رفتن به بالا
  • پنجشنبه - ۱۲ مهر ۱۳۹۷ - ۱۱:۲۳
  • کد خبر : ۹۳۱
  • مشاهده :  353 بازدید
  • چاپ خبر : پارامترهای طراحی آبیاری قطره ای
پارامترهای طراحی

پارامترهای طراحی آبیاری قطره ای

جهت برآرود پارامترهای طراحی آبیاری قطره ای بایستی تمام مراحل زیر به ترتیب رعایت و در پروژه کاری گزارش شود: اطلاعات ضروری: ۱- حجم آب مورد نیاز (m3/day)  ۲- حجم آب موجود (m3/day)   ۳- نوع منبع آب  ۴- مختصات جغرافیایی منبع آب مبانی طراحی: – نحوه برآورد نیاز آبی گیاه : برآورد نیاز آبی براساس […]

جهت برآرود پارامترهای طراحی آبیاری قطره ای بایستی تمام مراحل زیر به ترتیب رعایت و در پروژه کاری گزارش شود:

اطلاعات ضروری: ۱- حجم آب مورد نیاز (m3/day)  ۲- حجم آب موجود (m3/day)   ۳- نوع منبع آب  ۴- مختصات جغرافیایی منبع آب

مبانی طراحی:

– نحوه برآورد نیاز آبی گیاه :

برآورد نیاز آبی براساس روابط ذیل وبا استفاده از سند ملی آب وهمچنین دوجلد کتاب منتشره ازسوی مرکز تحقیقات خاک وآب کشور(نیاز آبی گیاهان زراعی وباغی کشور) تعیین گردیده است . بدین منظور به کمک روش پیشنهادی نشریه شماره ۲۴، سازمان خواربار جهانی (FAO ) با استفاده از آمار و اطلاعات هواشناسی و بررسی های صحرائی مربوط به تقویم زراعی ومراحل مختلف رویش گیاهان ، پارامترهای تبخیروتعرق بالقوه سطح استاندارد گیاه (ETO ) که قدرت تبخیر کنندگی هوا است برآورد شده و سپس با معرفی ضریب گیاهی ( Kc ) برحسب نوع گیاه، مرحله و طول دوره رشد و تأثیر آن بر(ETO) ،تبخیر و تعرق گیاهی(ETc) محاسبه شده است.نهایتاً با کم نمودن بارندگی موثر،نیازخالص آب آبیاری( In ) که همان کمبود رطوبت اقلیم است و بایستی با آبیاری جبران گردد برآوردمی شود .

Etc= ETo*Kc

ETc : تبخیر و تعرق واقعی گیاه   mm/day

ETo : تبخیر و تعرق گیاه مرجع  mm/day

Kc :ضریب گیاهی

در سیستم آبیاری قطره ای چون تنها بخشی از خاک مرطوب می شودومقدار آب آبیاری کمتر است ، بنابراین باتوجه به سطح سایه اندازدرخت، تبخیروتعرق گیاهی با استفاده ازرابطهS.C.S  اصلاح می گردد :

Td = ETc(Ps+0.15 (1-Ps))

Td : تعرق mm/day

Ps : ضریب سایه انداز

ETc : تبخیر وتعرق گیاهی mm/day

نیاز خالص آبیاری در روش آبیاری قطره ای از رابطه زیر بدست می آید :

In= Td-Re+Lr

In: نیاز خالص آبیاری mm/day

Re: بارش موثر mm/day

Lr : نیاز آبشویی mm/day

نیاز ناخالص آبیاری از رابطه زیر بدست می آید :

Ig= In/E

Ig : نیاز ناخالص آب آبیاری mm/day

E  : راندمان آبیاری  (%)

– نحوه محاسبه دور و ساعت آبیاری:

در تعیین دور آبیاری به دلیل خیس شدگی موضعی بایستی حداکثرعمق آبیاری را براساس درصد خیس شدگی اصلاح نمود.حداکثر عمق آب آبیاری معرف میزان آبی است که می توان درمنطقه ریشه ذخیره نمود وازرابطه زیربدست می آید:

Dn= Aw*MAD*Z*Pw

Dn : حداکثرعمق آب آبیاری mm

Aw: مقدار کل رطوبت ذخیره شده در خاک mm/m

MAD: حداکثر میزان تخلیه مجاز   %

Z : عمق توسعه ریشه m

Pw : ضریب خیس شدگی   %

حداکثر دور آبیاری از رابطه زیر بدست می آید :

Fi=Dn/Td

Fi: حداکثردور آبیاری day

از آنجایی که سیستم آبیاری قطره ای به نحوی طراحی می گردد که بین مقدار آب آبیاری دردور آبیاری  با تبخیر وتعرق، توازن برقرار گردد، لذا آبیاری به دفعات زیاد و بطور مداوم صورت گیرد . دور آبیاری پیشنهادی معمولا”  کوتاه تر از دور آبیاری محاسباتی خواهد بود.

بدین ترتیب با تأثیر فاصله کشت گیاهان،حجم آب مورد نیاز برای هر گیاه دردور آبیاری از رابطه زیرمحاسبه می شود :

 Gi=Ig*A*F

Gi : حجم آب مورد نیاز بر حسب Lit

Ig : نیاز ناخالص آب آبیاری  mm/day

A : حاصلضرب فاصله ردیف درختان در فاصله درختان در روی ردیف m۲

F: دور آبیاری انتخابی  day

مدت زمان آبیاری بر حسب ساعت در دور آبیاری از رابطه زیر بدست می آید :

Ti=Gi/(n*q)

Ti: ساعت آبیاری  hr

n: تعداد قطره چکان

q: دبی خروجی هر قطره چکان Lit/hr

– تعداد ایستگاه های آبیاری:

N=F*t/T

N:تعداد ایستگاههای آبیاری

T:مدت آبیاری hr

t:مدت آبیاری در شبانه روز  hr

– ظرفیت سیستم : ظرفیت سیستم معرف میزان دبی است که بایستی پمپاژ شود ودرشبکه اصلی توزیع گردد .

Q = 2.78*A*Ig/(F*T*N)   

Q :ظرفیت(دبی) سیستم Lit/s 

A  :مساحت کل زمین ha

Ig :نیاز ناخالص آب آبیاری mm/day

F :دورآبیاری انتخابی  day

T  :مدت آبیاریhr

N  :تعداد قطعاتی که در یک شیفت آبیاری می شوند.

محاسبه واقعی ظرفیت سیستم آبیاری ،پس از ارائه برنامه آبیاری طرح وتعیین تعداد ایستگاههای آبیاری وهمچنین میزان دبی هر ایستگاه اصلاح می گردد.

– نحوه ارائهlay out :

آرایش لوله ها وطرز قرار گرفتن لوله های جانبی در مزرعه و موقعیت آنها نسبت به یکدیگرراlay out گویند. در طراحی باید جنبه های علمی وکاربردی را مدنظر داشت . ابتدا سعی می شود به منظور بهره برداری بهتر و کارا با حفظ موجودیت عوارض(جاده های دسترسی محلی وانهاراصلی آبیاری)اراضی قطعه بندی شوند.سپس باتوجه به پستی و بلندی و شیب اراضی خطوط اصلی را درجهت خط الرأس امتداد داده و لوله های فرعی را درجهت خطوط تراز زمین قرار می دهند.

– ضوابط هیدرولیکی لوله ها :

شبکه آبیاری قطره ای ازمجموعه ای از لوله های اصلی، نیمه اصلی،مانیفلد وجانبی تشکیل شده است. آب از خط اصلی وارد لوله مانیفلد واز آنجا وارد خطوط جانبی(لاترالها )شده،سپس بین قطره چکانها توزیع وبه پای گیاه می رسد.برای محاسبه افت اصطکاک وانتخاب قطرلوله ها درسیستم،معادلات مختلفی بکار گرفته می شود.از معروفترین وپرکاربردترین معادلات افت، معادله هیزن ویلیامز می باشد:

hf = 1.22*10۱۰*(Q/C)۱.۸۵۲ *D-۴.۸۷ *L

hf = افت اصطکاکی m

Q = دبی لوله Lit/s

D = قطر داخلی لوله mm

C = ضریب زبری لوله

L = طول لوله m

در مراجع واستانداردهای مختلف براساس عمر وقطر لوله ضریب C رابین ۱۰۰تا۱۴۰ پیشنهاد نموده اند.طبق مراجع معتبراین ضریب در لوله های آزبست سیمان ۱۱۰، لوله های آلومینیومی۱۲۰وبرای لوله های پلی اتیلن ۱۴۰ می باشد.

– محاسبه افت درلوله های فرعی ولاترالها:

طراحی لوله فرعی شامل دوقسمت است:یکی قطر لوله ودیگری طول لوله فرعی.قطرلوله معمولا”برحسب نوع قطره چکان استفاده شده، تقریبا”ثابت می باشد.در روشهای آبیاری قطره ای در ایران بیشتراز لوله پلی اتیلن نرم۱۶ میلیمتری استفاده می شود. بنابراین مهمترین کار درطراحی لوله فرعی،طول آن خواهد بود. طول لوله فرعی می بایست طوری انتخاب شود که مقدار افت درکل واحد آبیاری بیشتر از۲۰%فشارکارکرد قطره چکان نباشد وتوصیه می شود که افت کل واحد آبیاری بصورت زیر تقسیم شود:

Hs= 0.2Ha

HL=0.45Hs±۱/۲He

Hm=055Hs±۱/۲He

Ha  =فشارکارکردقطره چکان   m

Hs =حداکثرافت مجاز درواحدآبیاری    m

HL =افت مجاز درلاترال  m

Hm =افت مجاز در لوله های نیمه اصلی  m

He =اختلاف ارتفاع(سرپایینی + وسربالایی -)

باداشتن طول لوله فرعیL ودبی عبوری وقطرلوله می توان افت رادر طول لوله از رابطه hf محاسبه کرد. درصورتیکه افت محاسبه شده بیش ازافت مجاز باشد، باتغییر طول لوله( L )وسعی وخطا مقدار افت رابه حد مجازکاهش می دهیم. افت واقعی در لوله های فرعی از رابطه زیر بدست می آید:

Hf =hf*F

Hf =افت واقعی در لوله های فرعیm

F = ضریب کاهنده

ضریب کاهنده( F) از رابطه زیر بدست می آید:

F =(1/(m+1)) +(1/2n) +(  (m +1)/6n۲)

m:نمای دبی یا سرعت جریان(درمعادله هیزن ویلیامزبرابر با۱.۸۵۲)

 n:تعداد قطره چکانها درطول لوله فرعی

مقدارضریب (F)باتوجه به تعداد خروجی ازجداول مربوطه قابل دستیابی است.

– فشار مورد نیاز در لوله های فرعی:

فشار مورد نیاز در محل اتصال لوله جانبی به لوله مانیفلد با توجه به فشار متوسط مورد نیاز قطره چکانها وافت اصطکاکی مسیر محاسبه می شود. درصورتیکه زمین شیب دار باشد ولوله های جانبی از یک قطر ثابت استفاده شده باشند، فشار ورودی لوله فرعی از رابطه زیر بدست می آید :

HL= ha+3/4hf ±۱/۲he

HL:فشار ورودی  m

 ha:فشار متوسط پاشنده  m

 hf:افت اصطکاکی  m

he :اختلاف ارتفاع(سربالایی + وسرپائینی _ )  m

– هیدرولیک لوله اصلی:

افت فشار لوله اصلی یکی از عوامل موثر در انتخاب قطر لوله اصلی است .چراکه علاوه بر اینکه در انتخاب پمپ تاثیر می گذارد ،درفشار لوله های جانبی ومانیفلدجانبی موثر است .افت فشار در لوله اصلی علاوه بر افت اصطکاکی مسیر، شامل افت زانوها،اتصالات، شیر فلکه هاو…می باشد که تحت عنوان افت جزیی بحث می شود. آرایش وبرنامه کاری لوله جانبی عامل عمده ای در طراحی لوله اصلی است. آرایش لوله های جانبی(مانیفلد) باید طوری باشد که مقدار افت اصطکاکی در لوله اصلی به حداقل برسد.

حداکثر سرعت مجاز:

تعیین میزان حداکثر سرعت درخطوط انتقال آب باتوجه به ملاحظات فنی اقتصادی و محدودیتهای طراحی صورت می گیرد لیکن براساس استانداردهای فنی،این میزان برای شبکه های آبرسانی حداکثر۳/۲-۲ متربر ثانیه می باشد .

– ایستگاه پمپاژ:  پمپ را درسیستم آبیاری قطره ای باید طوری انتخاب می کنیم که فشارلازم ابتدای خط اصلی را تامین کند. این فشار از رابطه زیر بدست می آید:

TDH=Hcm+Hem+Hmm+0.2(Hcm+Hem)

TDH:ارتفاع دینامیک کل   m

Hcm:افت فشار درایستگاه پمپاژ وکنترل مرکزی  m

Hem :افت فشارهای جزیی  m

 Hmm:فشار لازم درابتدای خط اصلی  m

که خود از رابطه زیر بدست می آید:

Hmm=Hf + Hm + He

Hf:افت درخط اصلی   m

Hm:فشارلازم در مانیفلد بحرانی    m

که خود از رابطه زیر بدست می آید:

Hm=HL +mhf ±۱/۲He

HL:فشارلازم برای ابتدای خط فرعی     m

 m:ضریب تبدیل (برای مانیفلدهای با یک قطربرابر۴/۳)

He :اختلاف ارتفاع(سربالایی + وسرپائینی _ ) m

منابع آب وخاک

شناخت روابط فی مابین گیاه وآب (کمیت وکیفیت) وخاک(بافت وخصوصیات فیزیکی شیمیایی) در طراحی یک سیستم آبیاری از اهمیت بسزایی برخورداراست. استفاده از آبهای باکیفیت مناسب وهمچنین خاک با تهویه خوب ،موجب عملکرد بسیار بالا خواهد بود.لیکن عملا” آبهای باکیفیت بسیارخوب ویاخاکهای باخصوصیات فیزیکی شیمیایی مطلوب، بسیار کم است. بنابراین عموما”طراحی روشهای آبیاری تحت فشاربا محدودیت های عدیده ای از سوی منابع آب وخاک مزرعه روبروست.

-منابع خاک

مهمترین اهدافی که از شناخت خاک مزرعه در طراحی سیستمهای آبیاری تحت فشار دنبال می شوند عبارتند از:

  • انتخاب روش مناسب آبیاری
  • محاسبه عمق آب آبیاری
  • تعیین نیاز زهکش
  • تعیین نیاز اصلاح خاک
  • محاسبه نیاز آبشویی
  • تعیین فاصله ، اندازه ونوع گسیلنده
  • اتخاذ تمهیدات خاص به منظور کنترل فرسایش
  • اتخاذ تمهیدات لازم به منظور کاهش اثرات مخرب عوامل مختلف شیمیایی برتجهیزات

– منابع آب:

منابع آب انتخابی برای شبکه های آبیاری تحت فشار،بایستی ظرفیت کافی جهت تامین نیاز آب آبیاری را درطول عمر مفید شبکه مورد طراحی دارا باشد.همچنین شدت جریان وفشار آب منبع درحدی باشد که بتواند نیاز شبکه را در مواقع حداکثر مصرف برآورده کند.در طراحی روشهای آبیاری تحت فشار ،اطلاع کامل از خصوصیات آب آبیاری برای تصمیم گیری نهایی در موارد زیر لازم است:

  • انتخاب روش مناسب ووسائل مورد استفاده
  • نیاز به تصفیه
  • نیاز به اصلاح شیمیایی آب
  • انتخاب الگوی مناسب کشت
  • نیاز آبشویی وعمق آب آبیاری

بررسی انواع منابع آب آبیاری که درداخل یا درمجاورت پروژه آبیاری بارانی قراردارندوانتخاب منبع یا منابع آب مناسب یکی از ضروریات انجام پروژه آبیاری تحت فشار می باشد.جهت بررسی وارزیابی کیفیت آب از نظر شوری، قلیائیت ومسمومیت درگیاه ازروش پیشنهادی سازمان خواروبارجهانی(FAO)درنشریه آبیاری وزهکشی شماره۲۹ استفاده می گردد که،خلاصه آن درجدول زیر (کیفیت آب) ارائه شده است:

%CLAY %SILT %SAND بافت خاک
۰-۱۰ ۸۵-۱۰۰ SAND
۱۵-۲۰ ۰-۵۰ ۵۰-۷۰ Sa.L
۸-۲۸ ۲۸-۵۰

۵۰-۷۲

LOAM

۲۸-۴۰ ۶۰-۷۵ ۲۰-۴۵ C.L
۸۰-۱۰۰ ۴۰-۶۰ ۰-۲۰ Si.C
۵۵-۱۰۰ ۰-۴۰ ۰-۴۵

Clay

خصوصیات فیزیکی بافت خاک:

آب قابل دسترس

mm/m

نفوذپذیری

 mm/hr

ظرفیت زراعی

%

آب قابل جذب

%

بافت خاک
۷۰-۱۰۰ ۲۵-۲۵۰ ۶-۱۲ ۴-۶ SAND
۹۰-۱۵۰ ۱۳-۷۶ ۱۰-۱۸ ۳-۱۰ Sa.L
۱۴۰-۱۹۰ ۸-۲۰ ۱۸-۲۶ ۱۰-۱۴ LOAM
۱۷۰-۲۲۰ ۲.۵-۱۵ ۲۵-۳۱ ۱۲-۱۶ C.L
۱۸۰-۲۳۰ ۰.۳-۵ ۲۷-۳۵ ۱۴-۱۸ Si.C
۲۰۰-۲۵۰ ۰.۱-۱ ۳۱-۳۹ ۲-۱۶ Clay

کیفیت آب آبیاری:

باآرزوی موفقیت

بخش های بعدی بزودی در سایت ……

اخبار مرتبط


ارسال دیدگاه