Sistemi di irrigazione

Obiettivi dell’irrigazione

• Correzione deficit idrico

• adattamento dell’ambiente alle esigenze delle colture– coltivazione colture esotiche

• Riduzione della dipendenza delle produzioni dalla variabilità climatica

• modifica caratteristiche microclimatiche

Irrigazione umettante

• normale

• di soccorso– per superare fasi critiche

– tempestiva

– bassi investimenti

– alti costi di esercizio

• ausiliaria– per favorire lo svolgimento regolare delle prime fasi

post semina/post trapianto

Irrigazioni con fini particolari

• Fertirrigazione

• Irrigazioni liscivianti

• Irrigazione climatizzante– fontanili, marcite, antibrina, risaie, climatizzante in

estate

• Irrigazione antiparassitaria– es.: fillossera, neanidi di I età

• Irrigazione sussidiaria– per favorire le lavorazioni (tempera) o il diserbo

chimico

Sistemi di irrigazione

• Sistema: modalità di distribuzione dell’acqua sul terreno

• Metodo: caratterizza, all’interno del sistema, la sistemazione dell’appezzamento irriguo o la tecnica di distribuzione dell’acqua

• Criteri di scelta– giacitura

– quantità e qualità dell’acqua disponibile

– colture

– costi

(a gravità)

Landi, 1999

Scorrimento• Per la durata dell’adacquamento l’acqua scorre in un

sottile velo liquido su tutta la superficie da irrigare e si infiltra

• Elementi tecnici– dimensionamento Corpo d’acqua in relazione

all’infiltrazione

– dimensionamento della forma e dimensione della parcella irrigua in relazione a C e I

• per tentativi, in base all’esperienza

• campi corti: minor consumo d’acqua, basso C

• alto C: meglio campi larghi che lunghi

• meglio alto C e campi piccoli (terreni con alto I)

– Necessaria una certa pendenza

– Parte alta: ADACQUATRICE; parte bassa: COLATORE

Metodi irrigui per scorrimento

• Ala– semplice

– doppia

– Fossatelli orizzontali

• Campoletto

• Spianata

Scorrimento

• Ala semplice a fossatelli orizzontali– prati e pascoli montani

– pendenza elevata, fossettia fondo cieco

– adacquatrice e colatore lungo curve di livello

– forma dei campi irregolare• distanza tra i fossi variabile con la pendenza

– pericolo di erosione: solo su cotiche erbose

Adacquatrice Colatore

Scorrimento• Ala doppia

– Marcite lombarde• utilizzate in passato per depurare le acque calde e

luride attraverso i cosiddetti “prati marcitoi”di graminacee che cosìì crescevano anche durante l’inverno

• adacquatrice disposta sulla sommità di due ali – ali 8-14 x 70-80 m, pendenza 0,1-0,4%

• Marcite a zig-zag: settori superiori ricevono più acqua di quelli sottostanti

• Marcite a ripiglio: adacquatrice trasversale rimpingua l’acqua derivante dalle colatrici (+ regolare)

• Volumi invernali 400000 m3 ha-1 (30-40 L s-1 ha-1)

Landi, fig. 14.13 pag. 42Agronomia e ambienteEDAGRICOLE 1999

Scorrimento• Campoletto

– campi rettangolari• lato lungo su max pendenza in pianura (0,3-1%)• irrigazione cessa quando lo scorrimento interessa

2/3 del campo: parte bassa è detta coda• sistemazione

– Italia settentrionale• Prati polifiti• Elevati Corpi d’acqua (150-300 L s-1)• Campi di 0,5-1 ha

– Italia meridionale• Corpi d’acqua 50 L s-1

• Campi più piccoli (8-10 x 80-100 m)

Scorrimento• Campoletto

– sistemazione critica– manutenzione e realizzazione costosa– solo su terreni permeabili: non permette un

buon drenaggio nei mesi piovosi

AA

A

C

Scorrimento• Spianata

– rispetto al campoletto• lunghezza minore • larghezza maggiore• sezione piatta• generalmente senza adacquatrici laterali, talvolta

provvisorie• si sospende l’irrigazione a 4/5-5/6 dello scorrimento

– Semplice da realizzare– C > 50 L s-1

– utilizzata per foraggere (erba medica)– suoli di medio impasto permeabili– pendenza uniforme– senza problemi di ristagno

Da Landi, 1999

Scorrimento

• applicabile con pendenze varie• ottimo per le marcite• erosione e dilavamento

• costi di sistemazione e manutenzione

• elevati corpi d’acqua

• preparazione tecnica acquaioli

• percolazione, bassa efficienza

Sommersione

• Permanente

• Periodica– Antiparassitaria

– Ammendante (colmata)

• Metodi– a scomparti (risaia)

– rasole o aiole

– conche

Sommersione• A scomparti (risaia)

– scomparti (camere) piani delimitati da arginellidi forma regolare

• indipendenti: quote uguali • dipendenti:quote diverse

– dimensioni variabili da are a ha• pendenza• moto ondoso (vento)• corpo d’acqua• tipo di terreno

– alimentazione continua• adacquatore a monte• eventuale caldana

Sommersione• A rasole o aiole

– regioni caldo-aride– semplice realizzazione

• dimensioni da are a m2

– C = 30 L s-1 per aiole di 100 m2

– tipo di terreno– coltura

– funzionamento• rottura ciglio dell’adacquatrice• sommersione temporanea• ripristino ciglio

– non applicabile su prati e terreni pesanti• incompatibile con il drenaggio• richiederebbe la rottura del prato

– solo su orticole e sarchiate

Landi, fig. 14.10 pag. 41Agronomia e ambienteEDAGRICOLE 1999

Sommersione• A conche

– solco circolare alla base del tronco degli alberi– Agrumenti del meridione d’Italia– semplice realizzazione– piante arboree

Landi, fig. 14.11 pag. 41Agronomia e ambienteEDAGRICOLE 1999

Sommersione

• consumo idrico elevato

• alto C per superare I

• compattamento del suolo

• crosta superficiale

• dilavamento

• asfissia radicale

• costi elevati per realizzazione e manutenzione

• critica la sommersione permanente su suoli troppo permeabili e quella temporanea su suoli troppo impermeabili

Subirrigazione

• Tubi interrati a pressione

• scarsissima diffusione

• ostruzioni tubi da parte delle radici

Infiltrazione• Acqua presente solo in solchetti da cui non

deborda ma si muove per capillarità tra un solco e l’altro

• Ortive e colture da rinnovo a file sarchiate, frutteti

• richiede sistemazioni non particolarmente accurate

• corpi d’acqua inferiori alla sommersione

• in passato ha rappresentato il sistema più diffuso al meridione

Infiltrazione• Dimensionamento in base all’esperienza

– distanza tra solchi 0,6-1,5 m– lunghezza

• tipo di terreno (+ lunghi in suoli argillosi)• pendenza (+ corti in piano)• C (+ lunghi con C elevati)

– forma• rettilinea • a zig zag

– volumi di adacquamento• durata per portata• tempi di irrigazione da definire con precisione

– percolazione aumenta con portate troppo basse– fondo del solco liscio– sifoni per regolarizzare la portata (si dimensiona il

diametro)

Infiltrazione• Vantaggi

– C anche bassi 2-3 L s-1

– anche acque torbide e fredde– no crosta– no asfissia o compattamento– non si bagnano le piante

• Svantaggi– bassa efficienza per percolazione (0,5-0,6)– Durata eccessiva– pendenza uniforme– manodopera– no con acque salse

• max concentrazione di sale al centro tra i due solchi• piante mai al centro dei solchi

Aspersione

• Vantaggi– non servono sistemazioni particolari– poche tare– facile meccanizzazione– bene su suoli molto permeabili– acqua si scalda e si ossigena– ottima per irrigazione ausiliaria, di soccorso,

climatizzante, antiparassitaria– alta efficienza (0,8-0,9)– agevole controllo portata e consumi– ridotto impiego di manodopera (impianti fissi)– portate anche basse

Aspersione

• Svantaggi– costo investimento– perdite per evaporazione– distribuzione sensibile al vento– favorisce piante infestanti– crosta per azione battente su suoli pesanti– bagna la coltura (scegliere il momento di intervento in

modo da non danneggiare l’impollinazione)– necessaria pressione sufficiente– non adatta per acque anomale (luride, torbide o saline)

Aspersione

• Impianti– gruppo motore pompa

• se la pressione alla bocchetta non è sufficiente

– condotte in pressione• fisse o mobili o miste

– fisse: alti costi di impianto e bassi costi di esercizio– mobili: alti costi di esercizio– miste: fisse solo durante la stagione

– irrigatori

Aspersione• Impianti

– Irrigatori• portata in relazione a

– azione battente– infiltrazione (no ruscellamento o ristagno)

• statici – vivai, giardini– piccoli ugelli– bassa pressione < 1 bar– alta intensità– soggetti a otturazioni

• rotativi– condotto di lancio inclinato di 35°– ugelli di diametro variabile– rompigetto– meccanismo di rotazione

Aspersione• Impianti

• irrigatori rotativi– Gittata (raggio) 10-70 m (20-40)­ pressione - vento­ angolo - azione battente­ larghezza campi - diametro ugello– Q = portata (0,5-70 L s-1)­ C/Q = n. irrigatori– Pressione di esercizio (bar)­ bassa 1-3­ alta > 5 bar– Intensità di pioggia (mm h-1)­ lentissima < 3 mm h-1 (clilmatizzante)­ alta > 10-15 mm h-1

­ dipende da: * pressione, disposizione spaziale, settorizzazione* infiltrazione, stabilità di struttura

- tessitura: argille < 5 mm h-1

Aspersione• Impianti

• irrigatori rotativi– Uniformità di distribuzione- più acqua verso il centro, irregolare con il vento- più importante su suoli sciolti e superficiali– Disposizione

» in triangolo equilatero o in quadrato» in assenza di vento distanza tra irrigatori L = 1,4 R = 1,4 G» con vento distanza = 1,0-1,2 R = 1,0-1,2 G- con U2>9 km h-1 L = 1G- ali perpendicolari alla direzione del vento dominante

GDisposizione in quadrato(2G)2 = 2L2; L = 2G/20,5 = 1,41GA = L2 = 2G2

A = area irrigata (senza tener conto delle sovrapposizioni)G = gittata = raggioL = lato del quadrato

L

1,5G

Disposizione a triangolo equilateroL/2 = Gcos(30°); L =2Gcos(30) = 1,73G = 30,5 GA = (1,73G*1,5G)/2 = 2,6 G2

A = area irrigata (due triangoli)senza tener conto delle sovrapposizioniG = gittata = raggioL = lato del triangolo

Aspersione• Impianti

• Irrigatori semoventi con bobina– elevata flessibilità d’impiego– portata variabile (autocompensanti)– intensità di pioggia 20 mm h-1 (con traliccio va meglio)– alta pressione 5-10 bar (consumi energetici)– ribaltamento carrello– sensibilità al vento (G) - con traliccio va meglio– manodopera per spostamenti e per manutenzione– max 400 m lunghezza x 100 m largh. = 4 ha per postazione

» B = banda f(vento):- U2 <20 km h-1; B = 1,6G; - U2 = 20-30 km h-1; B = 1,4G

– 1 macchina copre sino a 25-30 ha– Oscilazione irrigatore 220-230°– Q = 10-30 L s-1 = 3,6-10,8 m3 h-1

– Velocità di arretramento (m h-1) = f( Vol adacq., Q, B)– 1000 Q/(VB) = 1000 m3h-1mm-1m-1 = m h-1

Aspersione• Impianti meccanizzati

– Ali mobili» ali piovane trainate» ali rotolanti

– Ali imperniate o pivot, rainger e impianti a boma» 3-500 m di lunghezza» h 3-5 m da terra» semoventi» area sino a oltre 100 ha

– unico impianto per grandi superfici - aziende grandi– buona intensità di pioggia, ottima regolarità - campi circolari (pivot)– turno breve (1 giro in 3 giorni) - C elevato– costo ha-1 basso - manutenzione– adattabile a zone collinari - ostacoli (siepi, tralicci..)– aassenza tare

Landi, fig. 14.23 e fig. 14.24 pag. 435Agronomia e ambienteEDAGRICOLE 1999

Landi, tab. 14.14 pag. 415Agronomia e ambiente EDAGRICOLE 1999

Irrigazione localizzata

• Caratteristiche positive– si bagna solo una frazione del terreno: meno E e

meno infestanti– elevata efficienza (0,9)

• assenza di perdite per RO e ridotta E– debole portata (bassi C) e bassa pressione (energia)– coltura sempre ben rifornita d’acqua– assenza di crosta e compattamento– bassa richiesta di manodopera– impianti leggeri e fissi, facilmente automatizzabili– vegetazione asciutta, vento non crea problemi– bassa T e salinità dell’acqua non crea particolari

problemi

Irrigazione localizzata

• Caratteristiche negative– costo di impianto per ha relativamente elevato– non adatto ad acque dure o torbide– necessaria compensazione carico in collina– manutenzione onerosa

• forature e sensibilità al sole– condotte sono di intralcio alla movimentazione dei

mezzi meccanici– apparato radicale delle colture poco espanso, più

precario rispetto all’irrigazione generalizzata– possibile asfissia in terreni molto pesanti– da associare a concimazione localizzata

Irrigazione localizzata

• Componenti– 1. Punto di alimentazione (acqua in pressione)

– 2. Unità di controllo (regolatore pressione e filtro)

– 3. Condotti di adduzione dal punto di alimentazione alle ali gocciolanti

– Ali gocciolanti (PE bassa densità)• manichette forate• tubi porosi• gocciolatori

Irrigazione localizzata

• Gocciolatori– Portata Q in L h-1 da <4 a >10 L h-1

– Diametro orifizio 0,8-1,5 mm

– Pressione 0,2-1,5 bar

– classificati in base al principio su cui si basa la perdita di carico (moto laminare o turbolento)

Irrigazione localizzata• Gocciolatori

– Lungo percorso (microtubi e labirinto)• moto laminare• occlusioni (meno nel labirinto), ali corte

– A orifizio o a vortice (6-15 L h-1)• bassa pressione• orifizi piccoli (si otturano)

– Tubi forati o manichette forate• senza gocciolatori• fori diametro 1 mm (150-200 L h-1 m-1)• no occlusioni• disformità• colture pacciamate

– Tubi a doppia parete• setto per far uscire acqua dai fori senza zampillo

– Tubi porosi• sensibili all’occlusione• subirrigazione delle superfici tecniche

Irrigazione localizzata• Elementi tecnici

– distanza tra i gocciolatori (80-160 cm)• tipo di terreno (basso nei terreni sciolti)• (+) profondità apparato radicale• (-) salinità dell’acqua • arboree

– 50 cm dal tronco– 2500-5000 m ha-1 file a 4-2 m di distanza

• erbacee– costi elevati– migliaia di m e gocciolatori ha-1

– file binate

– Turno• breve, portata quasi continua

Irrigazione localizzata• Esempio

– fabbisogno 6 mm d-1

– gocciolatori 2 L h-1

– 7000 gocciolatori ha-1

– 14 m3 ha-1 h-1 = 1,4 mm h-1

– D = 6/1,4 = 4,3 h = 4 h 20’– C = L h-1 ha-1 (3600 s)-1 = 14000/3600 = 3,9 L s-1

Conseguenze della trasformazione irrigua

• Impatto ambientale– non comparabile con le precipitazioni

• acqua irrigua contiene sali, pioggia praticamente no– alterazione del complesso di scambio

– alterazione della permeabilità

– alterazione della struttura, anche per azione meccanica

• precipitazioni interessano tutto il territorio, irrigazione solo una parte