سیستم آبیاری تحت فشار

با توجه به اینکه کشور ایران در مناطق خشک و نیمه خشک کره خاکی قرار گرفته است همیشه با مشکل کم آبی و بحران آب روبروست که در این راستا دو مشکل اساسی وجود دارد .

۱ – بارندگی کم و تبخیر و تعرق بالا

۲ – پایین بودن راندمان آبیاری

درحدود ۳۸ % ، خاکی بودن مسیر انتقال آب ، ناهموار بودن داخل مزرعه ، نبودن زهکشهای سطحی و زیر زمینی از طرفی نظر به افزایش روزافزون جمعیت کشور و تامین امنیت غذایی باید سعی نمائیم تا از آبیاری سنتی فاصله گرفته و به آبیاری مدرن و مکانیزه روی آوریم تا بتوانیم راندمان آبیاری را افزایش و تولید را بالا ببریم و سطح زندگی و درآمد جوامع روستایی را ارتقاء بدهیم . راندمان آب آبیاری در بخش کشاورزی ایران در حال حاضر بین ۳۳ تا ۳۵ درصد گزارش شده است د این راندمان آبیاری را به روش های گوناگون افزایش دهیم. برای این منظور باید از سیستم مدرن و مکانیزه یا همان روش آبیاری تحت فشار استفاده نماییم. آبیاری تحت فشار روشی از آبیاری است که در آن آب در مجاری بسته که شامل لوله های اصلی و فرعی می باشد با فشار جریان می یابد و از سوراخهایی که به آنها قطره چکان ، آبپاش ، آبفشان و یا نازل گفته می شود به صورت قطره یا ذرات ریز خارج می گردد و بدین طریق از تلفات آب در مسیر انتقال و در داخل مزرعه جلوگیری شده و آب به اندازه ای که لازم است به مزرعه و محصول داده می شود.

ویژگیها و مزایای آبیاری تحت فشار :

آبیاری تحت فشار شامل آبیاری بارانی و قطره ای می باشد و اهدافی که در این روش مدنظر است به شرح ذیل می باشد :

☻افزایش راندمان آبیاری به میزان ۷۰ % در روش بارانی و به میزان ۹۰ % در روش قطره ای و تقلیل میزان آب مصرفی در مقایسه با آبیاری سطحی .

☻عدم تشکیل رواناب سطحی و جلوگیری از فرسایش خاک

☻ تنظیم میزان آب مورد نیاز برای انواع خاک ها و کشت ها در فصول مختلف زراعی .

☻ تهویه مناسب خاک و یکنواختی پخش آب در سطح مزرعه و عدم نیاز به زهکشی مزرعه

☻افزایش محصول در واحد سطح در مقایسه با آبیاری سنتی

☻عدم نیاز به تسطیح اراضی در این روش

☻جلوگیری از سله بستن و حفظ پوکی خاک

☻عدم نیاز به ایجاد نهرهای خاکی درون مزرعه و نهرهای زهکشی و استفاده بهینه از کل زمین مزروعی

☻ قابل استفاده برای تمام گیاهان

☻امکان انجام آبیاری همراه با کودپاشی و سمپاشی و پخش یکنواخت آنها

☻ وارد نشدن بذر علفهای هرز به مزرعه به دلیل انتقال آب از طریق لوله ها

☻ سهولت در انجام عملیات زراعی

☻ تبخیر سطحی در آبیاری قطره ای به حداقل می رسد واز خارج شدن آب از محوطه ریشه جلوگیری می ـ گردد .

☻عدم امکان رویش بذر علفهای هرز به دلیل مرطوب شدن فقط بخشی از سطح خاک اطراف ریشه گیاه اصلی ( آبیاری قطره ای )

☻ افزایش کیفی و کمی محصول

☻عدم نیاز به نیروی کارگر زیاد بدلیل ثابت بودن اجزای سیستم

آبیاری قطره ای :

آبیاری قطره‌ای عبارتست از روشی که طی آن آب با فشار کم از روزنه یا وسیله‌ای به نام قطره چکان به صورت قطراتی در پای بوته یا درخت ریخته می‌شود. آب این قطره چکان ها بوسیله ی شبکه‌ از لوله ها در سراسر مزرعه توزیع شده اند تامین می شود. از مشخصات این روش تحویل آب به گیاه با فشار کم در منطقه ریشه‌ بر حسب نیاز گیاه است که در سنین مختلف و فصول مختلف متفاوت می باشد. در این روش بیشترین راندمان آبیاری وجود دارد و در اکثر باغات مورد استفاده قرار می گیرد.

الف) تجهیزات آبیاری قطره ای : تجهیزات آبیاری قطره ای عبارتند از : سیستم کنترل مرکزی ، لوله های اصلی و فرعی و قطره چکانها.

سیستم کنترل مرکزی خود شامل قطعات زیر است :

۱- پمپ تامین کننده فشار آب

۲- سیکلون : اولین مخزنی که بعد از پمپ قرار دارد سیکلون است و آب از پهلو وارد دستگاه شده و پس از چرخش و دوران شن های موجود در آب به مخزن پایین سیکلون سقوط می کند و آب از مجرای خروجی بالای سیکلون خارج می شود. ۸۰ درصد رسوبات در سیکلون ته نشین می گردد.

۳- فیلتر شن : فیلتر شن بعد از سیلکون قرار دارد. در این دستگاه سه لایه شن روی یک فیلتر یا صفحه مشبک قرار دارد که آب از بالا وارد دستگاه شده و پس از عبور از لایه های شن و جدا شدن ذرات معلق و مواد اضافی آب از مجرای خروجی پایین دستگاه خرج می شود. برای شستن و تمیزکردن شن ها باید شیر فلکه ۱ و ۳ را بست و شیرهای ۲ و ۴ را باز کرد تا جریان آب حالت عکس پیدا کرده و رسوبات از دهانه شماره ۴ خارج می شود و در حالت کار باید شیر ۱ و ۳ را باز نمود تا سیستم کار کند.

۴- فیلتر توری : این فیلتر از دو فیلتر داخل هم تشکیل شده و تصفیه نهایی توسط این فیلتر انجام می گیرد و باید هفته ای دو مرتبه این توری ها را تمیز کرد.

۵- مخزن کود : این مخزن بین فیلتر شن و فیلتر توری قرار دارد و کودهای قابل حل در آب در این مخزن ریخته و سپس وارد سیستم می شود.

کودهای قابل حل در آب عبارتند از : اوره، نیترات آمونیوم، سولفات آمونیوم، کلرور پتاس و کودهای میکرو.

نکته قابل توجه اینکه شیلنگ ورودی آب به مخزن کود باید تا نزدیکی انتهای تانک برسد تا کود با آب به خوبی مخلوط گردد. طریقه کود دادن به این نحو است که کود قابل حل در آب را باید طبق نظر کارشناس و با توجه به نوع گیاه در تانک کود ریخته و شیرفلکه زیر تانک کود را آنقدر ببندیم که اختلاف فشار بین دو نقطه ورود و خروج آب در داخل تانک حدود ۵ متر باشد بنابراین کود به نسبت معین وارد آب آبیاری می گردد.

لوله های آبیاری قطره ای عبارتند از :

* لوله های اصلی که آب را از ایستگاه پمپاژ به مزرعه می برد.

* لوله های نیمه اصلی که آب را از لوله های اصلی گرفته و به لوله های فرعی می رساند.

* لوله های فرعی که قطره چکان ها روی آنها نصب است و در سطح باغات و روی زمین قرار دارند.

قطره چکان ها:

ساختمان قطره چکان ها که جلو فشار آب اضافی را گرفته و در مقابل سرما و گرما مقاوم می باشند.
قطره چکان ها انواع مختلفی دارند مانند قطره چکان در خط ، روی خط تنظیم شونده ، تک خروجی و چند خروجی که بر حسب نیاز از آنها استفاده می شود. گاهی در آبیاری قطره ای به جای قطره چکان از آبفشان هم استفاده می شود که انواع مختلفی دارد که عبارتند از :

• مه پاش: که آب را به صورت مه پخش می کند.

• میکروجت: آب را به صورت چندین رشته باریک پخش می کند.

• بابلر: که آب را به صورت فواره مانند پخش می کند.

عواملی که باعث گرفتگی قطره چکان می شوند عبارتند از :

• عوامل فیزیکی مانند شن و ماسه

• عوامل شیمیایی مانند رسوبات سولفات کلسیم و منیزیم

• عوامل بیولوژیکی مانند باکتری و جلبک

ب) مزایای آبیاری قطره ای :

* صرفه جویی در مصرف آب

* کاهش هزینه های کاری

* امکان آبیاری در اراضی شیبدار و ناهموار

* کاهش رویش علف های هرز

* استفاده از منابع آب باد بی کم

* افزایش سطح زیر کشت

* عدم ایجاد فرسایش خاک

* افزایش کیفیت و کمیت محصول

* امکان دادن عناصر غذایی همراه با آب آبیاری

* کنترل زمان و دور آبیاری

ج) عواملی که بایستی در انتخاب سیستم آبیاری قطره ای مورد توجه قرار گیرد :

۱- خاک :

بافت خاک و نفوذ پذیری : مناسب ترین بافت برای روش آبیاری قطره ای بافت متوسط ( لوم ) می باشد . دبی قطره چکان مورد استفاده در این نوع خاک می تواند بین ۲ تا ۸ لیتر در ساعت تغییر نماید . در بافتهای سنگین ( رسی ) به علت کمی نفوذ پذیری خاک ( کمتر از ۵ میلی متر در ساعت ) و همچنین در بافتهای سبک ( شنی ) به علت زیادی نفوذ پذیری خاک ( بیشتر از ۳۰ میلی متر در ساعت ) استفاده از قطره چکان با دبی کم ( حداکثر دبی نقطه ریزش آب ۲ لیتر در ساعت ) توصیه می گردد .

شوری و قلیائیت خاک : استفاده از سیستم آبیاری قطره ای در شرایط شور بودن خاک که در آن هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک بیشتر از ۴ دسی زیمنس بر متر است و همچنین در شرایط قلیایی بودن خاک که در آن هدایت الکتریکی عصاره اشباع کمتر از ۴ دسی زیمنس بر متر و اسیدیته گل اشباع بیشتر از ۸ می باشد ، قبل از انجام عملیات آبشویی در شرایط شوری خاک و افزایش مواد اصلاحی و آبشویی در شرایط قلیایی بودن توصیه نمی گردد . لازم به ذکر است ضوابط فوق برای گیاهان حساس می باشد ، برای گیاهان غیر حساس ارقام ارائه شده قابل تعدیل است .

وجود لایه محدود کننده در پروفیل خاک : در صورتی که در عمق حداکثر ریشه دوانی خاک لایه محدود کننده غیر قابل نفوذ برای ریشه و آب و یا لایه های گچی و آهکی وجود داشته باشد بایستی قبل از احداث سیستم آبیاری قطره ای و کاشت نسبت به اصلاح آن اقدام گردد .

شیب و توپوگرافی :در شیبهای بیشتر از ۱۰ درصد استفاده از قطره چکان با دبی کمتر از ۴ لیتر در ساعت توصیه می گردد . در شیبهای خیلی تند بیش از ۲۵ درصد ایجاد شیارهایی در طول ردیفهای کشت که معمولاً در روی خطوط تراز کشت می شوند جهت استقرار لوله های فرعی ضروری است . وقتی توپوگرافی زمین دارای پستی و بلندیهای زیاد و نامنظم باشد تهیه نقشه توپوگرافی با خطوط تراز نیم متری جهت طراحی هیدرولیکی شبکه لازم است .

۲- آب و هوا :

میزان بارندگی و قدرت تبخیر کنندگی هوا : معمولاً سیستم آبیاری قطره ای در کلیه اقلیمهایی که در آنها میزان بارندگی کفاف نیاز آبی گیاه مورد کشت را نمی دهد قابل اجراست . از نظر اقتصادی کاربرد این سیستم در شرایط خشک و نیمه خشک بیشتر از مناطق مرطوب مقرون به صرفه خواهد بود .

سرعت باد : سرعت زیاد باد ( تا حدی که به رشد گیاه لطمه نزند ) عامل محدود کننده ای در انتخاب سیستم آبیاری قطره ای نمی باشد . فقط در باغات و در سرعتهای بیشتر از ۵ متر در ثانیه احداث باد شکن و همچنین تخصیص قطره چکانهای بیشتر برای هر درخت و افزایش دور آبیاری ( جهت توسعه دادن به رشد ریشه )توصیه می گردد .

عوامل گیاهی : آبیاری قطره ای برای کلیه محصولات باغی ، جنگل کاریها و گیاهان زراعی و صیفی جات که به صورت ردیفی کشت می شوند قابل توصیه است . برای زراعتهایی که به صورت متراکم کشت می شوند معمولاً از نظر اقتصادی استفاده از این سیستم توجیه پذیر نمی باشد .

آبیاری بارانی:

اساس روش آبیاری بارانی به این صورت است که آب درداخل لوله ها،(معمولاً)با استفاده ازموتورپمپ تحت فشارقرارمی گیردوازطریق آبپاش هاوآبفشان ها با فشاروبه صورت قطرات باران پاشیده می شود. درموقع خروج ازآن ،قطرات آب درهواپخش می شودوبصورت باران مانندبرروی خاک می ریزد. درمقایسه باروش های آبیاری سطحی دراین روش کنترل روی آب بیشتربوده وعلت اصلی راندمان بالا نیز همین کنترل آب است.شیب زمین که عامل عمده ای درتوزیع غیریکنواخت آب در آبیاری سطحی است، درروش آبیاری بارانی ازتأثیرکمتری روی یکنواختی برخوردار بوده وبا این روش آبیاری حتی باشیب نسبتأزیادنیزتوزیع یکنواخت آب درمزرعه ممکن می گردد.درصورتیکه شیب مناسب وجودداشته باشدوبتوان ازآن برای جبران افت اصطکاکی درلوله استفاده کردراندمان کاربردآب اززمین کاملاً مسطح نیز بیشترخواهدبود.

آبیاری بارانی تقریباً درهرنوع آب وهواجزدرمناطقی که بادهای شدیدداردویادرجه حرارت درساعات زیادی ازروز بالاست می توانند مورد استفاده قرارگیرد.

قسمتهای مختلف سیستم آبیاری بارانی

هر سیستم آبیاری بارانی ازچهار قسمت اصلی به شرح زیرتشکیل شده است .

۱-پمپ و ایستگاه پمپاژ : پمپ آب را ازمنبع گرفته وپس از واردآوردن فشارلازم آن را به لوله اصلی منتقل می کند. پمپ به تناسب فشار لازم در آبپاش ها، افت بار در سیستم وآبدهی لازم انتخاب میشود.اگرمنبع آب اختلاف ارتفاع کافی با مزرعه داشته باشد بطوریکه فشار لازم ازطریق نیروی ثقل تأمین می شود احتیاجی به پمپ نخواهد بود . به علت اینکه فشار لازم در آبیاری بارانی زیاد است بندرت اختلاف ارتفاع می تواند برای تأمین فشار کافی باشد ودراکثر موارد نیازبه پمپ ضروری بنظر میرسد.

نیروی لازم جهت پمپ از طریق موتورهای الکتریکی ویا موتورهای دیزلی (گازوئیل سوز) تأمین میشود. نوع موتور انتخابی بستگی به وجود شبکه برق رسانی درمنطقه ویا مهیا بودن گازوئیل دارد.درشرایط مساوی میتوان نوع موتوررابا مقایسه هزینه اولیه وهزینه های جاری موتورهای دیزلی باالکتروموتورها انتخاب کرد.

۲- لوله های اصلی ونیمه اصلی:این لوله هاآبراازمنبع گرفته وبه لوله های جانبی می رسانند.درشرایط خاصی ممکن است نیازبه لوله های نیمه اصلی نیزباشد.دراین حالت خاص آب ازلوله اصلی واردلوله نیمه اصلی شده وازآنجابه لوله های جانبی هدایت می شود.

جنس لوله اصلی ونیمه اصلی می تواندازفولاد،آزبست سیمانی،آلومینیومی ویاپلاستیکی(پی وی سی) باشد.

۳- لوله های جانبی :کاراصلی این لوله هارامی توان گرفتن آب ازلوله اصلی ورساندن آن به آبپاش ها دانست.معمولاًجنس لوله های جانبی درسیستم های آبیاری بارانی آلومینیومی است.

این نوع لوله هابعلت سبکی وزن براحتی قابل حمل ونقل است که بزرگترین حسن آنهابشمارمی رود.در صورتیکه سیستم آبیاری بارانی ازنوع ثابت باشد،می توان ازلوله های پلاستیکی ویاجنسهای سنگین تری مثل فولادنیزاستفاده کرد.

۴- آبپاش ها :

آبپاش هارامی توان مهمترین قسمت یک سیستم آبیاری بارانی دانست آبپاش هاآب راازلوله جانبی گرفته وسپس بصورت قطرات باران مانند و بافشارازدهانه به بیرون پخش می کنند.درموقع خروج آب ازدهانه آبپاش ،بارفشاری به بارجنبشی تبدیل می شودودرنتیجه آب به فواصل دور ونزدیک پرتاب میگردد. وسعت منطقه مرطوب شده ، بستگی به سرعت آب (فشاردرآبپاش )، زاویه فوّاره آب، نوع آبپاش و وضعیت باد درموقع آبیاری دارد.حجم آبدهی ، شکل توزیع آب واندازه ذرات آب بوسیله دهانه آبپاش کنترل می شود.