طراحی سیستم های آبیاری قطره ای

طراحی سیستم های آبیاری قطره ای

اسلاید 1: امتحان کلاسیدر یک قطره چکان به ازای دبی های 5 و 4 لیتر در ساعت به ترتیب فشار مورد نیاز 7 و 5 متر است. اگر فشار 8 متر باشد دبی چند لیتر در ساعت است.در صورتی که ظرفیت حجمی رطوبت خاک قبل و بعد از آبیاری به ترتیب 10 و 30 درصد باشد، شعاع پیاز رطوبتی برای دریپر با دبی 45 لیتر در ساعت پس از مدت 12 ساعت چند سانتی متر است؟ (خاک حداکثر تا 100 سانتیمتری خیس شده است).

اسلاید 2: جلسه نهمفصل چهارم:طراحی سیستم های آبیاری قطره ایمدرس: دکتر خالدیان30/8/1388

اسلاید 3: عوامل موثر در برنامه ریزی آبیاری قطره ایدرصد مساحت خیس شده: نسبت مساحت خیس شده به مساحت کل مزرعهباغات و موکاری هادرصد مساحت خیس شده یک سوم تا دو سوم استدر مناطق مرطوب سطح خیس شده می تواند از یک سوم هم کمتر باشد. هر چه مساحت خیس شده کمتر باشد هزینه کمتر است زیرا قطره چکانهای کمتری بکار رفته استهر چه مساحت خیس شده کمتر باشد رفت و آمد کارگران و ماشین آلات در حین آبیاری سهل تر است.هر چه مساحت خیس شده کمتر باشد کنترل علفهای هرز آسانتر و تبخیر از سطح خاک کمتر است.

اسلاید 4: چنانچه مساحت خیس شده کوچک باشد این خطر هست که اگر سیستم به هر دلیل برای مدتی قطع گردد خاک بیش از اندازه خشک شده و گیاه از این نظر صدمه خواهد دید.با مساحت خیس شده کمتر حجم آب ذخیره شده در خاک بخصوص در خاکهای شنی کاهش می یابد. در مورد درختان میوه اگر مساحت خیس شده کوچک باشد ریشه ها در سطح خاک کمتر و در فضای کوچکتری گسترش یافته و لذا گیاه لنگر خود را از دست می دهد، در این وضعیت درختان نمی توانند در مقابل باد مقاومت کنند.

اسلاید 5: عوامل موثر در برنامه ریزی آبیاری قطره ایگیاهان ردیفیدر زراعت های ردیفی درصد مساحت خیس شده در آبیاری قطره ای سطحی و زیر سطحی تقریبا 100 درصد سطح زمین است.

اسلاید 6: بالا بودن درصد مساحت خیس شده باعث گسترش زیاد ریشه ها شده و گیاه از بارندگی حداکثر استفاده را بعمل می آورد.در زراعت هایی مثل سیب زمینی و گوجه فرنگی که با روش قطره ای آبیاری می شوند اکثرا تمام سطح زمین مرطوب نمی شود. تعیین عمق پخش آب (dx) توسط قطره چکانها براساس درصد خیس شده زمین (Pw) صورت می گیرد.

اسلاید 7:

اسلاید 8: w تابعی از وضعیت فیزیک خاک است و 0.8w بهترین فاصله برای همپوشانی سطح خیس شده قطره چکانها می باشد

اسلاید 9: درصد مساحت خیس شدهSe<0.8wNp : تعداد قطره چکان برای هر درخت یا گیاهSe : فاصله بین قطره چکانها در طول لوله لاترالw : عرض خیس شده زمین در طول لاترالSp : فاصله درختان یا گیاهان روی ردیف Sr : فاصله بین ردیف های گیاهیPd : نسبت سطح سایه انداز گیاه (اعشار)

اسلاید 10: Se≥0.8wNp : تعداد قطره چکان برای هر درخت یا گیاهSe : فاصله بین قطره چکانها در طول لوله لاترالw : عرض خیس شده زمین در طول لاترالSp : فاصله درختان یا گیاهان روی ردیف Sr : فاصله بین ردیف های گیاهیPd : نسبت سطح سایه انداز گیاه (اعشار)

اسلاید 11: مثالدر یک باغ فاصله ردیف های گیاهی و فاصله گیاهان از یکدیگر 3 متر می باشد. عرض خیس شده توسط قطره چکان 1.1 متر و سایه انداز گیاهان 80 درصد می باشد. برای آنکه درصد خیس شده زمین بیش از 33 درصد باشد، حداقل چند قطره چکان برای هر درخت باید در نظر گرفت؟

اسلاید 12: Sr=3 mSp=3 mPd=0.8w=1.1 mPw≥33% => Pw ≥0.33Se=0.8w=0.8(1.1)=0.880.33=(Np*0.88*1.1)/(3*3*0.8)Np=2.45 => Np=3Pw=100(3*0.88*1.1)/(3*3*0.8)=40

اسلاید 13: S’e سیستم دو لاترالی به فاصله Se>S’e => S’e=Se

اسلاید 14:

اسلاید 15: در قطره چکانهای میکروجت و میکرواسپریرها سطح خیس شده از معادله زیر بدست می آید:As : سطح خیس شده توسط اسپریرPs : محیط دایره خیس شدهجز داخل کروشه بصورت زیر توصیف می شود:w قطر دایره مربوط به As است

اسلاید 16: شوری در سیستم های آبیاری قطره ای

اسلاید 17: رابطه کاهش محصول و شوری آبYr : نسبت کاهش محصول (اعشار)Yactual : مقدار محصول تولیدی در شرایط استفاده از آب شورYpotential : مقدار محصول تولیدی در صورتی که شور نباشدECw : هدایت الکتریکی آب آبیاری(ECe)max : هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک در وضعیتی که محصول کاملا از بین برود (32 میلی موس بر سانتیمتر)(ECe)min : هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک در وضعیتی که محصول کاهش عملکرد پیدا نکند (0.9 میلی موس بر سانتیمتر)ECw<2(ECe)min

اسلاید 18:

اسلاید 19: نیاز آبشوییLRt=ECw/ECdwLRt : نیاز آبشویی در شرایط آبیاری قطره ای (اعشار)ECw : هدایت الکتریکی آب آبیاریECdw : هدایت الکتریکی آبی که از منطقه ریشه ها می گذرد.ECd=2 (ECe)maxLRt=ECw/2(ECe)max

اسلاید 20: نیاز آبشویی با ضریب اطمینان بالاتر

اسلاید 21: مثالشوری آب در یک طرح قطره ای که برای یک باغ گردو پیاده شده است، یک میلی موس بر سانتیمتر است. نیاز آبشویی را حساب کنید.LRt=ECw/2(ECe)max=1/(2*8)=0.06LRt=ECw/[6(ECe)min-2ECw] =1/[6*1.7-2*1]=0.12

اسلاید 22: نیاز آبیاری در سیستم قطره ایTd=0.1 Ud PdTd : نیاز آبی در سیستم قطره ایPd : درصد سطح سایه انداز (از صفر تا 100)Ud : تبخیر و تعرق روزانه گیاهی با پوشش کامل در ماه پیک مصرف

اسلاید 23: نیاز آبیاری در سیستم قطره ای

اسلاید 24:

اسلاید 25: کمبود فصلی آبTs=0.1 Ud PdDn=(U-Pe-Ms)(0.1 Pa)Pe : بارندگی موثرMs : ذخیره رطوبتی خاک در ابتدای فصل

اسلاید 26: عمق خالص آبیاریDx : حداکثر عمق خالص آبیاری که باید در هر نوبت داده شود (میلیمتر)MAD : حداکثر تخلیه مجاز (درصد)Wa : ظرفیت نگهداری آب در خاک (میلیمتر در متر)Z : عمق ریشه ها (متر)Pw : درصد مساحت خیس شده

اسلاید 27: دور آبیاریfx=dx/Tdدور آبیاری به عدد صحیح پایین تر روند می شود.مقدار اصلاح شده عمق خالص آب dn=(Td)(f’)

اسلاید 28: نیاز ناخالص آبیاریLR<0.1d=100(dn.Tr)/EUTr : نسبت انتقالEU : ضریب یکنواختی پخشLR>0.1d=100[dn/EU(1.0-LR)]

اسلاید 29: حجم ناخالص آب برای هر گیاه در هر روزG=d.Sp.Sr/f’G : حجم ناخالص آب مورد نیاز هر گیاه (لیتر در روز)d : عمق ناخالص آبیاری (میلیمتر)Sr : فاصله ردیف ها (متر)Sp : فاصله گیاهان (متر)f’ : دور آبیاری (روز)

اسلاید 30: مدت زمان آبیاریTa=G/(Np.qa)qa : دبی قطره چکان (لیتر در ساعت)Np : تعداد قطره چکانهاTa : مدت آبیاری (ساعت در روز)G : حجم ناخالص آب برای هر گیاه (لیتر در روز)

اسلاید 31: ضریب تغییرات

اسلاید 32: ضریب تغییرات سیستممثلا اگر ضریب تغییرات قطره چکانهای یک کارخانه 12 درصد و حداقل قطره چکانهایی که برای هر درخت بکار می رود 4 باشد، ضریب تغییرات سیستم 6 درصد است.vs=0.12/(4)0.5=0.06

اسلاید 33: ضریب یکنواختی پخش آب برای طراحیEU=100(1-1.27vs)qn/qaqn : حداقل دبی محاسبه شده از روی فشار موجود در سیستم (شکل ص 183)qa : متوسط دبی محاسبه شده از روی فشار موجود در سیستم (شکل ص 183)vs : ضریب تغییرات سیستم ٍ,EU=100[1.0-1.27(N/(N’p)0.5]qn/qa

اسلاید 34:

اسلاید 35: ظرفیت سیستمQs : ظرفیت سیستم (لیتر در ثانیه)A : مساحت زمین تحت آبیاری (هکتار)Ns : تعداد ایستگاههایی که همزمان کار می کنندSr : فاصله بین ردیف های گیاهی (متر)qa : متوسط دبی قطره چکانها (لیتر در ساعت)Np : تعداد قطره چکان اختصاصی هر گیاهSp : فاصله درخت ها روی ردیف (متر)

اسلاید 36: Os : تعداد ساعات کاری سیستم در طول فصل (ساعت)Vs : حجم آب مورد نیاز در طول فصل (متر مکعب)

اسلاید 37: 15 گام اصلی طراحیجمع آوری داده ها و اطلاعات مربوط به زراعت یا باغ مورد نظر (گیاه)، خاک، آب و هوا، ناهمواری زمین، مقدار آب، کیفیت آب، شکل و ابعاد زمین و چگونگی دسترسی به منابع مختلف از جمله کارگر و نیروی انسانی و بازارانتخاب قطره چکان و تعیین چگونگی پخش آب به نحوی که بین 33 تا 67 درصد سطح زمین خیس شود.در این مرحله تعداد قطره چکان اختصاصی هر گیاه مشخص می شود.با استفاده از آزمایشات صحرایی عرض خیس شده یا قطر دایره پیاز رطوبتی مشخص می گردد.

اسلاید 38: محاسبه dx، fx و Td انتخاب ضریب یکنواختی پخش (70 تا 95 درصد) و تخمین نسبت انتقال (1 تا 1.1)محاسبه نیاز آبشوییتعیین عمق ناخالص آبیاریتعیین حجم ناخالص آب مورد نیاز هر گیاه در هر روزG=d.Sp.Sr/f’ تعیین ساعات کاری در هر روز برای هر ایستگاه یا هر زیر واحد در دوره پیکTa=G/Np.qa

اسلاید 39: تعیین تعدادایستگاههایی که با هم کار می کننداگر Ta=24 hr باشد، Ns=1اگر Ta=12 hr باشد، Ns=1 or 2اگر Ta=8 hr باشد، Ns=2 or 3 مقادیر Np و qa را طوری اصلاح کنید که Ta.Ns مساوی یا کمی کوچکتر از 21.6 ساعت باشد.با داشتن qa حداقل مجاز برای دبی قطره چکان qn را بدست آورید.qn=qa(EU)/[100(1.0-1.27vs)]

اسلاید 40: بار فشار متوسط و حداقل بار فشار را بدست آوریدhn=ha(qn/qa)1/xمقدار مجاز تغییرات بار فشار را محاسبه کنید. این مقدار نباید از 2.5 برابر اختلاف فشار مینیمم و فشار متوسط بیشتر باشد. ∆Hs=2.5(ha-hn)مقادیر Qs، Vs و Ot را بدست آورید. اندازه و طول لوله های اصلی، نیمه اصلی و لاترالها را بدست آورید.

اسلاید 41: مثالقرار است باغ میوه ای در زمینی به ابعاد 253*439 متر احداث گردد. برای این باغ، آبیاری از نوع قطره ای که هر درخت به وسیله چهار عدد قطره چکان آبیاری خواهد شد منظور شده است. شرایط طراحی زیر برطبق احتیاجات حداکثر یک درخت کامل می باشد (فشار سرویس در قطره چکان 10 متر، نیاز آب مصرفی در دوره پیک 5 میلیمتر بر روز، راندمان کاربرد آب 92 درصد، زمان کار سیستم 18 ساعت بر روز و تراکم درخت 250 عدد در هکتار). تعداد قطره چکانهای مورد نیاز چقدر است؟

اسلاید 42: N=(439*253/10000)(250)(4)=11107

اسلاید 43: مثالدرصد مساحت خیس شده برای آبیاری قطره ای در باغات مرکبات شمال که طی فصل آبیاری بارندگی قابل توجه می باشد برابر است با:20%50%60%30%

اسلاید 44: مثالدر یک تاکستان فاصله درختان 4 متر، با پوشش گیاهی 40 درصد، ضریب درصد پوشش زمین برابر است با 45 درصد، تبخیروتعرق روزانه اوج 8 میلیمتر برای آبیاری سطحی، راندمان کاربردی قطره ای 80 درصد، زمان آبیاری 12 ساعت در شبانه روز و تعداد قطره چکان در اطراف هر درخت 3 عدد می باشد؛ معین نمایید مقادیر آبدهی برای هر درخت و آبدهی هر قطره چکان چه مقدار است؟

اسلاید 45: d=ET.A.Pwd=(8/0.8)(4*4)(0.45)=72 lit/dayq=d/T.N=72/(12*3)=2 lit/hr