Efficiënt watergebruik: een uniforme beregening

Het waterverbruik van een tuinbouwbedrijf wordt bepaald door het gebruik van het beregeningssysteem. Van zowel teler als installateur wordt een kennis vereist rond afgifte en waterverdeling van het irrigatiesysteem. Zowel sproeier als sproeierafstanden zijn in dit opzicht van belang. In dit project hebben we getracht we richtlijnen en instructies op te stellen rond optimaal en efficiënt gebruik van de beregeningsinstallatie. Een doordachte beregeningsstrategie is van belang voor de waterhuishouding van ons milieu.

Sproeierprofiel: basis van een gelijkmatige waterverdeling

In de spuittechniek wordt veel aandacht geschonken aan een gelijke verdeling van de spuitvloeistof. Zowel voor de veldspuit in de vollegrond als voor de spuitmast in de serre is overlapping van groot belang voor een gelijkmatige verdeling van de actieve stof over het gewas of de grond.
Ook in de beregeningstechniek is een gelijke verdeling van het water belangrijk. Naast de milieuredenen is het bekomen van een uniform gewas een voorname reden.
Nu is het wel zo dat de sproeiers die worden gebruikt voor de beregening wel sterk verschillend zijn van deze van de spuittechniek. Zodat een gewone overlapping wat gebruikelijk is in de spuittechniek niet zomaar leidt tot een uniforme waterverdeling in de beregeningstechniek.
Het neerslagprofiel van een sproeier, ook wel sproeierpatroon genoemd, is een belangrijk gegeven voor de ontwerper van een beregeningsinstallatie. Dit profiel kan sterk variëren en is bepalend voor de mogelijkheden die aan de ontwerper worden gegeven om te komen tot een installatie met een uniforme (gelijke) waterverdeling. Elk sproeiertype geeft een ander neerslagpatroon. Zelfs binnen een zelfde type van sproeier kan het neerslagpatroon sterk wijzigen door gebruik van andere sproeimonden, rotors (swivel), of tussenstukken. In figuur 1 zien we het neerslagpatroon van enkele sproeiers.

Figuur 1: Neerslagprofielen van serresproeiers.

Het profiel van een zelfde sproeier op zijn beurt verandert door de druk en door de hoogte.
Een hogere druk zal bijna altijd leiden tot niet alleen een hogere waterafgifte maar vaak zien we ook een verhoogde waterafgifte rond de sproeiers. Dit komt doordat een verhoogde druk aanleiding geeft tot meer kleine druppels die niet ver reiken. Deze zijn ook meer windgevoelig en bijgevolg zal de wind een grotere invloed hebben op de waterverdeling.

Figuur 2: Neerslagpatroon van een zelfde sproeier bij verschillende drukken.	Figuur 3: Invloed van de hoogte op sproeipatroon.

Vandaag de dag worden de serres alsmaar hoger. Het effect van een beregeningslijn die 1 – 2 m hoger komt te liggen is niet altijd hetzelfde. Vaak zien we dat het profiel licht wordt gewijzigd. (zie figuur 3)

Kengetallen

Om nu een installatie te kunnen beoordelen zijn kengetallen noodzakelijk. De kengetallen zeggen iets over de eigenschappen en mogelijkheden van de installatie. Het oordeelkundige gebruik zal verbeteren wanneer we deze getallen kunnen hanteren.

Neerslag.

De gemiddelde neerslag is een eerste kengetal waar we als tuinder mee werken. Het is een gegeven dat bepaalt hoelang een beregeningsbeurt mag duren om een neerslag van bijvoorbeeld 10 mm te geven. Een installatie van 25 mm/u ten opzicht van eentje van 150 mm/u is een hemels breed verschil in gebruik. Als een tuinder overschakelt van de klassieke steeldop-sproeier naar een roterende sproeier zal dit een grondige aanpassing vragen van de manier werken met zijn installatie. Een veel gemaakte fout is dat waar we met een steeldopberegening vlug te veel water aan ’t geven zijn we met een installatie van 20-30mm/u snel te weinig water geven. Vooral op die plaatsen waar de neerslag het kleinst is.
Om nu een idee te vormen van deze droge plaatsen en de waterverdeling van de installatie bestaan andere kengetallen.

Uniformiteit

DU, Distributie Uniformiteit, is zo een kengetal. Dit is een gemakkelijk te berekenen kengetal dat de droogste plaatsen gaat vergelijken met de gemiddelde neerslag. De DU vindt vooral zijn toepassing bij teelten en teeltmethoden waar horizontaal watertransport tot een minimum is herleid. Dit wil zeggen dat de groei voornamelijk wordt bepaald door het beregeningswater dat van boven komt, voorbeeld sla, radijs of trayplanten van aardbeien. Het belang van het kengetal kan best worden aangetoond met onderstaande tabel 1.

Tabel 1: Betekenis van Distributie Uniformiteit (DU).

Bij een waterbehoefte van 15 mm en een installatie met een DU van 80 % en capaciteit van 30 mm/u gaan we 38 minuten moeten beregenen om op de droogste plaatsen toch deze 15 mm te kunnen geven. Dit betekent dat we 25% overberegenen.
Uit testen uitgevoerd door het Kempisch Vormingscentrum voor Land- en Tuinbouw durven we stellen dat een DU van 90 % haalbaar is.

Bepalen van de uniformiteit.

Met een neerslagpatroon (Single leg Profiel) kunnen we gaan simuleren op welke afstanden een hoge uniformiteit wordt bekomen. In tabel 2 wordt voor een aantal sproeiers bij een druk van 2 bar de uniformiteit en neerslagintensiteit weergegeven. Dit zijn theoretische waarden die praktisch kunnen worden nagegaan met een Matrix meting (“Full grid”) Op de foto zien we dergelijke meting van een praktijkopstelling in de landbouwhal op de Katholieke Hogeschool Kempen.

Foto 1: Opstelling van een matrix meting ("Full Grid").

Resultaten

In tabel 2 zijn de “ Full grid”-resultaten van een aantal interessante afstanden weergegeven. We stellen vast dat meestal een kleine tot soms grote toegeving moet worden gedaan op de waarden bekomen uit de theoretische simulaties. De verandering van de kengetallen wordt onder meer veroorzaakt door drukverschillen, de plaatsing van de sproeier op de regenleiding, terrein invloeden (zoals constructie en andere obstakels), windinvloed en constructie van de sproeier zelf.De resultaten zijn deze van binnen het beregeningsperceel. De zijkanten vragen steeds voor een aangepaste oplossing.

Tabel 2: Resultaten simulatie en matrix meting van enkele serresproeiers.

Besluit:

Water geven is een niet te onderschatten teelthandeling. Maar al te vaak zullen oogst of groeiresultaten afhangen van een oordeelkundig gebruik van de beregeningsinstallatie. Niet verwonderlijk dus dat de kwaliteitseisen gesteld aan de beregeningsinstallatie steeds hoger worden. Uniformiteit is de eerste vereiste die we moeten stellen. Vandaag de dag zijn mogelijkheden aanwezig om voor de eigenlijke constructie een idee te vormen over de waterverdeling van de installatie.