Bewässerungsstrukturen und Wassermanagement im Grundbesitz

Bewässerungsstrukturen im Grundbesitz

Bewässerungsstrukturen im Grundbesitz: Effizientes Wassermanagement wird nur mit ausreichender Infrastruktur erreicht, um die Wasserbewegungen zu steuern und in einigen Fällen zu messen. Das erste Problem, das dem Landwirt auffällt, ist, wie man Wasser zu seinem Eigentum (q) bringt und erhält. Strukturen werden mehrmals genannt: sie sind permanent oder tragbar bzw. vorübergehend.

Diversions- und Wassertransportsysteme

Diversionsstrukturen und Wassertransport stehen an der Spitze eines Kanals oder eines Flusses, wo die Kanäle in Haupt- und Bypass-Kanäle bzw. Verteilungs- und Zulaufkanäle eingeteilt werden. Wenn das landwirtschaftliche Anwesen von einem Hauptkanal oder einem Torrahmen abgeleitet ist, wird das Wasser über Dämme oder Bars abgeleitet, die dazu dienen, das Wasserniveau anzuheben.

Arten von Dämmen: Es gibt Dämme aus Metall, Holz oder Erde, die in leicht sandigem Boden platziert werden können. Ein einfacher Damm (Hügel) ist kostengünstig; er kann als Probenart dienen und einen Ablaufschlauch aufnehmen, um einen Teil des Stroms abzuleiten.

Bei Reihenkulturen werden Felder durch Schleusen oder holzgefertigte Kästen abgedeckt, um das Wasser zu lenken. Solche Kästen oder Derivate erlauben dem Wasser, über eine Seitenansicht in einen Kanal zu fließen. Ein Stirnfluss (head-flow) entlang eines Berms oder Grabens trennt die Lücken, in denen die Zeilen verteilt sind.

Wasserführung auf dem Gelände

Wasserführung im Gelände erfolgt durch Kanäle oder Rohre. Am häufigsten sind ausgehobene Kanäle, weil sie oft noch keine Beschichtung haben; sie sind bekannt für ihre landschafts- und kostengünstigen Vorteile. Nachteile sind leichte Versickerung, geringe Fließgeschwindigkeit und stärkere Unkrautentwicklung.

Brücken, Viadukte und Tunnel

Brücken und Viadukte werden verwendet, wenn Kanäle erhöht geführt werden müssen, um Depressionen oder Senken zu überwinden; hierbei kommen oft Holzbohlen, Wellblech oder Betonplatten zum Einsatz. Tunnel erlauben es, die Länge eines Kanals zu verkürzen, wenn dieser durch Berge oder Hügel führen muss.

Siphons und Düker

Bei Straßen- oder Kanalquerungen, die sich nur schwer verändern lassen, werden invertierte Siphons oder Düker eingesetzt; diese Systeme arbeiten unter Druck und ermöglichen das sichere Überqueren von Hindernissen.

Strukturen und Geräte zur Messung von Wasserständen

Mit zunehmender Bevölkerung, intensiver Landwirtschaft und steigender Nachfrage ist die weltweite Wassermessung wichtig geworden. Maßeinheiten sind eine bestimmte Menge an Wasser und andere Flussgrößen (q), die in Litern oder Kubikmetern ausgedrückt werden.

Messgeräte: Standardlösungen für offene Kanäle umfassen Wehre, Parshall-Rinnen und andere Kerben. Parshall-Rinnen werden ohne Hals gebaut und sind nur sehr wirtschaftlich, wenn Gefälle und Größenordnung passen. Fast jede Form kann eingeschränkt und als Zähler verwendet werden, sobald sie kalibriert ist; Formeln zur Berechnung werden dabei angewandt.

Wehre (Kerben) und ihre Typen

Wehre (Kerben) sind eine der ältesten und einfachsten Methoden, den Durchfluss in Kanälen zu messen. Es gibt drei wichtige Arten:

• Rechteckige Kerbe: Rechteckige Einschnitte, deren Größe je nach gemessenem Durchfluss variieren können. Im unteren Teil sollte ein ausreichend breites und tiefes Reservoir vorhanden sein. Die Achse der Box sollte in Richtung der Strömung ausgerichtet sein.
• Trapez- oder Cipolletti-Kerbe: Die Cipolletti-Kerbe folgt ähnlichen Regeln wie die rechteckige Kerbe; sie ist für die Genauigkeit und die effektive Länge günstig.
• Dreieckige (V-förmige) Kerbe: V-kerben haben den Vorteil, besonders präzise messen zu können.

Auswahl der Kerbe: In der Regel sind die rechteckigen und die dreieckigen Kerben die wirksamsten, abhängig von den Einsatzbedingungen und der Genauigkeitsanforderung.

Furche (Rinnen) und Melgar-Bewässerung

Furche (Rinnen) Bewässerung: Diese Methode benetzt nur die Wurzelebene durch Eindringen von Wasser; die Rinnen werden durch das Vordringen der Feuchtigkeit angefeuchtet. Zähler zur Verbesserung des Ausgleichs in den Rinnen funktionieren nur, wenn sie speziell auf die Reihenkulturen zugeschnitten sind. Rinnenanbauarbeiten werden für verschiedene Bodentypen angepasst.

Form, Abmessungen und Abstand der Rinnen hängen von der Anbaumethode und der Bodenart ab; die Trennung der Rinnen richtet sich nach der Kulturart.

Länge der Rinnen: Um Verluste durch Versickerung zu verringern, gibt es zwei Möglichkeiten: die Fließfähigkeit zu erhöhen oder die Länge der Rinnen zu reduzieren. Die Wahl der Größe und Länge erfolgt nach unterschiedlichen Bereichen der technischen Analyse.

Rinnen-Designs und Melgar

Rinnen-Designs werden je nach Bodenbeschaffenheit festgelegt. Sie können in drei Bereiche getestet werden; Tabellen und Grafiken sowie empirische Gleichungen helfen bei der Auslegung.

Melgar-Bewässerung ist eine Methode, bei der Wasser in dünnen Schichten über die Oberfläche fließt und so das Gelände benetzt. Dazu wird das Feld in Streifen unterteilt, die durch Leisten begrenzt werden.

Bedingungen für Melgar: Diese Installationsmethode eignet sich bei dichter Aussaat oder bei „Broadcast“-Aussaat von Getreide und Futter; das Gelände sollte relativ flach und mit guter Durchlässigkeit für die gewünschte Verteilung des Wassers sein. Die Breite des Melgar (Längskanten) hängt ab von Topographie, Querneigung zur Strömungsrichtung, verfügbarem Wasserdurchfluss und der Arbeitsbreite landwirtschaftlicher Geräte.

Dauer und hydraulische Eignung: Die Melgar-Bewässerung ist hydraulisch besser geeignet für Oberflächenbewässerung; die Wirksamkeit hängt von Bodenbeschaffenheit, Gefälle und dem Abflussverhalten ab. Beim Design sind Länge, Breite und Gefälle unter Berücksichtigung der Häufigkeit der Bewässerung zu bestimmen.

Sprinklerbewässerung

Sprinklerbewässerung ähnelt einem feinen Nebel und wird heute vielfach mechanisiert angewendet. Diese Installationsmethode eignet sich für unregelmäßiges Gelände, unterschiedliche Böden, flache Flächen und auch für Böden mit hoher Infiltrationsrate. Voraussetzung ist, dass Wasser günstig verfügbar ist.

Nachteile: Hohe Investitionskosten; Wind kann die Verteilung verfälschen.

Hauptkomponenten: Sprinklerkopf, Wasserpumpe (Motobomba), Rohrleitungen, Sprinkler und Zubehör. Die Pumpe liefert das Wasser an die Sprinkler über Rohrleitungen; die Rohrleitungen führen das Wasser von der Pumpe zu den Sprinklern.

Druckklassen der Sprinkler (typisch):

• Niederdrucksprinkler: ca. 1–2 atm
• Mitteldrucksprayer: ca. 2–4 atm
• Hochdrucksprayer: ca. 4–7 atm

Tröpfchenbewässerung (Tropfbewässerung)

Tröpfchenbewässerung ist die gezielte Bewässerung der Bodenoberfläche, bei der Wasser direkt an die Wurzelzone abgegeben wird. Die Seitenleitungen (Laterals) sind in der Regel 12 bis 32 mm im Durchmesser. Distributions- bzw. seitliche Linien verbinden sich mit der Hauptleitung; Flügelleitungen sind mit den Verteilungsleitungen verbunden.

Control Head (Steuerkopf) befindet sich normalerweise neben der Wasserquelle und enthält die Elemente zur zentralen Steuerung.

Komponenten eines typischen Steuerkopfs eines Tröpfchenbewässerungssystems

• Ventilanschluss an das Wassernetz
• Durchflusszähler (V-Verdränger-Meter oder anderer Typ)
• Ein- bzw. Auslassventile
• Düngertank und Düngerinjektor (Fertigationseinheit)
• Vakuumventil und Differenzdruckmanometer
• Hauptdruckregelung
• Hauptfilter in der Wasserleitung
• Dünger-Auswahlventile und Spülventil

Diese Komponenten sorgen für eine zuverlässige Dosierung und Verteilung von Wasser und Nährstoffen im Tröpfchenbewässerungssystem.