Τεχνητή βροχή
Τα πλεονεκτήματα της μεθόδου με καταιονισμό σε σχέση με τις επιφανειακές μεθόδους άρδευσης, είναι τα εξής:
- Ποιοτικά καλύτερη εφαρμογή του αρδευτικού νερού (μεγαλύτερος βαθμός ομοιομορφίας διανομής).
- Καλύτερος έλεγχος εφαρμογής του νερού (δυνατότητα εφαρμογής του ύψους που απαιτείται, δυνατότητα εφαρμογής μικρών δόσεων).
- Δυνατότητα άρδευσης εδαφών και περιοχών μη κατάλληλων για επιφανειακή άρδευση (εδάφη μεγάλης διηθητικότητας, γεωργικές εκτάσεις με μεγάλη κλίση). Για την άρδευση με καταιονισμό δεν είναι απαραίτητη η συστηματοποίηση των εδαφών.
- Δυνατότητα αξιοποίησης μικρών παροχών νερού.
- Δυνατότητα χρήσης του δικτύου για άλλους σκοπούς (π.χ. αντιπαγετική προστασία).
Ωστόσο η µέθοδος της τεχνητής βροχής παρουσιάζει σηµαντικές απώλειες που σχετίζονται άµεσα µε τις συνθήκες που επικρατούν. Συγκεκριµένα αν υπάρχει άπνοια την νύχτα που δεν έχουµε εξάτµιση, οι απώλειες είναι της τάξης του 10%. Την ηµέρα το ποσοστό ανεβαίνει στο 30% µε κανονικές καιρικές συνθήκες και µπορεί να φτάσει και στο 60% - 70% αν έχουµε αέρα. Επιπλέον η µέθοδος της τεχνητής βροχής παρουσιάζει υψηλότερες δαπάνες αρχικής εγκατάστασης και λειτουργίας συγκριτικά µε την επιφανειακή άρδευση. Στα θετικά της µεθόδου θα πρέπει να ληφθεί η καλύτερη οµοιοµορφία εφαρµογής του νερού ενώ βρίσκει εφαρµογή σε οριζόντιες και επικλινείς εκτάσεις. Επιπρόσθετα µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την προστασία των καλλιεργειών από τον παγετό κατά την διάρκεια των χειµερινών µηνών.
Στην περίπτωση που οι προς άρδευση εκτάσεις είναι κατάλληλες τόσο για άρδευση με καταιονισμό όσο και για επιφανειακές μεθόδους άρδευσης ιδιαίτερη βαρύτητα αποκτούν τα δύο πρώτα πλεονεκτήματα της μεθόδου του καταιονισμού που έχουν ως συνέπεια τη σημαντική οικονομία αρδευτικού νερού και τη βελτίωση του βαθμού απόδοσης κατά την εφαρμογή. Στον κλασικό καταιονισμό το νερό εφαρμόζεται σε όλη την επιφάνεια του χωραφιού ως τεχνητή απομίμηση της βροχής, που διηθείται στο έδαφος κατακόρυφα υπό ακόρεστες συνθήκες ροής. Αν το σύστημα σχεδιαστεί σωστά η κατανομή του νερού πάνω στο χωράφι είναι αρκετά ομοιόμορφη χωρίς να παρατηρείται λίμνασμα και η επιφανειακή απορροή είναι μηδενική. Ο καταιονισμός μπορεί να εφαρμοστεί για την άρδευση όλων σχεδόν των καλλιεργειών, κάτω από μεγάλη ποικιλία εδαφικών συνθηκών. Η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την άρδευση χωραφιών που έχουν ανομοιόμορφα εδάφη, αβαθή, πολύ διαπερατά, με υψηλή υπόγεια στάθμη, μεγάλη κλίση και ανώμαλη τοπογραφία, μπορεί δε να εφαρμόζεται και όταν η διατιθέμενη παροχή είναι σχετικά μικρή.
Ένα τυπικό σύστημα καταιονισμού αποτελείται από το αντλητικό συγκρότημα, το δίκτυο μεταφοράς και το δίκτυο εφαρμογής. Το αντλητικό συγκρότημα αποτελείται από τον κινητήρα και την αντλία και έχει σκοπό να εξασφαλίζει την παροχή και το φορτίο που χρειάζονται για τη σωστή λειτουργία του αρδευτικού δικτύου. Το δίκτυο μεταφοράς αποτελείται από αγωγούς που είναι κατασκευασμένοι από χάλυβα, αλουμίνιο ή πλαστικό (PVC) και έχει προορισμό να μεταφέρει το νερό που χρειάζεται με την απαιτούμενη πίεση σε όλες τις υδροληψίες των αγωγών εφαρμογής με σκοπό την καλή λειτουργία τους και την κάλυψη των αναγκών κατά την περίοδο αιχμής ζήτησης νερού από τις καλλιέργειες. Αυτό είναι και το κριτήριο της επιλογής των διαμέτρων κατά τον υπολογισμό των αγωγών μεταφοράς ενός δικτύου. Αν το φορτίο για τη λειτουργία του δικτύου παρέχεται από αντλητικό συγκρότημα, οι διάμετροι των αγωγών πρέπει να επιλέγονται έτσι που να υπάρχει μια εξισορρόπηση μεταξύ της αρχικής δαπάνης εγκατάστασης και του κόστους λειτουργίας του αντλητικού συγκροτήματος.
Το δίκτυο εφαρμογής αποτελείται από αγωγούς που στη μεγάλη τους πλειοψηφία είναι κατασκευασμένοι από αλουμίνιο και σε μικρότερο ποσοστό από πλαστικό (PVC), πάνω στους οποίους τοποθετούνται οι εκτοξευτήρες. Πρέπει να εξασφαλίζει καλή ομοιομορφία κατανομής του νερού πάνω στο χωράφι, η οποία είναι συνάρτηση των χαρακτηριστικών των εκτοξευτήρων και της διάταξής τους, δηλαδή της μεταξύ τους απόστασης πάνω στους αγωγούς εφαρμογής και της απόστασης των αγωγών αυτών μεταξύ τους. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στο ρυθμό εφαρμογής του νερού στο χωράφι, δηλαδή το ύψος του νερού που εφαρμόζεται στο χωράφι ανά ώρα. Ο ρυθμός αυτός είναι συνάρτηση των χαρακτηριστικών του εδάφους, όπως αυτά αντιπροσωπεύονται από τη διηθητικότητά του. Με τη μέθοδο του καταιονισμού επιδιώκεται ο μηδενισμός της επιφανειακής απορροής και η εξασφάλιση συνθηκών ακόρεστης ροής του νερού στο έδαφος. Αυτό σημαίνει ότι στην επιφάνεια του χωραφιού δεν πρέπει να λιμνάζει νερό, δηλαδή ο ρυθμός εφαρμογής πρέπει να είναι πάντοτε μικρότερος ή ίσος με τη διηθητικότητα του εδάφους που αντιστοιχεί σε χρόνο ίσο με τη διάρκεια της άρδευσης. Με βάση το ρυθμό εφαρμογής γίνεται, κατ’ αρχήν, η επιλογή του κατάλληλου τύπου του εκτοξευτήρα.
Οι εκτοξευτήρες στέλνουν το νερό στον αέρα με τη μορφή σταγόνων μέσα από τα ακροφύσια τα οποία ρυθμίζουν την παροχή, την ακτίνα εκτόξευσης, την κατανομή και το μέγεθος των σταγόνων. Οι εκτοξευτήρες κατασκευάζονται σε πολλά είδη και μεγέθη που λειτουργούν κάτω από ένα εύρος πιέσεων που αρχίζουν από μερικά δέκατα της ατμόσφαιρας και φθάνουν μέχρι τις 7 atm. Οι μικροί, χαμηλής πίεσης, εκτοξευτήρες λειτουργούν με πιέσεις από 0,8 - 2atm και έχουν παροχές που κυμαίνονται από 35-400 l/hr, είναι δε κατασκευασμένοι έτσι που να δίνουν σχεδόν ομοιόμορφη κατανομή του νερού στο 70% περίπου της ακτίνας εκτόξευσης που ποικίλει από 1,5 - 5m. Οι μεγάλοι, υψηλής πίεσης, εκτοξευτήρες λειτουργούν με πιέσεις από 3 - 7atm, είναι περιστροφικού τύπου, με ένα ή δύο ακροφύσια, έχουν παροχή που κυμαίνεται από 20-150 m3/hr και δίνουν κατά προσέγγιση ομοιόμορφη κατανομή του νερού στο 70-80% περίπου της ακτίνας εκτόξευσης που ποικίλει από 30-80 m. Ανάμεσα στους δύο αυτούς τύπους υπάρχει μια κατηγορία εκτοξευτήρων μέσης πίεσης περιστροφικού τύπου βραδείας περιστροφής, με ένα ή δύο ακροφύσια, που λειτουργούν με πιέσεις από 1,5 - 3atm και έχουν παροχές από 0,5 - 5m3/hr. Η κατανομή του νερού που εξασφαλίζουν είναι κατά κανόνα τριγωνική με το μεγαλύτερο ύψος στη θέση του εκτοξευτήρα. Οι εκτοξευτήρες αυτοί αποτελούν τον κύριο τύπο που χρησιμοποιείται στα δίκτυα καταιονισμού που αποσκοπούν στην ομοιόμορφη άρδευση όλης της επιφάνειας των χωραφιών. Οι εκτοξευτήρες τοποθετούνται πάνω από την επιφάνεια του εδάφους, σε ύψος που διαμορφώνεται ανάλογα με το αντίστοιχο ύψος της καλλιέργειας, με τη βοήθεια σωλήνων ανύψωσης. Το μήκος των σωλήνων αυτών ποικίλει κατά περίπτωση από 0,2 - 2,5m.
Ανάλογα με τον τρόπο εγκατάστασης και λειτουργίας, τα συστήματα καταιονισμού διακρίνονται σε μόνιμα, ημιμόνιμα και μεταφερόμενα. Στα μόνιμα συστήματα οι αγωγοί εφαρμογής και μεταφοράς τοποθετούνται σε μόνιμες θέσεις και είναι κατά κανόνα υπόγειοι. Επίσης σταθερή είναι η θέση των εκτοξευτήρων. Τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούνται για άρδευση καλλιεργειών μεγάλης αξίας και χορτοταπήτων, γιατί η δαπάνη εγκατάστασής τους είναι μεγάλη. Στα ημιμόνιμα συστήματα οι αγωγοί εφαρμογής είναι μεταφερόμενοι ενώ οι αγωγοί μεταφοράς είναι μόνιμοι και, συνήθως, υπόγειοι. Τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούνται κυρίως για την άρδευση οπωρώνων. Στα μεταφερόμενα συστήματα όλα τα τμήματα είναι κινητά, μπορεί δε να μεταφέρονται από χωράφι σε χωράφι και από θέση σε θέση μέσα στο ίδιο χωράφι. Τα συστήματα αυτά είναι πολύ διαδομένα και χρησιμοποιούνται για άρδευση πολλών ετήσιων καλλιεργειών και της μηδικής.
Η συναρμολόγηση των σωλήνων του δικτύου μεταφοράς και εφαρμογής στα μεταφερόμενα συστήματα και του δικτύου εφαρμογής στα ημιμόνιμα συστήματα γίνεται με τη βοήθεια ταχυσυνδέσμων. Οι ταχυσύνδεσμοι πρέπει να είναι κατασκευασμένοι έτσι που να εξασφαλίζουν γρήγορη σύνδεση των αγωγών, να είναι αρκετά ελαστικοί ώστε να επιτρέπουν την προσαρμογή των αγωγών στις συνηθισμένες ανωμαλίες του χωραφιού και να εξασφαλίζουν επαρκή στεγανότητα. Πέρα από τα παραπάνω, στα δίκτυα χρησιμοποιείται και πλήθος άλλων εξαρτημάτων όπως βαλβίδες, διακόπτες, ρυθμιστές πίεσης, μετρητές παροχής κ.α., που είναι απαραίτητα για τη σωστή λειτουργία τους. Όπως συμβαίνει και στις επιφανειακές μεθόδους, η αποδοτικότητα εφαρμογής του νερού, με τη μέθοδο του καταιονισμού, δεν μπορεί να φτάσει το 100%. Το πόσο μεγάλη θα είναι εξαρτάται από τη διάταξη, τον τύπο του εκτοξευτήρα, το ρυθμό εφαρμογής και την ταχύτητα του ανέμου, είναι δε φυσικό να είναι άμεσα συνδεδεμένη με την ομοιομορφία κατανομής του νερού πάνω στο έδαφος.
