Разработка системы орошения на приусадебном участке в рамках проекта «Умный дом»

В статье представлена разработка организации капельного орошения кустов винограда на приусадебном участке, приведены расчеты стоимости проекта.

Ключевые слова: умные технологии, капельное орошение, автоматический полив, экономическое обоснование проекта.

Сегодня все чаще мы употребляем слова: умные технологии, умные вещи, умный дом. Умный дом — это комплексная система автоматизации управления различными устройствами, в том числе и на приусадебном участке. Умные технологии повышают уровень комфорта и безопасности человека, обеспечивают экономию ресурсов, в том числе и воды [1, 2]. Чтобы добиться хорошего урожая необходимо обеспечить полив растений с учетом оросительной нормы. Определить величину оросительной нормы нетто в конкретном году можно с помощью уравнения:

, (1)

где, — оросительная норма, м /га;

– количество влаги, полученное за счет орошения, ;

– «индекс сухости» в естественных условиях.

Расход воды на формирование 100 кг урожая принято называть коэффициентом водопотребления. Орошение положительно влияет на экологические факторы, которые определяют рост и развитие винограда. Для формирования 100 кг урожая виноградному растению в условиях Волгоградской области потребуется: 20–30 м ^3. Один из вариантов полива — использование капельного орошения, полив винограда капельными трубками, которые можно разместить в закрытом грунте или на поверхности, прикрепив к лозе. Целью исследования является разработка автоматической схемы полива винограда, размещенного на расстоянии 1 м друг от друга в проекте «Умный дом». В ходе исследования был подготовлен проект капельного орошения приусадебного участка (рис. 1) [3,4,5].

К скважине подключается насосная станция, которая подает воду в емкость объемом 1000 л (объем емкости был выбран из расчета: сделано 20 гребней по 10 м вдоль которых проходит лента с шагом 30 см, водовыход каждого отверстия ленты 1 л/сутки), насос будет поддерживать нужное давление в системе, как только откроется кран — давление упадет, и насос автоматически включится, начиная подавать воду в емкость. Когда кран закроется, то давление подачи воды повысится, насос автоматически отключится. В связи с этим, установка емкости на высоту 1,5–3 м не требуется. В бак врезают переходник, на который накручен шаровый кран диаметром 32 мм. После крана устанавливается дисковый фильтр тонкой очистки для предотвращения засорения линий капельного полива. После фильтра устанавливается контроллер, отвечающий за автоматический полив — это может быть электромагнитный клапан, облаченный в герметичный корпус с электронным таймером. Благодаря его настройкам можно установить необходимую периодичность полива растений, не только на один день, но и на целый поливочный сезон. Такой способ можно отнести к системе «Умный дом», которая благодаря специальным датчикам с чувствительным элементом анализирует данные о влажности, температуре, влажности, осуществляет полив [2]. Учитываются все нюансы полива: температура воды, влажность воздуха, влажность почвы, время выключения. Система полива запускается в четко указанное время дня или ночи. Следующий этап — установка магистральных труб, которыми могут послужить полиэтиленовые поливочные трубы. Их стыкуют к системе подачи воды разъемными соединениями. Используется полиэтиленовая труба диаметром 32 мм, которая с помощью фитингов прокладывается в нужных направлениях. В качестве фитингов используют соединительные муфты, углы, тройники. В трубе проделываются отверстия диаметром 14 мм, к которым прикрепляется капельная лента на расстоянии 1 метра друг от друга. Капельная лента соединяется с магистральной трубой с помощью старт-конектора благодаря уплотнительной прокладки с одной из сторон. Капельная лента используется с шагом 30 см и прокладывается отверстиями вверх, откуда происходит орошение земли. На конце каждой ленты крепится заглушка, не позволяющая течь воде за пределы ленты. При необходимости можно заглушить магистральную трубу по такому же принципу [4,5]. В случае деформации капельной ленты используется ремонтный фитинг.

В рамках исследования был произведен расчет стоимости необходимых материалов и работ по установке системы автоматического полива (табл. 1) Выбор системы полива в данном проекте определяется тем, что способствует исчезновению болезней растений, которые распространяются за счет наличия большой влажности или ее отсутствия, что ведет к увеличению урожая в 1, 5 раза. Автоматизация процесса ведет к уменьшению времени работы на участке, данные с датчиков поступают на компьютер или смартфон, и в удаленном доступе можно оценивать ситуацию для принятия решения. Умные технологии обеспечивают комфортную жизнь человека после трудового дня [2].

Таблица 1

Стоимость проекта по капельному поливу

Литература:

1. Green Technologies: The Basis for Integration and Clustering of Subjects at the Regional Level of Economy / V. V. Melikhov, A. A. Novikov, L. N. Medvedeva, O. P. Komarova // Integration and Clustering for Sustainable Economic Growth. — Springer International Publishing AG. 2017. P. 365–382.
2. Конвергентная платформа smart agriculture и применение цифровых информационных технологий в агробизнесе / Гурина И. В., Медведев А. В., Медведева Л. Н., Рогачев А. Ф. // Учет и статистика. 2019. № 3 (55). С. 74–84.
3. Худайев И., Фазлиев Ж., Шаропов Н. Капельное орошение — как водосберегающий способ орошения садов и виноградников / Школа науки. М.: Издательство «ИП Романов Александр Николаевич», 2019. № 4. С. 17–18.
4. Капельное орошение: практика применения. [Электронный ресурс]. — URL: https://webferma.com/rastenievodstvo/sistemi-orosheniya/kapelniy-poliv.html.
5. Руководство по проектированию и установке систем капельного полива. — [Электронный ресурс]. URL: https://hunter.ua/images/Documentation/Proectirovanie/kapelni-poliv.pdf.