اتصالات آبیاری قطره ای و شیرها
چرا آبیاری قطره ای ؟
ميزان آبي كه در حال حاضر هر ساله استحصال شده و در دسترس ما قرار مي گيرد برابر حدود 90 ميليلرد متر مكعب است. كه بيش از 3 درصد كل آبي است كه در سطح جهان استحصال مي گردد. مفهوم اين ارقام آن است كه ايران از نظر آب و خاك كشوري ثروتمند است. اما اراضي زير كشت آبي كشور ايران حدود 5/7 ميليون هكتار يعني كمتر از 5 درصد كل مساحت كشور است. در حاليكه اراضي مستعد كشور براي كشاورزي بين 30 تا 50 ميليون هكتار بر آورد شده بعبارتي مي توان بين 20 تا 30 درصد كل مساحت كشور را زير كشت قرار داد .
از 88 ميليارد متر مكعب آب كه هر ساله استحصال مي شود حدود 83 ميليارد متر مكعب آن در بخش كشاورزي مصرف مي شود. متاسفانه 63 ميليارد متر مكعب آن به هدر مي رود. حال مشخص شد چاره كار جلوگيري از به هدر رفتن آب است. تلفات اصلي عمدتاً در داخل مزرعه است كه 70 تا 90 درصد تلفات آب را شامل مي شود .
دستيابي به راندمان آبياري باراني تا راندمان 70 درصد و راندمان آبياري قطره اي تا 95 درصد است. يعني در سيستم آبياري باراني تا 20 درصد و در سيستم آبياري قطره اي تا 5 درصد آب تلف مي شود، در حاليكه آبياري مزارع به روش سطحي حتي با انجام هزينه هاي گزاف و تسطيح اراضي راند مان آبياري از 50 درصد تجاوز نمي كند . در وضعيت سنتي كه اكثر اراضي كشور ما بهمين ترتيب آبياري مي شود حتي كمتر از 35 درصد مي باشد . اين بدين معني است كه اگر از روشهاي آبياري باراني و قطره اي استفاده نكنيم 65 درصد آب مزارع از بين ميرود و با احتساب آب تلف شده در كانالهاي انتقال ميزان تلفات از 75 درصد تجاوزنمي كند . لذا با استفاده از سيستمهاي آبياري تحت فشار ميتوان از تلفات آب جلوگيري كرد و به يك رشد اقتصادي كه بر اساس آن مي توان به يك توسعه پايدار اقتصادي ، اجتماعي دست يافت.
1- آبیاری قطره ای
آبياري قطره اي عبارتست از پخش آهسته آب بر سطح يا زير خاك به صورت قطرات مجزا ، پيوسته ، جريان باريك يا اسپري ريز از طريق قطره چكانهايي كه در طول خط انتقال آب قرار دارند . آبياري قطره اي داراي اتصالات آبیاری متعددي مانند اتصالات آبیاری دريپ، اتصالات آبیاری زير سطحی، آبياري فواره اي و آبياري اسپري است .
1-1 انواع اتصالات آبیاری قطره ای
اتصالات آبياري دريپ :
پخش آهسته آب برسطح خاك به صورت قطرات مجزا يا پيوسته ، يا جريانهاي باريك از حفره هاي ريز اتصالات آبیاری دريپ نام دارد . در بيشتر موارد آبياري دريپ و آبياري تريكل ( قطره اي ) مترادف يكديگر به كار مي روند
اتصالات آبياري زيرسطحی :
پخش آهسته آب در زير سطح خاك از قطره چكانهايي با دبي در حدود اتصالات آبیاری ، آبياري زير سطحی نام دارد . اين روش با آبياري زير زميني متداول كه در آن ناحيه ريشه گياه با كنترل سطح ايستابي آ بياري مي شود متفاوت است و نبايد اشتباه گرفته شود
اتصالات آبياري فواره اي ( بابلر ) :
پخش آب بر سطح خاك به صورت جريان با ريك يا فواره از سوراخي با دبي بيشتر از آبدهي آبياري دريپ يا زير بستري آما معمولاً كمتر از 1 گالن بر دقيقه ، اتصالات آبیاری فواره اي ناميده مي شود . دبي قطره چكان در اين آبياري از سرعت نفوذ نهايي خاك بيشتر است و ايجاد يك حوضچه براي نگهداري يا كنترل پخش آب ضروري مي باشد .
اتصالات آبياري اسپري :
پخش آب بوسيله يك اسپري يا مه پاش كوچك بر سطح خاك به اتصالات آبیاری معروف است. در اين روش هوا در پخش آب نقش اساسي را بعهده دارد در حاليكه در روشهاي دريپ ، فواره اي و زير بستري ، خاك عامل اصلي محسوب مي گردد .
1-2 طرز كار كلي سيستم آبیاری قطره ای :
در آبياري قطره اي آب از يك شبكه لوله كم فشار به صورت يك الگوي از قبل تعيين شده ، پخش مي گردد . وسيله خروج آب به خاك « قطره چكان « نام دارد . قطره چكانها از طريق يك نازل باريك يا مسير جريان طويل ، فشار موجود در شبكه لوله را كاهش مي دهند و موجب كاهش دبي تخليه تا حدود ليتر بر ساعت مي شوند .
آب بعد از خروج از قطره چكان توسط نيروها ي كاپيلارتي و ثقل در نيمرخ خاك جريان مي يابد. بنابراين سطحي كه به وسيله هر قطره چكان خيس ميشود با عوامل محدود كننده جريان افقي آب محدود مي گردد. در سيستم هاي قطره اي دور آبياري يك روز و حتي در صورت نياز كمتر امكان پذير است .
براي درختان و تاكها كه گياهاني دائمي با فاصله زياد از يكد يگر مي باشند ، قطره چكانها به صورت واحد هاي ساخته شده مجزا بوده و توسط يك زايده به خط انتقال آب مرسوم به لوله فرعي قطره چكان ، شيلنگ لوله فرعي يا لوله فرعي متصل مي گردند.
برخي قطره چكانها به صورت لوله هاي اسپاگتي شكل بوده و چند خروجي دارند . اين امر براي افزايش سطح خيس شده با حدا قل افزايش در هزينه است . براي گياهان رديفي كمتر دائمي ما نند گوجه فرنگي ، نيشكر و … لوله فرعي و قطره چكانها را با هم به صورت يك واحد قابل جدا ساختن مي سازند. كه يا سوراخهايي به فواصل 9 تا 36 اينچ دارند مانند لوله دو محفظه اي ويا ديواره هاي متخلخلي دارند كه آب ار آنها به بيرون تراوش مي نمايد . در هر دونوع سيستم قطره اي ، لوله هاي فرعي به خط انتقال آب مرسوم به مانفولد متصل مي شوند .
1-3 محاسن آبیاری قطره ای :
آبياري قطره اي آسان ترين راه آب دادن به هر گياه مانند درختان و تاكها ست . كمبود رطوبت خاك را قبل از پيداش مكش بالاتر اثر مصرف آب به وسيله گياه از طريق تبخير و تعرق ، بر طرف مي سازد . يك سيستم آبياري قطره اي به علت كاربرد موثر آب و نيروي كارگرداراي مزاياي آگرونوميكي ، آگروتكنيكي و اقتصادي منحصر به فرد است .
صرفه جوئي در ميزان آب و هزينه ها :
آبياري قطره اي هزينه هاي بهره برداري را كاهش مي دهد . سيستم هاي قطره اي به آب كمتري نسبت به سايرسيستم هاي متداول آبياري نياز دارد . مثلاً در باغات درختان جوان ، آبياري با سيستم قطره اي تنها نصف آب مورد نياز آبياري باراني يا سطحي مصرف مي كند. با مسن تر شدن درختان ، صرفه جوئي در آب با سيستم قطره اي كاهش مي يابد. ما هنوز براي بسياري باغداران آبياري موثر با سيستم قطره اي بعلت كمبود و قيمت بالاي آب ، اهميت دارد . هزينه كارگر براي آبياري را مي توان كاهش داد. زيرا در سيستم قطره اي كافي است كه پخش آب تنظيم گرديده و سيستم به كار انداخته شود . اين تنظيم ها توسط وسايل اتوماتيكي انجام مي گيرد كه نياز به كارگر چنداني ندارد .
عمليات زراعي آسانتر :
از آنجا كه بيشتر سطح خاك هرگز با آبياري قطره اي خيس نمي شود ، رشد علف هرز كاهش مي يابد . در نتيجه هزينه كارگر و مواد شيميايي براي كنترل علف هرز پائين مي آيد . همچنين چون با آبياري قطره اي خاك كمتري خيس مي شود ، عمليات زراعي ديگر در باغات را مي توان لاينقطع ادامه داد . مثلاً در گياهان رديفي نسبتاً خشك و محكم باقي مي‌ماند .
كودها را مي توان در آب آبياري تزريق نمود كه با اين كار نيازي يه نيروي كارگر براي پخش آنها روي زمين نيست . براي اين منظور كودهاي بسيار محلولي در بازار موجود بوده و انواع جديد آنها كودپاشي از طريق سيستم قطره اي را گسترده ساخته است . بعلت كنترل بيشتر روي محل و زمان پخش كود با سيستم قطره اي ، كارايي كود پاشي افزايش يافته است .
به كارگيري آب شور :
آبياري هاي مكرر رطوبت خاك را در حدي نگه ميدارد كه بين دو حالت خيلي خشك و خيلي ترنوسان نمي كند . بيشتر قسمت هاي خاك از هواي كافي برخوردار است . خيس ماندن خاك بين آبياريها ، نمكهاي موجود در محلول را رقيق تر نگه ميدارد . بهمين جهت در سيستم قطره اي مي توان از آب با شوري بيشتري نسبت به ساير روشها ي آبياري استفاده كرد .
مورد استفاده در خاكهاي صخره اي و شيب هاي تند : سيستم هاي آبياري قطره اي را مي توان طوري طراحي كرد كه در هر نوع توپوگرافي به نحو موثر قابل استفاده باشد . در اراضي صخره اي ، حتي اگر فاصله بين درختان نامنظم و اندازه آنها متفاوت باشد ، مي توان آبياري قطره اي را به نحوي موثر به كار گرفت زيرا آب بسيار نزديك به هر درخت پخش مي شود .
1-4 معايب آبیاری قطره ای :
هزينه نسبتاً بالا ، گرفتگي قطره چكانها ، ايجاد شوري موضعي و پخش نا منظم و لكه لكه اي رطويت خاك از معايب اصلي سيستم هاي آبياري قطره اي بشمار مي آيند .
گرفتگي :
چون خروجي فطره چكانها بسيار ريز هستند ، ذرات معدني يا آلي موجب گرفتگي آنها مي شوند . گرفتگي باعث كاهش دبي تخليه ، غير يكنواختي پخش آب و در نتيجه صدمه به گياه مي گردد . در برخي موارد ، ذراتي در آب آبياري موجود است و قبل از ورود به شبكه لوله ها تصفيه نمي شود . در موارد ديگر ، ذرات در داخل خط لوله يا با تبخير آب از روزنه قطره چكانها بين آبياريها وارد آب مي شوند .اكسيد آهن ، كربنات كلسيم و بقاياي جلبك و ميكروبها در بعضي سيستم هاي آبياري تشكيل شده اند . تصفيه شيميائي آب منجر به حذف يا كاهش مشكل گرفتگي قطره چكانها مي گردد .
يكنواختي :
بيشتر قطره چكانهاي قطره اي داراي فشار سرويس پائيني هستند ( 3 تا 20 پي اس آي ) . اگر مزرعه داراي شيب تندي باشد ، دبي قطره چكان در خلال آبياري تا حدود 50 درصد پيش بيني شده تغيير كرده .و بعد از بستن آب ، قطره چكانهاي پائين تر همچنان به تخليه آب ادامه مي دهند . برخي گياهان بيشتر و گياهان ديگر كمتر آب دريافت مي كنند .
شرايط خاك:
بعضي خاكها داراي سرعت نفوذ نهايي كافي براي دريافت دبي تخليه قطره چكانها نبوده و توليد روان آب يا شرايط ماندابي مي نمايند . با دبي تخليه 1 گالن برساعت ، خاك بايستي داراي سرعت نفوذ نهايي 5/0 اينچ بر ساعت باشد. تا قطر دايره تر شده در اطراف قطره چكاناز 2 فوت تجاوز نكند . معمولاً خاكهاي شني ، بويژه با لايه بندي افقي اندك ، براي آبياري قطره اي بسيار مناسب مي باشند . اينگونه لايه بندي براي آبياري قطره اي مفيد است زيرا حركت جانبي آب را افزايش داده و حجم بيشتري از خاك را مرطوب مي سازد . تجربه نشان داده است كه خاكهاي داراي بافت متوسط مناسب آبياري قطره اي بوده ، اما برخي خاكهاي بافت ريز روان آب توليد كرده اند .
تجمع نمك :
نمكها در سطح خاك تجمع يافته و خطر بالقوه اي براي گياه فراهم مي سازد. زيرا بارانهاي سبك املاح را به ناحيه ريشه گياه منتقل مي سازد . بنابراين ، وقتي بعد از دوره تجمع نمك باران مي آيد ، آبياري بايستي طبق برنامه ادامه يابد تا به اندازه 5 سانتي متر باران وارد خاك شود و نمكها را از ناحيه ريشه گياه خارج سازد .
در خلال آبياري قطره اي ، نمكها در زير سطح خاك و پيرامون حجم خيس شده خاك با قطره جكان نيز تجمع مي يابد . خشك شدن خاك بين آبياريها موجب حركت معكوس آب خاك و اتنقال نمك از پيرامون ناحيه خيس شده به طرف قطره چكان مي گردد. حركت آب بايستي هميشه دور از قطره چكان باشد تا از صدمات ناشي از نمك جلوگيري شود .
خطرات :
اگر حوادث كنترل نشده اي موجب قطع آبياري گردد ، به گياه سريعاً صدمه وارد مي شود . زيرا توان ريشه ها براي گرفتن آب و مواد غذائي به حجم نسبتاً كوچك خاك خيس شده محدود مي گردد. جوندگان لوله هاي فرعي پلي اتيلن را مي جوند براي رفع اين مشكل و كنترل جوندگان ، بايستي از لوله هاي فرعي از جنس پي وي سي استفاده كرد .
با شكستن خط لوله انتقال آب اصلي يا درست كار نكردن سيستم تصفيه ، مقداري مواد زايد وارد آب مي شود . با بروز اين گونه حوادث ، تعداد زيادي از قطره چگانها دچار گرفتگي مي شوند كه بايستي تعمير يا تعويض گردند .
2- معرفي سيستم آبیاری قطره ای
در اين روش آبياري ، آب با فشار كم (حدود يك اتمسفر ) پس از گذشتن از دستگاه كنترل مركزي ( در صورت نياز توام با كود محلول ) بوسيله لوله هائي كه در سطح زمين پخش شده ، پس از عبور از قطره چكانها يي كه در محل هاي مناسب در مجاورت گياه قرار داده شده اند ، بصورت قطره قطره و بطور ممتد به اندازه نياز گياه به خاك داده ميشود .
2-1 واحد كنترل مركزي
از دستگاههائي تشكيل شده كه آب پمپاژ شده را پس از تصفيه و افزايش كود ( در صورت لزوم ) و با كنترل دقيق ميزان دبي جريان و تنظيم فشار وارد لوله اصلي شبكه آبياري قطره اي مي نمايد .
1 ـ پمپ
2 ـ پايه شير تنظيم فشار
3 ـ شيرتخليه هوا
4 ـ شير كنترل
5 ـ تانك كود يا دستگاه تزريق كود
6 ـ شير لوله اصلي
7 ـ فشار سنج
8 ـ صافي
9 ـ دبي سنج
10 ـ لوله اصلي
11 ـ شيرهاي قطعات ( اتوماتيك يا دستي )
12 ـ لوله نيمه اصلي
13 ـ لوله هاي لترال
14 ـ بست ابتدائي
15 ـ شيرهاي شستشو دهنده
16 ـ واحد كنترل
وسائل بكار رفته در دستگاه كنترل مركزي عبارتند از :
الف ـ انواع صافي هاي آب : صافي توري ، صافي سيكلوني ، صلفي شن
ب ـ انواع وسا يل اندازه گيري ميزان جريان ، شيرهاي خودكار كنترل حجمي ، كنتور آب ، شيرهاي خودكار كنترل زماني ، شيرهاي يكطرفه و در سيستم هاي مدرن آبياري وسائل بصورت كامپيوتري جهت كنترل و قطع و وصل شيرهاي آب قطعات آبياري بصورت اتوماتيك و با برنامه ريزي كامپيوتري
ج ـ دستگاه تنظيم كننده فشار
د ـ شير تخليه هوا
ه ـ دستگاه تزريق كننده : تانك كود ، جهت مصرف كود
2-2 لوله هاي اصلي و لوله هاي نيمه اصلي
اين لوله ها معمولاً از جنس پلي اتيلن يا P . V . C يا آزبست مي باشند ، لوله اصلي از دستگاه كنترل مركزي به لوله هاي نيمه اصلي مي رساند ( اين لوله ها در عمق مناسب در خاك قرار داده مي شوند ) .
2-3 لوله هاي رابط
جنس اين لوله ها معمولاً از پلي اتيلن و بندرت از P . V . C ميباشد كه در عمق مناسبي از خاك قرار گرفته و آب را از لوله هاي نيمه اصلي ( يا اصلي ) گرفته و در لوله هاي فرعي كه در سطح خاك و در امتداد رديفهاي كشت قرار دارند پخش ميكند .
2-4 لوله هاي فرعي يا لترالها
اين لوله ها از جنس پلي اتيلن نرم بوده كه قطره چكا نها در محلهاي مناسبي روي آن نصب مي گردد .
2-5 قطره چكانها
روي لوله هاي فرعي نصب شده اند . نقش اصلي قطره چكا نها شكستن فشار آب داخل لوله فرعي و ريزش آن بصورت قطره قطره روي خاك مي باشد .
2-6 لوله هاي فرعي قطره چكاني
در بعضي مواقع نقش لوله هاي فرعي و قطره چكانها در هم ادغام شده و در حقيقت لوله هاي فرعي با سوراخها ئيكه در آن تعبيه مي شود . يا از ماده متخلخلي كه ساخته مي شود نقش قطره چكانها را نيز ايفاء ميكند .
2-7 بست ابتدائي و انتهائی
بست ابتدائي نوعي اتصال پلي اتيلني مي باشد كه لوله فرعي را به لوله رابط وصل مي كند و بست انتهائي انتهاي لوله را مي بندد .
2-8 اتصالات
لوله هاي پلي اتيلن بوسيله جوش و يا اتصا لات مخصوص بهم متصل ميگردد .
2-9 فشار شكن
وسيله اي است كه در صورت نياز براي كاهش فشار آب در ميسر جريان قرار داده ميشود . فشار شكن داراي مكانيسم مخصوصي است كه افزايش فشار آب بيش از حد مجاز در ورودي خود را كاهش ميدهد ، بطوريكه بعد از فشار شكن فشار آب هميشه ثابت مي ماند .
