Upload
others
View
24
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET
Marko Bajić
ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA
NAVODNJAVANJE
DIPLOMSKI RAD
Zagreb, 2015
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET
Marko Bajić
ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA
NAVODNJAVANJE
DIPLOMSKI RAD
Mentor: doc. dr.sc. Duška Kunštek, dipl. ing. građ.
Zagreb, 2015.
UNIVERSITY OF ZAGREB
FACULTY OF CIVIL ENGINEERING
Marko Bajić
EFFICIENCY ANALYSES OF IRRIGATION SYSTEMS
MASTER'S THESIS
Mentor: Duška Kunštek, Ph.D.Civ.Ein.
Zagreb, 2015.
„Prinos usjeva nije određen količinom vode koja se primijeni na polje, već primijenjenom
količinom pameti, u svakom slučaju ima više toga u pameti nego u vodi“.
ALFRED DEAKIN, 1890
SADRŽAJ
UVOD ........................................................................................................................................ 1
1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE .............. 2
1.1 Klasični pojam efikasnosti navodnjavanja .................................................................. 3
1.2 Definicije klasične efikasnosti ..................................................................................... 6
1.3 Neoklasični pojam efikasnosti navodnjavanja .......................................................... 14
2 GUBICI VODE PRILIKOM NAVODNJAVANJA .................................................... 16
2.1 Metode navodnjavanja ............................................................................................... 16
2.2 Analiza gubitaka vode u sustavima za navodnjavanje .............................................. 29
2.3 Gubici vode prema načinu transporta vode ............................................................... 32
2.4 Mjere poboljšanja sustava za navodnjavanje u cilju smanjenja gubitaka vode ......... 33
3 METODE PRORAČUNA EFIKASNOSTI ................................................................. 37
3.1 Konvencionalna metoda određivanja efikasnosti ...................................................... 37
3.2 Proširenje konvencionalne metode određivanja efikasnosti ...................................... 38
3.3 Nekonvencionalne metode određivanja efikasnosti .................................................. 38
3.4 Izrada konačne metodologije proračuna efikasnosti za sustave navodnjavanja ........ 43
4 SUSTAV NAVODNJAVANJA KARAŠICA ............................................................... 46
4.1 SN Miholjac-Viljevo ................................................................................................. 47
4.2 SN Kapelna ................................................................................................................ 52
4.3 SN Kitišanci ............................................................................................................... 56
5 ZAKLJUČAK ................................................................................................................. 61
LITERATURA ....................................................................................................................... 63
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
1
UVOD
Poznato je da je voda sve više nezamjenjivi resurs u svim pogledima današnjeg života, od
potreba industrije do proizvodnje hrane i potrebe pitke vode. Povećanim prirastom stanovništva
i potrebom za sve većom proizvodnjom hrane, raste i potreba za vodom u svrhu navodnjavanja.
Kako je voda relativno ograničen resurs, nastaje opasnost nestašice vode te je svaka mjera
uštede vode dobro došla, kako za danas tako i za buduće generacije. Jedna od mjera kojima se
želi povećati mogućnost gospodarenja vodom je povećanje učinkovitosti navodnjavanja.
Efikasnim navodnjavanjem se želi maksimalno povećati količina uroda uz smanjenje utroška
vode.
Međutim, pojam efikasnosti navodnjavanja sadrži u svome značenju mnoge nejasnoće koje su
dovele do pogrešna razmišljanja prilikom planiranja raznih gospodarskih mjera diljem svijeta.
Prema tome, mnoge debate oko termina „efikasnost navodnjavanja“ se svode oko
neodgovarajućeg shvaćanja pojma efikasnosti i što ono predstavlja (EPA, 2012).
Prilikom izrade ovog rada, sagledalo se na temeljiti način što razna literatura nudi u okviru
objašnjenja efikasnosti navodnjavanja isključivo s gledišta potrošnje vode. Ostala razmatranja
efikasnosti nisu sastavni dio ovog rada te je o njima malo ili ništa rečeno.
Kao prvo, bilo je potrebno utvrditi glavne definicije efikasnosti i dati prijedlog nekih
standardnih oznaka. Naime, u literaturi ne postoje standardizirane oznake i definicije
efikasnosti, već razne interpretacije mnogih autora. Naknadno su se razvili i objasnili koncepti
efikasnosti i njihova međusobna povezanost u svrhu određivanja ukupne efikasnosti sustava za
navodnjavanje.
Detaljnim opisom svih parametara koji utječu na efikasnost i analizom postojećih metoda za
proračun efikasnosti, dao se konačni prijedlog proračuna ukupne efikasnosti sustava za
navodnjavanje, od razine polja do regionalne razine, odnosno više sustava povezanih u cijelini.
Prema takvoj metodi se proračunala ukupna efikasnost navodnjavanja na postojećim sustavima
za navodnjavanje u Hrvatskoj.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
2
1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE
Efikasnost je bezdimenzionalni pokazatelj učinkovitosti nekog sustava, u kojem se ulaznim
podacima, kroz razne procese, dobiju izlazni podaci umanjeni za određeni dio gubitaka. Odnos
izlaznih i ulaznih podataka daje prikaz efikasnosti nekog sustava.
Slika 1.1 Shema efikasnosti nekog sustava
Efikasnost sustava za navodnjavanje je bezdimenzionalni parametar kojim se određuje
učinkovitost navodnjavanja. Na prvi pogled, jednostavan opis pojma efikasnosti, zapravo skriva
mnoge nejasnoće i stvara probleme kod određivanja i razumijevanja definicija efikasnosti
navodnjavanja. Naime efikasnost navodnjavanja ovisi o mnogim parametrima kao što su tip tla,
način navodnjavanja, duljini polja, načinu navodnjavanja i mnogim drugima. Prema tome bilo
je potrebno odrediti točne definicije efikasnosti u svrhu boljeg upravljanja sustavima za
navodnjavanjem i samim time većim uštedama vode i novaca.
Kroz povijest su se razvijale razne definicije učinkovitosti, te se mogu pronaći u raznim
literaturama. (Israelsen, 1944) definira učinkovitost primjene vode kao „omjer količine vode
koja se pohranjuje u zoni korijena biljaka te na kraju potroši (evapotranspiracija)“. (Kruse,
1978) je definirao učinkovitost navodnjavanja kao „omjer volumena vode korišten od usjeva i
volumena vode primijenjen za navodnjavanje“.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
3
Danas prema nekim autorima, (Seckler et al, 2003) dijele se pojmovi efikasnosti na klasične
pojmove, gdje su objašnjene i određene efikasnosti po pojedinim kriterijima i neoklasične
pojmove, gdje se zapravo prijašnji pojmovi proširuju.
Većina literature koja se bavi konceptom efikasnosti navodnjavanja je široka i kompleksna,
stvara pojmove efikasnosti s različitih gledišta (ekonomskog, inženjerskog, poljoprivrednog,
itd.) ovisno o potrebnom tipu pokazatelja. Poljoprivredniku je bitniji omjer dobivenog
proizvoda i uložene vode (kg usjeva/ m3 vode), projektantu sustava za navodnjavanje bitnija je
učinkovitost sustava kao bezdimenzionalni parametar, ekonomistu omjer dobitka i troška
(Ahad, 2012).
U kontekstu ovog diplomskog rada bit će obrađen samo onaj dio koji se odnosi na pokazatelje
efikasnosti u odnosu na gubitke vode koji se javljaju u sustavu za navodnjavanje, odnosno
bezdimenzionalni pokazatelji efikasnosti sustava za navodnjavanje.
1.1 Klasični pojam efikasnosti navodnjavanja
Prije nego li je pojam efikasnosti navodnjavanja ušao u uporabu, postojao je koncept „dužnost
navodnjavanja“ odnosno potrebna količina vode koju je potrebno izdvojiti iz izvora i primijeniti
na polje u zoni korijena biljaka (Willardson et al., 1994). Takav pokazatelj je bio koristan
inženjerima za projektiranje spremnika i sistema transporta vode radi potrebe navodnjavanja,
međutim nije bio nikakav pokazatelj je li neki sustav bolji od drugog i nije se mogla odrediti
efikasnost takvih sustava. Na temelju tih nedostataka je nastao pojam efikasnosti navodnjavanja
(Seckler et al., 2003).
Veliki napredak u definiranju pojmova efikasnosti navodnjavanja dao je Israelsen u svojim
radovima; njegove definicije efikasnosti direktno se odnose na inženjerski koncept
učinkovitosti (bezdimenzionalni parametri) primijenjen na području navodnjavanja.
(Willardson et al., 1994). Takvi pojmovi će se kasnije (Keller et al., 1995) definirati kao
pojmovi „klasične efikasnosti navodnjavanja“.
(Keller et al., 1996) navode da je primarna uloga pri navodnjavanju zadovoljiti
evapotranspiracijsku potrebu usjeva (Eta) (količinu vode potrebnu biljki za rast) umanjenu za
efektivnu oborinu (Pe) odnosno zadovoljiti tzv. neto evapotranspiracijsku potrebu, (NET, „net
evapotranspiration“). Omjer NET-a i primijenjene vode, ovdje navedene kao zahvaćene iz
izvora (DIV), je tzv. klasični pojam efikasnosti navodnjavanja (CE).
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
4
U klasičnim definicijama efikasnosti navodnjavanja, izgubljena voda, odnosno neefikasni dio
navodnjavanja, se smatra neiskorištenim i ne primjenjuje se ponovno u sustavu. Tako se
zapravo podcjenjuje prava vrijednost efikasnosti sustava (Seckler et al, 2003).
Treba još istaknuti da se kod ovakve definicije i sličnim definicijama u raznim literaturama,
(Fairweather, 2003; Seckler et al, 2003; Burman et al. 1983; Heermann et al. 1992;
Bos et al. 1984; Machibya, 2004) uzima u obzir striktno potreba vode za biljkom te se ne ulazi
u detalje oko raznolikosti parametara koje utječu na ukupnu efikasnost navodnjavanja. Prema
tome, kod nekih autora (Seckler et al, 2003; Burman et al. 1983; Heermann et al. 1992;
Bos et al. 1984) se nailazi na razne podjele efikasnosti na više segmenata, koje se uglavnom
svode na dva glavna aspekta navodnjavanja, odnosno transport i primjena vode na polje:
Efikasnost transporta (Ec, „conveyance efficiency“), razmatraju se gubici od zahvata
vode do ulaska na polje (bitan je način transporta)
Efikasnost primjene na polje (Ea, „application efficiency“), razmatraju se gubici vode
na samome polju (bitan je način navodnjavanja).
U pravilu, efikasnost je bezdimenzionalni parametar koji ima raspon vrijednosti od 0 do 1 ili 0
do 100 %. Veća vrijednost efikasnosti bi, prema tome, trebala značiti veći učinak usjeva.
Međutim, u slučaju navodnjavanja nije uvijek tako. Visoke vrijednosti efikasnosti bi se mogle
postići, na primjer, kod manjka vode gdje se sva primijenjena voda na polje zapravo iskoristi,
ali nije dostatna za rast biljke (Rogers et al., 1997). Prema tome, (Van der Merve, 2008) navodi
da je potrebno specificirati parametre efikasnosti na ono što se zapravo one odnose te uzeti u
obzir svaki blagotvorni učinak navodnjavanja (zaštita od mraza, soli, itd.) ili manjak, tako da
se sa takvim pokazateljima dobije prava slika o efikasnosti nekog sustava za navodnjavanje i
po potrebi optimizira.
Pojedini autori, koji se bave ovom problematikom (Barrett Purcell & Associates, 1999),
napravili su nekakav radni okvir (Slika 1.2) pomoću kojeg su opisali sve procese pri
određivanju efikasnosti sustava za navodnjavanje.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
5
Slika 1.2 Radni okvir za određivanje efikasnosti sustava za navodnjavanje
(Barrett Purcell & Associates, 1999)
(Machibya, 2004) pokušali su na sličan način (Slika 1.3) prikazati sistem određivanja
efikasnosti navodnjavanja nekog polja prema više parametara.
B. Purcell prikazuje efikasnost navodnjavanja kao aspekt koji ima dvije grane. Jedna se bavi s
gledišta bilance vode (bezdimenzionalni parametri), a druga s gledišta omjera uroda i utrošene
vode (Barrett Purcell & Associates, 1999), dok (Machibya, 2004) prikazuje samo
bezdimenzionalne parametre (Slika 1.3)
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
6
Slika 1.3 Shema određivanja efikasnosti navodnjavanja (Machibya et al., 2004)
1.2 Definicije klasične efikasnosti
U ovome poglavlju nastoji se dati na uvid neke od glavnih definicija efikasnosti navodnjavanja
ili, bolje rečeno, parametara, prilikom čega je selektivni odabir definicija opravdan
poteškoćama u pronalaženju standardnih naziva pojedinih efikasnosti. Naime, razni autori iz
raznih zemalja svijeta koriste drugačije nazive i drugačije oznake za iste ili jako slične
parametre efikasnosti.
U nastavku su prikazane i objašnjene sve definicije efikasnosti koje su se mogle pronaći, a da
su međusobno neovisne.
- Efikasnost transporta vode
- Efikasnost primjene
- Efikasnost akumuliranja vode u tlu
- Efikasnost akumuliranja vode u spremnicima
- Efikasnost distribucije vode
- Stupanj ujednačenosti
- Efikasnost navodnjavanja.
Sve definicije, međutim, imaju jednu poveznicu: princip bilance vode, gdje se uvijek proračuna
gubitak vode (ili pretpostavi) te količinu korisne vode umanjenu gubicima podjeli s ukupnom
količinom primijenjene vodom.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
7
Efikasnost transporta vode (Ec, „conveyance efficiency“)
Efikasnost transporta vode je postotak vode koja transportom od izvora dospije do sustava za
navodnjavanje polja (Rogers et al., 1997). Smatraju se samo gubitci koji se javljaju tijekom
transporta prije nego li voda dospije do samog sustava za navodnjavanje polja. Vrijednosti
variraju prema načinu transporta (otvorenog i zatvorenog tipa), održavanju transportnih sistema
(uređivanje pokosa, obloge kanala, popravak i zamjena cijevi) i vremena uporabe (nove cijevi,
stare cijevi). Izrazom (3) matematički se definira efikasnost transporta:
100w
wE
s
fc [%] [1]
gdje su,
Wf – isporučena voda do sustava za navodnjavanje polja [m3]
Ws –zahvaćena voda iz izvora [m3]
Wf se računa na način da se od Ws oduzmu gubici prilikom transporta. O vrstama gubitaka i
načinu mjerenja bit će rečeno više u poglavlju (2).
Slika 1.4 Otvoreni kanal za transport vode za natapanje polja (MR Control Systems
International Inc., 2015)
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
8
Efikasnost primjene vode (Ea, „application efficiency“)
Efikasnost primjene vode je postotak vode dospjele na polje preko sustava za navodnjavanje
(površinskog, podzemnog i kišenjem) koju koriste biljke (Rogers et al., 1997). Smatraju se
gubici koji se javljaju prilikom navodnjavanja poljoprivredne površine (evaporacija, otjecanje,
perkolacija, itd.) dani su od strane proizvođača i sadrže sve podatke o gubicima na pojedinim
sustavima (pod tlakom). Izrazom (2) matematički se definira efikasnost primjene:
100W
WE
f
ca [%] [2]
gdje su,
Wc –blagotvorno korištena voda [m3]
Wf – isporučena voda do sustava za navodnjavanje polja [m3]
Wc se računa tako da se odrede prije spomenuti gubici te oduzmu od predviđene količine vode
isporučene na polje.
Slika 1.5 Navodnjavanje prelijevanjem sifonskim cijevima (Brouwer et al., 1985)
Ea daje na uvid koliko dobro sustav za navodnjavanje polja zadovoljava njegov primarni
zadatak, odnosno prihranjuje korijenje biljaka vodom. Često se Ea pogrešno interpretira kao
efikasnost akumuliranja tla vodom (Es, „field water storage efficiency“), što predstavlja
omjer količine akumulirane vode u zoni korijena biljaka koje usjev iskoristi uslijed
navodnjavanja (Rogers et al., 1997). Međutim korištenje takve terminologije „Es“ u tome
kontekstu se ne koristi zbog poteškoća određivanja zone korijenja biljaka te se zapravo sve
uračuna u gubitke prilikom određivanja efikasnosti primjene navodnjavanja.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
9
Efikasnost akumuliranja vode u spremnicima (Ers, „reservoir storage efficiency“)
Efikasnost akumuliranja vode u spremnicima je sličnog naziva kao efikasnost akumuliranja tla
vodom, ali se odnosi na kompletno drugačiji aspekt akumuliranja vode (spremnicima,.
prirodnim i umjetnim bazenima, itd.). Pokazuje omjer zadržane vode u spremnicima umanjene
za gubitke (perkolacija, evaporacija, procjeđivanje, itd.) i vode koja se iz spremnika koristi za
navodnjavanje (James, 1988). Izrazom (3) matematički se definira efikasnost akumuliranja u
spremnicima:
100W
WWE
0
0rs
[%] [3]
gdje su;
W0 – akumulirana voda u spremniku [m3]
∆W – gubici vode iz spremnika [m3]
Gubici vode iz spremnika ovise o mnogim faktorima kao što su vrste i materijal spremnika
(otvoren, zatvoren, propustan, nepropustan, itd.), o jačini sunčevog zračenja te brzini
evaporacije vode iz otvorenih bazena.
Efikasnost distribucije vode (Ed, „distribution efficiency“)
Efikasnost distribucije vode je omjer dubine vode primijenjene na najmanje navodnjenom
dijelu polja i prosječne dubine infiltrirane vode na cijelome polju (Rogers et al., 1997).
Izrazom (4) matematički se definira efikasnost distribucije:
100d
y1Ed
[%] [4]
gdje su,
y –prosječna numerička devijacija u dubini vode akumuliranoj tijekom navodnjavanja
(Average absolute numerical deviation in depth of water stored from average depth
stored during the irrigation) [m]
d – prosječna dubina vode akumulirana tijekom navodnjavanja [m]
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
10
Ed prikazuje stupanj ujednačenosti količine vode koja se infiltrira u zemlju i primijenjene vode
na površinu. Međutim, kao i efikasnost akumuliranja tla vodom, nailazi se na poteškoće
prilikom određivanja takvih parametara (y, d), ali za razliku od Es danas postoje načini za
mjerenje takvih gubitaka na direktan ili indirektan način.
Koncept ujednačenosti distribucije i način mjerenja na indirektan način za sprinkler sustave
prvi je razvio (Christiansen, 1942), gdje se ujednačenost mjeri „catch-can“ metodom.
100X
xX1CU
[%] [5]
gdje su,
X –dubina vode u svakoj kanti („catch-can“) [cm]
x –prosječna dubina vode u kantama [cm]
U kap po kap sustavima, efikasnost distribucije je mjera varijacije protočnih rasprskivača uzduž
polja (Van der Merve, 2008). Mjerenje dubina infiltracije u ovakvim sustavima je otežano te se
uobičajeno proračunava parametar ujednačenosti emisije (EU, „emission uniformity“) umjesto
Ed. Matematičkim izrazom (6) definiran je EU:
100q
q
n
COV27,11EU
sr
min
[%] [6]
gdje su,
COV – koef. varijacije protoka emitera (tvorničke postavke) [1]
n – broj emitera po biljki
qmin– minimalni protok emitera u redu [l/s]
qsr – srednji protok emitera u redu [l/s]
Općenito, visoki stupanj ujednačenosti je povezan sa najboljim uvjetima rasta biljaka jer svaka
biljka ima jednake mogućnosti za pristup primijenjenoj vodi. Neujednačenost se javlja tamo
gdje se voda nanosi pretjerano ili premalo te gdje voda infiltrira ispod razine korijena biljaka
(Slika 1.6). EU i CU parametri zapravo spadaju u posebnu kategoriju mjerenja efikasnosti
distribucije, odnosno mjere stupanj ujednačenosti (Ud)
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
11
Slika 1.6 Prikaz ujednačenosti distribucije i infiltracije (Rogers et al., 2011)
Stupanj ujednačenosti distribucije (Ud, „distribution uniformity“)
Stupanj ujednačenosti distribucije je postotak srednje primijenjene vode nanošene na najmanjoj
navodnjenoj četvrtini polja (Rogers et al., 1997). Zapravo je vrlo sličan Ed, razlikuje se u tome
što je Ud određen indirektnim metodama (ne mjeri se infiltrirana voda u tlo) za pojedine načine
navodnjavanja, ponekad se koristi kao zamjena za Ed (Izraz 5, 6). Daje na uvid širinu problema
ujednačenosti distribucije vode, može biti definiran kao postotak od srednje količine
primijenjene vode, nanesene u najnižoj četvrtini polja.
Ud je lakše proračunati nego Ed i koristi se u široj primjeni. Izrazom (7) matematički se definira
stupanj ujednačenosti:
100X
LU
m
qd [%] [7]
gdje su,
Lq– prosječna donja četvrtina dubine infiltrirane vode [mm]
Xm– srednja dubina/visina infiltrirane vode [mm]
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
12
Slika 1.7 Prikaz teoretskih vrijednosti efikasnosti distribucije i primjene vode prema načinu
navodnjavanja (Rogers et al., 2011)
(Slika 1.7) prikazuje različitosti interpretacija pojedinih parametara efikasnosti (Ed, Ea).
Pretpostavljeno je da voda ne otječe ,već se 100 % infiltrira u tlo.
Primjeri površinskog navodnjavanja (A), (B) i (C) predstavljaju tri slučaja prekomjernog
navodnjavanja samo jednog dijela polja te prikazuju pojedine efikasnosti. Primjeri (D), (E) i
(F) mogu se smatrati kao navodnjavanja polja okružena žljebovima gdje se voda više zadržava.
Navodnjavanje sa sprinkler sustavom prikazano je na primjerima (G), (H), i (I).
Iz primjera je vidljivo da, i ako postoje 100 %-tne efikasnosti jednog parametra unutar područja,
kretanje vode može izazvati neujednačenu pohranu, što je rezultat nedovoljnog zalijevanja na
padinama i pretjeranog zalijevanja u ravnim područjima.
To daje predodžbu o tome kako sama efikasnost primjene vode ne pokazuje uvijek uvjet za
navodnjavanje na polju. Potrebno je prema tome pogledati sve aspekte radi proračuna
efikasnosti.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
13
Efikasnost navodnjavanja (Ei, „irrigation efficiency“)
Efikasnost navodnjavanja se odnosi na omjer isporučene vode na polje koje je korisno za biljku
u više pogleda osim prihranjivanja biljke vodom (ispiranje tla, hlađenje usjeva, kod primjene
pesticida ili gnojiva ili zaštitu od smrzavanja). Sadrži sve prethodne parametre uz napomenu da
se onaj dio vode koji se koristi u druge svrhe osim prihranjivanja biljke vodom uzima posebno
kao dodatak, a ne kao potrošnja vode u ukupnoj bilanci (Rogers et al., 1997). Izrazom (8)
matematički se definira efikasnost distribucije:
100Wf
WbEi [%] [8]
gdje su,
Wb –blagotvorno korištena voda [m3]
Wf –isporučena voda do sustava za navodnjavanje polja [m3]
Efikasnost navodnjavanja sadrži u sebi sve pojmove efikasnosti do sad navedene (Slika 1.3).
Mjera je učinkovitosti sustava i direktno se veže na pojam klasične definicije efikasnosti
navodnjavanja (CE). Pojmovi se mogu naizmjenično koristiti, prema tome, ovdje će se koristiti
izraz Ei za definiciju klasične efikasnosti navodnjavanja polja.
Tablica 1.1 Parametri efikasnosti sustava za navodnjavanje
Parametri Opis Izraz [%] Indikatori Index
Efikasnost
transporta
Postotak vode od
izvora koje transportom
dospije do sustava za
navodnjavanje polja
Ec = 100 (Wf/Ws)
Wf– isporučena voda do
sustava za navodnjavanje
polja,
Ws – zahvaćena voda iz
izvora
Ec
Efikasnost primjene
vode
Postotak vode dospjele
na polje preko sustava
za navodnjavanje koje
biljke koriste
Ea = 100 (Wc/Wf)
Wc– blagotvorno korištena
voda,
Wf – isporučena voda do
sustava za navodnjavanje
polja
Ea
Efikasnost
akumuliranja vode u
tlu
Omjer količine
akumulirane vode u
zoni korijena biljaka
koje usjev iskoristi
uslijed navodnjavanja
Es = 100 Wi/ (Gc - Wo)
Wi – količina vode u tlu (od
jednog navodnjavanja),
Gc – kapacitet tla za vodu
(poljski vodni kapacitet),
Wo – početni volumen vode
u tlu
Es
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
14
Tablica 1.2 Nastsvak parametri efikasnosti sustava za navodnjavanje
Parametri Opis Izračun [%] Indikatori Index
Efikasnost
akumuliranja vode u
spremnicima
Omjer zadržane vode u
spremnicima umanjene
za gubitke
Ers = 100 (W0 - ∆W)/ W0
W0– akumulirana voda u
spremniku,
∆W – gubici vode iz
spremnika
Ers
Efikasnost
distribucije vode
Omjer dubine vode
primijenjene na
najmanje navodnjenom
dijelu polja i prosječne
dubine infiltrirane vode
na polju
Ed = 100 [1- (y/d)]
y – prosječna numerička
devijacija u dubini vode
akumuliranoj tijekom
navodnjavanja,
d – prosječna dubina vode
akumulirana tijekom
Ed
Stupanj
ujednačenosti
distribucije
Postotak srednje
primijenjene vode
nanošene na najmanjoj
navodnjenoj četvrtini
polja
Ud = 100 ( Lq / Xm)
Lq – prosječna donja
četvrtina dubine infiltrirane
vode,
Xm – srednja dubina
infiltrirane vode
Ud
Efikasnost
navodnjavanja
Odnosi se na omjer
isporučene vode na
polje koje je korisno za
biljku u više pogleda
osim prihranjivanja
biljke vodom
Ec = 100 (Wb/Wf)
Wb –blagotvorno korištena
voda,
Wf – isporučena voda do
sustava za navodnjavanje
polja,
Ei
1.3 Neoklasični pojam efikasnosti navodnjavanja
Neoklasični koncept efikasnosti navodnjavanja razvio se kao posljedica sve većeg interesa za
navodnjavanje s gledišta sustava na šire perspektive upravljanja i politike za navodnjavanje u
kontekstu vodnih resursa u cjelini, odnosno u cijelom riječnom slivu. Uskoro je postalo jasno
da je iz ove perspektive koncept klasične efikasnosti bio pogrešan. Razlog tome je što gubici
vode kod klasične efikasnosti nisu nužno stvarni gubici vode u sustavu kao cjelini. Mnogi od
tih gubitaka samo su gubici na papiru jer su zarobljeni i reciklirani drugdje u sustavu. Iako je
ovaj problem vjerojatno bio uočen odavno, radovi pojedinih autora (Wright, 1964;
Bagley, 1965 i Jensen,1967) su prvi koji o ovoj temi pišu izričito i jasno.
Mjere recikliranja vode postavile su „problemske situacije“ koje su dovele do onog što
nazivamo neoklasični koncept efikasnosti navodnjavanja. (Seckler et al., 2003)
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
15
Ako je u klasičnom konceptu efikasnost bila izražena na razini efikasnosti navodnjavanja polja,
kod neoklasičnog koncepta pojam se proširuje na više razina. Konkretno (Machibya, 2004),
navode tri razine (Slika 1.8). Od efikasnosti na pojedinačnom polju, preko efikasnosti na razini
farme (ili više polja povezani preko istog sustava za navodnjavanje), do regionalne razine ili
razine više neovisnih sustava međusobno povezanih korištenjem i reciklažom vode zahvaćene
s istog izvora.
Slika 1.8 Različite razine na kojima se razmatraju efikasnosti navodnjavanja
(Fairweather, 2003)
Proračuni efikasnosti na svim razinama baziraju se na koncept očuvanja količine vode unutar
samog sustava odnosno bilance vode. Međutim, da bi se to ostvarilo potrebno je precizno
definirati granice područja na svim razinama (Fairweather, 2003). O načinu proračuna i
metodama koje se danas koriste pri proračunu efikasnosti bit će rečeno više u poglavlju (3).
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
16
2 GUBICI VODE PRILIKOM NAVODNJAVANJA
Gubici vode su prisutni tijekom cjelokupnog procesa navodnjavanja, bitno ih je pronaći i
kategorizirati. Osim toga, bitno je navesti granice u kojima se gubici događaju. Bitan su
pokazatelj pri određivanju efikasnosti navodnjavanja jer ulaze direktno ili indirektno u
proračune efikasnosti.
Općenito u navodnjavanju postoje tri glavne vrste gubitaka koje se mogu javiti:
Evaporacija sa površine polja, lišća biljaka, iz akumulacija (bazeni, spremnici) i
evapotranspiracija korova
Perkolacija kroz tlo, dok se dovodi do polja i na samome polju
Višak vode zbog loše procjene vremena navodnjavanja, otjecanje sa površine tla.
Zamisao ovog poglavlja je prikazati gubitke podijeljene u dvije faze navodnjavanja u kojima
se ti gubici događaju, a to su:
- Gubitci pri transportu vode
- Gubitci prema načinu navodnjavanja.
Međutim, nije sva voda koja se izgubi zapravo izgubljena. Voda se izgubi jedino evaporacijom
i ulaskom u more. Prema tome, izgubljenom vodom se smatra nepovratni izlazak vode izvan
granica promatranog područja koje se navodnjava.
2.1 Metode navodnjavanja
Da bi se mogli odrediti gubici pri načinu navodnjavanja, potrebno je prvo navesti metode
navodnjavanja. Navodnjavanje se kao uzgojna mjera izvodi na osnovno ili redovito te dopunsko
ili povremeno navodnjavanje.
Osnovno ili redovito navodnjavanje se izvodi kao temeljna melioracijska i agrotehnička mjera
u tehnološkom procesu biljne proizvodnje u sušnim predjelima gdje je primarni preduvjet za
bilo kakvu poljoprivrednu proizvodnju. To su predjeli svijeta sa manje od 300 mm ukupnih
godišnjih oborina, koje ne osiguravaju životne uvjete za kulturne biljke i gdje bez
navodnjavanja nema biljne proizvodnje (Afrika, Azija, Južna Amerika, dijelovi Bliskog istoka).
Dopunsko ili povremeno navodnjavanje se prakticira u umjerenim klimatskim područjima gdje
nije osnovna nego samo korekcijska, melioracijska i agrotehnička mjera.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
17
Koristi seu glavnom u sušnim i toplim periodima godine, kada nema dovoljno oborina. Obavlja
se povremeno, ovisno o potrebi, a čini ˝dopunu˝ prirodnim oborinama. Upravo u Hrvatskoj
dopunsko navodnjavanje nalazi svoju pravu vrijednost u suvremenoj i tržišnoj poljoprivredi.
Izbor načina navodnjavanja ovisi o kulturi, klimatskim i zemljišnim prilikama, opremi, iskustvu
i znanju poljoprivrednika - korisnika sustava. Danas se svi načini i sustavi navodnjavanja mogu
razvrstati u sljedeće metode:
- Površinsko navodnjavanje
- Podzemno navodnjavanje
- Navodnjavanje kišenjem
- Lokalizirano navodnjavanje
Površinsko navodnjavanje
Površinski načini navodnjavanja su najstariji i predstavljaju klasično navodnjavanje
poljoprivrednih kultura. Statistički gledano, i danas u svijetu dominiraju sustavi površinskog
navodnjavanja (oko 60%) koji su vezani uz tehnologiju uzgoja poljoprivrednih kultura, prije
svega riže u zemljama u razvoju. Sustavi za površinsko navodnjavanje temelje se na principu
slobodnog tečenja vode u prirodi djelovanjem sile gravitacije pa se stoga nazivaju i gravitacijski
sustavi navodnjavanja poljoprivrednih kultura. Osnovni princip površinskog navodnjavanja je
da se voda dovodi na proizvodnu površinu gdje u tankom sloju stoji, otječe i upija se u tlo.
Prema raspodjeli vode po površini terena, razlikuju se sljedeći načini površinskog
navodnjavanja:
- navodnjavanje potapanjem (preplavljivanje)
- navodnjavanje prelijevanjem (rominjanje)
- navodnjavanje u brazdama (Romić, 2014)
Navodnjavanje potapanjem
Navodnjavanje potapanjem ili preplavljivanjem moguće je izvesti pomoću dva sustava;
sustavom kasete i sustavom lokvi.
a) Pri sustavu kaseta voda se ulijeva u kasete i potapa površinu u debljem ili tanjem sloju
te se upija u tlo. Potapanje ili poplavljivanje može trajati kraće vrijeme, nekoliko dana ili dulje
vrijeme kroz nekoliko mjeseci. Veličine kaseta su vrlo različite, od 1 ha do 2 ha pa i veće ovisno
o raspoloživom zemljištu, mogu biti pravilnog ili nepravilnog oblika.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
18
Slika 2.1 Navodnjavanje potapanjem (Brouwer et al., 1985)
Uobičajeno su to veliki sustavi površinskog navodnjavanja s vrlo složenim hidrotehničkim
građevinama za dovođenje, raspodjelu i odvođenje vode po završetku vegetacije. Prilikom
navodnjavanja potapanjem upotrebljavaju se ogromne količine vode koje plave velike površine
te se stvaraju močvarni uvjeti. Zbog toga je na navodnjavanim poljima nužno izgraditi dobar i
učinkovit sustav odvodnje radi brzoga odvođenja suvišnih površinskih i podzemnih voda
b) Kod navodnjavanja lokvama voda se ulijeva u male ograđene parcele – lokve koje se
izrađuju oko navodnjavane kulture. Sustav lokava uglavnom se koristi za navodnjavanje
drvenastih kultura – voćke, vinova loza, ukrasno bilje, parkovi. Lokve se izvode samo oko
biljke (debla) u obliku kvadrata ili kruga i ograđuju malim zemljanim nasipom. Voda se u lokve
dovodi brazdama ili cijevima. Navodnjava se samo mala površina lokvi, a ostala površina je
suha i omogućuje kretanje poljoprivredne mehanizacije. Prednosti ovakvog sustava su
korištenje manje količine vode, preciznije dodavanje vode i manje pogoršanje fizikalnih
svojstava tla (Madjar, 2009).
Navodnjavanje prelijevanjem
Navodnjavanje prelijevanjem ili rominjanje se manje primjenjuje kod nas. Pretežito se koristi
za višegodišnje kulture kao što su djetelina i djetelinsko-travne smjese, livade i pašnjaci.
Osnovni princip navodnjavanja prelijevanjem je da se voda prelijeva (rominja) preko uređene
površine na nagibu i u tankome sloju upija u tlo. Primjena ovoga načina navodnjavanja zahtjeva
preciznu pripremu zemljišta. Praksa navodnjavanja prelijevanjem može se obavljati niz prirodni
ili umjetni obronak ili padinu. Potrebni padovi terena mogu biti između 1% i 3% u smjeru
dužine stranice što omogućava tečenje vode po površini (Madjar, 2009).
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
19
Navodnjavanje prelijevanjem ima više nedostataka. Zahtjeva velike i precizne zemljane radove
za uređenje parcela i cijeloga sustava. Pri navodnjavanju se vlaži cijela površina pa dolazi do
pogoršanja fizikalnih i vodnih svojstava tla, erozije i raspadanja strukturnih agregata.
Slika 2.2 Navodnjavanje prelijevanjem (Brouwer, et al., 1985)
Navodnjavanje brazdama
Kod ovoga načina površinskog navodnjavanja voda se dovodi i raspoređuje po površini
određene parcele u brazdama iz kojih se tada procesom infiltracije postepeno upija u tlo.
Navodnjavanje brazdama se primjenjuje kod okopavanja voća i povrća (Madjar, 2009).
a) b)
Slika 2.3 Navodnjavanje brazdi: a) prelijevanjem, b) sifonskim cijevima
(Brouwer, et al., 1985)
Upuštanje vode u same brazde najčešće se izvodi pomoću plastičnih cijevi koje se nazivaju
sifoni ili teglice ili prelijevanjem vode (Slika 2.3). Oni ujedno služe i za točno doziranje količine
vode u svaku brazdu.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
20
Podzemno navodnjavanje
Ovim se načinom voda podzemnim putem dovodi neposredno u zonu korijenskog sustava
kulturnih biljaka. Voda se dodaje i raspoređuje samo unutar rizosfernog sloja tla, a ne i po
površini. Sustavima podzemnog navodnjavanja održava se sadržaj vode u rizosferi unutar
granica optimalne vlažnosti tla za biljke.
Prednosti podzemnog navodnjavanja su sljedeći: ne navodnjava se površina zemljišta, ne stvara
se pokorica, nema narušavanja strukture tla. Površina navodnjavanih parcela je slobodna i suha,
nema zapreka za kretanje ljudi i strojeva tijekom proizvodnog procesa uzgoja kulturnih biljaka.
Međutim ideja podzemnog navodnjavanja je tehnički prilično zahtjevna. Zemljište za
podzemno navodnjavanje mora biti ravno, lakšeg mehaničkog sastava i dobre vertikalne
vodopropusnosti te povoljnog kapilarnog dizanja vode (Romić, 2014)
Najčešće se primjenjuju dva načina podzemnog navodnjavanja: regulacija razine podzemne
vode otvorenim kanalima i navodnjavanje podzemnim cijevima (subirigacija).
Regulacija razine podzemne vode otvorenim kanalima
Podzemno navodnjavanje pomoću otvorenih kanala ili prirodnih vodotoka moguće je izvesti na
poljoprivrednim površinama gdje postoji izgrađena kanalna mreža za odvodnju suvišnih voda.
Voda se infiltrira iz otvorenih kanala u tlo i bočno širi na oranice.
Kanali koji uobičajeno služe za odvodnju suvišnih voda u hladnom i vlažnom dijelu godine,
mogu tijekom ljetnih mjeseci i suše poslužiti za kontrolirano održavanje razine podzemne vode
te navodnjavati poljoprivredne kulture (Madjar, 2009).
Za ovaj način navodnjavanja odvodni sustavi se moraju prilagoditi dvostrukoj namjeni tipa
odvodnja – navodnjavanje. Primjeri podzemnog navodnjavanja otvorenom kanalskom mrežom
u Republici Hrvatskoj su Baranja (Podunavlje) i područje donjeg toka rijeke Neretve.
Slika 2.4 Podzemno navodnjavanje otvorenim kanalima (Madjar, 2009)
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
21
Navodnjavanje podzemnim cijevima
Drugi način podzemnog navodnjavanja, kod kojega se u tlo ugrađuju na određenu dubinu i
razmake perforirane cijevi ili cijevi sa posebnim kapaljkama kroz koje voda pod tlakom, izlazi
i lagano se upija u rizosferni sloj tla (zoni korenja). Sustav navodnjavanja podzemnim cijevima
sličan je cijevnoj drenaži koja u hidrotehnici služi za odvođenje suvišnih voda.
Slika 2.5 Podzemno navodnjavanje cijevnom drenažom (Madjar, 2009)
Najvažnije prednosti navodnjavanja podzemnim cijevima su: tlo se vlaži kapilarnim širenjem
vode (u zoni korijena) pa se ne narušava njegova struktura, ne stvara se pokorica tla i ne dolazi
do zbijanja tla, vlažnost tla je skoro uvijek optimalna, troše se manje količine vode, biljke bolje
koriste hranjive tvari iz tla i ne ometa se rad poljoprivredne mehanizacije.
Glavni nedostaci su složena tehnička izvedba i zahvati u tlu, često začepljenje perforacija ili
kapaljki na cijevima i mogućnosti prevlaživanja, zamočvarivanja i zaslanjivanja tla. Sustavi
podzemnog navodnjavanja cijevima su veliki tehnički i investicijski zahvati što u znatnoj mjeri
ograničava primjenu u praksi.
Navodnjavanje kišenjem
Navodnjavanje kišenjem je način dodavanja vode nekoj kulturi u kojem se ona raspodjeljuje po
površini terena u obliku kišnih kapljica, oponašanjem prirodne kiše. Voda se zahvaća na
izvorištu crpkama i pod pritiskom se kroz sustav cjevovoda dovodi do proizvodnih
poljoprivrednih površina gdje se pomoću rasprskivača raspodjeljuje u kapljicama po
navodnjavanoj površini. Sve vrste kultura se mogu navodnjavati umjetnom kišom, od ratarskih,
voćarskih, povrćarskih te vinograda i kultura u staklenicima i plastenicima. Može se primijeniti
na ravnim i nagnutim terenima u različitim topografskim uvjetima.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
22
Ne zahtijeva posebnu pripremu terena, učinkovito koristi vodu koja se može točno dozirati u
norme i obroke navodnjavanja prema uzgajanoj kulturi, a tlo je manje izloženo pogoršanju
fizikalnih svojstava. Međutim cijene uređaja i suvremene opreme vrlo su visoke, pogonski
troškovi (gorivo, električna energija) su također znatni, neravnomjerna je raspodjela vode pri
jakom vjetru,
Prema načinu izgradnje i korištenja elemenata te organizacije rada, sustavi za navodnjavanje
kišenjem mogu biti:
- nepokretni ili stabilni;
- polupokretni ili polustabilni;
- pokretni ili prijenosni;
- samopokretni ili samohodni.
a) Nepokretni sustavi za navodnjavanje imaju izgrađenu crpnu stanicu i ukopane dovodne i
razvodne cjevovode. Rasprskivači su fiksirani na navodnjavanoj površini i mogu se uključiti u
rad prema potrebi. Ovi sustavi se grade za višegodišnje i visoko akumulativne kulture, kao što
su voćnjaci i vinogradi te povrtne kulture na većim površinama. Zahtijevaju velika investicijska
ulaganja u opremu i građevinske radove, a sustavi mogu poslužiti i za zaštitu od mrazeva u
voćnjacima.
b) Polupokretni sustavi se sastoje od ugrađene crpne stanice, ukopane mreže dovodnih
cijevi te pokretnih razvodnih cijevi (kišnih krila) i prijenosnih rasprskivača. Dovodni cjevovodi
su najčešće od željeznih, betonskih ili azbestnih cijevi koje podnose visoke pritiske vode (do
10 bara). Pokretna kišna krila su najčešće od aluminijskih legura ili plastičnih materijala. Cijevi
su standardiziranih dimenzija, vrlo lagane i međusobno se povezuju pomoću brzospajajućih
spojnica. Kišenje se obavlja na jednoj radnoj poziciji u vremenu potrebnom da se realizira obrok
navodnjavanja.
c) Pokretni ili prijenosni sustavi se sastoje od opreme koja se u cijelosti može premještati
tijekom rada. Svi elementi se pokretni – pumpa, cjevovodi, kišna krila i rasprskivači. Poslije
navodnjavanja površine na jednom mjestu svi se elementi prenose na novu radnu poziciju. Ovi
sustavi su pogodni za navodnjavanje na svim terenima gotovo svih poljoprivrednih kultura:
ratarskih, povrtlarskih, voćarskih i cvjećarskih. Na kišna krila se postavljaju rasprskivači,
posebne hidrauličke naprave koje služe za raspodjelu vode po površini u obliku kišnih kapi.
(Romić, 2014)
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
23
Rasprskivač je najvažniji dio sustava jer o njemu ovisi i učinkovitost cijelog sustava. Glavni
dijelovi rasprskivača su glava i mlaznica. Rasprskivač izbacuje vodu pod tlakom kroz mali
otvor ili mlaznicu. Promjer mlaznice i tlak vode određuju intenzitet navodnjavanja. Većina
rasprskivača vlaži tlo u obliku kruga. (Madjar, 2009)
Slika 2.6 Rasprskivač za navodnjavanje kišenjem (Romić, 2014)
Rasprskivači se na polju koje se navodnjava prijenosnim sustavima postavljaju po određenom
rasporedu da bi se postiglo ujednačeno kišenje po cijeloj površini terena. Postoje različite
kombinacije međusobnog postavljanja rasprskivača, ali se u praksi najviše primjenjuju
kvadratni,pravokutni i trokutasti (Madjar, 2009).
Slika 2.7 Položaj rasprskivača na lateralima (Madjar, 2009)
d) Samohodni sustavi za navodnjavanje kišenjem su postavljeni na kotačima ili
pokretnim okvirima, te se pomiču linijski (naprijed – nazad) ili kružno.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
24
S obzirom na to da su uređaji sa rasprskivačima izdignuti iznad površine zemlje, omogućeno je
navodnjavanje visokih ratarskih kultura, kao što su kukuruz i suncokret te ostale kulture visokog
habitusa.
Razlikuju se sljedeći tipovi samohodnih uređaja:
1. samohodna bočna kišna krila;
2. samohodne kružne prskalice;
3. samohodni sektorski rasprskivači (Tifoni);
4. samohodni automatizirani uređaji za linijsko ili kružno kretanje.
1. Samohodna bočna kišna krila se sastoje od aluminijskih cijevi postavljenih na kotače
i maloga pogonskog motora koji pokreće krilo u novi radni položaj. Širina zahvata krila je
promjenjiva, a prilagođava se prema obliku i veličini parcele za navodnjavanje i kreće se od
200 m do 400 m. Radni pritisak u cjevovodu je od 3,5 bara do 4,5 bara, a intenzitet kišenja od
10 mm/h do 15 mm/h. Može se primjenjivati na ravnim terenima za navodnjavanje povrtlarskih
kultura, šećerne repe, soje, pašnjaka i livada. Jedan uređaj može navodnjavati površinu od 30
do 70 ha. Kretanje kišnog krila u novu radnu poziciju je u smjeru naprijed-nazad
(Madjar, 2009).
Slika 2.8 Samohodno bočno kišno krilo - BK-uređaj (Romić, 2014)
2. Samohodne kružne prskalice („Bum“ sustavi) su izrađene od visećeg „konzolnog“
kišnog krila, koje je postavljeno visoko na samohodnom okviru. Krilo se okreće kružno u
promjeru 50 do 70 m, a njegova je visina iznad tla podesiva do 5 m, što omogućuje
navodnjavanje visokih kultura, kao što su kukuruz, voćnjaci i vinogradi.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
25
Uređaj radi pod pritiskom od 4 do 7 bara, a u novi radni položaj ga pokreće vlastiti motor
kretanjem naprijed-nazad. Primjenjuje se na ravnim terenima, jer na kosinama postoji opasnost
od prevrtanja. Ovim prskalicama se mogu navodnjavati sve poljoprivredne kulture (Romić,
2014)
Slika 2.9 Samohodne kružne prskalice, „Bum“ sustavi (Romić, 2014)
3. Samohodni sektorski rasprskivači(„Tifon“ sustavi) se sastoje od velikoga vitla s
namotanim plastičnim crijevom i jednog rasprskivača velikoga intenziteta i dometa. On se
nalazi na pomičnom postolju (skije) i kiši samo određeni sektor površine, a ne cijeli krug, što
mu omogućava kretanje unazad i po suhom tlu. Radi s velikim pritiskom vode (od 6 do 8 bara)
te troši znatne količine energije u toku eksploatacije. Na početku navodnjavanja postolje sa
rasprskivačem se odvlači na suprotni kraj parcele pomoću traktora. Tijekom rada veliko vitlo
se lagano okreće, namata crijevo koje istovremeno povlači rasprskivač. Pokretanje vitla vrši
voda iz sustava pod pritiskom. Samohodni sektorski rasprskivači sve se više primjenjuju za
navodnjavanje gotovo svih poljoprivrednih kultura (Romić, 2014)
Slika 2.10 Tifon (Kunštek, 2014)
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
26
4. Samohodni automatizirani uređaji za linijsko ili kružno navodnjavan jesu jedinice
velikih radnih zahvata, a pogodne su za navodnjavanje velikih površina. Sastoje se od kišnog
krila podignutog na posebnim pokretnim tornjevima.
Na krilu su postavljeni brojni rasprskivači različitih intenziteta kišenja, koji s visine od 2 do 3
m iznad zemlje navodnjavaju poljoprivredne kulture. Širina zahvata uređaja je različita, a kreće
se od 300 do 500 m s jedne, a isto toliko s druge strane uređaja. Ovi strojevi obavljaju
navodnjavanje tijekom kretanja koje može biti linijsko u smjeru naprijed-nazad ili kružno.
Pomoću njih se mogu navodnjavati gotovo sve poljoprivredne kulture, niske ili visoke, ali
pretežito na ravnim terenima.
Linijski strojevi za automatizirano navodnjavanje kreću se pravolinijski uzduž parcele koju
kiše, a kao izvorište vode služi im otvoreni natapni kanal. Mogu zahvatiti parcelu širine 2 x 500
m i dužine do 2 000 m, što znači da jedan uređaj navodnjava površinu od oko 200 ha.
Slika 2.11 Linear (Kunštek, 2014)
Kružni uređaji za automatizirano navodnjavanje (˝centar pivot˝) fiksirani su u središnjem dijelu
kišnog krila koje rotira i kružno navodnjava površinu. Izvorište vode se nalazi u središtu
sustava, a obično je to hidrant ili pumpni agregat. Dužina kišnog krila koje rotira kod ovih
sustava je od 300 do 500 m, a može navodnjavati kružnu površinu veličine 40 do 90 ha. Između
pojedinih jedinica ostaju neokišene površine, što je nedostatak ovih strojeva. Oni se, također,
programiraju na zadani intenzitet i obrok navodnjavanja, te samostalno rade bez prisutnosti
čovjeka. Okretanje kišnog krila se obavlja individualnim kretanjem svakog tornja, a njihove su
brzine usklađene elektronikom.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
27
Lokalizirano navodnjavanje
Pod lokaliziranim navodnjavanjem podrazumijeva se sustav kojim se voda dodaje u manjim
količinama, precizno, u obliku malenih vodnih struja, mlazova, kontinuiranih ili pojedinačnih
kapljica, a navodnjava samo dio poljoprivredne površine, i to onaj dio gdje se razvija glavna
masa korijena (Madjar, 2009).
Sustavima lokaliziranog navodnjavanja se vlažnost tla može održavati prema zahtjevima
uzgajanih kultura i u granicama optimalne vlažnosti što pogoduje biljkama. Lokalizirano
navodnjavanje ima više prednosti prema ostalim metodama navodnjavanja; može se primijeniti
na svim tlima, topografskim prilikama, na parcelama raznih oblika i dimenzija te za sve kulture
u poljskim uvjetima i zaštićenim prostorima. Sustavi štede vodu i pogonsku energiju, te vrlo
precizno doziraju vodu. Vrlo su pouzdani i tehnički funkcionalni te, uz mogućnost elektronske
regulacije i kompjuterskog upravljanja, ostvaruju visok i kvalitetan prinos poljoprivrednih
kultura. Metoda lokaliziranog navodnjavanja se primjenjuje na dva načina:
- navodnjavanje kapanjem (kap po kap);
- navodnjavanje mini rasprskivačima (mali rasprskivači).
a) Navodnjavanje kapanjem (kap po kap)˙je jedan od najnovijih načina u praksi
umjetnog dodavanja vode. Voda se dovodi cijevima do svake biljke i vlaži vrlo mali dio
zemljišta, što smanjuje gubitke vode te se stoga naziva još ˝lokalizirano˝ navodnjavanje. Sustavi
navodnjavanja kapanjem su proizvodi modernih tehnologija. Potpuno su automatizirani i
programirani, te tijekom svoga rada gotovo ne zahtijevaju prisustvo čovjeka. Ovaj sustav štedi
vodu, te sa minimalnom količinom postiže maksimalne učinke u biljnoj proizvodnji. Osim
tehničke superiornosti, uređaji za navodnjavanje ˝kap po kap˝ imaju s agronomskog gledišta
posebnu vrijednost, jer se pomoću njih sadržaji vode u tlu mogu neprestano održavati u
optimalnim granicama za biljku. To se postiže tako da se laganim, ali vremenski neprekinutim
dodavanjem malih količina vode vlažnost tla zadržava oko poljskog vodnog kapaciteta. Sustav
kapanja amortizira velike oscilacije vlažnosti tla što se redovito događa kod ostalih načina
navodnjavanja. Po tim karakteristikama navodnjavanje kapanjem je najprecizniji način
umjetnog dodavanja vode tlu (Madjar, 2009).
Vrijeme navodnjavanja može trajati i do 24 sata. Radni pritisak pri navodnjavanju kapanjem se
kreće u rasponu od 0,8 do 1,5 bara, a održava se pomoću regulatora pritiska. Kod ovog načina
navodnjavanja, cjevovod pripada među najveće investicijske troškove u izgradnji sustava, s
obzirom na to da je za potrebe 1 ha povrtnjaka potrebno od 5000 – 10000 m, voćnjaka 2000 –
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
28
4000 m, a rasadnika 3000 - 6 000 m cijevi. Navodnjavanje kapanjem prikladno je samo za vrlo
intenzivne i dohodovne kulture koje mogu platiti visoke troškove izgradnje, korištenja i
održavanja sustava. Voda se od crpne stanice do parcele doprema tlačnim cjevovodom,
promjera od 20 do 50 mm, a iz njih se raspodjeljuje u razvodne ili lateralne cjevovode promjera
od 15 do 20 mm. (Romić, 2014)
Slika 2.12 Shema lokaliziranog navodnjavanja (Kunštek, 2014)
Sustav navodnjavanja kapanjem sastoji se od sljedećih elemenata: pogonskog dijela s filtrom,
cijevi i kapaljki (Madjar, 2009).
b) Navodnjavanje mini rasprskivačima novijeg je datuma i alternativa je sustavima
kapanja. Danas se sve više širi u poljskim uvjetima, naročito za uzgoj voćarskih i povrćarskih
kultura. Također je pogodno za intenzivni uzgoj u staklenicima i plastenicima. Sustavi
navodnjavanja mini rasprskivačima slični su sustavima kapanja. Glavna razlika je što su
kapaljke zamijenjene mini rasprskivačima – malim rasprskivačima. Mini rasprskivači raspršuju
vodu u obliku sitnih kapljica, pod tlakom do 3,5 bara i u dometu do 5 m. Mini rasprskivač je
izrađen od plastičnih materijala te ga je moguće jednostavno postaviti i na kraju vegetacije
demontirati te spremiti za iduću sezonu. Sustav se sastoji od: crpke na izvorištu vode, regulatora
tlaka, vodomjera, raznih kontrolnih ventila, plastičnih cijevi za dovođenje i razvođenje vode po
parceli i mini rasprskivača. Zbog većeg protoka i radnog tlaka mini rasprskivači se manje
začepljuju u odnosu na kapaljke. (Madjar, 2009)
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
29
Slika 2.13 Navodnjavanje mini rasprskivačima (Brouwer et al., 1985)
2.2 Analiza gubitaka vode u sustavima za navodnjavanje
Gubici vode, koji se javljaju u različitim načinima navodnjavanja, mogu se razvrstati u tri
kategorije prema podjeli iz prethodnog poglavlja, a to su:
- Gubici vode u površinskom navodnjavanju
- Gubici vode u podzemnom navodnjavanju
- Gubici vode u navodnjavanju kišenjem i lokalizirano.
Ovakva podjela je opravdana iz razloga što svaka metoda navodnjavanja ima poneke slične
načine na koji se gubici događaju, evaporacija, otjecanje sa polja, perkolacija, itd, ali su te
vrijednosti drugačijih razmjera ovisno o tehnologiji, mehanizaciji, projektiranju, izvođenju i
upravljanju sustavima za navodnjavanje, odnosno metodi navodnjavanja.
Gubici vode u površinskom navodnjavanju
Neke literature (Harms, 2011; Brouwer et al., 1985) navode još da se ovakve metode mogu
zvati konvencionalne ili gravitacijske metode navodnjavanja jer raspoređuju vodu po polju
gravitacijskim putem te su ujedno i najstarije metode navodnjavanja poznate ljudima. Glavni
gubici kod ovakve vrste navodnjavanja su površinsko otjecanje i perkolacija kroz tlo (Slika
2.17). Uslijed lošeg upravljanja, efikasnost primjene bi se mogla smanjiti i do 50 % (Plant &
Soil Sciences eLibraryPRO, 2015) kod ovakvih sustava, ne računajući evaporaciju sa polja,
intercepciju sa lišća biljaka, i evapotranspiraciju korova.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
30
Slika 2.14 Gubici vode unutar granica polja (Brouwer et al., 1985)
Okvirne vrijednosti efikasnosti primjene za površinske metode navodnjavanja se kreću između
40 % i 80 % gdje se najniže vrijednosti dosežu kod potapanja, a najveće kod navodnjavanja u
brazdama (Plant & Soil Sciences eLibraryPRO, 2015)
Gubici vode u podzemnom navodnjavanju
Očito je da određenih gubitaka kao što su evaporacija sa površine (osim u otvorenim kanalima)
i otjecanje sa površine nema, ali su prisutni svi ostali oblici gubitaka kao i u površinskom
navodnjavanju (procjeđivanje kroz tlo i evapotranspiracija korova). Zbog metode
navodnjavanja efikasnost je dosta veća, vrijednosti se kreću između 60 % i 90 %, manja je kod
otvorenih kanala, a veća kod podzemnih cijevi (Plant & Soil Sciences eLibraryPRO, 2015).
Međutim, određivanje takvih efikasnosti je dosta kompleksna procedura jer je teško odrediti
gubitke uslijed perkolacije vode ispod zone korijena. Osim toga, početni troškovi i troškovi
održavanja takvih sustava su veliki, dolazi do pitanja isplativosti u odnosu na cijenu vode.
Gubici vode u navodnjavanju kišenjem i lokalizirano
Kišni sustavi za navodnjavanje, pogotovo centar pivoti i slični uređaji, u pravilu imaju veće
vrijednosti efikasnosti od površinskih sustava za navodnjavanje, od 75 % do 95 % (Plant &
Soil Sciences eLibraryPRO, 2015), iako imaju više načina na koji se ti gubici mogu dogoditi.
Naime, uz uobičajene gubitke površinskog navodnjavanja javljaju se i gubici od evaporacije
kapljica u zraku te devijacije istih uslijed vjetra.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
31
Slika 2.15 Prikaz i lokacija gubitaka kod različitih metoda navodnjavanja kišenjem
(Rogers et al., 2011)
Detaljan prikaz gubitaka nastalih navodnjavanjem sustavima pod tlakom dan je u (Slika 2.19),
gdje su: a) uslijed vjetra, b) evaporacija kapljica, c) evaporacija s lišća, d) intercepcija,
e) evaporacija sa površine tla, f) otjecanje sa tla, g) evaporacija tla i h) procjeđivanje kroz tlo.
Tablica 2.1 Okvirne vrijednosti efikasnosti primjene i distribucije prema načinu
navodnjavanja preuzete iz više izvora (James, 1988; Harms, 2011)
SUSTAV NAVODNJAVANJA Ea Ed
[%] [%]
Površisnko navodnjavanje 40 - 80 60 - 80
Neuređena polja 40 60
Uređena polja i distribucijski sustav 65 70
Sa recirkulacijom vode 80 80
Podzemno navodnjavanje 60 - 90 90 - 95
Loše projektirani sustavi 65 90
Dobro projektirani sustavi 80 95
Navodnjavanje Kišenjem 70-95 80 - 98
Kišni sustavi 70-95 80-90
Nepokretni 85 - 95 80 - 90
Polupokretni 75 - 85 80 - 90
Pokretni 70- 85 80- 90
Sampokretni 70 - 85 80 - 90
Lokalizirano 90 - 95 95 - 98
Kap po kap 95 98
Rasprskivači 90 95
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
32
2.3 Gubici vode prema načinu transporta vode
Voda koja od zahvata pa sve od primjene na polje ne dospije u 100 % - tnoj količini, nego ima
određene „putne gubitke“. Osim što se transportni gubici vode općenito gledaju u gubitcima
tlaka, ovdje se isključivo gledaju gubici vode kao gubici u protoku. (Gulić, 2000) navodi da je
„dopustiv gubitak vode u magistralnim cjevovodima od 5,0 m3 na dan po 1 km duljine
cjevovoda“ odnosno ide do otprilike 5 % na većim udaljenostima. U opskrbnim sustavima
vrijednosti se kreću između 10 % i 20 %“. Očito je da su gubici u cijevima daleko manji, čak i
zanemarivi, u usporedbi s otvorenim kanalima.
(Tablica 2.2) prikazuje okvirne vrijednosti gubitaka prilikom transporta prema vrsti kanala.
Tablica 2.2 Okvirne vrijednosti efikasnosti transporta vode za redovito održavane kanale
(Brouwer et al., 1985)
Slika 2.16 Gubici vode prilikom trasporta u otvorenom kanalu (Brouwer et al., 1985)
Pjesak Ilovača Glina
60 - 80 70 - 85 80 - 90
Obloženi kanali
90 - 95
Cijevovod
95-99
Efikasnost transporta vode
Zemljani kanali
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
33
(Slika 2.16) prikazuje moguće gubitke koji se javljaju u otvorenim kanalima, redom: 1)
evaporacija, 2) perkolacija kroz dno kanala, 3) procjeđivanje kroz omočeni obod kanala, 4)
prelijevanje preko ruba kanala, 5) probijanje pokosa, 6) otjecanje izvan područja navodnjavanja
i 7) mehanička oštećenja kanala.
Pod ovim poglavljem bi se moglo uvrstiti i gubitke koji se javljaju u raznim spremnicima ili
akumulacijama na polju, oni su kategorizirani kao posebna efikasnost (Ers) ali imaju slične
načine gubitaka.
Svima je lako shvatiti da su evaporacija i procjeđivanje glavni načini kojima se voda gubi iz
spremnika, uz eventualne operativne gubitke, ovise, o materijalu spremnika. Ovakve vrste
gubitka je moguće svesti gotovo na 0 %, dovoljno je samo izgraditi vodonepropusni spremnik
zatvorenog tipa. Isplativost takvog načina čuvanja vode, osobito za uhvaćenu otjecajnu vodu,
je upitna, ali uz dobro upravljanje i projektiranje nije nemoguće za postići.
Neke literature (Rogers et al., 2011) navode da gubici vode u otvorenim spremnicima variraju
između 2 % i 5 %, ovisno o površini bazena i razini podzemne vode.
2.4 Mjere poboljšanja sustava za navodnjavanje u cilju smanjenja gubitaka vode
Promatrajući karakteristične vrijednosti efikasnosti primjene prema pojedinim metodama
navodnjavanja moglo bi se zaključiti da, u kontekstu štednje vode, bi bilo dovoljno promijeniti,
odnosno modernizirati postojeće sustave te tako povećati proizvodnju usjeva uz istu količinu
vode. (Holzapfel et al., 2009) Navodi da se uz dobro upravljanje, zajedno sa modernizacijom
sustava u posljednja dva desetljeća, uspjela povećati efikasnost primjene do čak 20 % u državi
Meksiko.
Takvi podaci ohrabruju ulaganja u nove tehnologije i načine navodnjavanja, pogotovo u
zemljama gdje se javljaju velike potrebe za vodom.
Međutim, (Seckler et al., 2003) navodi da su ti podaci možda i prenapuhani jer bi se trebalo
uzeti u obzir i ponovno upotrebljavanje prividno izgubljene vode odnosno primijeniti tzv.
neoklasični koncept efikasnosti poglavlje (1.3).
Prvi korak pri određivanju mjera poboljšanja efikasnosti je utvrditi mjesta na kojima se gubici
događaju i u kojim razmjerima. Nakon toga, potrebno je postaviti uređaje za detaljno mjerenje
takvih gubitaka. Samo mjerenje količine otjecajne vode s površine polja je dovoljno za neke
procjene gubitaka cjelokupnog sustava. Osim toga, procijenjeni gubici, tamo gdje ih je teško
izmjeriti, su bolji nego neprocijenjeni uopće (Harms, 2011).
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
34
Procjena gubitaka i određivanje okvirnih vrijednosti efikasnosti navodnjavanja su ključan
parametar pri projektiranju sustava za navodnjavanje. Dobro projektirani i optimizirani sustavi,
u svrhu što veće iskoristivosti vode, također povećavaju efikasnost navodnjavanja (Holzapfel
et al., 2009). Neke od mjera koje se uzimaju u obzir pri projektiranju dao je (EPA, 2012), prema
kome su pravilno raspoređivanje navodnjavanja i tempiranje ključni elementi u upravljanju
sustavima za navodnjavanje.
Temelje se na poznavanju parametara kao što su potreba vode usjeva, kapacitet zadržavanja
vode tla i donja granica vlage u tlu za svaku vrstu usjeva i tla te mjerenja količine vode koja se
primjenjuje na polje. Također, treba uzeti u obzir efektivne oborine te prikladno prilagoditi
raspored navodnjavanja. Prakse koje predlaže radi povećanja učinkovitost navodnjavanja su:
a)Upravljanje sustavom za navodnjavanje
Određivanje i kontrola stope, iznosa i tajminga vode za navodnjavanje na planirani i učinkovit
način. Upravljanje sustavom navodnjavanja trebalo bi omogućiti kontrolu potrebnu za
smanjenje gubitka vode u sustavu te učinkovito korištenje dostupnih vodnih resursa.
Da bi se to postiglo, poljoprivrednik-korisnik mora znati:
(1) utvrditi kada treba primijeniti vode za navodnjavanje, ovisno o stopi korištenja vode
sa strane usjeva i o fazi rasta biljaka
(2) izmjeriti ili procijeniti količinu vode potrebne za svako navodnjavanje, uključujući
potrebe ispiranja
(3) odrediti uobičajeno vrijeme potrebno tlu za apsorpciju određene količine vode,
kapacitet infiltracije tla (Slika 2.17)
(4) prilagoditi protok, brzinu primjene, ili vrijeme navodnjavanja potrebno za za
zadovoljenje Eta i nadoknadu gubitaka otjecanjem iz područja navodnjavanja
(5) prepoznati erozije uzrokovane navodnjavanjem
(6) procijeniti količinu otjecanja navodnjavanja iz područja
(7) procijeniti ujednačenost primjene vode.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
35
Slika 2.17 Intenzitet infiltracije vode u tlu u jedinici vremena
b) Mjerenje vode
Uređaj za mjerenje vode koji se najčešće primjenjuju su: letva za mjerenje razine vode, u
kombinaciji sa preljevnim profilom ili mjerač protoka vode instaliran u cjevovodu ili jarku.
Mjerni uređaj mora biti instaliran u ulaz na granici navodnjenog područja između točke
skretanja i vodoopskrbnog sustava koji se koristi na terenu.
c) Regulacijske građevine
Projektiranje i izgradnja svih regulacijskih građevina koje mogu olakšati upravljanje sustavom
za učinkovitu distribuciju vode kao što su regulacijski kanali, izgradnja granica i nasipa na
rubovima polja i zasunska okna. (Slika 2.22)
a) b)
Slika 2.18 a) Regulator protoka na razini tri kanala, b) Zasunsko okno (Brouwer et al., 1985)
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
36
d) Recirkulacija vode
Izgradnja drenažnih sustava ispod zone korijena biljaka, kao i odvodnih kanala, omogućuje da
se izgubljena voda perkolacijom kroz tlo i otjecanjem sa površine tla zahvati i akumulira u
spremnicima za ponovno korištenje. Što bi svakako smanjilo potrebu za vodom i povećalo
učinkovitost za vodom. Ovisno o propusnosti tla i drenažnim sustavima, reciklirana voda može
doseći između 40 % - 70 % vode izgubljene otjecanjem i perkolacijom.
Slika 2.19 Shema procesa recirkulacije vode unutar sustava za navodnjavanje
(Dressing & associates, 2003)
e) Preoblikovanje polja u svrhu boljeg navodnjavanja
Preoblikovanje površine zemljišta tako da se navodnjava u okviru planiranih mjera (nagib
terena pogodan ravnomjernoj razini infiltracije).
f) Smanjenje gubitaka pri transportu vode
Transportne sustave navodnjavanja voda koji premještaju vodu od izvora do sustava
navodnjavanja trebalo bi izvesti sa minimalnim gubicima uslijed isparavanja i perkolacije.
Transport vode može biti značajan izvor gubitka vode i uzrok degradacije površinskih voda i
podzemnih voda. Gubici bi se mogli smanjiti izgradnjom sustava transporta cijevi ili
oblaganjem dna kanala vodonepropusnim slojem te redovitim održavanjem transportnih
sustava.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
37
3 METODE PRORAČUNA EFIKASNOSTI
Danas se mogu pronaći mnoge literature koje se bave metodama proračuna efikasnosti
navodnjavanja, od priručnika za poljoprivrednike pa sve do stručnih knjiga i znanstvenih
članaka. Svaka od njih gleda problem navodnjavanja iz više aspekata, od najjednostavnijih do
složenijih. Moglo bi se reći da ne postoji jedinstvena metoda proračuna efikasnosti
navodnjavanja, već više „pokušaja“ koji su u konstantnom razvitku. U ovome poglavlju se
nastoji dati na uvid neke od glavnih metoda proračuna efikasnosti koje se mogu naći u literaturi
i grupirane po sličnosti metoda od raznih autora. Kao zadnje, nastoji se izraditi konačan
prijedlog metode određivanja efikasnosti inspiriran na temelju svih ostalih metoda.
3.1 Konvencionalna metoda određivanja efikasnosti
Ova metoda se bazira direktno na koncept klasične definicije efikasnosti navodnjavanja i
proračunava efikasnost navodnjavanja polja. Dijeli se na dva glavna parametra Ea i Ec koji se
međusobno množe da bi se dobila ukupna efikasnost navodnjavanja polja.
cai EEE [%] [9]
Ovo je ujedno i najjednostavniji način proračuna efikasnosti navodnjavanja na razini polja,
većina priručnika za navodnjavanje sadrži ovu formulu ili slične varijante. Glavna filozofija
ovakvog pristupa je da se odrede gubici u transportu i prilikom primjene vode (ili pretpostave,
što je praksa u većini slučajeva), oduzmu od početne količine vode i podijele sa početnom
količinom vode. Svaki parametar je objašnjen detaljno u poglavlju (1.2).
Autori kao što su (Cleveland et al., 1991; Brouwer et al., 1985) daju dobar uvid i neke primjere
izračuna efikasnosti ovom metodologijom.
Ova metoda je dobra za grubu procjenu efikasnosti nekih sustava, i davanje okvirnih ideja
troškova sustava za navodnjavanje pri projektiranju. Međutim, kod detaljnijih analiza,
pogotovo kod promatranja većih područja navodnjavanja ili kod specifičnih načina
navodnjavanja (površinski, podzemni i pod tlakom), potrebno je detaljnije ući u analizu
gubitaka vode.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
38
3.2 Proširenje konvencionalne metode određivanja efikasnosti
Jednostavni izraz (11)u komponenti Ea zapravo ne uzima u obzir ostale parametre kao što su
efikasnosti distribucije ili stupanj ujednačenosti (Ed, Ud), te efikasnost akumuliranja vode u
spremnicima (Ers). (Machibya et al., 2004) predlaže varijantu izraza (9), koja uključuje i
parametar ujednačenosti distribucije:
dcai EEEE [%] [10]
(Van der Merve, 2008) Ea komponentu dijeli na tri dijela „efikasnost akumulacije, upravljanja,
i vremena primjene“ (komponenta distribucije ovdje spada u kategoriju efikasnosti primjene).
Parametri efikasnosti upravljanja i vremena primjene se određuju samo na razini procjene i
iskustva i nisu mjerodavni pokazatelj već se mogu uvrstiti u parametar Ea kao njegov sastavni
dio (Machibya et al., 2004). Naime, pri opisu Ea izraz (4) poglavlje (1.2), te komponente su
uvrštene u pojam ukupno primijenjene vode (u nazivniku), te u slučaju lošeg upravljanja
navodnjavanjem ili odabira vremena povećavaju samo tu komponentu bez povećanja brojnika
(samim time smanjuje se efikasnost). Prema tome, predložen je sljedeći izraz koji uzima u obzir
eventualne gubitke koje se javljaju u sustavu navodnjavanja pri akumuliranju vode:
rscai EEEE [%] [11]
3.3 Nekonvencionalne metode određivanja efikasnosti
Izrazi (10 i 11) impliciraju da će se tako određena efikasnost smanjiti sa povećanjem područja
na koje se voda primjenjuje. (Machibya et al., 2004) navodi da ako se proširi efikasnost na više
razina, konkretno na razinu polja, farme (više polja zajedno), i na sustav (više farmi zajedno),
na svakom od tih razina efikasnost bi se sve više i više smanjivala. Podjela na više razina je
zasigurno dobra ideja, ukoliko se želi problem sagledati na lokalnoj ili regionalnoj razini, što
omogućava detaljnije procjene efikasnosti sustava. Međutim, ne uzimajući u obzir recirkulaciju
vode u sustavu, pogotovo između druge i treće razine, se zapravo podcjenjuje prava vrijednost
efikasnosti sustava, gledajući sa aspekta gubitaka vode (Seckler et al., 2003).
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
39
Neki od autora koji se bave ovom problematikom dali su svoje prijedloge metodologije izračuna
efikasnosti sa recirkulacijom vode u sustavu.
(Xie et al., 1993) predlaže podjelu sustava na više sektora međusobno povezanih preko istog
izvora vode (Slika 3.1).
Slika 3.1 Model više sustava navodnjavanja povezani istim izvorom vode (Xie et al., 1993)
Koncept razmatra ponovno korištenje vode u sustavu i njegove posljedice na sustav. Prikazan
je preko numeričkog primjera u kojem se voda iz izvora raspodjeljuje u određenim količinama
na nizvodna polja po redu. Autor daje razne varijante slučajeva ovisnosti pojedinih polja (npr.
drugo polje po redu ovisi o uporabi vode izgubljene na prvom polju i slično) te o implikacijama
koje ima na njih ako se uzvodno poveća efikasnost (javlja se manjak vode na poljima koji ovise
o „izgubljenoj vodi“) Primjerice, ako se na polju 1 poveća efikasnost za 10 %, direktno se
smanji i postotak izgubljene vode na polju 2 (Slika 3.2).
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
40
Slika 3.2 Modeli recirkulacije vode gdje polje 2 ovisi o recrkuliranoj vodi polja 1
(Xie et al., 1993)
Ovakav prijedlog gledanja na efikasnost je korak naprijed jer uvodi i idejno rješava problem o
recirkulaciji vode. Međutim, nisu prikazani načini na koji bi se gubici mogli proračunati, nego
samo posljedice koje se javljaju pri uporabi prividno izgubljene vode u sustavu. Bitan je radi
kasnijeg shvaćanja koncepta ponovne uporabe vode.
Prema (Fairweather, 2003), izrađena je metoda u kojoj bi se efikasnost računala na veću
površinsku cjelinu, sa koje se skuplja i ponovno koristi dio izgubljene vode. Slično kao i u
prethodnoj metodi.
0
i
0
i E1EEi [%] [12]
gdje su,
Ei0– Efikasnost na razini više polja ili farmi koji koriste isti izvor vode.
(1 - Ei0) – ne efikasni dio navodnjavanja (izgubljena voda)
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
41
– koeficijent recirkulacije vode
Iz izraza (12) semože zaključiti da se ponovnom uporabom vode efikasnost povećava što se
više vode ponovno recirkulira, te što je sustav veći, to je veći i porast efikasnosti. Kod sustava
koji su povezani međusobno u cjelinu, (Machibya et al., 2004) proširuje koncept na tzv. „nested
efficiency“ (Slika 3.3), gdje skupina više sustava daje ukupno veće vrijednosti efikasnosti nego
pojedinačno, te daje način proračuna ukupne efikasnosti više sustava povezanih u cijelinu.
Slika 3.3 Shema više podsustava za navodnjavanje povezanih u jednu veću cijelinu istim
izvorom vode (Machibya et al., 2004)
„Ako X jedinica vode, od izvora dospije do A farme, koja ima ukupno a % efikasnost
navodnjavanja, tada se može reći da (X – aX), odnosno izgubljeni dio vode, se može ponovno
upotrijebiti za navodnjavanje polja B farme. Ako farma B ima efikasnost od b %, tada bi b(X-
aX), predstavljao dio recirkulirane vode sa farme A koji farma B učinkovito koristi za
navodnjavanje. Ponovnom recirkulacijom vode, ovog puta sa B farme na C farmu, efikasni dio
vode korišten od C farme bi bio c[(X-aX) - b(X-aX)].
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
42
Slika 3.4 Shematski prikaz recirkulacije vode sa jednog sustava na druge
(Machibya et al., 2004)
Zbroj efikasno korištene vode na farmama A, B i C podjeljen ukupnom količinom vode X
dobije se:
X
aXXbaXXcaXXbaXEi
[%] [13]
Pokraćivanjem X iz izraza (15) dobije se:
cba)cbcaab(cbaEi [%] [14]
Jednadžba (16) predstavlja idealno rješenje iskorištavanja vode od sustava A do sustava C tako
da se sva izgubljena voda iz A 100% iskoristi u B, a sva izgubljena voda iz B 100% iskoristi u
C.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
43
Uvođenjem koeficijenata recirkulacije iz izraza (12), jednadžba (14) poprima oblik:
cbacbcacabbaE 222211i [15]
gdje su,
a, b, c – efikasnosti pojedinih sustava za navodnjavanje A, B, C [%]
γ1, γ2 – koeficijenti recirkulacije vode sa polja A na B i sa polja B na C [1]
X – količina vode koja ulazi u prvo polje A [m3]
3.4 Izrada konačne metodologije proračuna efikasnosti za sustave navodnjavanja
Na temelju prethodno viđenog i prikazanog, pokušalo se dati prijedlog prema kojem bi se mogla
proračunati efikasnost navodnjavanja na više razina, te dati nekakav radni okvir prema kojem
bi se mogle procijeniti efikasnosti navodnjavanja.
Proračun efikasnosti, prema uzoru na prijašnje metode, bi se podijelila na tri osnovne razine:
- Razina 1 – razina efikasnosti navodnjavanja polja,
- Razina 2 – razina efikasnosti više polja (polja sa kojih se izgubljena voda akumulira na
jedno mjesto
- Razina 3 – razina sustava više skupina različitih sustava za navodnjavanje.
Slika 3.5 Shematski prikaz sustava za navodnjavanje podijeljeni u 3 razine.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
44
Razina 1
Na Razini 1 proširena konvencionalna metoda je dovoljna za proračun efikasnosti pojedinog
polja, sadržavala bi sve poznate parametre efikasnosti koje mogu utjecati na ukupnu efikasnost
navodnjavanja polja.
rsdcai EEEEE 1 [%] [16]
Razina 2 (bez recirkulacije vode)
Na temelju izraza (18), pojedinačno se proračunavaju sve efikasnosti polja sadržane u Razini 2.
Nakon toga svaka vrijednost pomnoži se sa pripadajućom površinom polja, te se odredi srednja
vrijednost na način da se suma svih umnoška pojedinih efikasnosti i površina polja podijeli sa
ukupnom površinom svih polja Razine 2, izraz (17).
n
1j
j
n
1j
jji
i
A
AE
E
1
2
[%] [17]
gdje je,
Aj – pojedina pripadna površina polja [ha]
Razina 2 (sa recirkulacijom vode)
Kod Razine 2 u slučaju recirkulacije vode unutar istog područja jednadžba (17) poprima oblik:
n
1j
j
n
1j
jjijji
i
A
AE1E
E
11
2
[18]
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
45
Razina 3 (bez recirkulacije vode)
Kod Razine 3 primijenio bi se isti princip koji se koristi za Razinu 2, izraz (17):
n
1j
j
n
1j
jji
i
A
AE
E
2
3
[%] [19]
Razina 3 (sa recirkulacijom bode)
Međutim kod ponovne uporabe viška vode između više sustava Razine 2 tada bi se koristio
prilagođeni izraz (15):
3222222222223
3i2i1i233i2i233i1i233i231i2i122i121ii EEEEEEEEEEEEE
[20]
Objašnjenje oznaka:
ji2E
gdje su,
Ei – efikasnost razine
2 – promatrana razina efikasnosti
j pojedina oznaka svakog polja Razine 1, ili skupine polja Razine 2
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
46
4 SUSTAV NAVODNJAVANJA KARAŠICA
Na temelju svega navedenog i prethodno izrađenih metodologija, u ovom poglavlju se nastoji
proračunati efikasnost postojećih ili idejnih sustava za navodnjavanje, unutar područja Karašice
te ukupne efikasnosti svih sustava zajedno.
Povodom ankete 2010. godine organizirane od strane Županije Osječko-baranjske među
poljoprivrednim proizvođačima na tom području, dokazalo se da je ovaj pothvat potreban i
opravdan. Projektom se namjerava navodnjavati ukupnu površinu od oko 4˙500 ha podijeljenu
na tri podsustava povezanih u cjelinu. (Heček et al., 2012)
Promatrani sustavi navodnjavanja (SN) su:
- SN Miholjac-Viljevo
- SN Kapelna
- SN Kitišanci
Rezultati će biti uspoređeni sa vrijednostima koje se nalaze u literaturi i međusobno na više
razina efikasnosti. Prilikom proračuna, u slučaju nedostataka podataka, pojedini parametri će
se pretpostaviti prema preporukama iz literature. Prema tome, dobivene vrijednosti efikasnosti
su okvirne i potrebno ih je uzeti sa rezervom. Radi preciznijeg proračuna efikasnosti trebalo bi
se provesti više terenskih mjerenja što prilikom izrade ovog rada nije bilo moguće.
Slika 4.1 Prikaz pregledne situacije sustava za navodnjavanje područija Karašice,
MJ 1:100˙000 (Heček et al., 2012.)
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
47
4.1 SN Miholjac-Viljevo
Uvod
Sustav navodnjavanja Miholjac-Viljevo nalazi se uz kanal Karašica-Drava između Viljeva i
Donjeg Miholjca planirane projektne površine za navodnjavanje od 1268 ha (Slika 4.2).
Sustav navodnjavanja Miholjac-Viljevo sastoji se od crpne stanice sa zahvatnom građevinom
smještenom na istočnoj obali kanala Drava-Karašica i razvodne tlačne mreže kojom se voda
dovodi pod tlakom do poljoprivrednih površina.
Slika 4.2 Prikaz situcije SN Miholjac-Viljevo (Heček et al., 2012.)
Sustav se sastoji još od jednog kanala I reda te trinaest kanala II i III reda koji se moraju
mjestimično produbiti i obnoviti (Heček et al., 2012.).
Agronomska analiza poljoprivrednog potencijala
U okviru sustava navodnjavanja Miholjac-Viljevo projektne površine 1268 ha mijenja se
dosadašnja struktura proizvodnje i predviđa se intenzivna proizvodnja dohodovno ratarsko-
krmno-povrćarskih kultura i to: sjemenskog i merkantilnog kukuruza i pšenice, industrijskog i
krmnog bilja, te raznog povrća.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
48
Izbor kultura u strukturi sjetve i proizvodnu orijentaciju u uvjetima navodnjavanja određuju
mnogobrojni čimbenici, a posebno:
- pogodnost i raspoloživost potrebne količine vode,
- uređeno zemljište i pogodno tlo,
- relevantni klimatski parametri,
- skladišni i prerađivački kapaciteti i/ili tržište,
- mogućnosti prodaje.
Planiranu strukturu proizvodnje potrebno je uskladiti prema potrebama korisnika sustava
navodnjavanja Miholjac-Viljevo, a u cilju osiguranja ekonomski opravdane proizvodne
orijentacije. Uvažavajući zahtjeve i mišljenje korisnika sustava, navedena struktura sjetve
trebala bi osigurati kvalitetan plodored koji neće ugroziti proizvodnju, odnosno niti biljku a ni
samo tlo na kojemu se proizvodnja odvija (Heček et al., 2012).
Idejnim projektom sustava navodnjavanja Miholjac-Viljevo predlaže se intenzivna proizvodnja
u izboru ratarsko - povrćarsko - voćarskih kultura (Tablica 4.1).
Tablica 4.1 Planirana struktura proizvodnje na 1268 ha proizvodnih površina SN Miholjac-
Viljevo, adaptirano iz (Heček et al., 2012.)
Struktura proizvodnje Učešće
usjeva (ha)
Učešće
usjeva (%)
Žitarice 508 40
Kukuruz merkantilni (1) 178 14
Kukuruz sjemnski (2) 50 4
Pšenica merkantilna (3) 127 10
Pšenica sjemenska (4) 63 5
Ječam, zob, triticale (5) 63 5
Kukuruz šećerac (6) 27 2
Industrijsko bilje 250 20
Soja (7) 100 8
Suncokret (8) 75 6
Uljana repica (9) 50 4
Šećerna repa (10) 25 2
Krmno bilje 256 20
Kukuruz silažni (11) 130 10
Stočni grašak (12) 63 5
Lucerna (13) 63 5
Povrće 216 17
Krumpir (14) 63 5
Luk (15) 63 5
Paprika, krastavac (16) 38 3
Dinja, lubenica (17) 13 1
Kupus, kelj mrkva (18) 13 1
Grašak (19) 13 1
Rajčica, patliđan (20) 13 1
Drvenaste kulture 38 3
Voće koštičavo: višnja, trešnja (21) 13 1
Voće jezgričavo: jabuka kruška (22) 25 2
Ukupno: 1268 100
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
49
Upravljanje sustavom navodnjavanja
Sustav navodnjavanja osigurava dovoljne količine vode u najsušnijem mjesecu za površine pod
poljoprivrednim kulturama prema sjetvenoj strukturi u potrebnom turnusu i obroku. To znači
da istovremeno na tlačnoj mreži može biti aktivno 29 hidranata. Nakon što je na pripadajućoj
površini aktivnih hidranata dovede količina vode koja odgovara obroku navodnjavanja, aktivni
hidranti se isključuju, a uključuje se slijedećih 29 hidranata koji pripadaju istom bloku
navodnjavanja.
Na svaki hidrant za navodnjavanje moguće je priključiti planiranu opremu za natapanje, prema
uvjetima same opreme, što je u domeni korisnika sustava navodnjavanja. Ovisno o
priključenom uređaju za natapanje (sustavi „kap po kap“ rade kod tlakova do 3 bar-a), na
hidrante se montira dodatna oprema. Svaki korisnik sustava za navodnjavanje otvara hidrant
svojim ključem, na koji je montiran ventil i vodomjer radi registracije potrošnje vode i
priključka spojne cijevi do opreme za natapanje na zalivnom polju (Heček et al., 2012.).
Slika 4.3 Shema razvodne mreže sustava navodnjavanja Miholjac – Viljevo
(Heček et al., 2012)
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
50
Proračun efikasnosti navodnjavanja
Efikasnost pojedinih polja izračunata je na temlju izraza (16) iz poglavlja (3.4), pojedine
komponente su procjenjene na temelju podataka o projektu i referentnih vrijednosti u literaturi.
Efikasnost na Razini 2 je određena prema izrazima (17) i (18). Površina pojedinih polja se dijeli
prema podjeli iz (Tablica 4.1). Radi ponavljajučih formula i opširnosti podataka proračun se
izvodi pomoću programa Microsoft Excel.
Tablica 4.2 Prikaz rezultata proračuna efikasnosti SN Miholjac-Viljevo bez recirkulacije
vode
Parametri Ec i Ers su određeni na temelju opisa projekta navedeni u uvodu poglavlja (4.1), gdje
se transport vode od izvora (Drava) do polja vrši u tlačnim cijevima, a jedini bazen je onaj
privremeni kod distribucijskih pumpi za navodnjavanje polja (minimalni gubici).
Ea i Ed su procijenjeni na temlju činjenice da su svi sustavi navodnjavanja priključeni na
hidrante, dakle pod tlakom, ovisno o glavnoj vrsti kulture mjenjaju se i načini navodnjavanja.
Za kulture kao što su žitarice, idustrijsko i krmno bilje navodnjavanje se provodi kroz pokretne
linearne sustave sa kišnim krilima ili tifonima, dok se za povrće i drvene kulture provodi
lokalizirano i kap po kap navodnjavanje (veći Ea i Ed).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Ea [%] 83 84 80 79 80 83 83 82 80 81 83 82 83 95 94 93 94 95 93 94 95 95
Ec [%]
Ers [%]
Ed [%]
Ei 1
[%] 73 74 71 70 71 73 73 72 71 71 73 72 73 88 88 87 88 88 87 88 91 91
Aj [ha] 178 50 127 63 63 27 100 75 50 25 130 63 63 63 63 38 13 13 13 13 13 25
Ei 2
[%] 75,44
95
Drv.Kult.
Miholjac-Viljevo
98
99
99
Povrće
90 90 90
Index Žitarice Ind. bilje Kr. bilje
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
51
Recirkulacija vode (γ) je uzeta kao 50 % od ukupno „izgubljene vode“.
Tablica 4.3 Prikaz rezultata proračuna efikasnosti SN Miholjac-Viljevo sa recirkulacijom
vode unutar sustava
Iz (Tablica 4.3, 4.3) vidljivo je da uz recirkulaciju samo polovice od izgubljene vode (otjecajne
vode sakupljene kroz sustav kanala) dobije se povečanje ukupne vrijednosti efikasnosti sustava
za navodnjavanje od 12 %.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Ea [%] 83 84 80 79 80 83 83 82 80 81 83 82 83 95 94 93 94 95 93 94 95 95
Ec [%]
Ers [%]
Ed [%]
Ei 1
[%] 73 74 71 70 71 73 73 72 71 71 73 72 73 88 88 87 88 88 87 88 91 91
Aj [ha] 178 50 127 63 63 27 100 75 50 25 130 63 63 63 63 38 13 13 13 13 13 25
Ei 2
[%]
90 90 90 95 98
87,72
Index
Miholjac-Viljevo
Žitarice Ind. bilje Kr. bilje Povrće Drv.Kult.
99
99
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
52
4.2 SN Kapelna
Uvod
Sustav navodnjavanja Kapelna se nalazi uz Karašicu (jugoistočno od mjesta Kapelna) odmah
nizvodno SN Miholjac-Viljevo. Planirana projektna površina za navodnjavanje iznosi oko
1383 ha (Slika 4.4). Na cjelokupnom projektnom području Kapelna izvedena je odvodna
kanalska mreža III i IV reda koja formira proizvodne table poljoprivrednog zemljišta, izvedena
je putna mreža sa pripadajućim objektima, provedena je komasacija, dijelom i okrupnjavanje
poljoprivrednog zemljišta te su tako stvoreni uvjeti za planiranje, projektiranje i izgradnju
sustava za navodnjavanje.
Slika 4.4 Prikaz situacije SN Kapelna (Heček et al., 2012
Voda se crpi iz kanala Karašica – Drava gdje je sagrađena crpna stanica Krnjak II, i lokalno
traktorskim pumpama iz kanala Karašica – Putina. (Heček et al., 2012)
Agronomska analiza poljoprivrednog potencijala
U okviru sustava navodnjavanja „Kapelna“ projektne površine 1˙216 ha mijenja se dosadašnja
struktura proizvodnje i predviđa se intenzivna proizvodnja dohodovno ratarsko-krmno-
povrćarskih kultura i to: sjemenskog i merkantilnog kukuruza i pšenice, industrijskog i krmnog
bilja, te raznog povrća.
Značajnim učešćem voća, povrća i sjemenskih kultura, pored zadovoljenja tražene proizvodne
orijentacije, nastoji se postići što sigurnija ekonomska isplativost sustava navodnjavanja.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
53
Izbor kultura u strukturi sjetve i proizvodnu orijentaciju u uvjetima navodnjavanja određuju
mnogobrojni čimbenici, a posebno:
- pogodnost i raspoloživost potrebne količine vode,
- uređeno zemljište i pogodno tlo,
- relevantni klimatski parametri,
- skladišni i prerađivački kapaciteti i/ili tržište, te
- mogućnosti prodaje.
Planiranu strukturu proizvodnje potrebno je uskladiti prema potrebama korisnika sustava
navodnjavanja „Kapelna“, a u cilju osiguranja ekonomski opravdane proizvodne orijentacije.
(Heček et al., 2012). Idejnim projektom sustava „Kapelna“ predlaže se intenzivna proizvodnja
u izboru voćarsko-ratarsko-povrćarskih kultura (Tablica 4.4).
Tablica 4.4 Planirana struktura proizvodnje na 1216 ha proizvodnih površina SN Kapelna,
adaptirano iz (Heček et al., 2012)
Struktura proizvodnje Učešće
usjeva (ha)
Učešće
usjeva (%)
Žitarice 487 40
Kukuruz merkantilni (1) 170 14
Kukuruz sjemnski (2) 49 4
Pšenica merkantilna (3) 122 10
Pšenica sjemenska (4) 61 5
Ječam, zob, triticale (5) 61 5
Kukuruz šećerac (6) 24 2
Industrijsko bilje 243 20
Soja (7) 73 6
Suncokret (8) 73 6
Uljana repica (9) 61 5
Šećerna repa (10) 36 3
Krmno bilje 244 20
Kukuruz silažni (11) 122 10
Stočni grašak (12) 61 5
Lucerna (13) 61 5
Povrće 206 17
Krumpir (14) 61 5
Luk (15) 61 5
Paprika, krastavac (16) 36 3
Dinja, lubenica (17) 12 1
Kupus, kelj mrkva (18) 12 1
Grašak (19) 12 1
Rajčica, patliđan (20) 12 1
Drvenaste kulture 36 3
Voće koštičavo: višnja, trešnja (21) 14 1
Voće jezgričavo: jabuka, kruška (22) 22 2
Ukupno: 1216 100
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
54
Upravljanje sustavom navodnjavanja
Sustavi navodnjavanja koji su preporučeni (Heček et al., 2012) za primjenu na planiranom
sustavu navodnjavanja „Kapelna“ su slijedeći:
- natapanje samohodnim bočnim kišnim krilom, BK-sustav,
- natapanje samohodnom sektorskim prskalicama, uređajima “Typhon”,
- natapanje mini rasprskivačima i
- natapanje automatiziranim linijskim i kružnim strojevima (hidromatici).
Pored sustava kišenja, za preporučiti je i natapanje opremom „kap po kap“.
Slika 4.5 Shema razvodne mreže sustava navodnjavanja i kanala za natapanje Kapelna
(Heček et al., 2012)
Proračun efikasnosti navodnjavanja
Efikasnost pojedinih polja izračunata je na temelju izraza (16) iz poglavlja (3.4), pojedine
komponente su procjenjene na temelju podataka o projektu i referentnih vrijednosti u literaturi.
Efikasnost na Razini 2 je određena prema izrazima (17) i (18). Površina pojedinih polja se dijeli
prema podjeli iz (Tablica 4.4). Radi ponavljajučih formula i opširnosti podataka proračun se
izvodi pomoću programa Microsoft Excel.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
55
Tablica 4.5 Prikaz rezultata proračuna efikasnosti SN Kapelna bez recirkulacije vode
Parametri Ec i Ers su određeni na temelju opisa projekta navedeni u uvodu poglavlja (4.2), gdje
se transport vode od izvora (CS Krnjak II, kanal Karašica-Putina) do polja vrši u tlačnim
cijevima i otvorenim kanalima (manji Ed), a jedini bazen je onaj privremeni kod distribucijskih
pumpi za navodnjavanje polja (CS Krnjak II).
Ea i Ed su procijenjeni na temlju prijedloženih načina navodnjavanja ovisno o glavnoj vrsti
kulture. Za kulture kao što su žitarice, idustrijsko i krmno bilje navodnjavanje se provodi
pokretnim samohodnim bočnim kišnim krilima, BK-sustav, ili tifonima, dok za povrće i drvene
kulture provodi se lokalizirano i kap po kap navodnjavanje (veći Ea i Ed). Recirkulacija vode
(γ) je uzeta kao 50 % od ukupno „izgubljene vode“.
Tablica 4.6 Prikaz rezultata proračuna efikasnosti SN Kapelna sa recirkulacijom vode
Iz (Tablica 4.5, 4.6) vidljivo je da uz recirkulaciju samo polovice od izgubljene vode (otjecajne
vode sakupljene kroz sustav kanala) dobije se povečanje ukupne vrijednosti efikasnosti sustava
za navodnjavanje od skoro 20 %.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Ea [%] 80 81 85 82 80 81 85 84 82 78 82 84 83 91 90 96 94 92 95 95 95 95
Ec [%]
Ers [%]
Ed [%]
Ei 1
[%] 57 58 61 58 57 58 61 60 58 56 58 60 59 68 68 72 71 69 71 71 74 74
Aj [ha] 170 49 122 61 61 24 73 73 61 36 122 61 61 61 61 36 12 12 12 12 14 22
Ei 2
[%] 60,90
80
99
90 90 90 95 98
Index
Kapelna
Žitarice Ind. bilje Kr. bilje Povrće Drv.Kult.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Ea [%] 83 84 80 79 80 83 83 82 80 81 83 82 83 95 94 93 94 95 93 94 95 95
Ec [%]
Ers [%]
Ed [%]
Ei 1
[%] 59 60 57 56 57 59 59 58 57 58 59 58 59 71 71 70 71 71 70 71 74 74
Aj [ha] 170 49 122 61 61 24 100 75 50 25 130 63 63 63 63 38 13 13 13 13 13 25
Ei 2
[%] 80,50
80
99
90 90 90 95 98
Index
Kapelna
Žitarice Ind. bilje Kr. bilje Povrće Drv.Kult.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
56
4.3 SN Kitišanci
Uvod
Sustav navodnjavanja Kitišanci se nalazi uz Karašicu (sjeverozapadno između Veliškovca i
Belišća) nizvodno SN Kapelna. Planirana projektna površina za navodnjavanje iznosi oko
1354 ha (Slika 4.6). Na cjelokupnom projektnom području Kapelna izvedena je odvodna
kanalska mreža III i IV reda koja formira proizvodne table poljoprivrednog zemljišta, izvedena
je putna mreža sa pripadajućim objektima, provedena je komasacija, dijelom i okrupnjavanje
poljoprivrednog zemljišta te su tako stvoreni uvjeti za planiranje, projektiranje i izgradnju
sustava za navodnjavanje.
Slika 4.6 Prikaz situacije SN Kitišanci(Heček et al., 2012)
Dovod vode do lokacije zahvata, sa stajališta navodnjavanja, je gravitacijski (u vrijeme viših
vodostaja kanala Karašica-Drava) i crpno (niži vodostaji).
Agronomska analiza poljoprivrednog potencijala
U okviru sustava navodnjavanja Kitišanci, površine navodnjavanja 1˙198 ha, mijenja se
dosadašnja struktura proizvodnje i predviđa se intenzivna proizvodnja dohodovno ratarsko-
krmno-povrćarskih kultura i to: sjemenskog i merkantilnog kukuruza i pšenice, industrijskog i
krmnog bilja, te raznog povrća.
Značajnim učešćem voća, povrća i sjemenskih kultura, pored zadovoljenja tražene proizvodne
orijentacije, nastoji se postići što sigurnija ekonomska isplativost sustava navodnjavanja.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
57
Izbor kultura u strukturi sjetve i proizvodnu orijentaciju u uvjetima navodnjavanja određuju
mnogobrojni čimbenici, a posebno:
- pogodnost i raspoloživost potrebne količine vode,
- uređeno zemljište i pogodno tlo,
- relevantni klimatski parametri,
- skladišni i prerađivački kapaciteti i/ili tržište, te
- mogućnosti prodaje.
Planiranu strukturu proizvodnje potrebno je uskladiti prema potrebama korisnika sustava
navodnjavanja Kitišanci, a u cilju osiguranja ekonomski opravdane proizvodne orijentacije.
Koncepcijskim rješenjem sustava navodnjavanja Kitišanci predlaže se intenzivna proizvodnja
u izboru ratarsko - povrćarsko - voćarskih kultura (Tablica 4.7).
Tablica 4.7 Planirana struktura proizvodnje na 1198 ha proizvodnih površina sustava
navodnjavanja Kitišanci, adaptirano iz (Heček et al., 2012)
Struktura proizvodnje Učešće
usjeva (ha)
Učešće
usjeva (%)
Žitarice 479 40
Kukuruz merkantilni (1) 180 15
Kukuruz sjemnski (2) 96 8
Pšenica merkantilna (3) 72 6
Pšenica sjemenska (4) 48 4
Ječam, zob, triticale (5) 48 4
Kukuruz šećerac (6) 35 3
Industrijsko bilje 359 30
Soja (7) 120 10
Suncokret (8) 120 10
Uljana repica (9) 72 6
Šećerna repa (10) 47 4
Krmno bilje 120 10
Kukuruz silažni (11) 96 8
Lucerna (12) 24 2
Povrće 204 17
Krumpir (13) 72 6
Luk (14) 48 4
Paprika, krastavac (15) 24 2
Dinja, lubenica (16) 12 1
Kupus, kelj mrkva (17) 24 2
Grašak (18) 12 1
Rajčica, patliđan (19) 12 1
Drvenaste kulture 36 3
Voće koštičavo: višnja, trešnja (20) 14 1
Voće jezgričavo: jabuka, kruška (21) 22 2
Ukupno: 1198 100
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
58
Upravljanje sustavom navodnjavanja
Za sustav navodnjavanja Kitišanci, (Heček et al., 2012) smatraju nedvojbeno odabir metode
natapanja „kišenjem“ i/ili „lokalizirano natapanje“ najboljim.
Obzirom na odabir metode natapanja kišenjem i/ili „lokalizirano natapanje“ evidentno je da je
potreban prikladni tlačni sustav navodnjavanja i popratna oprema. U nastavku navode se
osnovne podjele opreme za natapanje kišenjem:
- veliki rasprskivači (bum, boom),
- kružno – pomične rampe (centar pivot),
- translatorno – pomične rampe (linear),
- samovučni uređaji (visokotlačni, srednjetlačni topovi – tifoni),
- strojevi s automatskim premještanjem položaja (robot rain),
Slika 4.7 Shema razvodne mreže sustava navodnjavanja i kanala za natapanje Kitišanci
(Heček et al., 2012)
Proračun efikasnosti navodnjavanja
Efikasnost pojedinih polja izračunata je na temlju izraza (16) iz poglavlja (3.4), pojedine
komponente su procjenjene na temelju podataka o projektu i referentnih vrijednosti u literaturi.
Efikasnost na Razini 2 je određena prema izrazima (17) i (18).
Površina pojedinih polja se dijeli prema podjeli iz (Tablica 4.7). Radi ponavljajučih formula i
opširnosti podataka proračun se izvodi pomoću programa Microsoft Excel.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
59
Tablica 4.8 Prikaz rezultata proračuna efikasnosti SN Kitišanci bez recirkulacije vode
Parametri Ec i Ers su određeni na temelju opisa projekta navedeni u uvodu poglavlja (4.3), gdje
se transport vode od izvora (kanal Karašica-Drava) do polja vrši u tlačnim cijevima kod niskih
vodostaja i gravitacijski otvorenim kanalima kod visokih vodostaja (manji Ed), a jedini bazen
je onaj privremeni kod distribucijskih pumpi za navodnjavanje polja.
Ea i Ed su procijenjeni na temlju prijedloženih načina navodnjavanja ovisno o glavnoj vrsti
kulture. Za kulture kao što su žitarice, idustrijsko i krmno bilje navodnjavanje se provodi
pokretnim samohodnim bočnim kišnim krilima, BK-sustav, ili tifonima, dok za povrće i drvene
kulture provodi se lokalizirano i kap po kap navodnjavanje (veći Ea i Ed). Recirkulacija vode
(γ) je uzeta kao 50 % od ukupno „izgubljene vode“.
Tablica 4.9 Prikaz rezultata proračuna efikasnosti SN Kitišanci sa recirkulacijom vode
Iz (Tablica 4.8, 4.9) vidljivo je da uz recirkulaciju samo polovice od izgubljene vode (otjecajne
vode sakupljene kroz sustav kanala) dobije se povečanje ukupne vrijednosti efikasnosti sustava
za navodnjavanje od 20 %.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Ea [%] 83 85 84 82 86 81 85 84 82 85 84 86 90 93 96 95 95 92 94 92 91
Ec [%]
Ers [%]
Ed [%]
Ei 1
[%] 55 57 56 55 57 54 57 56 55 57 56 57 63 66 68 67 67 65 66 67 66
Aj [ha] 180 96 72 48 48 35 120 120 72 47 96 24 72 78 24 12 24 12 12 14 22
Ei 2
[%] 58,14
75
99
90 90 90 95 98
Index
Kapelna
Žitarice Ind. bilje Kr. bilje Povrće Drv.Kult.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Ea [%] 83 84 80 79 80 83 83 82 80 81 83 82 95 94 93 94 95 93 94 95 95
Ec [%]
Ers [%]
Ed [%]
Ei 1
[%] 55 56 53 53 53 55 55 55 53 54 55 55 67 66 66 66 67 66 66 69 69
Aj [ha] 180 96 72 48 48 35 100 75 50 25 130 63 63 63 38 13 13 13 13 13 25
Ei 2
[%] 78,73
75
99
90 90 90 95 98
Index
Kapelna
Žitarice Ind. bilje Kr. bilje Povrće Drv.Kult.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
60
Proračun efikasnosti navodnjavanja na Razini 3 (SN Karašica)
Bez recirkulacije vode
Proračun ukupne efikasnosti sustava za navodnjavanje Karašnica, bez recirkulacije vode, vrši
se izrazom (19).
01,653682
119814,58121690,60126844,75Ei3
%
Bez recirkulacije vode ukupni iznos efikasnosti navodnjavanja iznosi oko 65 %.
Sa recirkulacijom vode
Proračun ukupne efikasnosti sustava za navodnjavanje Karašnica, sa recirkulacijom vode,
izvodi se preko izraza (19) uslučaju kada svaki podsustav recirkulira vlastitu vodu unutar
svojih granica.
41,823682
119873,78121650,80126872,87Ei3
%
Sa recirkulacijom vode svakog podsustava na vlastiti podsustav, ukupna efikasnost
navodnjavanja iznosi oko 82 %.
Kod izračuna ukupne efikasnosti sustava za navodnjavanje Karašnica u slučaju recirkulacije
vode iz jednog sustava u drugi nizvodnim redosljedom (SN Miholjevac-Viljevo, SN Kapelna,
SN Kitišanci) koristi se izraz (20), gdje su koeficijenti recirkulacije jednaki i iznose 0,5.
58,075,05,058,075,05,058,05,075,061,05,061,05,075,0E 3i
+ 58,061,075,05,0 = 74,96%
Sa recirkulacijom vode iz jednog podsustava u drugi, ukupna efikasnost navodnjavanja iznosi
oko 75 %.
Mjerodavnim rezultatom mogu se smatrati sve tri efikasnosti ovisno o načinu promatranja
situacije i stanja u stvarnosti.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
61
5 ZAKLJUČAK
Na temelju svega navedenog i pronađenog u literaturi, može se zaključiti da je potrebno
definirati točno značenje efikasnosti navodnjavanja i na djelatnosti koje se one odnose
(ekonomske, poljoprivredne ili tehničke), odrediti standardne oznake i metode proračuna
efikasnosti, kako na razini države tako i šire. Naime, pri analiziranju takvih podataka, kao što
su mnogi drugi autori ukazali, može se naići na nesporazume i krive procjene pri izradi
gospodarskih planova navodnjavanja. Uz to, potrebno je planirati i provesti detaljna mjerenja u
skladu sa ekonomskom isplativošću istražnih radova, radi što preciznijeg određivanja gubitaka,
koji su temelj pri određivanju same efikasnosti. U nedostatku rasporoživih resursa, potrebno je
napraviti detaljne analize na nekoliko primjernih sustava i odrediti okvirne vrijednosti u svrhu
izrade idejnih rješenja bez potrebe terenskih mjerenja.
Prilikom izrade ovog rada dao se prijedlog metodologije proračuna efikasnosti navodnjavanja,
na temelju kojeg se proračunala efikasnost sustava za navodnjavanje Karašica, koje sadrži tri
podsustava. Proračun se provodio na više razina te je prikaz rezultata dan u poglavlju (4). Iz
dobivenih rezultata može se zaključiti da pojedini faktori navodnjavanja imaju veliki utjecaj na
ukupnu efikasnost; nije dovoljno osigurati dobru opremu sa visokim stupnjem efikasnosti
primjene vode ako je ostala infrastruktura u lošem stanju. Gubici koji se događaju pri samom
transportu vode na taj način umanjuju ukupnu efikasnost navodnjavanja polja opremljenim
prividno dobrom i modernom opremom. Uostalom, loše upravljanje i rukovođenje sa bilo kojim
sustavom dovodi do lošijih rezultata i slabe učinkovitosti sustava.
Treba još istaknuti da su poneke procjene efikasnosti ipak možda malo podcijenjene tako da
vrijednost od 65% dobivena u rezultatima, kad se u obzir uzme recirkulacija vode unutar većeg
sustava, poprima veće vrijednosti: od 75 %, u nekim slučajevima i 82 %.Vrijednosti ukupne
efikasnosti sustava za navodnjavanje na razini regije dosežu u razvijenim zemljama vrijednosti
između 60 – 85 %, kod zemalja u razvoju vrijednosti se kreću između 40 i 75 %, dok u nekim
zemljama trećeg svijeta vrijednosti se ne penju preko 40 %. To ovisi, dakako, o načinu
navodnjavanja koje pojedine zemlje koriste. Međutim, preko 80% poljoprivrednih površina u
svijetu se navodnjava metodama niske učinkovitosti (Xie et al., 1993). Danas zemlje kao što su
Španjolska i SAD ulažu u modernizaciju infrastrukture za navodnjavanje, detaljno se analiziraju
pojedine loše točke sustava i prave računalni modeli uzimajući u obzir parametre koji utječu na
efikasnost (vjetar, klima, vlažnost tla) i na temelju tih programa kod automatiziranih sustava,
sustavi navodnjavanja se po potrebi uključuju i isključuju.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
62
Takvi sustavi daju sve veće rezultate efikasnosti navodnjavanja. U SAD-u, u razdoblju od 2001
do 2010, efikasnosti primjene u pojedinim regijama savezne države Kalifornija su narasle i do
6 % (Department of Water resources (DWr), 2014 Možda nije značajan porast, ali imajući na
umu da se ogromne i sve veće količine vode troše u poljoprivredi, ti „mali“ postoci poprimaju
sve veću važnost.
Efikasnost navodnjavanja nekog sustava je samo određeni pokazatelj i služi kao koristan alat
pri određivanju bitnih gospodarskih mjera nekog područja, regije ili države. Dakle, bitno je
početi se služiti tim alatom i stvoriti uvjete za razvoj poljoprivrede na svim razinama, kako
regije tako i države.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
63
LITERATURA
Ahad, R., Samani, Z., Skaggs, R.: Evaluating on - farm irrigation efficiency across the
watershed: A case study of New Mexico’s Lower Rio Grande Basin, Civil Engineering Dept.,
New Mexico State University, Las Cruces, NM 88003, United States, 2012.
Bagley, J.M.: Effects of competition on efficiency of water use. Journal of Irrigation and
Drainage Division of the American Society of Civil Engineers 91(IR 1), 69–77., 1965.
Barrett Purcell & Associates: Determining a framework, terms and definitions for water use
efficiency in irrigation. Report to Land and Water Resources Research and Development
Corporation, September 1999. 26 p. Land & Water Australia, 1999.
Bos, M.G. et al.: Flow Measuring Flumes for Open Channel Systems. New York: John Wiley
and Sons, 1984.
Brouwer, C., Goffeau, A., Heibloem, M.: Irrigation Water Management: Training Manual No.
1-5 Introduction to Irrigation, FAO, 1985.
Burman, R.D., et al. (1983). Water Requirement, Design and Operation of Farm Irrigation
Systems. Jensen, M.E. (ed.). 189 - 232., 1983.
Christiansen, J. E.: Irrigation by sprinkling. California agricultural experimental station bulletin
No570, 1942.
Cleveland, A., D.; Soleri, D.: Food from dryland gardens: an ecological, nutritional and social
approach to small-scale household food production, CPFE, 1991.
Department of Water resources (DWr): Statewide Water Balances, California, 1998-2010
Dressing, S., A: & associates: National Management Measures to Control Nonpoint Pollution
from Agriculture, EPA, 2003
EPA, U. S. Environmental Protection Agency: Pollution Prevention & Control, Polluted
Runoff, Coastal Zone Act Reauthorization Amendments, F. Irrigation Water
Management, 2012.
Fairweather, H, Austin, N., Hope, M.: Irrigation Insights - Water Use Efficiency, NSW
Agriculture, Australia, 2003.
Gulić, I.: Opskrba vodom, HSGI, Zagreb, 2000.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
64
Harms, T.: Irrigation System Application Efficiency Values, Alberta Agriculture and Rural
Development, 2011.
Heček, N.; Pjanić, J.; Sečen, V.: Idejni projekt sustava navodnjavanja Karašica; Elektroprojekt
d.d.; Zagreb, 2012.
Heermann, D.F., Wallender, W.W., Bos, M.G.: Irrigation efficiency and uniformity,
Management of farm irrigation systems Chapter 6. Hoffman, G.J., Howell, T.A. and Solomon,
K.H. (ed). 125 – 149, 1992.
Holzapfel E. A. et. al.: Design and Management of Irrigation Systems, Chilean Journal of
Agricultural Research 69 (Suppl. 1):17-25, 2009.
Israelsen, O.W. et al.: Water application efficiencies in irrigation. Agricultural Experiment
Station Bulletin 311. Utah State Agricultural College, 55 p., 1944.
James, L.G.: Principles of Farm Irrigation System Design, New York, Wiley, 1988.
Jensen, M.E.: Evaluating irrigation efficiency. Journal of the Irrigation and Drainage Division,
Proceedings of the American Society of Civil Engineers 93(IR 1), 83–98., 1967.
Keller, A., Keller, J.: Effective Efficiency: a Water Use Concept for Allocating Freshwater
Resources. Water Resources and Irrigation Division Discussion Paper 22. Winrock
International, Arlington, Virginia, 1995.
Keller, A., Keller, J., Seckler, D.: Integrated Water Resource Systems: Theory and Policy
Implications. Research Report 3, International Irrigation Management Institute, Colombo, Sri
Lanka, 1996.
Kruse, G.: Describing irrigation efficiency and uniformity. ASCE Journal of theIrrigation and
Drainage Division 104 (1), 35–41, 1978.
Kunštek, D.: Hidrotehničke melioracije 1, predavanja, Sveučilište u Zagrebu, Građevinski
fakultet, 2014
Machibya, M., Mdemu, M., Lankford, B.: Irrigation Efficiency and Productivity Manual,
Overseas Development Group, University of East Anglia Norwich, NR4 7TJ, UK, 2004.
Madjar S., Šoštarić, J.: Navodnjavanje poljoprivrednih kultura, Sveučilište “J. J. Strossmayer”
u Osijeku, Poljoprivredni fakultet Osijek, 2009.
MR Control Systems International, Inc: Water Resources Solution, Calgary, Alberta, Canada,
2015.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
65
NAPNAV: Nacionalni projekt navodnjavanja i gospodarenja poljoprivrednim zemljištem i
vodama u Republici Hrvatskoj, Zagreb, 2005.
Plant & Soil Sciences eLibraryPRO: Irrigation management, 2015.
Rogers, D. H. et al.: Efficiencies and Water Losses of Irrigation Systems, Kansas State
University, Research and Extension Engineers, 1997.
Rogers, D. H. et al.: Evaluating Center Pivot, Nozzle - Package Performance, Proceedings of
the 23rd Annual Central Plains Irrigation Conference, Burlington, CO., Kansas, 2011.
Romić, D.: Navodnjavanje – skripta, Sveučilište u Zagrebu, Agronomski fakultet, 2014.
Seckler, D., Molden, D, Sakthivadivel, R.: The Concept of Efficiency in Water Resources
Management and Policy, International Water Management Institute, Colombo, Sri Lanka, 2003.
Van der Merve, F. P. J.: A Method of Evaluating an Irrigation Water Use in Terms of “Efficient,
Sustainable and Beneficial Use of Water in the Public Interest”, Faculty of Engineering,
University of Pretoria, 2008.
Willardson, L.S., Allen, R.G., Fredriksen, H.D.: Elimination of irrigation efficiencies. In: 13th
Technical Conference, USCID, Denver, CO, 1994.
Wright, K.R.: Water rights engineering under appropriation system. Journal of the Irrigation
and Drainage Division of the American Society of Civil Engineers 90(IR 1), 9–15., 1964.
Xie, M., Kuffner, U, Le Moigne, G.: Using Water Efficiently: Technological Options WB, 61
p., 1993.
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
66
POPIS SLIKA
Slika 1.1 Shema efikasnosti nekog sustava ................................................................................ 2
Slika 1.2 Radni okvir za određivanje efikasnosti sustava za navodnjavanje
(Barrett Purcell & Associates, 1999) ......................................................................................... 5
Slika 1.3 Shema određivanja efikasnosti navodnjavanja (Machibya et al., 2004) .................... 6
Slika 1.4 Otvoreni kanal za transport vode za natapanje polja (MR Control Systems
International Inc., 2015) ............................................................................................................ 7
Slika 1.5 Navodnjavanje prelijevanjem sifonskim cijevima (Brouwer et al., 1985) .................. 8
Slika 1.6 Prikaz ujednačenosti distribucije i infiltracije (Rogers et al., 2011) ....................... 11
Slika 1.7 Prikaz teoretskih vrijednosti efikasnosti distribucije i primjene vode prema načinu
navodnjavanja (Rogers et al., 2011) ........................................................................................ 12
Slika 1.8 Različite razine na kojima se razmatraju efikasnosti navodnjavanja
(Fairweather, 2003) ................................................................................................................. 15
Slika 2.1 Navodnjavanje potapanjem (Brouwer et al., 1985) ................................................ 18
Slika 2.2 Navodnjavanje prelijevanjem (Brouwer, et al., 1985) ............................................ 19
Slika 2.3 Navodnjavanje brazdi: a) prelijevanjem, b) sifonskim cijevima (Brouwer, et al., 1985)
.................................................................................................................................................. 19
Slika 2.4 Podzemno navodnjavanje otvorenim kanalima (Madjar, 2009) .............................. 20
Slika 2.5 Podzemno navodnjavanje cijevnom drenažom (Madjar, 2009) ............................... 21
Slika 2.6 Rasprskivač za navodnjavanje kišenjem (Romić, 2014) ........................................... 23
Slika 2.7 Položaj rasprskivača na lateralima (Madjar, 2009) ................................................ 23
Slika 2.8 Samohodno bočno kišno krilo - BK-uređaj (Romić, 2014) ...................................... 24
Slika 2.9 Samohodne kružne prskalice, „Bum“ sustavi (Romić, 2014) .................................. 25
Slika 2.10 Tifon (Kunštek, 2014) ............................................................................................. 25
Slika 2.11 Linear (Kunštek, 2014) ........................................................................................... 26
Slika 2.12 Shema lokaliziranog navodnjavanja (Kunštek, 2014) ............................................ 28
Slika 2.13 Navodnjavanje mini rasprskivačima (Brouwer et al., 1985) .................................. 29
Slika 2.14 Gubici vode unutar granica polja (Brouwer et al., 1985) ...................................... 30
Slika 2.15 Prikaz i lokacija gubitaka kod različitih metoda navodnjavanja kišenjem
(Rogers et al., 2011) ................................................................................................................. 31
Slika 2.16 Gubici vode prilikom trasporta u otvorenom kanalu (Brouwer et al., 1985) ......... 32
Slika 2.17 Intenzitet infiltracije vode u tlu u jedinici vremena ................................................ 35
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
67
Slika 2.18 a) Regulator protoka na razini tri kanala, b) Zasunsko okno (Brouwer et al., 1985)
.................................................................................................................................................. 35
Slika 2.19 Shema procesa recirkulacije vode unutar sustava za navodnjavanje
(Dressing & associates, 2003) ................................................................................................. 36
Slika 3.1 Model više sustava navodnjavanja povezani istim izvorom vode (Xie et al., 1993) . 39
Slika 3.2 Modeli recirkulacije vode gdje polje 2 ovisi o recrkuliranoj vodi polja 1
(Xie et al., 1993) ....................................................................................................................... 40
Slika 3.3 Shema više podsustava za navodnjavanje povezanih u jednu veću cijelinu istim
izvorom vode (Machibya et al., 2004) ...................................................................................... 41
Slika 3.4 Shematski prikaz recirkulacije vode sa jednog sustava na druge
(Machibya et al., 2004) ............................................................................................................ 42
Slika 3.5 Shematski prikaz sustava za navodnjavanje podijeljeni u 3 razine. ......................... 43
Slika 4.1 Prikaz pregledne situacije sustava za navodnjavanje područija Karašice,
MJ 1:100˙000 (Heček et al., 2012.) ......................................................................................... 46
Slika 4.2 Prikaz situcije SN Miholjac-Viljevo (Heček et al., 2012.) ........................................ 47
Slika 4.3 Shema razvodne mreže sustava navodnjavanja Miholjac – Viljevo (Heček et al., 2012)
.................................................................................................................................................. 49
Slika 4.4 Prikaz situacije SN Kapelna (Heček et al., 2012 ...................................................... 52
Slika 4.5 Shema razvodne mreže sustava navodnjavanja i kanala za natapanje Kapelna
(Heček et al., 2012) .................................................................................................................. 54
Slika 4.6 Prikaz situacije SN Kitišanci(Heček et al., 2012) .................................................... 56
Slika 4.7 Shema razvodne mreže sustava navodnjavanja i kanala za natapanje Kitišanci
(Heček et al., 2012) .................................................................................................................. 58
M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015
68
POPIS TABLICA
Tablica 1.1 Parametri efikasnosti sustava za navodnjavanje ................................................. 13
Tablica 1.2 Parametri efikasnosti sustava za navodnjavanje ................................................. 14
Tablica 2.1 Okvirne vrijednosti efikasnosti primjene i distribucije prema načinu navodnjavanja
preuzete iz više izvora (James, 1988; Harms, 2011) ................................................................ 31
Tablica 2.2 Okvirne vrijednosti efikasnosti transporta vode za redovito održavane kanale
(Brouwer et al., 1985) .............................................................................................................. 32
Tablica 4.1 Planirana struktura proizvodnje na 1268 ha proizvodnih površina SN Miholjac-
Viljevo, adaptirano iz (Heček et al., 2012.) ............................................................................. 48
Tablica 4.2 Prikaz rezultata proračuna efikasnosti SN Miholjac-Viljevo bez recirkulacije vode
.................................................................................................................................................. 50
Tablica 4.3 Prikaz rezultata proračuna efikasnosti SN Miholjac-Viljevo sa recirkulacijom vode
unutar sustava .......................................................................................................................... 51
Tablica 4.4 Planirana struktura proizvodnje na 1216 ha proizvodnih površina SN Kapelna,
adaptirano iz (Heček et al., 2012) ............................................................................................ 53
Tablica 4.5 Prikaz rezultata proračuna efikasnosti SN Kapelna bez recirkulacije vode ........ 55
Tablica 4.6 Prikaz rezultata proračuna efikasnosti SN Kapelna sa recirkulacijom vode ...... 55
Tablica 4.7 Planirana struktura proizvodnje na 1198 ha proizvodnih površina sustava
navodnjavanja Kitišanci, adaptirano iz (Heček et al., 2012) ................................................... 57
Tablica 4.8 Prikaz rezultata proračuna efikasnosti SN Kitišanci bez recirkulacije vode ....... 59
Tablica 4.9 Prikaz rezultata proračuna efikasnosti SN Kitišanci sa recirkulacijom vode ...... 59