Συλλογικά Συστήματα Άρδευσης Ακριβείας – Διαχείρηση Αρδευτικού Νερού

Βελτιστοποίηση της διαχείρισης του αρδευτικού νερού με το σύστημα IRMA_SYS

Συντάκτες:

Χρήστος Μυριούνης, Αγρ. Τοπογράφος Μηχανικός, Γεωλόγος, MSc PhD, συν-ιδρυτής της ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Ι.Κ.Ε.

Αγγελική Νομικού, Τεχνολόγος Γεωπόνος, συνεργάτης έρευνας & ανάπτυξης της ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Ι.Κ.Ε.

Λέξεις κλειδιά: άρδευση, άγρο-μετεωρολογικός σταθμός, αισθητήρας υγρασίας εδάφους, υδρόμετρο, FAO, αραβόσιτος, καλαμπόκι, μηδική, τριφύλλι, βαμβάκι, ακτινίδιο, ελιά, εσπεριδοειδή, αμπέλι

Στην Ελλάδα σύμφωνα με την Aquastat (βάση δεδομένων για το νερό του Food Agriculture Organisation (FAO), η άρδευση είναι με διαφορά ο μεγαλύτερος χρήστης νερού, με ποσοστό που ξεπερνά το 70% του συνόλου. Στο πλαίσιο αυτό, η αποτελεσματική διαχείριση του νερού άρδευσης είναι ιδιαίτερα σημαντική μιας και μπορεί να οδηγήσει σε:

• δίκαιη διαχείριση του νερού ως φυσικού πόρου
• εξοικονόμηση νερού, ενέργειας, εργατικών και άλλων εισροών όπως λιπάσματα, φυτοπροστατευτικά προϊόντα κλπ.
• μείωση περιβαλλοντικών προβλημάτων όπως λειψυδρία, ερημοποίηση, νιτρορύπανση κλπ.
• βελτίωση της ποσότητας και της ποιότητας της αγροτικής παραγωγής
• βελτίωση της ανταγωνιστικότητας των αγροτικών προϊόντων που συνοδεύονται από τεκμηριωμένους ισχυρισμούς εφαρμογής καλών πρακτικών όσο αφορά το νερό

Για την υποστήριξη της αποτελεσματικότερης διαχείρισης του νερού άρδευσης, εκτός από τον απαιτούμενο εκσυγχρονισμό όσον αφορά τα συστήματα μεταφοράς, διανομής και εφαρμογής του νερού, ιδιαίτερη σημασία έχει η προσπάθεια για βέλτιστο προγραμματισμό των αρδεύσεων. Σε αυτή την κατεύθυνση, η λειτουργία συστημάτων υποστήριξης αποφάσεων με στόχο την άρδευση ακριβείας μπορεί να προσφέρει πολύτιμες υπηρεσίες.

Τα συστήματα αυτά μπορούν να διαχωριστούν σε δύο βασικές κατηγορίες: α) τα σημειακά, αυτά δηλαδή που καλύπτουν μεμονωμένες αγροτικές εκμεταλλεύσεις, απαιτώντας πολλές φορές την εγκατάσταση σε αυτές, ειδικών αισθητήρων μέτρησης διάφορων παραμέτρων που αφορούν τον καιρό, το έδαφος κλπ. και β) τα συλλογικά, αυτά δηλαδή που καλύπτουν μεγάλες περιοχές, αντλούν δεδομένα από περιορισμένο αριθμό αγρο-μετεωρολογικών σταθμών, παρέχοντας πληροφορίες για κάθε αγροτική εκμετάλλευση εντός της καλυπτόμενης περιοχής. Ακόμη στην εποχή μας είναι συχνή η αξιοποίηση από συστήματα και των δύο κατηγοριών που αναφέρθηκαν, δεδομένων τηλεπισκόπησης (κυρίως από δορυφόρους) αλλά και δεδομένων από υπηρεσίες μετεωρολογικών πληροφοριών.

Επικεντρώνοντας το ενδιαφέρον στα συλλογικά συστήματα, τα οποία συνήθως  εγκαθίσταται από οργανισμούς που σχετίζονται με τη διαχείριση συλλογικών δικτύων άρδευσης ή εταιρείες (συνεταιρισμούς κλπ.) που δραστηριοποιούνται στην καλλιέργεια μεγάλων εκτάσεων, αξίζει να αναφερθεί το πρωτοπόρο California Irrigation Management Information System (CIMIS ), το οποίο λειτουργεί από το 1982, καλύπτοντας το σύνολο των γεωργικών εκτάσεων στην Καλιφόρνια (ΗΠΑ).

Βέλτιστα αποτελέσματα με τον ελάχιστο δυνατό εξοπλισμό

Ένα παράδειγμα ενός τέτοιου συστήματος που λειτουργεί στην Ελλάδα, καλύπτοντας αθροιστικά έκταση 450.000 στρεμμάτων, είναι το IRMA_SYS. Το σύστημα είναι σχεδιασμένο έτσι ώστε να μπορεί να καλύψει μεγάλες περιοχές και να  προσαρμοστεί στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους. Χρησιμοποιεί παραμέτρους καιρού από έναν ελάχιστο αριθμό αγρο-μετεωρολογικών σταθμών, εγκατεστημένων σε επιλεγμένα σημεία κάθε περιοχής έτσι ώστε να καλύπτουν μικρο-κλιματικές διαφοροποιήσεις. Οι αγρο-μετεωρολογικοί σταθμοί τροφοδοτούν το σύστημα με δεδομένα θερμοκρασίας και σχετικής υγρασίας αέρα, έντασης ηλιακής ακτινοβολίας, ταχύτητας ανέμου και ύψους βροχής, ενώ μέσω ειδικών μαθηματικών μοντέλων χωρικής παρεμβολής παράγει δεδομένα και πληροφορίες καιρού για κάθε σημείο της καλυπτόμενης περιοχής. Επιπρόσθετα χρησιμοποιεί δεδομένα πρόγνωσης καιρού. Στη συνέχεια, λαμβάνοντας υπόψη παραμέτρους σχετικά με το έδαφος, την καλλιέργεια, το σύστημα άρδευσης και τις αρδεύσεις που έχουν πραγματοποιηθεί για κάθε ξεχωριστό αγροτεμάχιο, το σύστημα εφαρμόζει εξελιγμένα μοντέλα εξατμισοδιαπνοής και ισοζυγίου υγρασίας εδάφους, βασισμένα στα σχετικά πρότυπα του Food Agriculture Organisation (FAO – Water). Το αποτέλεσμα είναι συμβουλές σχετικά με το χρόνο και τη δόση άρδευσης για κάθε αγροτεμάχιο αλλά και συγκεντρωτικές αναφορές σχετικά με τις ανάγκες σε νερό άρδευσης για το σύνολο της καλυπτόμενης περιοχής.

Το IRMA_SYS δεν απαιτεί την εγκατάσταση ειδικών αισθητήρων στα αγροτεμάχια για τα οποία προσφέρει συμβουλές άρδευσης. Σε κάθε περίπτωση η λειτουργία υδρομέτρων παρέχει πολύτιμα δεδομένα τα οποία βελτιώνουν την ακρίβεια των συμβουλών.

Ακόμη ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει το ότι το IRMA_SYS μπορεί να αξιοποιηθεί και στο πλαίσιο εκπαιδευτικών δράσεων. Οι εκπαιδευόμενοι μπορούν να δημιουργούν και να παραμετροποιούν αγροτεμάχια στις περιοχές όπου λειτουργεί το σύστημα, να παρακολουθούν τις συμβουλές και την εξέλιξη του ισοζυγίου νερού, να συγκρίνουν και να συζητούν επιλογές σχετικά με την εφαρμογή αρδεύσεων.

Όπως είναι αναμενόμενο για κάθε λειτουργικό τεχνολογικό προϊόν, το IRMA_SYS αξιολογείται συστηματικά στο πεδίο. Σε πιλοτικά αγροτεμάχια τοποθετούνται αισθητήρες μέτρησης ποσότητας νερού καθώς και ειδικοί αισθητήρες μέτρησης παραμέτρων του εναέριου και του εδαφικού περιβάλλοντος. Η χρήση των αισθητήρων που σχετίζονται με την εδαφική υγρασία χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή μιας και η πολυπλοκότητα που χαρακτηρίζει το έδαφος μπορεί να δημιουργήσει μεγάλα προβλήματα όσο αφορά την καταγραφή και την ερμηνεία των σχετικών δεδομένων. Πέρα από τη σωστή επιλογή του τύπου, της ποιότητας του αισθητήρα και της θέσης τοποθέτησης, χρειάζεται και ένας ικανός αριθμός αισθητήρων ανά μονάδα έκτασης ώστε τα αποτελέσματα να είναι αξιόπιστα.

Παράδειγμα της αποτελεσματικότητας του συστήματος στο ακτινίδιο

Οι έως τώρα αξιολογήσεις του IRMA_SYS, αφορούν  καλλιέργειες αραβόσιτου, μηδικής, βαμβακιού, ελιάς, εσπεριδοειδών, αμπελιού και ακτινιδίου. Ενδεικτικά αναφέρεται η περίπτωση του ακτινιδίου, μιας δυναμικής καλλιέργειας με μεγάλες απαιτήσεις σε νερό, για την οποία έχουν επιτευχθεί μείωση του αριθμού των αρδεύσεων κατά 20 έως και 50% και μείωση της κατανάλωσης νερού από 35 έως και 75%. Τα αποτελέσματα των αξιολογήσεων είτε δημοσιεύονται σε επιστημονικά περιοδικά μετά από κρίση, είτε παρουσιάζονται σε επιστημονικά συνέδρια υψηλού κύρους. Αξίζει δε να σημειωθεί ότι ο FAO αναφέρει το IRMA_SYS ως καλή πρακτική για τη διαχείριση αρδευτικού νερού.

Τέλος αξίζει να τονιστεί ότι τα συλλογικά συστήματα υποστήριξης αποφάσεων με στόχο την άρδευση ακριβείας παρέχουν τη δυνατότητα να τεκμηριώνονται αξιόπιστα οι πραγματικές υδατικές ανάγκες των καλλιεργειών μιας περιοχής ώστε να λαμβάνονται παραγωγικά και κοινωνικά δίκαιες αποφάσεις σχετικά με τη διαχείριση του νερού. Ακόμη διευκολύνουν τον εντοπισμό και την μεταφορά καλών πρακτικών.

Η εγκατάσταση και λειτουργία συλλογικών συστημάτων υποστήριξης αποφάσεων με στόχο την άρδευση ακριβείας μπορεί να επιτευχθεί σε σύντομο χρονικό διάστημα, οδηγώντας γρήγορα σε πολλαπλά οφέλη. Σε κάθε περίπτωση είναι απαραίτητο να γίνει κατανοητό ότι τέτοια συστήματα δεν μπορούν να λειτουργήσουν αποτελεσματικά χωρίς αξιολόγηση και ερμηνεία των συμβουλών από γεωπόνους και έμπειρους χρήστες τους.