73
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU GRAĐEVINSKI FAKULTET Marko Bajić ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE DIPLOMSKI RAD Zagreb, 2015

ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

  • Upload
    others

  • View
    24

  • Download
    3

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

GRAĐEVINSKI FAKULTET

Marko Bajić

ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA

NAVODNJAVANJE

DIPLOMSKI RAD

Zagreb, 2015

Page 2: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 3: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 4: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

„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

Page 5: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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

Page 6: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 7: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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“.

Page 8: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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).

Page 9: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 10: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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)

Page 11: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 12: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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)

Page 13: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 14: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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]

Page 15: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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)

Page 16: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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]

Page 17: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 18: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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

Page 19: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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)

Page 20: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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).

Page 21: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 22: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 23: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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).

Page 24: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 25: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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)

Page 26: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 27: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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)

Page 28: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 29: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 30: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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)

Page 31: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 32: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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 –

Page 33: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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)

Page 34: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 35: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 36: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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

Page 37: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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

Page 38: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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).

Page 39: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 40: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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)

Page 41: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 42: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 43: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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).

Page 44: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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).

Page 45: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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)

Page 46: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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)].

Page 47: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 48: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 49: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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]

Page 50: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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

Page 51: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.)

Page 52: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 53: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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

Page 54: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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)

Page 55: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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

Page 56: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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

Page 57: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 58: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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

Page 59: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 60: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 61: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 62: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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

Page 63: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 64: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 65: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 66: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 67: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 68: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 69: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 70: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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.

Page 71: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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

Page 72: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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

Page 73: ANALIZA EFIKASNOSTI SUSTAVA ZA NAVODNJAVANJE · M. Bajić, Analiza efikasnosti sustava za navodnjavanje Zagreb, 2015 2 1 EFIKASNOST NAVODNJAVANJA, TERMINOLOGIJA I DEFINICIJE Efikasnost

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