آبیاری قطره ای، نیاز آبیاری گیاه(زراعی یا باغی)را تحت فشاری بیش ازفشارجو (اتمسفر) به وسیله شبکه ای بسته ازلوله ها بصورت جریانی آرام و قطره قطره و البته مستمرازطریق گسیلنده هایی به نام قطره چکان درمناسبترین نقطه که در دسترس ریشه باشد، تامین میکند.
با وجود عمر کم این سیستم آبیاری در مقایسه با سیستم آبیاری سنتی (ثقلی) که عمری بیش از 6000 سال دارد، سیستم آبیاری قطره ای به علت راندمان (بهره وری) بالا و سهولت کاربرد به سرعت توسعه پیدا کرده اند. در سال 1860 در آلمان اولین سیستم آبیاری قطره ای به وسیله لوله های سفالی و با به کار گیری پمپ طراحی و عملیاتی شدند. هم زمان با فروکش کردن آتش جنگ جهانی دوم و ظهور دانش و تکنولوژی پسا جنگ در اروپا، صنعت پلیمر به سرعت رشد کرد و لوله هایی از جنس پلاستیک(پی وی سی و پلی اتیلن) در امور آبرسانی و آبیاری جایگزین لوله های سیمانی (آزبست ) و فولادی(مانسمان) شدند.
در دهه 1960 توسعه بیشتر این سیستم ها به سایر کشور ها و از جمله ایران رسید. البته با توجه به سابقه ی تاریخی استفاده از ظروف سفالی و نصب آنها در مجاورت ریشه یی درختان و بوته ها و پر کردن آنها که به آبیاری کوزه ای مشهور بود در کشورمان، استفاده از سیستم های نوین آبیاری قطره ای نیز به سرعت رشد کردند.
اجزای یک سیستم آبیاری قطره ای:
- ایستگاه کنترل مرکزی
الف) منبع تامین فشار (پمپ)
ب) واحد تزریق کود و مواد مغذی (ونتوری یا تانک کود)
ج) فیلتراسیون و …
- شبکه انتقال و توزیع
- خروجی های قطره ای (گسیلنده یا قطره چکان)
ایستگاه کنترل مرکزی:
وظیفه ی تامین فشار مورد نیاز سیستم، تصفیه کردن آب، اندازه گیری و تنظیم دبی و فشار سیستم و همچنین مدت زمان آبیاری برعهده ی ایستگاه کنترل مرکزی است. این بخش خود شامل مجموعه ای از تجهیزات از جمله : پمپ، شیرها (شیر فلکه، شیر یک طرفه، شیر های بای پس، شیر فشار شکن و …)، فیلتر ها، فشار سنج ها، کنتور های حجم، مخزن تزریق کود(ونتوری) است.
کلیدی ترین نکته در داشتن یک سیستم آبیاری قطره ای جلوگیری از انسداد گسیلنده هاست، به همین دلیل طراحی و رعایت نکات فنی در انتخاب فیلتر های شنی، هیدروسیکلون و میکرو(توری و دیسکی) تضمین کننده یک سیستم آبیاری قطره ای موفق است.
به منظور تامین فشار یکنواخت در اراضی شیبدار را می توان از شیرهای فشارشکن استفاده کرد.
اندازه گیری حجم آب آبیاری در برنامه ریزی و شیفت بندی آبیاری اهمیت دارد که توسط کنتور حجمی میسر می شود.
عموما پمپ ها جز جدانشدنی یک سیستم آبیاری قطره ای برای تامین فشار مورد نیاز هستند و خود دارای تیپ های متنوعی هستند که تشریح آن در حوصله این جستار نخواهد بود.
از آنجا که یکی از مهمترین دستاوردهای سیستم آبیاری قطره ای یکنواختی توزیع درکل سطح باغ یا مزرعه است. لذا پایش فشار هیدرولیکی که تاثیر مستقیمی در دبی خروجی گسیلنده ها و به طبع آن تامین یکنواختی توزیع حداکثر و ضریب تغییرات(cv) حداقلی دارد، بسیار مهم است که به وسیله فشار سنج ها صورت می گیرد.
شبکه انتقال و توزیع:
درسیستم آبیاری قطره ای انتقال آب ازایستگاه کنترل مرکزی تاابتدای مزرعه توسط خط انتقال انجام میشود. توزیع آن در سطح مزرعه به وسیله شبکه توزیعی صورت میگیرد. قطر هرکدام ازآنها با انجام محاسبات افت فشار هیدرولیکی، سرعت جریان آب درلوله ها و دبی موردنیاز هریک ازخطوط توزیع تعیین میگردد. البته مجموع دبی موردنیاز شبکه(خط انتقال) براساس جریان آرام ورودی اجریانهای بینابینی ومتلاطم محاسبه میشود. واضح است که لوله های انتقال دارای قطربالاترولوله های شبکه توزیع دارای قطرکمترمیباشد. سرانجام لوله های فرعی(لترال) که قطره چکانها بروی آن نصب میشوند، کمترین قطر راخواهندداشت.
لازم به ذکر است که جنس لوله های اصلی ونیمه اصلی درشرایط فعلی کشورعزیزمان عموما پلی اتیلن باچگالی سنگین(HDPE) وجنس لوله های فرعی پلی اتیلن با چگالی سبک(LDPE) میباشد.
خروجی های قطره ای (گسیلنده ها یا قطره چکان ها):
کارکرد قطره چکان ها در یک سیستم آبیاری قطره ای این است که ابتدافشارمازاد جریان درلوله های فرعی راحذف کند. لذا مانع فواره زدن جریان درمحل مصرف گیاه بشوند. در واقع جت آب را به قطرات ریز و پیوسته برای دسترسی ریشه تبدیل میکنند.
قطره چکان ها انواع مختلفی دارند و می توان از لحاظ فنی سه نوع دسته بندی برا آن ها در نظر گرفت:
-
انواع قطره چکان از لحاظ نصب:
الف) قطره چکان ها روی خط:
معمولا این دسته از قطره چکان ها به وسیله یک پانچر (سوراخ کننده) رو لوله فرعی نصب می شوند.
ب) قطره چکان های داخل خط:
این نوع دریپرپس ازبریدن لوله فرعی درنقطه موردنظر برای آبیاری مانند رابط قرار میگیرد. به طوری که خروجی آب درآن نقطه بصورت قطره ای جریان مییابد.
ج) لوله های قطره چکان دار:
این نوع لوله درفواصل معین دارای دریپراست طوری که لوله فرعی وقطره چکان درکارخانه به صورت پیوسته تولید میشود.
-
انواع قطره چکان از لحاظ دبی خروجی:
الف) قطره چکان های با دبی ثابت:
این قطره چکان رااصطلاحا کنترل فشاردار(PC) مینامند. زیرا پس از تامین فشار حداقلی(0.5bar) در صورت افزایش فشارتاحد مجاز(3-4bar) دبی قطره چکان ثابت خواهد بود. این نقش بسیار مهمی درتامین یکنواختی توزیع د سطح باغ دارند.
ب) قطره چکان های با دبی متغیر:
دبی خروجی در این قطره چکان ها تابع فشار در لوله فرعی است که می توان با دقت در انجام محاسبات طراحی در اراضی مسطح مورد استفاده قرار گیرند. اما در زمین های شیبدار موجب بوز عدم یکنواختی در توزیع خواهند شد.
ج) قطره چکان های با دبی ثابت و ضد مکش:
این نوع علاوه برمزایای دریپرهایPC دارای مزیت عدم مکش گل ولای اطراف قطره چکان براثرجریان مکشی پس ازاتمام آبیاری، میباشد.
د) قطره چکان های با دبی ثابت و ضد چکه:
این دریپرعلاوه بردارا بودن مزایای قطره چکانهای کنترل فشارداردرزمینهای ناهموار مانع شروع آبیاری درفشارهای کمترازکارکرداسمی قطره چکان میشوند. این امر موجب میشود مادامی که کل شبکه کاملا هم فشار نشده است، آبیاری شروع نشود. لذا سیستم آبیاری قطره ای مورد نظر حداکثر یکنواختی توزیع در سطح باغ را تامین کند.
ه) قطره چکان های تنظیمی:
دبی در این قطره چکان ها دارای بازه حداقل تا حداکثری (0-400lit) است. این نوع گسیلنده رامیتوان برای باغچه هایی بامساحت کم که درآن امکان تنظیم همه قطره چکانهاست توصیه کرد. حساسیت کمتر به گرفتگی وامکان بازکردن و شستشو در صورت انسداد را میتوان مزیت این نوع گسیلنده اعلام کرد. بروز پیاز رطوبتی عمقی که موجب تلفات آب و نفوذ عمقی ریشه خواهد شد ازمعایب این دسته از قطره چکان ها می باشد.
