آبیاری تحت فشار ( قسمت چهارم)
تهیه و تدوین : شمس شکری
آبیاری بارانی
در آبياری به روش بارانی ،آب با فشاری بیش از یک اتمسفر در داخل يک شبکه لوله کشی شده جريان پيدا کرده و سپس از خروجی هايی که روی اين شبکه تعبيه شده و آبپاش ناميده می شوند خارج می شود. آبياري باراني يكي از روشهاي نوين آبياري در جهان به شمار مي رود كه استفاده از آن در 40 سال اخير بيشتر متداول شده است.
بطور كلي مي توان گفت كه آبياري باراني از زماني كه لوله هاي سبك با اتصالات سريع و آسان به بازار عرضه شد، توسعه يافته است. ساختمان آبپاش ها طوری است که هنگامی که با فشاراز آن خارج می شود بصورت قطرات ريز و درشت درآمده و مشابه باران در سطح مزرعه ريخته می شود. به همين دليل این سيستم آبياری به روش بارانی ناميده می شود.
در اين روش آب با سرعتي مساوي و يا كمتر از نفوذ پذيري خاك، به صورت باران بر سطح زمين پخش مي شود تا خاك فرصت نفوذ پيدا كند. چنانچه شدت بارش بيش از سرعت نفوذ باشد در سطح مزرعه رواناب ايجاد شده و راندمان آبياري كم خواهد شد. به طور كلي آبياري به روش باراني رادر اغلب شرايط مانند مناطق شيبدار، خاكهاي سبك، سنگين و شرايطي كه آبياري به طريق ثقلي امكان پذير نيست، مي توان اجرا نمود.
گرچه روش بارانی اساساً برای آبياری مزارع و باغات ابداع گرديد اما از اين روش برای اهداف ديگر هم استفاده می شود که مهمترين آنها عبارتند از:
- پخش کودهای مايع در سطح مزرعه
- برای دفع پساب حاصله از تصفيه خانه های فاضلاب در سطح اراضی
- برای آبپاشی روی گياه به منظور حفاظت آنها در مقابل سرما و يخبندان
- برای تعویق انداختن زمان تشکيل غنچه و گل
- برای مرطوب کردن سطح خاک و جلوگيری از فرسايش بادی
- برای کمک به جوانه زدن بذرها
- برای کنترل محيط وخنک کردن خاک وگياه و هوای اطراف آن
سيستم های آبياری بارانی را می توان به انواع مختلفی تقسیم کرد که یکی از رایج ترین دسته بندی ها به شرح ذیل می باشد ذیل می باشد:
- جابجا شونده(Portable)
- نيمه جابجا شونده (Semi-Portable)
- نيمه ثابت(Semi-permanent)
- ثابت (Permanent)
- مجموعه متحرک (Set Move)
- مجموعه ثابت (Solid Set)
- مجموعه متحرک دائم (Continues Move)
شرايطي كه آبياري باراني توصيه مي شود :
- براي آبياري گياهاني كه داراي ريشه كم عمق هستند.
- در اراضي با شيب زياد و با عمق كم خاك زراعي
- در اراضي با نفوذ پذيري زياد
- در مورد محصولاتي كه بصورت متراكم كشت مي شوند.
انواع روش های آبیاری بارانی
1-آبیاری بارانی کلاسیک
در اين روش ها، لوله هاي اصلي به لوله هاي فرعي وصل مي شوند و روي لوله هاي فرعي آبپاش هاي مخصوصي نصب می شود که به دور خود مي چرخند و آب را در اطراف به صورت دايره مي پاشند. لوله هايي که آبپاش ها بر روي آنها نصب شده (( بال)) نام دارند. در اين روش از يك دستگاه موتور پمپ يا الكتروپمپ و تعدادی لوله و آبپاش براي آبياري استفاده مي شود. اگر همه اجزاء قابل جابه جايي باشند آن را روش ((کلاسیک متحرک)) می نامند.
در مواردي، لوله اصلي و موتور پمپ ثابت است ولي براي صرفه جويي در هزينة خريد لوله و لوله کشي، پس از اين که آبياري انجام شد، بال و آبپاش ها را باز نموده و در جاي ديگر نصب می کنند. این کار ادامه دارد تا کل مزرعه آبیاری شود، این روش را روش (( کلاسیک نیمه متحرک)) می نامند.
گاهي لوله هاي اصلي، فرعي، بال، آب پاش ها و موتور پمپ ثابت هستند و کل مزرعه توسط آنها آبیاری می شود که به این روش، (( روش ثابت)) می گویند که اکثراً لوله ها در زیر زمین کار گذاشته می شوند.
در ايران و بسياري ديگر از کشورها روش کلاسيك نيمه متحرك رواج بيشتري دارد.
1-1 آبیاری بارانی به روش کلاسیک ثابت
در این روش آبیاری پمپ و لوله های اصلی و فرعی و بال های آبیاری و آب پاشها ( کلیه اجزاء سیستم ) ثابت می باشند. در این سیستم، به تعداد کافی بال آبیاری وجود دارد و نیازی به جابجایی بالهای آبیاری در فصل زراعی نمی باشد و با توجه به شرایط باد منطقه فواصل آبپاش را طوری تنظیم می کنند که همپوشانی کاملی ایجاد گردد. در سیستم های ثابت ممکن است بالهای آبیاری در زیر زمین کار گذاشته شده و همیشه ثابت باشند یا اینکه این بالها در ابتدای فصل رشد در روی زمینی چیده شده و در انتهای فصل رشد جمع شوند که به نوع اول سیستم های ثابت دائمی و به نوع دوم سیستم های فصلی گفته می شود. انتخاب هر یک از این دو نوع سیستم بستگی به نوع گیاه دارد. اگر بخواهیم از این روش برای گیاهان یکساله استفاده کنیم باید قبل از کاشت، لوله ها را درزمین قرار می دهیم و بعد از برداشت محصول آنها را جمع آوری و در انبار نگه داری کنیم. از این روش برای آبیاری محصولات پر شاخ و برگ که جا به جایی لوله ها در آنها مشکل است می توان استفاده کرد؛ اما عیب مهم آن زیاد بودن هزینه های لوله گذاری است.
1-2 آبیاری بارانی به کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک ( کلاسیک نیمه متحرک)
در این روش بالهای آبیاری ثابت ولی آب پاش ها متحرک می باشند. برای کاهش هزینه در این سیستم از آب پاشهای بزرگ استفاده می شود که به طور قابل ملاحظه ای از تعداد بالهای آبیاری بارانی ثابت و از لحاظ بهره برداری راحتتر و کم هزینه تر از بقیه سیستم ها با جابجایی متناوب می باشند. از لحاظ عمر مفید تجهیزات و لوله های سیستم نیز بسیار مناسب و در صورتی که لوله ها در زیر زمین کار گذاشته شده باشند از لحاظ خطر سرقت نیز دارای ضریب اطمینان بالایی خواهند بود. علاوه بر این بدلیل فراهم بودن امکان نصب پایه های بلند برای آبپاش ها، امکان آبیاری گیاهان پا بلند نیز وجود دارد. در مجموع سیستم های آبیاری بارانی با آبپاش متحرک به دلیل ویژگی ها و مزایای فوق الذکر از استقبال قابل توجهی در بین کشاورزان برخوردار گشته و گسترش بیشتری در سالهای اخیر داشته است.
2-آبیاری بارانی غلطان (Vilmo)
این دستگاه برای آبیاری مزارعی که هموار و مسطح هستند و گیاهان ردیفی در آنها کشت شده است کارایی زیادی دارد. اجزای تشکیل دهنده دستگاه آبیاری ویلمو عبارت اند از:
موتور و شاسی، لوله اصلی و لوله رابط خرطومی، چرخها، آبپاش ها. لوله اصلی در این دستگاه از جنس آلومینیوم است و 10سانتیمتر قطر دارد که از وسط چرخها می گذرد. که از وسط چرخها می گذرد. این لوله هم آب را آبپاش ها می رساند و هم باعث حرکت چرخها می شود. حرکت دستگاه از یک محل به محل با استفاده از موتور بنزینی که از طریق جعبه دنده و زنجیر به چرخهای کناری متصل است انجام می شود.
روش کار به اين ترتيب است که ابتدا دستگاه به محل مورد نظر منتقل مي شود، سپس به وسيله لوله رابط خرطومي، لوله هاي دستگاه و لوله هاي آبرسان به هم متصل مي شوند. با باز شدن شير آبگير، آب در لوله ها جريان پيدا کرده و از طريق آبپاش ها آبياري انجام مي شود. پس از اتمام آبياري يك قطعه، لوله خرطومي را جدا کرده و آب داخل لوله ها را خارج نموده، سپس موتور را براي جابه جايي دستگاه روشن کرده و آن را به قطعه ديگر که هنوز آبياري نشده است، مي برند. اين عمل آن قدر تكرار مي شود تا تمام سطح مزرعه، آبياري شود.
این دستگاه برای آبیاری گیاهان پا کوتاه مانند غلات ، علوفه و چغندر قند مناسب است.
مشخصات فنی دستگاه :
شامل شاسی اصلی ـ موتور بنزین 8 اسب بخار ، لوله های آلومینیومی 4 اینچ ـ 12 متری، سوپاپ، کمربند، وزنه، رایزر، فواره، نیم طوقه و چرخ کامل و شلنگ رابط تشکیل یافته است که آب پاشها به فاصله 12 متری از هم قرار گرفته است و سوپاپ ها بعد از خاتمه آبیاری شروع به تخلیه آب داخل لوله های آلومینیومی می نمایند.
نکات ایمنی :
بعد از اتمام هر آبیاری ضروری است به مدت 10 دقیقه صبر کنیم تا آب داخل لوله بطور کامل از طریق سوپاپ ها تخلیه شوند تا در زمان حرکت و انتقال دستگاه به دلیل پر بودن لوله ها از آب، مشکل پیچش لوله حاصل نگردد و نیز برای جلوگیری از حرکت دستگاه توسط باد منطقه ضروری است با استفاده از طناب و میخ دستگاه مهار شده باشد یا اینکه بر روی چرخهای دستگاه کیسه های شنی قرار داده شود تا سیستم در امان باشد.
مزایا و معایب سیستم :
این سیستم مخصوص مزارع متوسط و بزرگ و با قدرت جابه جایی در هر زمان و انجام آبیاری به هر میزان و در هر مدت با حداقل نیروی انسانی مورد نیاز می باشد و لوله های آلومینیومی هم به عنوان محور و هم به عنوان هدایت کننده آب عمل می کند تا آب را به سر آبپاش ها برسانند و از طرفی در زمین های کاملا رسی کارآیی ندارد. چون به دلیل گلی بودن زمین به علت آبیاری در زمان حرکت دستگاه مشکل پیچش لوله ایجاد می گردد .
3-آبیاری بارانی قرقره ای ( Gun)
این دستگاه برای آبیاری زمین هموار و ناهموار و گیاهان کوتاه و بلند مورد استفاده قرار می گیرد. اجزای مختلف این دستگاه عبارت اند از: قرقره، توربین، جعبه دنده، لوله پلی اتیلن، آبپاش. دستگاه آبیاری بارانی قرقره ای دارای یک قرقره بزرگ است که بر شاسی قرار دارد و لوله پلی اتیلن از جنس نیمه سخت که در حدود 300 متر طول دارد دور این قرقره جمع می شود. برای انجام دادن آبیاری یک قطعه زمین، ابتدا دستگاه را به کمک تراکتور در ابتدای زمین مورد نظر قرار می دهند. سپس آبپاش را که لوله پلی اتیلن نیز به آن وصل است در داخل مزرعه و بر روی پایه ای به نام ارابه می گذارند. برای ایجاد فشار آب در داخل لوله ها از موتور دیزل یا الکتروموتور استفاده می شود. پس از روشن کردن موتور ابتدا آب با فشار وارد توربین می شود و آن را می چرخاند. آب پس از خروج از توربین وارد لوله پلی اتیلن شده و از طریق آبپاش در سطح مزرعه پخش می شود. چرخش توربین توسط جعبه دنده و زنجیر به قرقره منتقل شده و قرقره پس از شروع آبیاری به طور آهسته و خودکار می چرخد و لوله پلی اتیلن به طور مرتب روی قرقره جمع می شود. بعد از این که آبپاش به قرقره رسید آبیاری به طور خودکارقطع می شود.
در این روش آبپاش آب را به صورت دایره ای و به شعاع 40 تا 50 متر پخش می کند. در این روش مقدار اب مصرفی را می توان با کنترل سرعت چرخش قرقره تنظیم کرد. اگر سرعت چرخش قرقره زیاد باشد لوله سریعتر جمع می شود و آب کمتری پاشیده می شود؛ ولی اگر لوله آهسته تر جمع شود آب زیادتری توسط آبپاش پخش می شود.
نکته قابل تذکر در این روش این است که به دلیل گران بودن لوله پلی اتیلن باید در موقع استفاده از آن دقت بیشتری بعمل آید و از تماس آن با اجسام زبر و تیز جلوگیری شود. مدت زمان لازم برای یک دور چرخش آبپاش 2 تا 5 دقیقه است که با قرار دادن یک توری در مسیر ورود آب به دستگاه از داخل شدن کاه و کلش و گل ولای به داخل توربین و آبپاش جلوگیری می شود. از فواید دستگاه آبیاری بارانی قرقره ای می توان به حرکت و جا به جایی آسان آن برای سرعت این دستگاه، میزان عمق ابیاری را آن طور که می خواهیم تنظیم کنیم.
نکات ایمنی :
- مقررات و اصول ایمنی و سلامتی در هنگام کار رعایت گردد و شلنگ ها و اتصالات فشار قوی را محفوظ داشته و ایمنی آن را مد نظر داشته باشید.
- زنجیره های ایمنی محافظ شافت پی تی او را به یک نقطه ثابت وصل کنید و از آبپاش در حال کار فاصله بگیرید.
- ماشین برای انجام هر گونه تنظیم و یا تعمیر متوقف گردد و به منظور راه اندازی یا حمل و نقل ماشین ، تنه اصلی بایستی به وسیله پین قفل ایمنی ثابت و محکم گردد.
- شیرها و دریچه های تحت فشار به آرامی باز شوند و هرگز از سرعت مجاز حداکثر 10 کیلومتر در ساعت تجاوز نگردد.
مزایا و معایب دستگاه :
- آبگیری از شیرهای هیدرانت یا از کانال به راحتی انجام گرفته و برای آبیاری تکمیلی مناسب می باشد.
- به دلیل سنگینی دستگاه وجود تراکتور برای حمل دستگاه و ارابه فواره دار ضروری بوده و برای کار آن در مزرعه وجود جاده دسترسی الزامی است و در زمانی که شدت وزش باد شدید است نبایستی عمل آبیاری را انجام داد.
4-آبیاری بارانی دوار مرکزی ( Center point)
این دستگاه برای ابیاری انواع گیاهان پا بلند و پا کوتاه می تواند مورد استفاده قرار گیرد. دستگاه آبیاری دوار مرکزی از قطعاتی چون لوله عمودی، لوله اصلی(افقی)، تابلو کنترل، پاشنده ها وچرخها تشکیل شده است. برای انجام آبیاری با این دستگاه، ابتدا آب با فشار وارد پاشنده ها می شود. لوله اصلی در این دستگاه بر روی پایه های مثلثی شکت قرار می گیرد که هر یک از پایه ها دارای دو چرخ هستند. آب از طریق لوله های اصلی که در حدود سه متر از زمین فاصله دارند وارد آب پاش ها می شوند و عمل آبیاری انجام می گیرد. مسیر حرکت دستگاه در این روش به صورت دایرهای بوده و سطح آبیاری شده هم دایرهای شکل است. این دستگاه دارای یک تابلو کنترل می کند و اگر در موقع آبیاری اشکالی به وجود آید آبیاری خود به خود قطع می شود. در استفاده از این دستگاه باید سعی کرد که مسیر چرخ ها صاف و هموار و تا حدودی سفت باشد. این روش برای آبیاری خاک های شنی و زمین های هموار ونسبتآ هموار توصیه می شود.
مشخصات فنی دستگاه :
تعداد دهانه در انواع مختلف : 5، 6، 7 و 8 عدد
طول هر دهانه : حدوداً 5/52 متر
طول کل دور دستگاههای مختلف سنتر پیوت : 432 ، 5/379 ، 327 و 5/274 متر به شعاع آبیاری 435 ، 382 ، 330 و 5/277 متر
ولتاژ دستگاه : 380 ولت
حداقل زمان چرخش یک دور دستگاه 24 ـ 21 ـ 18 و 15 ساعت
عمق متوسط بارش در یک دور 88/9 میلی متر
هم چنین دستگاه شامل سیستم دکل مرکزی، خرپاها و میل های کششی، تابلوی برق دهانه و کابل برق و سیستم دکل چرخ می باشد.
نکات ایمنی :
- بایستی یک نفر اپراتور برای کار دقیق دستگاه مشخص گردد تا راه اندازی دستگاه را عهده دار باشد.
- بایستی ایستگاه پمپاژ دقیقا از نظر فشار کارکرد کنترل شود چون اگر فشار از حد مجاز ( 5/1 ) بار پایین بیاید دستگاه خاموش خواهد شد.
- جهت کار مناسب دستگاه بایستی تابلوی برق و متعلقات مربوطه به آن دقیقا بررسی و بطور منظم از آنها استفاده شود.
- مواظب باشیم که قسمت ایمنی دستگاه همیشه سالم باشد چون اگر به هر دلیل دهانه ای از حالت خطی خارج شود قسمت ایمنی عمل خواهد کرد و دستگاه خاموش خواهد شد.
- از لامپهای سیگنال روی دستگاه که 3 تا از آنها نشان دهنده وجود برق و 7 تای بقیه مربوط به مدار زمان هستند خوب مواظبت کنیم.
- بایستی کلیه قسمتهای دستگاه بعد از آبیاری دقیقا کنترل و بررسی شوند.
- در فصل زمستان بایستی کلیه جزئیات دستگاه که پر قیمت و سبک هستند پوشانده شوند تا در امان باشند.
مزایا و معایب دستگاه :
- در سطوح وسیع کارآئی بالائی دارد، راندمان آبیاری را بالا می برد و باعث توزیع یکنواخت آب می گردد.
- قابل استفاده برای انواع کشت هاست و در مصرف انرژی و نیروی انسانی با صرفه تر است.
- در مصرف آب صرفه جویی می شود.
- به دلیل نبودن کانال های آب رسانی ،عملیات آماده کردن زمین و مراحل کاشت ، داشت وبرداشت سریع تر و بهتر انجام می شود.
- چون فاصله آب پاش ها از زمین زیاد است، برای آبیاری محصولات پا بلند مانند ذرت میتوان از این دستگاه استفاده کرد.
- دستگاه پیچیده است بنابراین برای راه اندازی ، حفظ و نگهداری آن حضور شخصی که فنی و کاردان بوده و به کلیه جزئیات دستگاه وارد ضروری است.
- قیمت دستگاه بالاست و فقط در تعاونی ها و کشت و صنعت ها و در طرح های خیلی بزرگ قابل نصب است.
5-آبیاری بارانی خطی (Linear)
این دستگاه شبیه آبیاری بارانی دوار مرکزی است. با این تفاوت که مسیر حرکت این دستگاه به صورت مستقیم است و زمین را چهار گوش آبیاری می کند. زمین های نسبتآ مسطح و چهار گوش را به خوبی می توان با روش آبیاری کرد. از فواید دیگر این دستگاه این است که جریان بارانی یکنواختی دارد و توسط باد به هم نمی خورد و به طور یکسان تمام مزرعه را آبیاری می کند.
مزایای آبیاری بارانی
هر نوع روش آبياري داراي يك سري معايب و مزايايي است كه بادرنظر گرفتن مجموعه اين معايب و مزايا بايد اقدام به انتخاب و طراحي روش آبياري نمود. ولی به طور کلی مزایای زیر را می توان مهم ترین ویژگی آبیاری بارانی نام برد.
- حذف عمليات تسطيح و كاهش هزينه هاي آماده سازي اراضي
- تهويه خاك به راحتي انجام مي شود.
- مبارزه با يخبندان ، آفات و انگل ها ميسر است.
- هزينه نيروي كارگري در مقايسه با روشهاي آبياري سطحي كمتر است.
- تلفات بصورت رواناب و فرسايش خاك در اين روش به حداقل مي رسد.
- راندمان آبياري در مقايسه با روشهاي سنتي بيشتر است.
- بازده محصولات آبياري باراني در اغلب موارد بيشتر از آبياري سطحي است.
- زمين كمتري براي مسير انتقال آب هدر مي رود.
- امكان آبياري در اراضي كم عمق وجود دارد.
- در اغلب محصولات آبياري باراني باعث افزايش رشد مي شود.
- امكان آبياري در اغلب خاكها وجود دارد.
- امكان آبياري در اراضي شيبدار وجود دارد.
- امكان آبياري در اغلب شرايط آب و هوايي وجود دارد.
معایب آبیاری بارانی
- در صورت وجود باد يكنواختي توزيع كاهش مي يابد.
- سموم آفت کش و قارچ کش را از روی برگها میشوید.
- هزینه سرمایه گذاری اولیه نسبتا زیاد
- شدت تبخير در مناطق گرم و خشك زياد بوده لذا تلفات در اين مناطق زياد است.
- در مناطقي كه باد شديد است تلفات آب زياد است.
- به دليل خسارت زدن به برگ محصولات، در اين روش استفاده از آبهاي با كيفيت پايين ممكن نيست.