distribuitoare de ordin superior, din canalul de aducţiune derivând direct antenele.

230

Lucrările de amenajare a sectorului de irigaţie repartizează plantelor apa preluată din canalele distribuitoare de sector sau antene.

Componenţa şi felul acestor lucrări depind de metoda de udare folosită şi de tipul de amenajare adoptat.

Reţeaua de canale de colectare-evacuare. Orice sistem de irigaţie trebuie prevăzut cu o reţea de colectare-evacuare (sau chiar de drenaj) în scopul: - eliminării apei din irigaţie când apar defecţiuni care nu pot fi remediate cu reţeaua în funcţiune precum şi la încheierea campaniei de udări; - evacuării apei din precipitaţii; - preluării infiltraţiilor din canale.

Reţeaua de colectare se trasează pe locurile cele mai joase ale zonei, în corelaţie cu amplasamentul reţelei de alimentare şi organizarea teritoriului. Se execută în debleu.

Lucrările anexe pentru exploatare şi întreţinere Lucrările anexe asigură funcţionarea corectă şi eficientă a sistemelor de irigaţii. Din această categorie de lucrări fac parte: sedii de secţii şi sisteme, ateliere de reparaţii, depozite, instalaţii de telecomunicaţii, reţele de puţuri hidrogeologice, instalaţii de apometre, staţii şi puncte de avertizare a udărilor, reţele de alimentare cu energie electrică.

6.3. SURSELE DE APĂ ŞI CALITATEA APEI PENTRU IRIGAŢII 6.3.1. Surse de apă Sursele de apă utilizate pentru irigaţii sunt apele de suprafaţă şi cele subterane care îndeplinesc condiţiile de calitate şi cantitate necesare.

Apele de suprafaţă cuprind: cursurile de apă, lacurile permanente, bazinele de acumulare, canalele colectoare din sistemele de desecare. În ultimul timp sunt folosite şi apele uzate şi cele marine desalinizate.

Principalele resurse de apă folosite în amenajările de irigaţii din ţara noastră sunt formate din cursurile naturale: Dunărea cu afluenţii ei şi râurile interioare. Aceste cursuri, în marea lor majoritate, corespund calitativ, atât ca mineralizare, cât şi ca temperatură sau 231

conţinut în oxigen. Bazinele de acumulare şi iazurile constituie, de asemenea, resurse importante de apă pentru irigaţii. Lacurile naturale, în special cele din zona de câmpie, reprezintă resurse bogate de apă, însă folosirea lor la irigaţii ridică probleme dificile datorită concentraţiei mari de săruri şi lipsei de aeraţie.

Tot ca resurse de apă pentru irigaţii sunt folosite apele din canalele colectoare ale sistemelor de desecare, ca şi apele evacuate din orezării, calitatea lor fiind, de regulă, corespunzătoare. Uneori prezintă concentraţii în săruri solubile peste limitele admise, implicând măsuri speciale de îmbunătăţire.

Apele reziduale (uzate) provenite din reţeaua de canalizare a oraşelor, din industrie sau din fermele zootehnice au devenit în ultima vreme resurse importante de apă pentru irigaţii datorită debitelor mari pe care le furnizează. Este necesar însă ca aceste ape să fie supuse în prealabil unor tratamente de epurare, deoarece sunt foarte poluate fizic, chimic şi mai ales microbiologic.

Apele subterane (izvoarele, apa freatică şi straturile subterane adânci) se caracterizează prin debite relativ mici, temperaturi scăzute şi mineralizare accentuată.

Toate acestea, la care se adaugă captarea anevoioasă şi costisitoare, mai ales pentru straturile adânci, fac ca apele subterane să fie utilizate la irigaţii pe scară redusă şi numai pentru amenajările locale.

Potrivit studiilor hidrologice întreprinse în ultimele decenii rezultă că resursele de apă ale României transportă într-un an mediu importante volume de apă: Dunărea, între 170 milioane m 3 (la Baziaş) şi 200 milioane m3 (la vărsarea în mare), râurile interioare, aproximativ 37 miliarde m3, iar apele subterane evaluate ca posibilităţi la 8,3 miliarde m3/an, sunt utilizabile în condiţii economice doar 4,5 miliarde m3.

6.3.2. Calitatea apei pentru irigaţie Apa folosită pentru irigaţie trebuie să corespundă unor cerinţe de calitate care să influenţeze favorabil relaţiile complexe dintre sol – apă – plantă şi mediul ambiant.

Principalele însuşiri fizico-chimice care se iau în considerare la aprecierea calităţii unei ape pentru irigaţie sunt următoarele: 232

temperatura, turbiditatea, gradul de aeraţie, reacţia, concentraţia în elemente chimice şi în săruri solubile.

Temperatura apei trebuie să fie cât mai apropiată de temperatura optimă de vegetaţie a plantelor, cerinţă îndeplinită de majoritatea surselor de suprafaţă. În cazul folosirii la irigaţie a apelor subterane, temperaturile scăzute ale acestora nu ridică probleme deosebite culturilor agricole. În urma circulaţiei pe canale, conducte, brazde şi chiar pe timpul infiltrării în sol apele, iniţial reci, se încălzesc până la 18-200 C, apropiindu-se de limita cerută de plantele cultivate.

Turbiditatea reprezintă cantitatea de aluviuni în suspensie transportate de apă în unitatea de volum. Cantităţile de aluviuni sunt diferite de la sursă la sursă. În apele de suprafaţă cantităţile sunt mai mari, iar în apele subterane cantităţile sunt foarte reduse. În apele curgătoare, turbiditatea are şi o variaţie sezonieră, depinzând de debitul şi viteza curentului de apă. Când se analizează o sursă de apă pentru irigaţie trebuie să se studieze nu numai cantitatea, ci şi calitatea aluviunilor, îndeosebi mărimea şi compoziţia chimică a particulelor solide transportate, pentru a se putea prognoza influenţa acestor elemente asupra solurilor irigabile, dar şi asupra funcţionalităţii construcţiilor, instalaţiilor şi echipamentelor de udare.

Gradul de aeraţie sau conţinutul în oxigen al apei de irigaţie are un rol important în desfăşurarea proceselor de oxidare din sol. Se consideră o apă bună pentru irigaţii sub acest aspect când cantitatea de oxigen dizolvat în apă este de minimum 4 mg/dm 3 şi când consumul biochimic de oxigen pentru procesele de oxidare bacteriană în 5 zile este de maximum 12 mg/dm3.

Cursurile de apă au un grad de aeraţie satisfăcător, apele subterane un grad mai redus, iar lacurile, bălţile, bazinele, iazurile sunt nesatisfăcătoare din acest punct de vedere, fiind aproape lipsite de oxigen. Pentru a putea fi folosite la irigaţii apele stătătoare necesită măsuri speciale de aerare.

Reacţia apei sau concentraţia în hidrogen ioni, exprimată în unităţi pH, reprezintă un alt indicator de calitate al apei pentru irigaţie.

Se admite pentru pH valori cuprinse între 5,5 şi 8,6. Trebuie făcută însă precizarea că apele cu un pH mai mic de 6,5 sau cu peste 233

7,5 necesită măsuri de ameliorare înainte de a fi folosite la irigaţii, întrucât majoritatea culturilor agricole preferă o reacţie apropiată de cea neutră.

Concentraţia în săruri solubile şi elemente chimice este indicele cel mai complex al calităţii apei de irigaţie. Se poate exprima direct ca reziduu salin sau ca reziduu mineral fix, în g/l, în mg/dm 3 sau în ppm (părţi per milion) şi indirect prin conductivitatea electrică.

Conductivitatea electrică (CE) a unei soluţii este reciproca rezistivităţii electrice şi se măsoară în unităţi siemens/cm la 250 C Pentru caracterizarea apelor ce urmează a fi utilizate la irigaţii se stabilesc indici de calitate care se bazează pe rezultatele analizelor fizice, chimice şi biologice ale apelor. Este obligatoriu ca analizele să se facă periodic, deoarece calitatea apei se modifică în timp sub influenţa factorilor de mediu.

Indicii (indicatorii) calitativi ai apelor de irigaţie sunt următorii: indicatori salini: reziduul salin, săruri minerale dizolvate (cloruri, sulfaţi şi sodiu), indicele CSR şi indicele SAR; indicatori toxici şi/sau dăunători; indicatori microbiologici.

Reziduul salin se stabileşte prin calcul din însumarea conţinuturilor de sodiu, magneziu, calciu, cloruri, sulfaţi, carbonaţi şi hidrocarbonaţi din apa pentru irigaţie. Se exprimă în mg/dm3.

Indicele CSR (carbonatul de sodiu rezidual) se exprimă în 3 me/dm şi se calculează cu formula: IndiceCSR= HCO3− + CO32− − Ca 2+ + Mg 2+

(

− 3

2−

2+

) (

)

2+

în care: HCO , CO , Ca şi Mg reprezintă conţinuturile de hidrogenocarbonaţi, de carbonaţi, de Ca şi Mg din apa de irigaţie.

Indicele SAR (Sodium adsorbtion ratio = raportul de adsorbţie a sodiului) se bazează pe efectele antagonice ale sodiului pe de o parte şi ale calciului şi magneziului pe de altă parte. Se calculează cu formula:

Indice SAR =

Na + 13,187 Ca 2 + + 21,746 Mg 2 +

în care conţinuturile de Na, Ca şi Mg se introduc în mg/dm3. În funcţie de reziduul salin, CSR şi conţinutul de cloruri şi sulfaţi, apa pentru irigaţie se clasifică în următoarele patru clase de salinitate (tabelul 6.1).

234

Tabelul 6.1 Clasificarea apei de irigaţie în funcţie de reziduul salin, indicele CSR şi conţinutul de cloruri şi sulfaţi Denumirea indicatorului Reziduu salin, mg/dm3 max.

Indicele CSR, me/dm3 max.

Cloruri (Cl-), mg/dm3 max.

Sulfaţi

( SO ) , mg/dm 2− 4

3

max.

Conductivitatea electrică la 250C, S/cm max.

C1 160 0,63 40

Clasa de salinitate C2 C3 500 1.500 1,25 1,90 120 370

C4 3.250 2,50 810

100

320

1.000

2.200

0,25

0,75

2,25

5,00

 clasa C1 (reziduu salin redus), utilizabilă la majoritatea solurilor şi plantelor de cultură;  clasa C2 (reziduu salin moderat), utilizabilă pe soluri permeabile şi la plante semitolerante la salinitate;  clasa C3 (reziduu salin ridicat), utilizabilă pe terenuri cu amenajări speciale pentru spălare şi drenaj, pe soluri permeabile şi plante tolerante la salinitate;  clasa C4 (reziduu salin foarte ridicat), utilizabilă în amenajări speciale pentru spălare şi drenaj, pe soluri permeabile şi plante foarte tolerante la salinitate. În funcţie de indicele SAR şi conţinutul de sodiu, fiecare clasă de salinitate se clasifică în trei subclase de alcalizare (tabelul 6.2).

Tabelul 6.2 Clasificarea apei de irigaţie în funcţie de indicele CSR şi conţinutul de sodiu Denumire indicator Indicele SAR, max.

Sodiu (Na ‫)٭‬ mg/dm3 max.

Clasa de salinitate C2 C3 Subclasa de alcalizare

C1

C4

S1 8,2

S2 15,3

S3 22,5

S1 6,1

S2 12,2

S3 18,2

S1 4,0

S2 9,0

S3 14,0

S1 2,5

S2 6,7

S3 11,0

47

48

50

120

145

150

215

340

400

240

520

750

 subclasa S1 (alcalizare redusă), utilizabilă la majoritatea solurilor;  subclasa S2 (alcalizare moderată), utilizabilă pe soluri permeabile fără amenajări speciale pentru spălare şi drenaj; 235

 subclasa S3 (alcalizare ridicată), utilizabilă pe soluri permeabile cu amenajări de spălare şi drenaj, precum şi cu aplicarea de amendamente organice şi minerale. În funcţie de indicatorii microbiologici, apa pentru irigarea culturilor agricole se clasifică în trei categorii (tabelul 6.3).

Tabelul 6.3 Clasificarea apei de irigaţie în funcţie de indicatorii microbiologici Denumirea indicatorului M1

Categoria M2 M3 peste 100... peste 100000 100000 ...1000000

Bacterii coliforme totale, nr.probabil/dm3

max.100

Bacterii coliforme fecale sau Streptococi nr.probabil/dm3

absent

max. 10000

peste 10000... ...1000000

Bacterii din genul Salmonella

absent/1000 cm3

absent/500 cm3

absent/100 cm3

 categoria M1, utilizabilă pentru toate solurile şi plantele;  categoria M2, utilizabilă pentru toate solurile şi plantele, cu excepţia solurilor foarte permeabile şi a plantelor cu destinaţie alimentară şi furajeră în stare proaspătă sau conservată prin congelare, murare, fără prelucrare termică;  categoria M3, utilizabilă numai pe terenurile cu nivelul freatic situat la mai mult de 4 m şi pentru culturile ale căror produse sunt prelucrate termic industrial, precum şi pentru produsele vegetale nealimentare.

Calitatea apelor pentru irigaţie se mai poate aprecia şi după o serie de indicatori practici. În apele bune pentru irigaţie cresc plante ca: Lemna, Nasturtium, Potamogeton, Veronica, Ranunculus, Glyceria şi Butomus; în ape mediocre: Rumex, Arundo, Cicuta, Lythrum, Mentha, Scirpus, Jucus iar în ape necorespunzătoare: Carex, Nimphaca şi diferiţi muşchi.

Apele bune pentru irigaţie sunt, de regulă, pure şi limpezi, cu pietrişul curat, albia şi malurile lipsite de materii vâscoase verzi, nu se formează vegetaţie târâtoare, trăiesc în ele peşti de apă dulce şi broaşte.

6.4. REGIMUL DE IRIGARE 236

Regimul de irigare este o noţiune complexă care caracterizează cantitativ şi în dinamică modul de aplicare a udărilor pe un teren amenajat. Este influenţat de factori naturali, tehnici şi agrotehnici.

Factorii naturali se referă la cei de ordin climatic (precipitaţii, temperatura aerului, umiditatea relativă şi vânturile), de ordin pedologic (solul) şi de ordin hidrogeologic (apa freatică).

Precipitaţiile atmosferice influenţează regimul de irigare prin volumul lor, elementele influenţate fiind norma de irigare şi numărul de udări şi prin eşalonarea în timp, elementele influenţate fiind momentul aplicării udării şi intervalul dintre udări.

Temperatura, umiditatea aerului, vântul influenţează regimul de irigare prin modificările pe care le aduc consumului de apă.

Elementele influenţate sunt: norma de irigare, numărul de udări, momentul aplicării udărilor şi intervalul dintre udări.

Solul influenţează îndeosebi prin proprietăţile lui hidrofizice, norma de udare (prin mărimea IUA) momentul aplicării udărilor (prin poziţia PM şi IUA), apoi numărul de udări şi intervalul dintre udări.

Apa freatică influenţează regimul de irigare în măsura în care franjul capilar se află în zona rădăcinilor plantelor. În acest caz elementele influenţate sunt: norma de irigare (prin cuantumul aportului freatic) şi norma de udare care se micşorează ca urmare a reducerii stratului umezit pentru a se evita contactul dintre apa suspendată şi apa sprijinită.

Factorul tehnic care influenţează regimul de irigare este metoda folosită, care determină o anumită normă de udare.

Factorii agrofitotehnici influenţează regimul de irigare potrivit uneia dintre legile fertilităţii solului (legea proporţiilor armonice) în sensul că o dată cu sporirea cantităţilor de fertilizanţi sau cu folosirea unor soiuri şi hibrizi mai productivi este necesar să sporească şi cantitatea de apă administrată solului. Deci aceşti factori influenţează norma de irigare.

Elementele regimului de irigare sunt: - norma de irigare; - norma de udare; - numărul şi schema udărilor; - momentul aplicării udărilor; 237

- intervalul dintre udări.  Norma de irigare reprezintă cantitatea totală de apă care se aplică unui teren în suprafaţă de un ha cultivat cu o anumită plantă. Se notează cu Σmt sau Mt şi se exprimă în m3/ha sau în mm.c.a.

Norma de irigare cuprinde cantităţile de apă, aplicate atât în perioada de vegetaţie cât şi în afara ei:

∑mt = ∑m + ∑a + ∑s

în care:Σm este norma de irigare din perioada de vegetaţie; Σa – norma udărilor din afara perioadei de vegetaţie, udările de aprovizionare sau de răsărire; Σs – norma de spălare a sărăturilor din profilul solului.

Norma de irigare din perioada de vegetaţie se determină pe baza bilanţului apei din sol stabilit pentru perioada caldă a anului. În cazul bilanţului în circuit închis ecuaţia este următoarea: Ri + Pv + ∑ m = ∑( e + t ) + R f

de unde: ∑ m = ∑( e + t ) − ( RI − R f ) − Pv În cazul bilanţului în circuit deschis:

Ri + Pv + ∑ m + AF = ∑ ( e + t ) + R f

de unde: ∑ m = ∑ ( e + t ) − ( Ri − R f ) − Pv − AF în care:Σ(e+t) este consumul de apă; Ri – rezerva de apă din sol la 1.IV, numită şi rezerva iniţială; Valori la bilanţ închis sub CC cu 500-700 m3/ha; la bilanţ deschis egal cu CC. Rf – rezerva de apă din sol la l.X (rezerva finală are valori peste CO cu 500-1000 m3/ha); Pv– precipitaţiile utile din perioada caldă a anului. Se însumează valori de peste 5 mm, dar şi cele sub 5 mm dacă sunt intercalate într-un şir de zile ploioase; AF – aportul freatic; CC – capacitate de câmp; CO – coeficient de ofilire.

Norma de irigare rezultată din aceste formule constituie norma netă.

Norma brută ia în considerare pierderile de apă din reţeaua de irigare.

∑mbr. = ∑η

mnet s

238

în care:ηs este randamentul sistemului de irigare: 0,50 – 0,98.

Valorile normei de irigare din perioada de vegetaţie sunt de 500-5000 m3/ha.  Norma de udare reprezintă cantitatea de apă ce se administrează solului la o singură udare şi poate fi: - din perioada de vegetaţie; - din afara perioadei de vegetaţie.

Norma de udare din perioada de vegetaţie se notează cu m şi se măsoară în m3/ha sau în mm.c.a. Este numită obişnuit, normă de udare şi se defineşte, drept cantitatea de apă ce se administrează solului pentru a-i ridica umiditatea actuală la nivelul capacităţii de câmp.

Umiditatea actuală, cunoscută şi sub denumirea de provizie momentană de apă a solului, determină mărimea normei de udare.

Dacă umiditatea actuală este redusă, deci solul este uscat, acesta necesită o normă de udare mărită; dimpotrivă, dacă solul este umed, norma de udare este mai mică.

Din punct de vedere al umidităţii actuale norma de udare este: - reală, când umiditatea actuală este oarecare; - optimă când umiditatea actuală este la plafonul minim PM. În condiţiile aplicării unui regim de irigare corect interesează norma optimă de udare. De aici rezultă o altă definiţie dată normei de udare şi anume: Norma de udare reprezintă cantitatea de apă ce se administrează unui sol pentru a-i ridica umiditatea actuală de la plafonul minim la capacitatea de câmp.

Conform acestei definiţii norma de udare se determină cu m = CC − PM relaţia: în care:CC este capacitatea de câmp pentru apă a solului; PM – plafonul minim al umidităţii optime.

Dacă PM şi CC se dau în % ms, transformarea lor în m 3/ha se face conform relaţiilor cunoscute: CC ( m / ha ) = 100 ⋅ H ⋅ DA ⋅ CC ( % ms ) 3

PM ( m3 / ha ) = 100 ⋅ H ⋅ DA ⋅ PM ( % ms )

în care:H este grosimea stratului de sol care se umectează, în m; DA – densitatea aparentă a solului, în t/m3.

239

Introducând aceste relaţii în formula iniţială a normei de udare m = 100 ⋅ H ⋅ DA ⋅ CC − 100 ⋅ H ⋅ DA ⋅ PM rezultă: m =100 ⋅ H ⋅ DA( CC − PM ) de unde: Această relaţie reprezintă norma netă de udare. În timpul udărilor, indiferent de metoda de udare, se înregistrează pierderi de apă, chiar dacă se aplică un regim de irigare corect. Pentru condiţiile naturale ale ţării noastre aceste pierderi pot fi considerate, în medie, de 10 % din volumul de apă utilizat la irigaţie. m mbr = net ηu în care:ηu este randamentul de udare (0,90). mbr =

100 ⋅ H ⋅ DA( CC − PM ) = 110 ⋅ H ⋅ DA( CC − PM ) 0,90

Din această relaţie se observă că norma de udare depinde de însuşirile fizice şi hidrofizice ale solului (DA, CO, CC), de grosimea stratului de sol ce se umectează (H), de provizia momentană a solului, respectiv de plafonul minim al umidităţii optime (PM).

Norma de udare mai poate fi pedologică şi tehnologică.

Norma de udare pedologică este acea mărime calculată după indicii hidrofizici ai solului, iar norma de udare tehnologică este acea normă care ţine seama de caracteristicile instalaţiilor de udare. În ceea ce priveşte mărimea H care se ia în considerare la calcularea normei de udare, aceasta se stabileşte în funcţie de sistemul radicular al plantelor, adică de grosimea stratului de sol unde este cuprinsă masa principală a rădăcinilor.

Mărimea H depinde de faza de vegetaţie a culturii. La începutul vegetaţiei plantele au o înrădăcinare superficială, din care cauză necesită o normă de udare redusă. Pe măsură ce plantele cresc şi se dezvoltă sistemul radicular, norma de udare trebuie să fie mai mare. În practică de cele mai multe ori se folosesc valorile medii ale grosimii stratului de sol unde se dezvoltă rădăcinile plantelor, numit şi strat activ, oscilează între 0,50 m la fasole, spre exemplu şi 1,25 la pomi şi viţă de vie.

Obişnuit, norma de udare oscilează între 200 şi 1000 m3/ha.

Normele de udare pot fi reduse şi variabile.

240

Uneori apar unele dificultăţi în aplicarea normelor de udare rezultate din calcul, mai ales la udarea prin scurgere la suprafaţă unde normele sunt mari, sau pe solurile cu însuşiri hidrofizice extreme. În acest sens s-au efectuat experienţe cu norme de udare reduse, de aproximativ 60 % din cea calculată (de exemplu: 450 m3/ha) şi s-a constatat că astfel de norme creează în sol o zonă cu umiditate mai scăzută, capabilă să înmagazineze eventualele precipitaţii căzute. Se elimină astfel riscul suprasaturării cu apă a solului în situaţia survenirii ploilor în următoarele 3-5 zile de la aplicarea udării. Reducerea raţională a normei de udare nu determină scăderi semnificative de producţie doar mutări ale conductelor de udare mai multe şi mai dese.

Alte experienţe s-au efectuat cu aplicarea de norme de udare variabile. În acest caz s-a luat în calcul adâncimea de umezire (H) crescândă, în funcţie de dezvoltarea sistemului radicular.

Aplicarea acestui mod de irigare a determinat sporuri de producţie de 15-20 % datorat unui regim aerohidric al solului favorabil plantelor, în condiţiile unui număr redus de udări şi a unei norme de irigare mai scăzute.

Norma de udare din afara perioadei de vegetaţie este: de aprovizionare şi de răsărire.

- Norma de aprovizionare se notează cu a şi se măsoară în 3 m /ha, mm.c.a.

Pentru culturile de primăvară şi toamnă împreună cu precipitaţiile de iarnă, norma de udare a trebuie să asigure solului, în primăvară, umezirea la capacitatea de câmp. Se calculează din ecuaţia bilanţului apei în sol în perioada rece a anului (1.X – 1.IV).

R f + cPi + a = CC

a = CC − R f − cPi

a = 100 ⋅ H ⋅ DA( CC − R f ) − cPi

(m3/ha)

unde: H – adâncimea de umectare a solului: - 0,50 m – zona umedă; - 1,00 m – semiumedă; - 1,50 m – secetoasă c – coeficientul de înmagazinare a precipitaţiilor de iarnă 241

(0,30 – 0,70). a → 600 − 1500m 3 / ha

Pentru culturile de vară (culturi duble) se calculează la fel ca norma de udare, m.

- Udările de răsărire se aplică înainte sau imediat după semănat pentru a crea condiţii de umiditate necesare germinării şi răsăririi plantelor. Solul se umectează pe adâncimea de 0,3-0,4 m din care cauză norma de răsărire este de 200 – 400 m3/ha.  Numărul de udări şi schema udărilor Numărul de udări se obţine din raportul: nr = ∑

m

m

Rezultatul se rotunjeşte la întreg, după care se procedează la corectarea normei Σm:

∑m

corectat

= nrrot ⋅ m

Schema udărilor redă eşalonarea în timp a udărilor. Poate fi exprimată prin trei cifre corespunzătoare a trei faze critice de vegetaţie, sau în şase cifre, fiecare cifră reprezentând numărul de udări din fiecare lună a perioadei calde a anului.

De exemplu, la porumbul pentru boabe: - schema cu trei cifre: 121 ( o udare la 6-8 frunze, două udări la formarea paniculului şi o udare la coacerea în lapte); - schema cu şase cifre: 001210 ( nici o udare în lunile aprilie şi mai, o udare în iunie, două în iulie, una în august şi nici o udare în septembrie).  Momentul aplicării udărilor Aprecierea momentului de udare este o problemă dificilă care trebuie să se bazeze pe relaţia complexă ce există între sol, apă, plantă şi climă. Metodele de determinare a acestui element diferă după cum udările sunt din perioada de vegetaţie sau din afara perioadei de vegetaţie.

- Momentul aplicării udărilor din perioada de vegetaţie Momentul aplicării udărilor se poate stabili prin metode empirice şi metode ştiinţifice.

- Metode empirice a) după fazele critice de vegetaţie a plantelor.

242

Fazele critice sunt acele perioade când plantele au un consum de apă ridicat necesar proceselor de creştere, înflorire, fructificare şi ajungere la maturitate.

Exemple de faze critice:  La grâu: înfrăţit, împăiere, înspicare etc;  La fasole şi soia: înflorit, formarea boabelor;  La porumb: 6-8 frunze, formarea paniculului, coacerea în lapte;  La floarea-soarelui: formarea capitulelor, înflorit, umplerea boabelor;  La majoritatea legumelor: plantat, apariţia butonilor florali, coacerea fructelor etc.;  La pomi: înainte de înflorit şi de legarea fructelor, în timpul creşterii fructelor etc.;  La viţa de vie: intrarea în vegetaţie a plantelor, formarea şi creşterea boabelor etc.

Cunoscând datele calendaristice când apar aceste faze, se poate stabili, cu aproximaţie, momentul aplicării udărilor.

Această metodă este folosită mai ales în amenajările mici, locale. În amenajările mari, duce la risipă de apă. Metoda fazelor critice are dezavantajul că se bazează numai pe observaţii, nu şi pe măsurători şi în plus nu are în vedere rezerva de apă din sol.

Cu toate acestea, chiar dacă momentul de udare se stabileşte prin metode ştiinţifice aplicarea udărilor se raportează tot la fazele de vegetaţie a plantelor. b) după anumiţi indici morfologici exteriori ai plantelor.

Datorită deficitului de umiditate din sol plantele încep să sufere prezentând modificări vizibile ca: schimbarea culorii frunzelor, căderea florilor, pierderea turgescenţei etc.

Aceste modificări nu pot fi folosite ca indicatori pentru stabilirea momentului de udare, deoarece apar târziu după ce plantele au intrat în suferinţă, udările neavând eficacitatea scontată.

- Metode ştiinţifice Din această categorie fac parte: metoda clasică, metoda electrometrică, tensiometrică, neutronică, fiziologică şi metoda consumului de apă.

243

Metoda clasică se bazează pe măsurarea periodică a umidităţii solului sau a rezervei de apă din sol şi compararea valorilor obţinute cu valoarea plafonului minim al umidităţii optime.

Când umiditatea solului atinge plafonul minim se intervine cu udări. Măsurarea conţinutului de apă din sol se face, de regulă, prin metoda gravimetrică (uscarea probelor în etuvă).

Probele de sol se recoltează astfel: - pentru amenajările locale şi dacă solul este uniform, câte o staţie la fiecare cultură; - pentru amenajările mari se stabileşte câte o suprafaţă de control pentru fiecare cultură alcătuită din mai multe parcele de control.

O parcelă trebuie să corespundă cu suprafaţa deservită de o aripă de aspersiune sau de o conductă de udare prin brazde.

Prelevarea probelor de umiditate din parcelele de control trebuie să se facă din trei puncte caracteristice (la capete şi la mijloc).

Locul de staţie se stabileşte la o distanţă suficientă de canalele de irigaţie, acolo unde umezirea solului se presupune că este mai uniformă. Probele se iau pe orizonturi genetice sau pe straturi de 2030 cm, până la adâncimea H. Determinările de umiditate se fac săptămânal sau decadal. Se mai obişnuieşte: după ploi, înainte şi după udări, la semănatul, plantatul şi recoltatul culturii.

Cu datele obţinute se recomandă să se întocmească un grafic al dinamicii umidităţii solului care serveşte la aprecierea momentului de udare.

Metoda clasică deşi dă rezultate bune prezintă o serie de inconveniente: este destul de laborioasă şi greoaie deoarece necesită multe probe de sol, un număr mare de laboranţi şi de mijloace de transport şi un consum ridicat de energie electrică. Toate acestea duc la întârzierea obţinerii rezultatelor.

Datorită dezavantajelor arătate metoda clasică tinde a fi înlocuită cu alte metode.

Momentul de udare se poate determina nu numai prin prelevări de probe de sol, ci direct pe teren folosind o serie de aparate: electrometre, tensiometre, instrumente neutronice etc.

- Intervalul dintre udări 244

Intervalul dintre udări, sau timpul de revenire a udărilor pe aceiaşi suprafaţă de teren, depinde de mai mulţi factori, cei mai importanţi fiind consumul de apă prin evapotranspiraţie şi precipitaţiile căzute.

Aplicând o udare cu o normă m şi luând în considerare consumul mediu zilnic şi precipitaţiile căzute după udare putem calcula timpul până la următoarea udare folosind formula: T =

m ETz − Pz

[zile]

în care:m este norma de udare (m3/ha); ETz – consumul mediu zilnic (m3/ha zi); Pz – precipitaţiile medii zilnice (m3/ha zi).

Iar intervalul între semănat şi prima udare se poate calcula cu R − PM T = s relaţia: [zile] ETz − Pz în care:Rs este rezerva de apă din sol în momentul semănatului (m3/ha) PM – plafonul minim al umidităţii solului (m3/ha).

Intervalul între udări T (zile) diferă de la lună la lună şi de la o cultură la alta.

Pentru culturile de câmp acest interval este în luna de vârf de 12-15 zile.

Administrarea la plante a normelor de udare, conform regimului de irigaţie, se face în funcţie de cerinţele plantei şi posibilităţile de a organiza munca de udare. Astfel, trebuie luat în seamă modul de distribuţie a apei în fiecare sector de udare, prin rotaţie, la cerere sau continuu. Perioada de udare a unei culturi T c (zile) nu poate fi lungită prea mult, udarea trebuie încheiată înainte ca umiditatea solului să scadă sub plafonul minim.

Debitul specific de udare (hidromodulul de udare) se calculează cu relaţia:

q=

m Tc ⋅ t ⋅ 3,6

[l/s ∙ha]

în care: m este norma de udare, (m3/ha); Tc – perioada de udare a unei culturi (zile); t – timpul în care se aplică udarea (ore).

245

6.5. TIPURI DE AMENAJARE PENTRU IRIGAŢII ŞI METODE DE UDARE Tipurile de amenajare pentru irigaţii sunt diferenţiate prin felul reţelei de aducţiune şi distribuţie a apei, iar metodele de udare prin tehnica repartizării apei la plantă. În decursul timpului, aplicarea udărilor a cunoscut numeroase metode, în funcţie de stadiul dezvoltării tehnicii şi de experienţa dobândită în exploatare.

Tipurile de amenajări cunoscute sunt:  cu reţea de canale din pământ; - necăptuşite; - căptuşite.  cu reţea de conducte subterane: - de înaltă presiune; - de joasă presiune; - bivalentă. În exploatarea amenajărilor de irigaţii întâlnim următoarele metode de udare: - prin scurgere la suprafaţă (brazde, fâşii); - prin aspersiune; - prin submersiune; - localizată (picurare, rampe perforate); - subterană; Pentru tipul de amenajare cu reţea de canale curgerea apei este liberă iar la cele cu conducte îngropate curgerea este forţată sub presiune.

Amenajarea cu reţea de canale necăptuşită a fost primul tip de amenajare folosit, prezentând dezavantajul pierderilor mari de apă prin infiltraţii.

Reţeaua de canale căptuşite se folosesc tot mai puţin în amenajările interioare, ele formând schema hidrotehnică de aducţiune în sistemele mari de irigaţii.

Amenajările cu reţea de conducte subterane reprezintă o tehnică modernă. În amenajările interioare, în funcţie de metoda de udare, sunt de înaltă presiune pentru aspersiune, de joasă presiune pentru scurgerea la suprafaţă şi localizată, iar bivalent pentru brazde şi 246

aspersiune. Au fiabilitate ridicată, randamente mari, cheltuieli în exploatare reduse faţă de reţeaua de canale.

Tipurile de amenajare trebuie să menţină sau să îmbunătăţească condiţiile pedologice şi hidrogeologice existente înainte de amenajare.

Metoda de udare prin scurgere la suprafaţă constă în distribuţia apei pe brazde şi fâşii iar umectarea solului se realizează prin infiltraţie pe verticală şi lateral până în zona rădăcinilor plantelor.

Aspersiunea este metoda prin care apa ajunge la culturi asemănător ploii naturale, prin intermediul unor instalaţii speciale puse sub presiune.

Metoda de udare localizată distribuie direct la plante apa în mod lent.

Metoda de udare prin submersiune distribuie apa prin inundarea parcelelor special amenajate, se foloseşte exclusiv pentru irigarea orezului. Prin metoda de udare subterană apa ajunge în stratul activ al rădăcinilor plantelor printr-un sistem de transport subteran.

La alegerea metodei de udare şi a tipului de amenajare, se analizează factorii naturali (orografici, pedologici, hidrogeologici, climatici), tehnici (randamentul, pierderile, suprafaţa construită, cultura etc.), economici (investiţia specifică, cheltuielile de exploatare) şi sociali (forţa de muncă), la care se includ problemele de reducerea consumului energetic, a materialelor, economisirea apei.

Se va avea în vedere ca, prin conlucrarea dintre metoda de udare şi tipul de amenajare, să se obţină producţii agricole cât mai mari, păstrarea şi sporirea fertilităţii solului, evitarea fenomenelor de înmlăştinire şi sărăturare.

Proiectarea trebuie să aleagă tipul de amenajare şi metoda de udare optimă prin care pierderile să fie minime, execuţia ireproşabilă, iar exploatarea exemplară, încât să se realizeze o gestiune modernă, perfecţionată a apei.

6.5.1. Tipuri de amenajare Tipurile de amenajare pentru irigaţii reprezintă ansamblul de lucrări menite să conducă şi să distribuie apa la sectoarele de irigaţie.

Ele se diferenţiază în special prin concepţia generală de transport a 247

apei şi prin materialele de construcţie care se utilizează la execuţia reţelei de distribuţie a apei.

Cele mai importante tipuri de amenajare folosite în sistemele de irigaţie sunt: - amenajări cu reţele de canale din pământ: - necăptuşite; - căptuşite.

- amenajări cu reţele de conducte subterane: - de joasă presiune; - de înaltă presiune.

- Amenajări cu reţele de canale din pământ Principalele elemente componente ale acestui tip de amenajare, pornind de la aducţiune (fig. 6.6) sunt:  reţeaua de distribuţie a apei;  construcţiile hidrotehnice.

Fig. 6.6 – Amenajare cu canale de pământ;1-sursa; 2-staţie de pompare; 3,4-canale distribuitoare; 5-canale distribuitoare de sector; 6-conducte de udare; 7-aripă de udare; 8-agregat de pompare mobil; a-udare prin scurgere la suprafaţă; b-udare prin aspersiune

Reţeaua de distribuţie a apei este formată din canale distribuitoare de diferite ordine, amplasate la distanţe de 1000-3200 m şi cu lungimi de 2000-5000 m până la canalele distribuitoare de sector, care sunt ultimele ramuri, prezentând distanţe între 400-1200 m şi lungimi între 800-2500 m. Canalele se execută în rambleu, debleu sau mixt, în funcţie de nivelul apei impus de metoda de udare şi de reţeaua de ordin inferior.

248

Amenajarea cu reţea de canale de pământ necăptuşite se foloseşte la udarea prin submersiune, iar în cazul udării prin scurgere la suprafaţă şi prin aspersiune, numai în condiţii tehnice şi economice justificate. Această amenajare are avantajul unei investiţii iniţiale mici, dar ocupă o suprafaţă mare de teren arabil şi datorită pierderilor de apă prin infiltraţie şi evaporaţie are un randament scăzut. În reţeaua de canale din pământ căptuşite, toate canalele permanente sunt căptuşite cu îmbrăcăminţi din diferite materiale, pentru reducerea pierderilor de apă prin infiltraţii.

Reţelele de canale căptuşite se folosesc la toate metodele de udare, cu excepţia celor din amenajările din orezărie.

Traseul canalelor trebuie să corespundă condiţiilor de optimizare, caracterizate prin: tehnicitate, economicitate, siguranţă şi randament.

La stabilirea traseului se vor evita: terenurile cu relief accidentat şi condiţii geotehnice nefavorabile, în general situaţii care ridică probleme speciale, mărind volumul de lucrări şi costul lor.

Canalele de ordin superior se vor amplasa pe cotele cele mai înalte ale terenului astfel încât să domine o suprafaţă cât mai mare, fără a necesita ramblee înalte. La schimbarea aliniamentelor razele de curbură se aleg cât mai mari posibil.

Canalul distribuitor de sector, deserveşte un sector de irigaţie care de regulă coincide cu o solă. Se trasează de-a lungul drumurilor de exploatare, pe cât posibil paralele între ele. Pentru stabilirea debitelor de dimensionare pe fiecare tronson al reţelei trebuie să se cunoască: - planul de cultură; - hidromodulul fictiv de udare al fiecărei culturi; - hidromodulul ponderat pe culturile ce urmează a fi udate simultan; - modul de amplasare al culturilor agricole în exploatare; - metoda de udare din care rezultă randamentul udării în câmp; - tipul de amenajare din care rezultă randamentul reţelei de irigaţie; 249

- timpul de revenire în luna de vârf.

Formula generală a debitului de dimensionare este: Q = S ⋅ qu

tf pond

tr

⋅

1 1 1 ⋅ ⋅ ηc ηr η a

în care:Q este debitul de dimensionare, în l/s; S – suprafaţa deservită, în ha; qu pond – hidromodulul de udare ponderat; tf – timpul fizic din perioada critică, luna cu consum maxim, în sec.; tr – timpul real de aplicare a udărilor în perioada consumului maxim, în sec.; ηc – randamentul udării în câmp; ηr – randamentul reţelei de irigaţie până la elementul pentru care se determină debitul; ηa – randamentul elementului pentru care se determină debitul.

Se observă că debitul de dimensionare este determinat de condiţii impuse (suprafaţa şi hidromodulul), condiţii tehnice, (randamente) şi de condiţiile de exploatare (timpul real de udare).

Modul de funcţionare al diferitelor elemente al unei reţele de irigaţie poate fi continuu sau prin rotaţie iar debitul poate fi constant sau variabil.

Determinarea debitelor de dimensionare la canalele distribuitoare (CD) de ordin superior se face pe baza condiţiilor în care se prevede funcţionarea consumatorilor din aval. Debitul de dimensionare a canalelor de distribuţie în care se poate realiza un volum de acumulare se determină cu relaţia: Σq ⋅ t 1 QCD = i i ⋅ tf ηcdt în care: ∑qi∙ti este suma produsului dintre debitul fiecărui consumator din aval şi timpul efectiv de funcţionare; tf – timpul efectiv de funcţionare; ηCD – randamentul canalului distribuitor.

250

În cazul canalelor distribuitoare în care nu se pot realiza acumulări, debitul de dimensionare Q CD în l/sec. se determină cu relaţia:

QCD = ΣQav ⋅

1

ηCD în care: ∑Qav este suma debitelor consumatorilor din aval care funcţionează simultan, în l/sec.

Dimensionarea canalelor se face folosind relaţiile de calcul hidraulic. Secţiunea transversală a canalelor este obişnuit trapezoidală, dar poate fi şi trapezoidală compusă. Panta canalului şi secţiunea determină viteza şi debitul canalului. Panta canalelor este în funcţie de viteza de neerodare şi neînămolire, precum şi de condiţia ca terasamentele de executat să fie minime.

Nivelul apei în canale trebuie astfel proiectat încât să permită aplicarea uşoară a udărilor. Pentru aceasta se porneşte de la reţeaua de udare. În canalele provizorii, nivelul apei trebuie să se găsească cu 5-10 cm deasupra terenului pentru a face posibilă conducerea apei pe brazde sau fâşii. În canalul distribuitor de sector nivelul apei se proiectează mai ridicat cu 5-10 cm decât nivelul apei în reţeaua de udare, la punctul de racordare.

La racordarea canalelor din restul reţelei de alimentare, nivelul apei în canalul de ordin superior trebuie să se găsească cu 5-20 cm mai sus decât nivelul maxim al apei în canalul de ordin inferior pentru a acoperi pierderile de sarcină la stăvilarul de distribuţie.

Racordarea fundului canalelor de diverse ordine se poate face: - la acelaşi nivel, cotele fundului corespund în punctul de racordare pe cele două canale; - la cote diferite, cota canalului inferior este sub cota canalului superior, se asigură debitul şi la niveluri mai coborâte în canalul superior sau cota canalului inferior este superioară cotei fundului canalului superior. În acest caz, pe canalul superior, aval de punctul de derivare, trebuie să se prevadă un stăvilar pentru supraînălţarea nivelului apei.

251

Construcţiile hidrotehnice pe reţeaua de canale, care asigură conducerea şi distribuţia controlată a apei în toate sectoarele de irigaţii se pot grupa astfel: - pentru reglarea nivelurilor şi debitelor de apă; - pentru racordarea biefurilor canalelor; - pentru traversarea diferitelor lucrări; - pentru măsurarea debitelor.

Din categoria construcţiilor hidrotehnice pentru reglarea nivelurilor şi debitelor de apă fac parte stăvilarele.

Stăvilarele regulatoare de nivel se amplasează în aval de nodurile de distribuţie sau pe canalele foarte lungi, la anumite distanţe.

Stăvilarele regulatoare de debit se amplasează la capătul amonte al canalului distribuitor de ordin inferior.

Pentru racordarea biefurilor se folosesc aşa numitele căderi de apă sau ruperile de pantă.

Căderile se execută din beton, cu una sau mai multe trepte, în funcţie de mărimea diferenţei de nivel dintre biefuri.

Racordarea se poate face şi cu pantă forţată (tronsoane de canal de lungime mică şi pantă foarte mare).

Sifoanele coborâtoare se întâlnesc la intersecţia canalelor cu şoselele sau a unui canal de alimentare cu unul de evacuare.

Podurile şi podeţele sunt folosite la trecerea utilajelor, vehiculelor şi oamenilor peste canale. Pe canalele mici se folosesc podeţe tubulare iar pe cele mai mari podeţe dalate.

Pentru măsurarea debitelor se utilizează apometre care pot fi cu ajutaj, cu deversor sau cu salt hidraulic. Folosirea apometrelor se bazează pe raportul dintre remuul provocat pe canal de o strangulare a secţiunii şi debitul de trece prin aceasta. Măsurarea debitelor se poate face şi cu ajutorul stăvilarelor regulatoare de debit.  Amenajări cu reţele de conducte subterane Acest tip de amenajare scoate din circuitul agricol suprafeţe reduse, uşurează lucrările de exploatare, pierderile de apă se reduc aproape în totalitate, rezultând randamente mari ale sistemelor.

Cantitatea mare de materiale, mai ales conducte, duce la creşterea investiţiei specifice.

252

Amenajarea cu reţea de conducte de joasă presiune (fig.6.7a) cuprinde următoarele părţi de la lucrările de aducţiune: - staţia de pompare pentru punerea sub presiune; - reţeaua de conducte.

Fig. 6.7a – Amenajarea cu conducte de joasă presiune 1-sursa; 2-staţia de pompare; 3-canal de aducţiune; 4-staţia de pompare de punere sub presiune; 5,6,7-conducte îngropate; 8-conducte de udare

Staţia de pompare pentru punerea sub presiune a apei (S.P.P.) deserveşte o suprafaţă medie de 500-1000 ha.

Presiunea de lucru a staţiei este legată de condiţiile topografice şi este în medie de 4 daN/cm2.

Staţiile sunt prevăzute cu instalaţii de automatizare.

Reţeaua de conducte fixe (subterane) leagă staţia de pompare de punere sub presiune cu sectoarele de irigare.

Reţeaua de conducte este constituită din: - conducte distribuitoare (de ordin I), care asigură alimentarea întregii suprafeţe aferentă unei S.P.P. şi care pot avea diverse amplasări (rectangulară, radială, în x) cu lungimi cât mai mici; - conducte principale (de ordin II), care asigură alimentarea unui grup de sector cu o suprafaţă de 200-400 ha; acestea se trasează perpendicular pe conductele de ordin I, simetric (pe terenurile plane) pentru crearea condiţiilor favorabile de mecanizare; - conducte terţiare, de serviciu sau antene (de ordin III), asigură alimentarea unor sectoare de udare. Antenele se trasează perpendicular pe conductele de ordin II fiind paralele între ele, cu lungimi de 800-1500 m şi la distanţe de 500-1000 m în funcţie de caracteristicile echipamentelor de udare.

253

Pentru buna funcţionare în timpul exploatării pe reţeaua de conducte sunt prevăzute dispozitive de protecţie care limitează suprapresiunile sau depresiunile la valori ce nu pun în pericol integritatea amenajării. Acest tip de amenajare se foloseşte pentru udarea prin scurgere la suprafaţă sau prin picurare.

Fig.6.7b – Amenajare cu conducte de înaltă presiune 1-sursa; 2-staţia de pompare; 3-canale de aducţiune; 4-staţia de pompare de punere sub presiune; 5,6,7-conducte îngropate; 8-hidrant; 9-aripă de udare

Amenajările cu conducte de înaltă presiune (fig.6.7b) se folosesc, în principiu, pentru udarea prin aspersiune.

Staţia de pompare de punere sub presiune trebuie să realizeze pe reţea o presiune de 6-10 daN/cm2 iar la hidrant presiunea de serviciu trebuie să fie de 3,5 – 4 – 5 daN/cm 2. Antenele au lungimi de 500 – 3000 m şi sunt amplasate la distanţe de 400-800 m.

Conductele îngropate sunt constituite din elemente prefabricate de diferite diametre şi materiale.

Conductele de ordin I sunt din beton armat precomprimat de tip PREMO, cu diametre de 400-600-800 şi 1000 mm.

Conductele din oţel se folosesc numai în condiţii orografice speciale şi când presiunea depăşeşte 10 daN/cm2.

Conductele de ordin II sunt din azbociment, cu diametre de 200-400 şi chiar 500 mm iar cele de ordinul III cu diametre uzuale de 80-150-350 mm (pentru două clase de presiune 6 daN/cm 2 şi respectiv 10 daN/cm2 ) şi din polietilenă de înaltă densitate PEID. Adâncimea de pozare este de 1,5-2 m pentru tuburile PREMO şi 1,2 m pentru tuburile din azbociment.

254

Ţinând cont de consumul de apă, ipotezele de funcţionare, presiunile de serviciu necesare, siguranţa în exploatare, panta terenului, reţeaua de distribuţie, se pot realiza mai multe scheme de amenajare.

Pe reţeaua de conducte sunt instalate dispozitive de protecţie a acestora şi de reglare a distribuţiei apei şi anume: - vane (fig.6.8) care au rolul de a întrerupe, regla şi dirija circulaţia apei pe conducte după necesităţi. Sunt de două feluri: de capăt, instalate la începutul conducte şi de linie, situate pe conductele principale. Au poziţia normală deschis, închizându-se în cazul în care în aval de ele s-a produs o avarie. Montarea vanelor de linie se face în cămine din beton (fig.6.9 a) sau în pământ cu tijă prelungită protejată pentru diametre mici (fig.6.9 b); - hidranţi – se montează pe traseul antenelor la distanţe egale, fac legătura cu echipamentele de udare. Hidranţii pot fi: auxiliari, laterali şi de capăt (fig.6.10). Distanţa dintre hidranţi depinde de caracteristicile echipamentului mobil de udare. În sistemele din ţara noastră distanţa uzuală dintre hidranţi este de 72 m;

a.

b. c. d.

Fig.6.8 – Vane a. cu sertar şi corp oval; b. cu sertar şi corp oval, cu tijă acţionată cu reductor; c. cu sertar şi corp plan, d. cu sertar şi corp plan acţionată cu reductor manual

255

a. b.

Fig.6.9 – Schema de montare a vanei a. montată în cămin; b. montată în pământ cu tijă protejată

- vane de golire – se amplasează în punctele cele mai joase ale conductelor. Evacuează apa din conducte la sfârşitul campaniei de irigaţii sau la avarii (fig.6.11);

Fig.6.10 – Vană hidrant a-axială; b-laterală; c-de capăt

Fig.6.11 – Vană de golire a-cu descărcare în canale sau văi naturale; b-cu descărcare în cămin lateral

- dispozitive antişoc de preluare a suprapresiunilor pentru menţinerea presiunii constante (fig.6.12). În principiu, aceste dispozitive sunt formate dintr-un resort de oţel elastic, care are în capăt un arc ce calcă pe un orificiu pe conductă. Resortul este astfel calculat, încât să cedeze la o anumită forţă. În cazul în care presiunea depăşeşte valoarea maximă impusă, resortul deschide orificiul echilibrând presiunea. Montarea dispozitivelor antişoc se face întotdeauna în cămine de beton; - dispozitive de aerisire – dezaerisire – introduc aerul, respectiv elimină aerul din conducte; - masivele de ancoraj – sunt blocuri de beton ce se prevăd la coturi pentru a prelua eforturile care ar putea duce la deplasarea conductelor.

256

Fig.6.12 – Montarea dispozitivului antişoc

Fig.6.13 – Dispozitiv antişoc 1-capac; 2-flanşă superioară; 3-tijă filetată; 4-şaibe pentru capac; 5-inel intermediar; 6-placă de închidere;7-bucşă de sprijin; 8-placă de oprire; 9-şaibă; 10-placă de sprijin superioară; 11-resort; 12-placă de sprijin inferioară; 13-planşă de sprijin; 14-contraflanşă;15-locaşe intermediare

În unele scheme se menţionează că staţiile de punere sub presiune sunt înlocuite cu agregate de pompare termice. Astfel, reţeaua de conducte se reduce la 1-3 antene şi deserveşte o suprafaţă de 50-200 ha (fig.6.14).

Fig.6.14 – Agregat termic de pompare

257

Preluarea în exploatare a amenajărilor se face prin proba reţelei de conducte. Aceste probe se efectuează prin închiderea la extremităţi a fiecărei conducte şi umplerea treptată cu apă, asigurând totodată evacuarea aerului. În cazul conductelor de azbociment sau PREMO, presiunea apei se ridică la 3 bari şi se menţine astfel 24 de ore pentru a asigura procesul de umectare a pereţilor conductelor.

Presiunea apei se ridică apoi pentru o oră la presiunea de încercare (de două ori presiunea de regim dacă aceasta este sub 5 bari şi de 1,5 ori presiunea de regim dacă aceasta depăşeşte 5 bari). Se admite că o probă este reuşită dacă scăderea presiunii este de maximum 10 % din presiunea de încercare, dar nu sunt admise pierderi de apă la îmbinări.

După intrarea în exploatare a amenajării, anual, primăvara, şi înainte de începerea sezonului de irigaţie, se umple reţeaua de conducte cu apă pentru a verifica starea fizico-funcţională a întregii amenajări. Cu această ocazie se pun în evidenţă unele deficienţe care trebuie remediate operativ, înainte de aplicarea primei udări.

6.5.2. Metode de udare 6.5.2.1. Metoda de udare prin scurgere la suprafaţă Caracteristicile metodei: este una din cele mai vechi metode de udare.

Constă în distribuirea apei pe teren prin gravitaţie, în timpul scurgerii, având loc şi infiltrarea apei în stratul în care se dezvoltă rădăcinile plantelor.

Această metodă poate fi aplicată tuturor culturilor agricole şi horticole. Se prezintă sub două variante: udarea prin brazde (folosită cu precădere la culturile semănate în rânduri rare) şi udarea prin fâşii – pentru plantele semănate în rânduri dese.

Avantaje  Asigură o distribuţie uniformă a apei pe teren;  Contribuie la păstrarea însuşirilor de fertilitate a solurilor;  Necesită investiţii reduse – dacă terenul nu impune lucrări mari de nivelare;  Cheltuieli de exploatare mai mici faţă de cele întâlnite la alte tehnici de udare, iar consumul de energie, mai redus; 258



Permite aplicarea cu uşurinţă a tuturor udărilor, chiar şi atunci când plantele au o talie înaltă.

Dezavantaje  Necesită lucrări costisitoare de nivelare dacă relieful terenului este accidentat;  Randamentul de udare este scăzut (pentru că pierderile, îndeosebi cele prin infiltraţie în adâncime, sunt mari).

Udarea prin brazde Brazdele sunt cele mai mici elemente de udare ale sistemului de irigaţie prin scurgere la suprafaţă. Ele se alimentează cu apă fie din rigole, fie din canalele provizorii sau din conductele de udare (în cazul echipamentului EUBA). Din brazde apa se infiltrează în sol umectând stratul în care se dezvoltă rădăcinile plantelor (fig.6.15).

Fig.6.15 – Infiltrarea apei din brazde

Udarea prin brazde se poate aplica tuturor culturilor, dar eficacitatea cea mai ridicată o are la culturile prăşitoare.

Brazdele se execută înainte de prima udare printre rândurile de plante. În funcţie de panta terenului şi felul culturii brazdele pot fi: orizontale, normale, de contur şi brazde însămânţate (corugate).

Brazdele orizontale - se folosesc pe terenuri plane sau cu pante sub 0,2-0,3 %; - se recomandă pentru udarea culturilor prăşitoare; - secţiunea transversală trebuie să fie mărită iar debitul de alimentare ridicat de peste 2 l/s pentru a asigura scurgerea apei chiar în condiţiile unei pante reduse.

Brazdele normale - sunt cel mai des folosite la irigarea plantaţiilor vitipomicole, a culturilor de câmp semănate în rânduri rare şi în legumicultură; - se recomandă pe terenuri cu pante de până la 2 %.

259

Brazdele de contur - se folosesc la irigarea culturilor de câmp, pomilor şi viţei de vie; - se recomandă pe terenuri cu pante mari, de până la 8 % la culturile prăşitoare şi chiar de 15 % în plantaţiile vitipomicole.

Brazdele de contur se trasează pe curbele de nivel sau pe o direcţie puţin înclinată faţă de curbele de nivel pentru a evita eroziunea solului.

Brazdele mici însămânţate (corugate) - corugatele se execută prin tasare imediat după semănatul culturii folosindu-se tălpi de sanie sau roţi cu obada la profilul brazdei; - se folosesc la irigarea culturilor semănate în rânduri dese (graminee, lucernă, păşuni şi fâneţe); - pe terenuri cu microrelief frământat şi cu pante de 2-10 %.

Elementele tehnice ale brazdelor de udare Principalele elemente tehnice ale brazdelor de udare sunt următoarele: secţiunea, panta, distanţa între brazde, debitul de alimentare, lungimea brazdelor şi durata de udare.

Secţiunea brazdelor Brazdele au în momentul deschiderii lor o secţiune triunghiulară care devine parabolică după aplicarea primei udări.

Brazdele normale au o adâncime de 10-30 cm şi o lăţime de 25-60 cm.

Brazdele de contur au dimensiuni mai mari deoarece ele trebuie să transporte şi debitul provenit din ploi, iar corugatele, fiind brazde însămânţate, dimensiuni mai reduse.

Mărimea secţiunii brazdelor depinde de forma conturului de umezire rezultat în urma aplicării unei udări şi de panta brazdelor (respectiv de debitul de alimentare care sunt în corelaţie directă).

Forma conturului de umezire (întâlnit şi sub numele de bulb de umezire) variază în funcţie de textura şi stratificaţia solului.

La solul greu infiltraţia laterală este mai mare decât cea verticală, iar la solul uşor situaţia este inversă. De aici rezultă că pe 260

solurile grele brazdele trebuie să fie mai înguste şi mai adânci, iar pe solurile uşoare, mai late şi mai la suprafaţă. În funcţie de panta terenului secţiunea brazdelor se execută astfel: - la pante mari....secţiune redusă - la pante mici....dimensiuni mai mari Panta brazdelor depinde de debitul de alimentare, de lungimea brazdelor (cu acestea se condiţionează reciproc), de gradul de rezistenţă la eroziunea solului etc.

Panta este unul din elementele care favorizează declanşarea fenomenului de eroziune. Eroziunea începe să apară de la panta de 0,3 %. La panta de peste 1 % eroziunea ia forme periculoase, dar poate fi controlată, iar la pante de peste 2 % prevenirea eroziunii este practic imposibilă. De aceea panta maximă admisă la brazde se consideră a fi de 2 %.

Cercetările efectuate au arătat că prin eroziune se poate pierde, la o normă de udare de 800 m 3/ha, o cantitate de sol de 0,5–15 t/ha în raport direct proporţional cu panta brazdei.

Panta optimă recomandată de cercetători este de 0,2-0,5 %.

Când se analizează panta unei brazde aceasta nu trebuie să se confunde cu panta terenului. După cum se ştie panta maximă a terenurilor irigate este de 10 şi chiar 15 %, pe când panta maximă la brazde este de 2 %. De aceea pe terenurile cu pante mari (de peste 2%) trasarea brazdelor se impune să se facă paralel cu direcţia curbelor de nivel, sau sub un anumit unghi faţă de aceasta, aşa cum se procedează la brazdele de contur şi corugate.

Distanţa între brazdele orizontale, normale şi de contur este în general, egală cu distanţa între rândurile de plante. Acest element tehnic se stabileşte în funcţie de mai multe criterii: a. După forma conturului de umezire. Se are în vedere obiectivul principal al brazdelor de a distribui şi înmagazina apa prin mişcare laterală în stratul de sol unde se dezvoltă rădăcinile plantelor.

După cum se vede în fig.6.16 pe solurile uşoare distanţa între brazde trebuie să fie mai mică decât pe solurile grele pentru a se asigura o distribuţie uniformă a umidităţii pe întregul strat activ de sol.

261

Fig.6.16 - Distribuţia umidităţii în funcţie de textura solului

În funcţie de textura solului, care dă o anumită formă conturului de umezire, distanţa între brazdele de udare variază de la 0,5 şi la 1,20 m, mai mică pe solurile uşoare şi mai mare pe solurile grele.

La corugate distanţa este de 0,30-0,60 m, depinzând de asemenea de textura solului. b. Corelaţia cu tehnologia de cultură Distanţa între brazde trebuie să fie pusă de acord cu distanţa între rândurile de plante pentru a nu stânjeni mecanizarea lucrărilor agricole de la arat la recoltat. În cazul solurilor cu textură medie-grea şi grea, cu o bună circulaţie laterală a apei prin infiltraţie distanţa între brazdele de udare poate fi de două ori mai mare decât distanţa între rânduri atunci când cultura se seamănă la intervale de 50-60 şi chiar 70 cm. Metoda brazdelor deschise la două rânduri de plante are avantajul că reduce consumul de energie la unitatea de suprafaţă şi scurtează atât timpul de execuţie al brazdelor cât şi durata de udare. c. Caracteristicile instalaţiilor de udare Distanţa dintre brazde trebuie să fie egală cu distanţa orificiilor de pe conducta de udare în cazul că se folosesc echipamente EUBA150 sau un alt tip de echipament.

Debitul de alimentare este cel mai important element tehnic al brazdelor de udare deoarece influenţează direct fenomenul de scurgere al apei prin brazde, condiţionează mărimea celorlalte elemente tehnice 262

ale udării (secţiunea de scurgere şi durata udării), determină productivitatea udătorilor.

Debitul brazdelor de udare variază în limite foarte largi, de la 0,3 la 4 l/s.

După felul alimentării brazdelor se disting 3 regimuri de alimentare: - uniform, cu debit constant pe întreaga durată de udare; - variabil, cu un debit iniţial, până când apa ajunge aproape de capătul brazdei şi apoi cu debitul de regim (o fracţiune a debitului iniţial) până se aplică norma de udare; - intermitent sau cu impulsuri, folosit în cazul echipamentelor speciale pe soluri mijlocii şi grele.

Lungimea brazdelor depinde de debitul şi panta brazdelor, rugozitatea secţiunii de scurgere, capacitatea de infiltraţie a solului, uniformitatea terenurilor. La stabilirea lungimii brazdelor se are în vedere asigurarea unui optim între productivitatea udărilor şi calitatea udării. În practică interesează lungimea optimă a brazdei, adică acea lungime care asigură administrarea normei de udare cu pierderi minime de apă. În tabelul 6.4 se prezintă lungimile brazdelor obţinute experimental în diferite condiţii de sol şi pante ale brazdelor.

Durata udărilor este influenţată de o serie de elemente tehnice printre care se pot aminti: mărimea normei de udare, lungimea şi distanţa dintre brazde, viteza de infiltraţie a apei în sol, regimul de alimentare şi panta terenului.

Tabelul 6.4 Lungimi maxime ale brazdelor de udare, funcţie de natura solului şi adâncimea apei în brazdă (Blidaru V.) Panta brazdei %

0,05 0,1 0,2 0,3 0,5 1,0

Lungimi maxime ale brazdelor de udare (m) la adâncimi medii de apă în brazde (cm) 7,5

Soluri grele 15 22,5

300 340 370 400 400 280

400 440 470 500 500 400

400 470 530 620 560 500

30

5

400 500 620 800 750 600

120 180 220 280 280 250

Soluri medii 10 15

270 370 370 400 370 300

400 440 470 500 470 370

20

5

400 470 530 600 530 470

60 90 120 150 120 90

Soluri uşoare 7,5 10

90 120 190 220 190 150

150 190 250 280 250 220

12,5

190 220 300 400 300 250

263

1,5 2,0

250 220

340 270

430 340

500 400

220 180

280 250

340 300

400 340

80 60

120 90

190 150

220 190

Pe solurile uşoare, viteza de infiltraţie fiind mai mare, debitul de apă înaintează mai greu şi deci, timpul de alimentare cu debitul iniţial are o pondere mai mare decât timpul de alimentare cu debitele de regim.

Pe solurile grele, cu viteza de infiltraţie mai mică, înaintarea debitului iniţial se face rapid, ceea ce impune creşterea timpului de alimentare cu debitul de regim.

Udarea prin fâşii Fâşiile se folosesc la irigarea culturilor semănate în rânduri dese. Ele se recomandă pe soluri cu permeabilitate mijlocie spre mică, pe terenuri foarte bine nivelate şi cu pantă uniformă de până la 4 %.

Fâşiile sunt suprafeţe de teren de formă dreptunghiulară, caracterizate printr-o lungime mare şi o lăţime mică, delimitate pe laturile lungi de mici diguleţe care asigură dirijarea apei. Apa se scurge între diguleţe prin revărsare într-un strat continuu de grosime redusă (2-3 cm) (fig.6.17). Fâşiile de udare se execută odată cu semănatul.

Fig.6.17 – Udarea pe fâşii

Principalele elemente tehnice ale fâşiilor de udare sunt: lăţimea, panta, debitul de alimentare, lungimea fâşiilor.

Lungimile şi lăţimile maxime ale fâşiilor de udare, în funcţie de pantă, se prezintă în tabelul 6.5.

Tabelul 6.5 Lungimile şi lăţimile maxime a fâşiilor de udare (Blidaru V.) Panta longitudinală a fâşiilor % 0,05 0,1

264

0,5 640

Lungimea maximă (m) funcţie de debitul iniţial (l/s şi m) 1,0 1,5 2,0 550 360 270 320 210 160

2,5 220 130

0,2 0,3 0,4 0,5 1,0 2,0 Panta transversală a terenului % 0,15-0,30 0,40-0,50 > 0,50

380 260 210 190 110 70

190 130 95 130 85 65 110 70 35 95 65 60 Lăţimea maximă a fâşiei (m)

80 50 -

30 6–9 4,5 – 6

Echipamentele mobile de udare se folosesc la trecerea apei din canale în brazde sau fâşii.

Sifoanele portabile alimentează brazda pe baza diferenţei de nivel (h) a apei. Sunt executate din tuburi din metal, plastic sau furtun flexibil cu diametrul de 20-100 mm.

Pentru realizarea diferenţei de nivel în conducte se folosesc panouri portabile, ce menţin un nivel de apă constant.

Debitul sifonului Qs se calculează cu relaţia: Qs = µ

π d2 2 gh 4

[m / s] 3

în care:μ este coeficient de debit ce se stabileşte experimental şi este egal cu 0,5 – 0,7; d – diametrul sifonului, în m; g – acceleraţia gravitaţională, în m/s; h – sarcina hidraulică de alimentare a sifonului sau diferenţa de nivel, în mCA. Debitul sifonului depinde de diametrul şi diferenţa de nivel între nivelul apei din canal şi gura de ieşire a sifonului sau de nivelul apei din brazdă (fig.6.18).

265

Fig.6.18 – Sifoane a-sifon cu scurgere liberă;

b- sifon înecat.

În condiţiile udării cu debit variabil trecerea de la debitul iniţial la debitul de regim se realizează prin coborârea nivelului apei în bief sau, în cazul alimentării cu două sau mai multe sifoane, se scot din funcţiune unul sau două din ele.

Echipamentul de udare din conducte flexibile este un echipament format din conductă de transport şi conductă de udare care înlocuiesc rigola sau canalul propriu-zis. Prin folosirea lui se reduc pierderile de apă, se reduce suprafaţa scoasă din cultură, ridică eficienţa irigaţiei. Conductele folosite la noi sunt confecţionate din cauciuc butyl sau aluminiu.

Echipamentul EUBA 150 se foloseşte în amenajările de joasă presiune. Alimentarea cu apă se realizează prin branşamentul mobil de la hidranţii de pe antene sau prin cuplare la agregatele de pompare.

Fig.6.19 - Echipament EUBA-150 1-vană hidrant; 2-branşament; 3-conductă de transport; 4-conductă de udare; 5-mânecuţă; 6-sertar obturator; 7-buşon de capăt; 8-teu normal; 9-cot;

Elementele componente ale echipamentului EUBA 150 sunt prezentate în figura 6.19.

Conducta de udare este prevăzută cu orificii la distanţă egală cu distanţa între brazde.

6.5.2.2. Metoda de udare prin aspersiune Aspersiunea a cunoscut o dezvoltare foarte rapidă în ultimele decenii. Aspersiunea este metoda prin care apa pulverizată cu ajutorul unor instalaţii şi dispozitive speciale, cade pe plante şi sol, asemenea unei ploi naturale. Principalele avantaje ale aspersiunii sunt: - permite controlul riguros al apei distribuite; 266

-

se poate aplica pe terenuri inaccesibile altor metode (microrelief frământat, cu nivel foarte ridicat, pe soluri nisipoase sau şi argiloase); - nu necesită lucrări costisitoare de nivelare; - poate fi folosită multilateral la distribuirea îngrăşămintelor, pesticidelor, combaterea îngheţurilor târzii, la spălarea solurilor etc.; - nu necesită un grad ridicat de calificare din partea udătorilor; - asigură productivităţi ridicate la aplicarea udărilor datorită instalaţiilor cu grad ridicat de mecanizare şi automatizare.

Pe lângă avantajele enumerate, metoda de udare prin aspersiune prezintă şi unele dezavantaje: - cheltuieli mari de exploatare, prin costul energiei şi al echipamentului de udare; - nu se asigură o uniformitate de udare satisfăcătoare la viteze ale vântului mai mari de 3,5 m/s; - favorizează atacul unor boli; - tasează solul; - este greu de realizat fără echipamente de udare moderne.

Pentru a se asigura distribuţia apei prin aspersiune este necesar să se transporte apa de la sursă până la instalaţiile de udare şi să se realizeze presiunea necesară de funcţionare a aspersoarelor.

Echipamente de udare Echipamentul de udare are rolul de a asigura distribuirea apei în cadrul sectorului de irigaţie şi poate fi clasificat în: I. Aripi mobile de udare – părţile componente (conducte, aspersoare, accesorii) se cuplează între ele numai în perioada de funcţionare (I.I.A.M., I.I.A.); II. Instalaţii speciale de udare în care părţile componente, de la pompă la aspersor, formează un tot constructiv şi funcţional mobil (I.A.T.L., I.A.T. – 300, I.A.D.F. 400, I.A.P. 450). a. Instalaţii de aspersiune staţionare pe durata udării: - instalaţii de aspersiune cu cărucioare sau tălpi tractate longitudinal (TOWE – line în S.U.A. şi Israel, I.A.T.L. în România); 267

-

instalaţii de aspersiune autodeplasabile transversal pentru culturi joase şi înalte (Perrot în Germania, Voljanka în Rusia, Whell-line în Australia, IAT 300 în România, Tri-matic în Franţa, Husky în Anglia, Nipru în Rusia, IADF în România); - instalaţii cu aripi de aspersiune remorcate după udare (Sigma în Cehia). b. Instalaţii de aspersiune în mişcare pe durata udării: - instalaţii de aspersiune autodeplasabile în consolă (Vermeer, Miller în SUA, Perrotfrance în Franţa); - instalaţii de aspersiune autodeplasabile cu pivot central (de tip Rainger 7 SPP în Anglia, Irrifrance în Franţa, Fregata în Rusia, Gifford în SUA, IAP 400 în România); - instalaţii de aspersiune autodeplasabile transversal (Square-Matic, Zimmatic în SUA, DDA-100 în Rusia); - instalaţii cu aspersor gigant (Typhon în Franţa, Bauer în Austria, Rollomat Perrot în Germania, Rain Bird în SUA, IATF-300 în România).

III. Agregate de pompare şi udare, care preiau apa din canalele de irigaţie şi o refulează în aripi de udare prin aspersoare gigant.

Agregatele de pompare utilizate la realizarea presiunii necesare funcţionării aspersoarelor în sistemele de irigaţie sunt APT 50/60, RDN 150-250 şi motopompa NOVUS-96.

Agregatul de pompare APT 50/60 se compune dintr-un motor termic de 65 CP şi o pompă centrifugă de tipul AS-125. Agregatul are un debit de 35-50 l/s, poate asigura funcţionarea simultană a 4 aripi de udare prevăzute cu 15-16 aspersoare.

Agregatul de pompare RDN 150-250 este format dintr-o pompă RDN 150-250, acţionată de un electromotor de 75 KW sau 100 KW. Agregatul asigură debite de 60-90 l/s, corespunzând înălţimilor de pompare de 78 şi 48 mCA. Motopompa NOVUS-96 are un motor termic de 27 CP şi o pompă centrifugă cu un debit de 96 m3/h.

268

Aspersorul – reprezintă piesa cea mai importantă a unei aripi sau instalaţii de aspersiune deoarece influenţează în cea mai mare măsură indicii calificativi – funcţionali ai aspersiunii (intensitatea de udare, uniformitatea udării şi fineţea ploii). În prezent la noi în ţară se fabrică următoarele aspersoare: ASJ1M, AJR 1, ASM-1, ASM2M, ASM 3, ARS-2, ASM-6, ASS-1M. Aspersorul ASM-2 este un aspersor cu şoc, de medie presiune cu două jeturi prevăzut cu duze de 11+6,3; 13+6,3; 14,5+6,3 mm.

Se foloseşte la aripile IIAM-Dn40 pe solurile cu textură mai grosieră (fig.6.20).

Fig.6.20- Aspersorul ASM-2 1-cap fix; 2-corp mobil; 3-duză; 4-pârghie oscilantă; 5-deflector

Aspersorul ARS-2 de tip reactiv, poate funcţiona atât pe cerc cât şi pe sector de cerc. Durata de rotire variază între 40-100 secunde.

Aspersorul poate fi echipat cu duze de 16,18 sau 20 mm şi folosit la instalaţiile IATF şi IIAM-306/101 mm (fig.6.21).

269

Fig.6.21- Aspersorul reactiv ARS-2 1-cot; 2-ţeavă de lansare; 3-laminator de jet; 4-duză; 5-paletă de deviere; 6-braţ oscilant; 7-frână cu resort; 8-furcă cu rolă; 9-pârghie de revenire; 10,11-came

În lume se fabrică o gamă mare de aspersoare, care se cunosc sub denumirea companiilor ce le fabrică.

Spre exemplu: Perrot (Germania) – modelele ZX, ZA, ZS, ZB, PR, ZE, ZK, ZM, ZO; Irrifrance (Franţa); Valducci (Italia); Rain Bird (S.U.A.); Naan (Israel).

Calitatea ploii aspersate se apreciază cu ajutorul următorilor indici: uniformitatea de udare, intensitatea ploii şi fineţea ploii.

Uniformitatea de udare se poate determina prin măsurarea volumelor de apă colectate în cutii pluviometrice, cutii care se aşează în caroiaj pe suprafaţa udată de aspersor. În funcţie de datele obţinute (după 0,5-1 oră de funcţionare) se calculează indicii de uniformitate: gradul de uniformitate şi coeficientul de uniformitate.

Gradul de uniformitate (Gu) rezultă din raportul: V Gu = med Vmax în care:Vmed este volumul mediu de apă colectat în pluviometre; Vmax – volumul maxim de apă colectat în pluviometre.

Se consideră o uniformitate acceptabilă atunci când Gu>0,50.

270

Coeficientul de uniformitate (Cu) se poate calcula cu mai multe relaţii, cea mai uzuală fiind relaţia lui CHRISTIANSEN:  Σa  Cu =100 1 − V ⋅ n   med  

[%]

în care:Σa este suma abaterilor observaţiilor din fiecare pluviometru faţă de valoarea medie; n – numărul pluviometrelor.

Valori ale coeficientului de uniformitate mai mari de 85 % indică o uniformitate foarte bună, cele cuprinse între 75-85 % o uniformitate medie, între 65-75 % o uniformitate slabă şi sub 65 % o uniformitate necorespunzătoare.

Uniformitatea de udare depinde de condiţiile atmosferice (viteza vântului), de caracteristicile aspersoarelor (mărimea duzei, presiunea apei), de modul de aşezare a aspersoarelor şi de înălţimea aspersorului faţă de sol.

Intensitatea ploii (pluviometria) reprezintă stratul de apă distribuit de aspersor în unitatea de timp. Se exprimă în mm/min sau în mm/h şi depinde de tipul aspersorului, diametrul duzei, presiunea de lucru şi de condiţiile atmosferice.

Se poate determina tot cu ajutorul cutiilor pluviometrice V 60 folosind relaţia: I m = 10 med ⋅ S t în care:S este suprafaţa de colectare a pluviometrului; t – durata de colectare a apei.

Intensitatea ploii realizată de un aspersor descreşte treptat către periferia suprafeţei stropite. Acest efect negativ se corectează prin dispunerea aspersoarelor la o asemenea distanţă între ele încât să aibă loc o suprapunere a zonelor umezite. Intensitatea ploii trebuie să fie corelată cu permeabilitatea pentru apă a solului, panta terenului şi vegetaţie.

La aspersoarele rotative se mai ia în considerare intensitatea instantanee (Is) care reprezintă stratul de apă realizat de aspersor la o rotaţie completă.

Se măsoară în mm/rot şi se calculează cu formula: 271

Im nr în care:Im este intensitatea medie orară; nr – numărul de rotaţii efectuate de aspersor într-o oră.

Cu cât intensitatea instantanee are valori mai scăzute, cu atât udările sunt de mai bună calitate.

Alţi indicatori cu ajutorul cărora se poate aprecia intensitatea ploii aspersate: - indicele pedologic (ip) propus de DEGAN: Is =

ip = Im ⋅ Is

-

coeficientul de intensitate (Ci) propus de PAGLIUCA: VI C i = med Is în care:VImed este viteza medie de infiltraţie a apei în sol Fineţea ploii reprezintă gradul de pulverizare a jetului de apă de către aspersor. Se apreciază după mărimea picăturilor de ploaie sau după indici de fineţe. Diametrul picăturilor cuprins între 0,5 – 2 mm dă o fineţe corespunzătoare.

- după indici de fineţe: coeficientul de pulverizare (Kp) Kp =

d 10 ⋅ P

în care:d este diametrul duzei; P – presiunea apei la aspersor.

Kp = 0,1 – 0,3 ... ploaie fină Kp = 0,3 – 0,5 ... ploaie mijlocie Kp > 0,5 ... ploaie grosieră Conducte pentru aripile de udare Aripile de udare se compun din tronsoane de conducte cu priză pentru aspersor şi fără priză, de 6 şi 9 m lungime şi diametrul de 100 – 125 mm (fig.6.22). Conductele sunt de aluminiu, oţel zincat sau material plastic.

Cuplajele cele mai folosite sunt de două tipuri: hidraulice, la care etanşarea se realizează prin presarea garniturii de către apa sub presiune şi mecanice, la care etanşarea se realizează prin presarea mecanică a garniturii.

272

Accesoriile sunt piesele de legătură între antenă şi priza de udare, între tronsoane şi aspersor, dispozitive pentru reglarea debitului şi a presiunii etc. Principalele accesorii sunt: - vana hidrant de 4″ (fig.6.23); - branşament de 4 ″ (fig.6.24); - buşon sau dop de capăt; - prelungitor aspersor; - coturi, teuri, ramificaţii, reducţii; - regulator de presiune la aspersor; - limitator de debit.

Fig.6.22 – Tronson cu priză şi racord rapid aspersor 1-corp racord; 2-garnitură de etanşare; 3-bilă; 4-agrafă; 5-colier; 6-cârlig; 7-şurub; 8-piuliţă; 9-inel de siguranţă; 1′-tronson de conductă; 2′-cap de prindere cu priză aspersor; 3′-bucşă filetată; 4′-garnitură de etanşare; 5′-colier; 6′-cârlig; 7′-şurub; 8′-piuliţă; 9′-inel de siguranţă

Fig.6.23 – Vană hidrant 1-corp vană; 2-ax special; 3-supapă

Fig.6.24 – Branşament montat la hidrant 1-corp branşament; 2-roată de manevră; 3-ax roată; 4-cuplă; 5-gheară; 6-corp vană; 7-conductă.

6.5.2.3. Metoda de udare prin submersiune 273

 Este o metodă folosită îndeosebi la cultura orezului.

Constă din introducerea şi menţinerea pe terenul cultivat a unui strat de apă de mărime variabilă (de la câţiva cm până la 20-25 cm grosime);  Această metodă de udare poate fi folosită şi în ameliorarea solurilor sărăturate, în scopul desalinizării lor prin spălare;  Terenurile destinate amenajării prin submersiune să corespundă unor criterii: orografic: panta sub 4 ‰, microrelief uniform; pedologic: soluri cu permeabilitate redusă, care să determine pierderi mici prin filtraţie sub 1 l/s.ha; hidrologic: să existe o sursă de apă neinundabilă şi cu un debit asigurător; dacă amenajările sunt destinate culturii orezului, zona trebuie să corespundă şi din punct de vedere climatic (temperaturi medii în vară de 20-220 C şi constante termice de peste 21000C).  Metoda prin submersiune impune un sistem propriu de amenajare: împărţirea terenului în parcele, de până la 2 ha, şi delimitarea lor cu diguleţe, nivelarea perfectă a terenului în plan orizontal, asigurarea alimentării cu apă şi evacuării fiecărei parcele (fig.6.25).

Fig.6.25 – Sistem de irigaţie prin submersiune pentru cultura orezului

274

Elementele tehnice ale udării prin submersiune - grosimea stratului de inundare, debitul de alimentare cu apă, debitul de primenire, debitul de evacuare.

I. Grosimea stratului de apă – câţiva cm până la 20-25 cm Pentru orez stratul: - protejează plantele de frig; - are rol termoregulator – micşorează amplitudinile de temperaturi ziua-noaptea; - menţine solul în stare continuă de saturaţie.

II. Debitul de alimentare (qa) Debitul de umplere cu apă a parcelei pentru realizarea stratului de apă (h).

q a = 1,16

h + ( P1 + P2 ) tp

Debitul de alimentare qa – se măsoară în l/s.ha tp – durata de umplere cu apă 1-3 zile; P1 – evaporaţie 0,2-0,3 l/s.ha; P2 – filtraţie (→ 1 l/s.ha). q a → 5 −10 l / s.ha

III. Debitul de primenire (qp) (pentru menţinerea stratului) q p = 1,16

h2 − h1 + ( P1 + P2 ) tp

h2 – strat de realizat; h1 – stratul existent q p →1,5 − 5 l / s.ha

IV. Debitul de evacuare (qev) h t ev = 10 − 30 l / s.ha

q ev = 1,16

durata de evacuare 1-4 zile q ev 6.5.2.4. Metoda de udare prin picurare Udarea prin picurare constă din distribuirea apei pe teren în mod lent picătură cu picătură. Metoda foloseşte instalaţii speciale, alcătuite din conducte prevăzute din loc în loc cu dispozitive de picurare (picurătoare). Metoda este relativ nouă, fiind folosită iniţial în case de vegetaţie, apoi în sere şi, mai târziu, în câmp.

Extinderea metodei este strâns legată de dezvoltarea industriei de mase plastice şi mai ales de reducerea costului de producţie al 275

tuburilor şi conductelor. Metoda picurării are o largă răspândire în Israel, Anglia, SUA, Italia, Franţa şi în multe alte ţări. În România suprafeţele sunt relativ mici, de ordinul sutelor de hectare. Metoda prezintă interes pe nisipurile Olteniei, în Dobrogea şi în alte zone ale ţării, pentru irigarea plantaţiilor vitipomicole, în primul rând, dar şi pentru irigarea legumelor, florilor etc.

Irigarea prin picurare face parte din categoria irigaţiei localizate, numită astfel prin faptul că apa distribuită pe teren nu ocupă întreaga suprafaţă amenajată (ca la brazde şi aspersiune), ci numai o parte din aceasta, rămânând în intervalul dintre plante porţiuni neumezite.

Avantaje - economie de apă: consumul este mai redus cu aproape 50 % decât la metodele tradiţionale, deoarece pierderile prin evaporaţie şi infiltraţie sunt mai mici, iar umezirea solului are loc numai pe o anumită porţiune a suprafeţei amenajate; - economie de energie: cu 30-40 % faţă de aspersiune; - economie de forţă de muncă: se folosesc instalaţii semifixe şi chiar fixe, iar distribuţia apei poate fi automatizată; - permite aplicarea îngrăşămintelor odată cu apa de irigaţie şi chiar a tratamentelor fitosanitare; - poate fi folosită pe terenuri cu pante mari şi cu texturi extreme; - poate folosi la irigare apă cu un grad ridicat de mineralizare.

Dezavantaje - investiţii mari pentru conducte şi picurătoare; - dificultăţi în exploatare datorită înfundării picurătoarelor; - fragilitatea instalaţiei; - pericolul apariţiei sub picurător a excesului de apă.

O instalaţie de irigare prin picurare se compune din următoarele părţi: ansamblul frontal, conducta de transport, conducte de udare şi dispozitive de picurare.

Ansamblul frontal asigură calitatea apei, fertilizarea, măsurarea distribuţiei apei şi reglarea presiunii de lucru şi a debitului 276

de apă. Este alcătuit dintr-un racord cu vană la antena amenajării, un apometru, manometru, limitator de presiune şi debit, rezervorul cu îngrăşăminte şi filtrul.

Conducta de transport este confecţionată din material plastic: PVC rigid pentru conductele îngropate şi PVC plastifiat pentru cele de suprafaţă. Are diametrul cuprins între 30 şi 90 mm.

Alimentează conductele de udare, fie direct, fie prin intermediul unei conducte de distribuţie. Conductele de udare reprezintă elementele active ale instalaţiei, pentru că au pe ele montate (amplasate) dispozitivele de picurare. Sunt confecţionate din material plastic şi au diametre de 12-16 sau 20 mm.

Dispozitivele de picurare preiau apa din conducta de udare şi o distribuie plantelor. Au rolul de a reduce presiunea apei de la aproximativ un bar, la fenomenul de picurare şi sunt confecţionate din material plastic sau din metal.

Sunt de mai multe tipuri constructive: cu traseu lung, cu traseu scurt, cu şicane ciclonice, cu impuls etc. Cele mai folosite pe plan mondial, sunt picurătoarele cu traseu lung (tip TRICKLON) care realizează o bună uniformitate de udare şi au o rezistenţă mare la înfundare. Sunt însă sensibile la variaţiile de temperatură, fapt de care trebuie să se ţină seama la programarea udărilor. În ultimul timp se folosesc picurătoare înglobate în conductele de udare de tip RAM, TIRAN, TYPHOON, STREAMLINE, DRIPLINE, IN-LINE şi altele.

Pentru a realiza udări de calitate, picurătoarele trebuie să îndeplinească cel puţin două condiţii: - să realizeze debite mici, continui şi constante; - să fie rezistente la înfundare.

Amenajările pentru irigaţii prin picurare sunt de două feluri:  fixe, când conductele de udare rămân pe poziţie mai mulţi ani;  mobile sau semifixe, când conductele de udare sunt strânse şi aşezate pe alte poziţii de lucru de mai multe ori pe an.

277

Fig.6.26 – Tipuri de amenajări pentru irigaţii prin picurare a-fixe; b-mobile; 1-antenă; 2-ansamblu frontal; 3-conducta de transport; 4-robinet; 5-conducta de udare

Particularităţile regimului de irigare prin picurare La această tehnică de irigare udările se pot aplica:  continuu, zi de zi – mod neavantajos deoarece măresc costul exploatării;  sub forma normelor de udare, adică aplicate la intervale de câteva zile.

La calculul normei de udare (m) trebuie să se ţină seama de faptul că irigarea prin picurare este localizată, adică udă porţiuni de teren şi nu întreaga suprafaţă. m = 100 ⋅ H ⋅ DA( CC − PM ) ⋅ ϕ

în care:H este stratul umezit; DA – densitatea aparentă a solului; CC – capacitatea de câmp pentru apă a solului; PM – plafonul minim al umidităţii optime; φ – fracţiunea de sol umezit. Depinde de textură, de distanţa dintre conductele de udare, de distanţa dintre picurătoare şi de debitul picurătorului.

Cu cât debitul picurătorului este mai mare, textura solului mai fină şi distanţele dintre conducte de udare şi dintre picurătoare, mai mici, cu atât φ se apropie de 1,00.

278

De obicei φ = 0,20 – 0,40, de aceea norma de udare (m) este de 100 – 300 m3/ha, mai mare la culturile semănate în rânduri dese şi mai mică la pomi şi viţa de vie.

Elementele tehnice ale udării prin picurare Distanţa dintre picurătoare (dp) oscilează între 0,20 şi 2,00 m.

- Pentru umezirea unei fâşii continui, distanţa d p depinde de raza de acţiune a picurătoarelor, care la rândul ei este în funcţie de mărimea debitului şi de textura solului.

- Pentru umezirea la plantă (în cazul pomilor fructiferi şi viţei de vie) distanţa dintre picurătoare se ia egală cu distanţa dintre plante pe rând.

Numărul de picurătoare la o plantă (Np) se stabileşte în funcţie de consumul de apă al plantelor, de densitatea de plantare şi de felul culturii: - pentru viţa de vie 1–4 picurătoare (2) la fiecare butuc; - pentru pomi 1–10 picurătoare (frecvent 4) la fiecare pom.

Picurătorul trebuie să fie amplasat la o distanţă egală cu raza de umectare a lui faţă de tulpina pomului. Distanţa mai mică de 50 % din această rază provoacă dereglări în dezvoltarea rădăcinilor plantelor.

Pentru culturile semănate în rânduri dese, trebuie evitată amplasarea picurătorului lângă plantă, deoarece zona saturată ce se formează în imediata apropiere a picurătorului este dăunătoare rădăcinilor care îşi pierd în acest mediu funcţia de absorbţie .

Debitul unui picurător (qp) este în funcţie de tipul picurătorului şi de presiunea apei. Debitul se alege după textura solului pentru a se evita băltirea apei.

Debitul unui picurător este cuprins între 1 – 8 l/h, putând ajunge la 12 l/h. Solurile uşoare admit un debit mai mare, iar solurile grele un debit mai mic.

Distanţa dintre conductele de udare (dcu) la viţa de vie şi la pomii fructiferi este, de obicei, egală cu distanţa dintre rânduri.

La legume distanţa dintre conductele de udare poate să fie de 1,4 – 3 m la castraveţi, tomate, fasole, varză şi de 1,6 – 1,8 m la salată, ridichi, ceapă, verdeţuri etc.

Lungimea conductei de udare (lcu) se stabileşte în funcţie de lungimea parcelei cultivate şi de condiţiile încadrării în pierderile de 279

presiune admise (respectarea criteriului CHRISTIANSEN, după care pierderile de presiune să nu ducă la o depăşire a diferenţei de 10 % între debitele amonte şi aval).

Durata udării prin picurare (tp) se determină cu formula: tp =

m ⋅ d cu ⋅ d p qp

în care: m este norma de udare prin picurare; dcu – distanţa dintre conductele de udare; dp – distanţa dintre picurătoare; qp – debitul picurătorului.

6.5.2.5. Metoda de udare subterană Metoda constă în administrarea apei direct în zona de dezvoltare a rădăcinilor prin intermediul unei reţele de conducte subterane sau prin galerii cârtiţă.

Irigarea subterană prezintă o serie de avantaje faţă de celelalte metode de udare.

Avantaje - umezirea solului prin capilaritate asigură păstrarea structurii solului; - economiseşte teren datorită faptului că reţeaua de alimentare este complet îngropată; - nu necesită o nivelare pretenţioasă a terenului; - nu împiedică efectuarea lucrărilor de îngrijire a culturilor; - economiseşte apă şi energie; - posibilitatea administrării îngrăşămintelor odată cu apa de irigaţie; - oferă condiţii bune de automatizare.

Dezavantaje - costul ridicat al amenajării; - nu asigură întotdeauna o umezire uniformă a solului mai ales în straturile superioare ceea ce dăunează culturilor abia răsărite; - există pericolul înfundării conductelor datorită rădăcinilor plantelor; 280

-

poate favoriza salinizarea solului, apa circulând de jos în sus.

Sistemul de irigare subterană este alcătuit dintr-o reţea de aducţiune şi de distribuţie a apei şi dintr-o reţea de udare amplasată în aşa fel încât să asigure o umezire cât mai uniformă a solului.

Reţeaua de aducţiune şi de distribuţie este formată din conducte subterane sau din canale deschise, iar reţeaua de udare din tuburi de ceramică aşezate cap la cap, conducte din mase plastice prevăzute cu fante şi din galerii cârtiţă realizate cu utilaje speciale.

Alimentarea reţelei de udare se poate face prin scurgere liberă sau prin presiune.

Sistemul de irigare subterană prin scurgere liberă (fig.6.27) se compune dintr-o reţea de canale de aducţiune care transportă apa până la terenul ce urmează a fi irigat şi din conducte (galerii) de udare care se alimentează din aceste canale.

Fig.6.27 - Sistemul de irigare subterană cu scurgere liberă a apei

Conductele de udare au diametrul de 100-125 mm şi lungimi de 200-300 m. Sunt amplasate la o adâncime de aproximativ 0,50 m şi la o distanţă între ele de 5-8 m. Apa circulă în conductele de udare la o presiune de 0,02-0,20 daN/cm2.

281

Când se plasează pentru udare galerii cârtiţă, acestea se execută la adâncimi de 0,40 – 0,60 m cu diametrul de 8-12 cm şi la distanţa de 1-2 m.

Sistemul de irigare subterană sub presiune (fig.6.28) se compune dintr-o reţea de aducţiune alcătuită din conducte îngropate în care apa circulă la o presiune de 0,50 – 2 daN/cm2.

Fig.6.28 – Sistemul de irigare subterană sub presiune

Din aceste conducte de aducţiune se alimentează conductele de udare amplasate în sol la aceleaşi distanţe şi adâncimi ca şi la conductele întâlnite la sistemul de irigare prin scurgere liberă.

Fiecare conductă de udare este prevăzută în capătul amonte cu o vană de admisie a apei, iar pe traseu cu dispozitive de reglare a presiunii situate la intervale de 30-120 m în funcţie de pantă.

Pe terenurile joase, cu apa freatică la mică adâncime, reţeaua de udare subterană poate avea un rol reversibil în sensul că în perioadele cu exces de apă se pot comporta ca adevărate drenuri, care colectează şi elimină surplusul de apă, iar în perioadele de secetă, ca reţea de irigaţie care completează deficitul de umiditate.

6.6. EXPLOATAREA ŞI ÎNTREŢINEREA SISTEMELOR DE IRIGAŢIE Activitatea de exploatare are ca scop asigurarea funcţionării sistemelor de irigaţie la parametrii proiectaţi ţinând seama de cerinţa beneficiarilor. Această activitate trebuie să se desfăşoare pentru fiecare element al amenajării în parte în funcţie de tipul de amenajare şi de metoda de udare folosită.

282

Activitatea de exploatare hidrotehnică trebuie corelată cu exploatarea agricolă a terenului cultivat. Pentru aceasta trebuie avute în vedere structura şi amplasarea culturilor, folosirea unor tehnologii de cultură specifice irigaţiilor, respectarea regimului de irigare, toate conducând la menţinerea şi sporirea fertilităţii solului şi la realizarea de producţii agricole mari, sigure şi stabile.

Irigaţiile necontrolate, excesive, conduc întotdeauna la efecte nefaste asupra solului (sărăturare, înmlăştinire sau transformare în pustiuri) şi asupra vegetaţiei plantelor.

6.6.1. Exploatarea şi întreţinerea reţelelor de canale Amenajările cu canale deschise sunt cele mai vechi cunoscute în lume, ele reclamă cel mai numeros personal de exploatare şi cel mai mare volum de lucrări de întreţinere. Exploatarea canalelor include transportul şi distribuţia debitelor solicitate de utilizatori, activitate ce se desfăşoară în strânsă legătură cu lucrările de întreţinere. În cadrul activităţii de exploatare a canalelor se efectuează trei categorii de lucrări cu următoarea desfăşurare: a. pregătirea canalelor se realizează înaintea campaniei de irigare şi cuprinde verificarea stării tehnice, diferite revizii, mici reparaţii precum şi proba de apă. La începerea campaniei de irigaţii se realizează nivelurile de exploatare la toate nodurile de distribuţie interesate; b. distribuţia debitelor pe canale se efectuează din amonte spre aval reglând debitele şi nivelurile de apă cu ajutorul stăvilarelor; c. golirea reţelei – se execută la sfârşitul campaniei.

Canalele executate în rambleu pot produce surprize la punerea în funcţiune după o perioadă lungă de nefuncţionare. Cel mai frecvent apar scurgeri care conduc la ruperea rambleului şi scoaterea din funcţiune a canalelor. În exploatarea canalelor situate în rambleu se recomandă: - introducerea apei cu anticipaţie pentru depistarea unor defecte şi remedierea lor; - introducerea treptată, sub supraveghere, a debitului maxim; - interzicerea folosirii unor debite peste valorile proiectate care ar putea produce ruperea sau deversarea malurilor; 283

organizarea observaţiilor în porţiunile fragile unde există pericolul distrugerii canalului.

Canalele executate în debleu ridică mai puţine probleme, ele având o mai bună stabilitate. În cazul acestor canale pot fi folosite debite forţate.

Punerea în funcţiune după o perioadă lungă de nefuncţionare necesită, ca de altfel la toate tipurile de canale, introducerea treptată a apei pentru a nu provoca unde periculoase.

La exploatarea canalelor trebuie să se ţină seama şi de vechimea canalelor. Canalele vechi au secţiunea colmatată, deformată.

Pentru menţinerea capacităţii de transport este necesar să se întreţină canalele, astfel încât coeficientul de rugozitate să nu depăşească limitele admise.

Lucrările de întreţinere a canalelor de irigaţie au ca obiectiv: - combaterea vegetaţiei (manuală, mecanică sau chimică); - decolmatarea secţiunii de curgere (prin spălarea hidraulică); - remedierea eroziunilor şi a degradării; - înlăturarea pierderilor de apă prin infiltraţie.

Luând în considerare periodicitatea execuţiei şi volumul de muncă necesar, lucrările de întreţinere pot fi de: întreţinere curentă, periodică şi reparaţii capitale sau accidentale.

Lucrările de întreţinere curentă se execută odată sau de mai multe ori pe an şi constau din distrugerea vegetaţiei, înlăturarea gunoaielor şi a corpurilor străine, repararea degradărilor uşoare, întărirea consolidărilor etc.

Lucrările de întreţinere periodică se execută odată la mai mulţi ani şi anume: despotmoliri, curăţirea radicală a vegetaţiei, repararea consolidărilor, repararea îmbrăcăminţilor şi impermeabilizării lor pentru micşorarea infiltraţiilor.

Reparaţiile capitale se execută la intervale mari de timp, pe bază de proiect. Ele trebuie să urmărească şi modernizarea sistemului în scopul reducerii pierderilor de apă, a consumului de energie şi a ridicării productivităţii.

Reparaţiile accidentale se execută ori de câte ori se produc avarii care scot din funcţiune parţial sau total sistemul.

-

284

Lucrările de întreţinere şi reparaţii trebuie planificate pe cât posibil a se executa când terenurile agricole sunt fără culturi iar sistemul scos din funcţiune.

6.6.2. Exploatarea şi întreţinerea reţelelor de conducte Activitatea de exploatare a reţelei de conducte îngropate urmăreşte asigurarea funcţionării sistemului la presiunile şi debitele prevăzute în regulamentul de exploatare.

Nivelul calitativ al lucrărilor de exploatare este influenţat de pregătirea personalului şi de cunoaştere a sistemului. Înainte de a se trece la umplerea reţelei cu apă şi punerea sistemului sub presiune se recomandă o revizie tehnică generală a reţelei de conducte şi a dispozitivelor aferente, inclusiv a căminelor şi hidranţilor. După constatarea că sistemul corespunde din punct de vedere tehnic, se trece la umplerea reţelei cu apă, operaţie ce trebuie făcută cu deosebită atenţie pentru a diminua efectul şocurilor şi al suprapresiunilor care ar putea provoca spargerea conductelor.

Umplerea se poate face simultan pe întreaga reţea (pe conductele principale şi secundare şi apoi pe antene) sau pe conducta principală, o conductă secundară şi antenele aferente.

La punerea în funcţiune a reţelei trebuie să se respecte următoarele reguli: - se deschid toate vanele de linie, de ramificaţie şi de capăt, hidranţii cu rol de aerisire şi dispozitivele de aerisire; - se pune în funcţiune un agregat de pompare şi se introduce lent apa; - se închid, din aval spre amonte hidranţii, în momentul când apa iese fără bule de aer; - după ce s-a umplut toată reţeaua cu apă şi s-a evacuat aerul, se pun în funcţiune şi celelalte agregate de pompare şi se ridică treptat presiunea până când ajunge la presiunea de regim; - se reglează toate dispozitivele de protecţie ale sistemului pentru a funcţiona în condiţii normale, dispozitivele de aerisire şi dezaerisire se sigilează în poziţia deschis, la fel ca şi vanele de linie, în timp ce vanele de golire se sigilează în poziţia închis.

285

Operaţiile de punere în funcţiune a unui plot, pot dura 5-6 zile. În timpul funcţionării sistemului, prin operaţiile de exploatare trebuie să se urmărească realizarea presiunilor de funcţionare a echipamentelor de udare, asigurarea debitelor necesare pe reţeaua de conducte şi asigurarea funcţionării dispozitivelor de protecţie.

Personalul de exploatare urmăreşte aplicarea udărilor, verifică presiunea la hidranţi şi calitatea udărilor. Dacă calitatea udărilor nu este corespunzătoare (fie din cauza presiunii sau a vântului sau alte cauze) se poate întrerupe udarea.

La terminarea campaniei de irigat, pe perioada de iarnă, reţeaua de conducte se va goli.

Golirea se face prin căminele de golire şi prin hidranţii de pe antene cu rol şi de golire. Dacă nu se poate realiza golirea gravitaţională a întregii reţele, se pompează aer la hidrantul din capătul antenei sau se foloseşte o pompă mobilă acţionată de la priza de forţă a tractorului.

După golirea reţelei de apă, toţi hidranţii, vanele şi dispozitivele cu comandă manuală se vor închide pentru a se preveni blocarea lor.

Pe reţeaua de conducte, defecţiunile frecvente sunt în primii 2 ani de la darea în folosinţă, ca urmare a defectelor ascunse ale conductelor (fie din fabricaţie, fie din timpul transportului sau pozării) sau a executării necorespunzătoare a îmbinărilor sau a lipsei de experienţă a personalului.

Prin lucrările de întreţinere se înlătură defecţiunile care apar ca urmare a loviturilor cu berbec produse prin manevrarea rapidă a vanelor, a căderilor de tensiune, a nefuncţionării dispozitivelor de protecţie precum şi a depăşirii presiunii prevăzute.

Pentru înlăturarea defecţiunilor pe reţeaua de conducte este necesară depistarea locului şi izolarea tronsonului respectiv, decopertarea lui, remedierea defecţiunii şi efectuarea probei cu apă, apoi astuparea conductei.

Refacerea îmbinărilor dintre tuburile din azbociment se realizează cu ajutorul unor piese de îmbinare tip Gibault sau a unor semiflanşe pentru strângerea garniturii inelare pe marginile mufei din azbociment.

286

Pentru conductele PREMO refacerea etanşeităţii îmbinărilor se realizează prin introducerea în spaţiul dintre cep şi mufă a unei frânghii gudronate, sau a unui chit elasto-plastic sau a presării garniturii vechi cu o garnitură inelară din cauciuc.

Presarea garniturii în mufă se realizează cu două flanşe din oţel formate fiecare din câte două jumătăţi pentru a se putea introduce sub tub fără a se demonta tubul.

Remedierea defectelor din corpul conductelor se realizează fie prin înlocuirea tuburilor defecte fie prin remedierea pe loc fără demontarea şi înlocuirea tuburilor (defecţiuni de mică amploare).

6.6.3. Exploatarea construcţiilor hidrotehnice Construcţiile hidrotehnice din amenajările de irigaţie au rolul de a asigura circulaţia apei în condiţii optime.

Siguranţa funcţionării unui sistem de irigaţii ca şi distribuţia apei este condiţionată de existenţa şi starea construcţiilor hidrotehnice.

Soluţiile constructive depind de tipul de amenajare. Pe reţeaua de canale se întâlnesc stăvilare regulatoare de debit şi nivel, precum şi subtraversări, sifoane coborâtoare, apeducte, podeţe, poduri.

Pe reţeaua de conducte sunt cămine de vizită, masive de ancoraj şi altele. În sistemele neautomatizate stăvilarele asigură reglarea nivelurilor şi a debitelor prin acţionare manuală. În acest scop stăvilarele se deschid şi închid în concordanţă cu cererile de apă din bieful aval.

La începutul campaniei de irigaţie pentru umplerea cu apă a reţelei, toate stăvilarele trebuie deschise total pentru ca apa să treacă din bief în bief fără variaţii mari de nivel şi viteză.

Pe măsură ce nivelul apei din ultimul bief aval se ridică ajungând aproape de nivelul hidrostatic se închid stăvilarele începând din aval spre amonte.

După umplerea reţelei la nivelurile prevăzute şi reglarea tuturor construcţiilor se trece la distribuirea apei conform programului.

Agenţii hidro au sarcina de a urmări permanent circulaţia apei, de a preveni blocarea construcţiilor hidrotehnice prin scoaterea corpurilor plutitoare.

287

Stăvilarele automate acţionate hidraulic menţin un nivel constant în bieful aval sau amonte, fără intervenţia cuiva. Întreţinerea şi repararea construcţiilor hidrotehnice include despotmolirea lor, astuparea fisurilor şi spărturilor din betoane, refacerea taluzurilor şi pereelor., înlocuirea pieselor deteriorate sau lipsă, etanşarea rosturilor, gresarea pieselor metalice în mişcare şi a angrenajelor, impregnarea pieselor din lemn şi altele.

288