آبیاری قطره ای

DRIP IRRIGATION

آبیاری قطره ای :

در آبیاری قطره ای آب از یک شبکه لوله کم فشار به صورت یک الگوی از قبل تعیین شده ، پخش می گردد . وسیله خروج آب به خاک « قطره چکان » نام دارد . قطره چکا نها از طریق یک نازل باریک یا مسیر جریان طویل ، فشار موجود در شبکه لوله را کاهش می دهند و موجب کاهش دبی تخلیه تا حدود 4 لیتر بر ساعت می شوند .
 

 
 
آب بعد از خروج از قطره چکان توسط نیروها ی کاپیلارتی و ثقل در نیمرخ خاک جریان می یابد ، بنابراین سطحی که به وسیله هر قطره چکان خیس می شود با عوامل محدود کننده جریان افقی آب محدود می گردد . در سیستم های قطره ای دوره آبیاری یک روز و حتی در صورت نیاز کمتر امکان پذیر است . برای درختان و تاکها که گیاهانی دائمی با فاصله زیاد از یکد یگر می باشند ، قطره چکا نها به صورت واحد های ساخته شده مجزا بوده و توسط یک زایده به خط انتقال آب مرسوم به « لوله فرعی قطره چکان » ،  شیلنگ لوله فرعی متصل می گردند .
برخی قطره چکا نها به صورت لوله های اسپاگتی شکل بوده و چند خروجی دارند . این امر برای افزایش سطح خیس شده با حداقل افزایش در هزینه است . برای گیاهان ردیفی کمتر دائمی مانند گوجه فرنگی ، نیشکر و توت فرنگی ، لوله فرعی و قطره چکا نها را با هم به صورت یک واحد قابل جدا ساخته می سازند که یا سوراخهایی به فواصل 9 تا 36 اینچ دارند مانند لوله دو محفظه ای ویا دیواره های متخلخلی دارند که آب از آنها به بیرون تراوش می نماید . در هر دونوع سیستم قطره ای ، لوله های فرعی به خط انتقال آب مرسوم به « مانفولد » متصل می شوند .
محاسن آبیار ی قطره ای :
آبیاری قطره ای آسان ترین راه آب دادن به هر گیاه مانند درختان و تاکها ست و کمبود رطوبت خاک را قبل از پیداش مکش بالاتر اثر مصرف آب به وسیله گیاه از طریق تبخیر و تعرق ، بر طرف می سازد . یک سیستم آبیاری قطره ای به علت کاربرد موثر آب و نیروی کارگردارای مزایای آگرونومیکی ، آگروتکنیکی و اقتصادی منحصر به فرد است .
صرفه جوئی در میزان آب و هزینه ها :
آبیاری قطره ای هزینه های بهره برداری را کاهش می دهد و این مسئله اساسی در این روش جدید است . سیستم های قطره ای به آب کمتری نسبت به سایر سیستم های متداول آبیاری نیاز دارد . مثلاً‌در باغات درختان جوان ، آبیاری با سیستم قطره ای تنها نصف آب مورد نیاز آبیاری بارانی یا سطحی مصرف می کند . با مسن تر شدن درختان ، صرفه جوئی در آب با سیستم قطره ای کاهش می یابد ما هنوز برای بسیاری از باغداران آبیاری موثر با سیستم قطره ای بعلت کمبود و قیمت بالای آب ، اهمیت دارد . هزینه کارگر برای آبیاری را می توان کاهش داد ، زیرا در سیستم قطره ای کافی است که پخش آب تنظیم گردیده و سیستم به کار انداخته شود . این تنظیم ها توسط وسایل اتوماتیکی انجام می گیرد که نیاز به کارگر چندانی ندارد .
 

در آبیاری غرقابی هنگام آبیاری کل یک محوطه بصورت کامل آبیاری می شود در این مورد فضای بین درختان که اصلا نیاز به آب ندارد آبیاری می شود
 
عملیات زراعی آسانتر :
از آنجا که بیشتر سطح خاک هرگز با آبیاری قطره ای خیس نمی شود ، رشد علف هرز کاهش می یابد . در نتیجه هزینه کارگر و مواد شیمیایی برای کنترل علف هرز پائین می آید . همچنین چون با آبیاری قطره ای خاک کمتری خیس می شود ، عملیات زراعی دیگر در باغات را می توان لاینقطع ادامه داد . مثلاً در گیاهان ردیفی ، فاروهائی که کارگران روی آنها راه می روند نسبتاً خشک و محکم باقی می ماند .
کودها را می توان در آب آبیاری تزریق نمود که با این کار نیازی یه نیروی کارگر برای پخش آنها روی زمین نیست . برای این منظور کودهای بسیار محلولی در بازار موجود بوده و انواع جدید آنها کودپاشی از طریق سیستم قطره ای را گسترده ساخته است . بعلت کنترل بیشتر روی محل و زمان پخش کود با سیستم قطره ای ، کارایی کود پاشی افزایش یافته است .
 به کارگیری آ‌ب شور :
آبیاریهای مکرر رطوبت خاک را در حدی نگهمیدارد که بین دو حالت خیلی خشک و خیلی ترنوسان نمی کند و بیشتر قسمت های خاک از هوای کافی برخوردار است . خیس ماندن خاک بین آبیاریها ، نمکهای موجود در محلول را رقیق تر نگهمیدارد . بهمین جهت در سیستم قطره ای می توان از آب با شوری بیشتری نسبت به سایر روشهای آبیاری استفاده کرد

مورد استفاده در خاکهای صخره ای و شیب های تند : سیستم های آبیاری قطره ای را می توان طوری طراحی کرد که در هر نوع توپوگرافی به نحو موثر قا بل استفاده باشد . در اراضی صخره ای ، حتی اگر فاصله بین درختان نامنظم و اندازه آنها متفاوت باشد ، می توان آبیاری قطره ای را به نحوی موثر به کار گرفت زیرا آب بسیار نزدیک به هر درخت پخش می شود .
معایب آبیاری قطره ای :
v     هزینه نسبتاً بالا
v     گرفتگی قطره چکانها
v     ایجاد شوری موضعی
v     پخش نا منظم و لکه لکه ای رطویت خاک
گرفتگی :
چون خروجی قطره چکانها بسیار ریز هستند ، ذرات معدنی یا آلی موجب گرفتگی آنها می شوند . گرفتگی باعث کاهش دبی تخلیه ، غیر یکنواختی پخش آب و در نتیجه صدمه به گیاه می گردد . در برخی موارد ، ذراتی در آب آبیاری موجود است و قبل از ورود به شبکه لوله ها تصفیه نمی شود . در موارد دیگر ، ذرات در داخل خط لوله یا با تبخیر آب از روزنه قطره چکانها بین آبیاریها وارد آب می شوند .اکسید آهن ، کربنات کلسیم و بقایای جلبک و میکروبها در بعضی سیستم های آبیاری تشکیل شده اند تصفیه شیمیائی آب منجر به حذف یا کاهش مشکل گرفتگی قطره چکانها می گردد.
 
یکنواختی :
 
بیشتر قطره چکانها ی قطره ای دارای فشار سرویس پائینی هستند ( 3 تا 20 پی اس آی ) . اگر مزرعه دارای شیب تندی باشد ، دبی قطره چکان در خلال آبیاری تا حدود 50 درصد پیش بینی شده تغییر کرده و بعد از بستن آب ، قطره چکانهای پائین تر همچنان به تخلیه آب ادامه می دهند . برخی گیاهان بیشتر و گیاهان دیگر کمتر آب دریافت می کنند .

 
شرایط خاک :
بعضی خاکها دارای سرعت نفوذ نهایی کافی برای دریافت دبی تخلیه قطره چکانها نبوده و تولید روان آب یا شرایط ماندابی می نمایند . با دبی تخلیه 1 گالن برساعت ، خاک بایستی دارای سرعت نفوذ نهایی 5/0 اینچ بر ساعت باشد تا قطر دایره تر شده در اطراف قطره چکان از 2 فوت تجاوز نکند . معمولاً خاکهای شنی ، بویژه با لایه بندی افقی اندک ، برای آ بیاری قطره ای بسیار مناسب می باشند . اینگونه لایه بندی برای آبیاری قطره ای مفید است زیرا حرکت جانبی آب را افزایش داده و حجم بیشتری از خاک را مرطوب می سازد . تجربه نشان داده است که خاکهای دارای بافت متوسط مناسب آبیاری قطره ای بوده ، اما برخی خاکهای بافت ریز روان آب تولید کرده اند .
تجمع نمک :
نمکها در سطح خاک تجمع یافته و خطر بالقوه ای برای گیاه فراهم می سازد زیرا بارانهای سبک املاح را به ناحیه ریشه گیاه منتقل می سازد . بنابراین ، وقتی بعد از دوره تجمع نمک باران می آید ، آبیاری بایستی طبق برنامه ادامه یابد تا به اندازه 5 سانتی متر باران وارد خاک شود و نمکها را از ناحیه ریشه گیاه خارج سازد .
در خلال آبیاری قطره ای ، نمکها در زیر سطح خاک و پیرامون حجم خیس شده خاک با قطره چکان نیز تجمع می یابد . خشک شدن خاک بین آبیاریها موجب حرکت معکوس آب خاک و اتنقال نمک از پیرامون ناحیه خیس شده به طرف قطره چکان می گردد. حرکت آب بایستی همیشه دور از قطره چکان باشد تا از صدمات ناشی از نمک جلوگیری شود .
خطرات :
اگر حوادث کنترل نشده ای موجب قطع آبیاری گردد ، به گیاه سریعاً صدمه وارد می شود . زیرا توان ریشه ها برای گرفتن آب و مواد غذائی به حجم نسبتاً کوچک خاک خیس شده محدود می گردد . جوندگان لوله های فرعی پلی اتیلن را می جوند برای رفع این مشکل و کنترل جوندگان ، بایستی از لوله های فرعی از جنس پی وی سی استفاده کرد . با شکستن خط لوله انتقال آب اصلی یا درست کار نکردن سیستم تصفیه ، مقداری مواد زاید وارد آب می شود . با بروز این گونه حوادث ، تعداد زیادی از قطره چگانها دچار گرفتگی می شوند که بایستی تعمیر یا تعویض گردند .
آرایش مناسب :
آرایش سیستم آبیاری به مفهوم طرز قرار گرفتن لوله های اصلی و فرعی و موقعیت آنها نسبت به هم می باشد در این بخش بایستی موقعیت و وضعیت قرار گرفتن لوله های اصلی و فرعی در داخل و خارج زمین بسته به تجربه، سلیقه و ذوق مهندس طراح مشخص گردد. همچنین بایستی محل های مناسب جهت احداث استخر ذخیره آب و نیز نحوه تقسیم بندی قطعات به واحدهای آبیاری در این قسمت مشخص گردد.





نوع آرایش سیستم های آبیاری قطره ای بسته به نوع محصول و آرایش کشت متفاوت است مثلا برای کشت های ردیفی محصولات زراعی از آرایش نوع ساده ی ردیفی استفاده می گردد . در این نوع استقرار برای هر ردیف کاشت یک ردیف لوله فرعی اختصاص یافته و قطره چکانها با فواصل (معمولاً مساوی) روی آن قرار میگیرند . حاصل کار ایجاد یک نوار مرطوب (نسبتاً همگن ) در طول ردیف کشت خواهد بود .
 
یکی از بهترین ومناسبترین روشهای آبیاری قطره ای درختان آبیاری با آرایش لوپ می باشد.
این روش آرایش یک آرایش ساده ای است که کار گذاری آن براحتی انجام میگیرد . مخصوصاً اگر از قطره چکانهای داخل خط و یا از لوله های فرعی قطره چکانی استفاده سود ، می توان آنرا براحتی نصب و بسهولت جمع آوری نمود . بطور کلی این آرایش در کشت های ردیفی گیاهان یکساله که در آن نیاز به ایجاد نوار مرطوب در طول ردیف کشت است مناسب و قابل توصیه می باشد . ولی در باغات با فاصله کشت زیاد درختان در روی ردیف ، امکان عدم استفاده ریشه از نوار مرطوب شده در فاصله بین درختان روی ردیف و کاهش عملکرد محصول وجود داشته  ، بنابراین در فاصله کاشت درختان ( در روی ردیف ) بیش از 5 متراین آرایش توصیه نمی شود . در این حالت استفاده از روشهای آرایشی لوپ ( حلقه ای ) در اطراف درخت مورد توصیه است . استفاده از آرایش لوپ در فواصل زیاد کشت درختان باعث رسیدن آب کافی به جا و سریع  به هر درخت ، جلوگیری از توسعه ریشه درخت در راستای افقی و  بالا رفتن راندمان محصولات می شود . هم چنین با آرایش لوپ در اطراف درختان با فواصل زیاد در میزان استفاده از قطره چکان ها نسبت به آرایش های دیگر ( 1 ردیفه ، 2 ردیفه ، زیگزاگ و ... ) صرفه جویی شده و شرایط نگهداری و ترمیم آنها راحتتر می باشد .
 
·        عواملی که می توانند در تعیین آرایش سیستم آبیاری موثر واقع شوند عبارتند از : 
1.      آرایش کاشت درختان
2.      شکل هندسی زمین طرح
3.      توپوگرافی و شیب اراضی
4.      محل منبع آب و میزان دبی منبع
5.      مشخصات فیزیکی و خصوصیات سیستم آبیاری انتخاب شده
6.      تاسیسات، ساختمان، جاده ها و سایر موانع
7.      برنامه های آتی جهت گسترش سیستم
8.      هزینه

 
راندمان سیستم آبیاری قطره ای:
در آبیاری قطره ای آب را مستقیما در منطقه ریشه گیاه وارد خاک می نمایند. بنابراین در هر دو روش از اتلاف آب به صورت هرز آب سطحی جلوگیری می شود و تبخیر سطحی و نفوذ به اعماق نیز به حداقل می رسد. روش های فوق در شرایط تبخیر زیاد و شوری خاک و محدودیت منابع آب برای آبیاری محصولات فوق الذکر گام مهمی در تاریخچه آبیاری به شمار می رود. با استفاده از روش های آبیاری تحت فشار راندمان آبیاری را می توان در آبیاری قطره ای تا حد 90-95 درصد افزایش داد.

 
 
 
 
 
راندمان صرفه جوئی آبیاری قطره ای نسبت به غرقابی :
یک محوطه درختکاری را در نظر بگیرید که در یک ردیف آن به طول 80 متر حدود 30 اصله درخت کاشته شده است،برای آبیاری بصورت غرقابی  یک انشعاب 1 اینچ با سرعت  ft/s6  حدود 2 ساعت باز باشد مقدار آب مصرفی با توجه به دبی آن  حدود 8 متر مکعب می باشد . این میزان برای همان تعداد درخت در حالت آبیاری قطره ای  برای هر درخت بصورت ماکزیمم حدود 30 لیتر در نظر گرفته شود . جمعا حدود 900 لیتر برای درختان مورد مثال می باشد ،که این اختلاف حدود 1 به 9 برابر است پس با این محاسبات صرفه جویی حدود90 درصد می باشد که اگر برای مدت یک سال صرفه جویی را در نظر بگیریم در حالت غرقابی آب مصرفی (با احتساب آبیاری به صورت هر 2 روز یکبار) به میزان 1464 متر مکعب و در حالت قطره ای برابر 7/164 متر مکعب می باشد . میزان صرفه جویی حدود 1300 متر مکعب می باشد حال اگر میزان کارکرد پمپ برای این مقدار اضافی (1300لیتر)  و هزینه هزینه حرس علفهای هرز بین درختان که در آبیاری غرقابی بخاطر آبیاری بین درختان بی موردرشد کرده اند را بر آورد کنیم میزان صرفه جویی بدست می آید.