مروری بر طراحى و اجرای سیستم‌هاى آبیارى قطره‌اى – قسمت دوم – قسمت اول

لاترال‌ها لوله‌هایى هستند که از قسمت نیمه اصلى منشعب شده و آب را توسط قطره ظچکان‌ها در سطح زمین پخش مى‌کنند.

اجزاء سیستم آبیارى قطره‌اى با آنچه تا به‌حال در مورد سایر روش‌ها دیدیم تفاوت دارد. زیرا در این روش مى‌بایست آب تصفیه شده و سپس در یک شبکه مخصوص توزیع گردد درشکل (اجزاء مختلف سیستم آبیارى قطره‌ای) اجزاء این سیستم به‌صورت کلّى نشان داده دشه است. به‌طورى کهمشاهده مى‌شود سیستم شامل سه قسمت عمده است:

لاترال‌ها

لاترال‌ها لوله‌هایى هستند که از قسمت نیمه اصلى منشعب شده و آب را توسط قطره ظچکان‌ها در سطح زمین پخش مى‌کنند. قطره‌‌چکان‌ها انواع گوناگونى دارد که در بخش‌هاى بعدى درباره آن بحث خواهد شد. تعداد قطره‌چکان‌ها بستگى به شرایط گیاه دارد. در جدول (تخمین کلى نیازهاى سیستم آبیارى قطره‌اى براى زراعت‌هاى مختلف) کلیاتى در مورد تعداد آنها براى زراعت‌هاى مختلف داده شده است. ارقام این جداول فقط جنبه راهنما داشته و مى‌تواند در تخمین‌هاى اولیه طراحى مورد استفاده قرار گیرد.

خط اصلى مشمل است بر پمپ براى تأمین فشار در سیستم، انژکتور کودهاى شیمیایى براى تزریق مواد به داخل سیستم و فیلتر اولیه براى جدا کردن مواد معلق درشت از آب. در دو طرف فیلتر دو عدد فشارسنج نصب مى‌شود تا از روى افت فشار درفیلتر زمان شستشوى آن مشخص گردد. آخرین جزء خط اصلی، شیر کنترل جریان و دبیظسنج است.

نیمه اصلى

در قسمت نیمه اصلى یک فیلتر ثانوى براى جدا کردن مواد معلق ریز و شیرهى برقى (Solenoid) از نظرکمک به خودکار کردن سیستم تعبیه شده است. در این قسمت از سیستم مى‌بایست یک تنظیم کننده فشار (رگولاتور) نیز نصب شود تا فشارفقط در دامنه‌اى که دبى را در حدّ نیاز ثابت نگه‌دارد تغییر دهد. براى مشخص کردن فشار وجود یک فشارسنج نیز الزامى است. در انتهاى قسمت نیمه اصلى شیر تخلیه نصب است تا هر چند وقت یک‌بار مواد جمع شده در لوله تخلیه شود.

سیستم‌هاى تزریق کود

سیستم‌هاى آبیارى قطره‌اى که آب را مستقیماً در اختیار ریشه گیاه قرار مى‌دهند از نظر پخش کودهاى شیمیایى بسیار مناسب هستند. به‌طورى که اگر کود را در آب حل کنیم، بدون صرف هزینه و انرژى اضافی، کودد در مزرعه پخش مى‌شود. البته باید در نظر داشت که غلظت و نوع کود باعث خوردگى جدار لوله‌ها نشود. در جدول (خطر خوردگى فلزات توسط کودهاى مختلف) توانایى فلزات مختلف از لحاظ قابلیت خورده شدن توسط محلول‌هاى مختلف کودى نشان داده شده است. ضمناً باید توجه داشت که با افزایش کود به آب رشد جلبک‌ها و باکترى‌ها در آب نیز افزایش مى‌یابد که خود عاملى در انسداد لوله‌ها و قطره‌چکان‌ها مى‌باشد.

تجهیزات تزریق کود

وسایل تزریق کود مشابه تجهیزاتى است که براى وارد کردن مواد کنترل کننده باکترى‌ها و یا تنظیم pH به‌‌کار مى‌رود. البته تزریق گاز کلر با اینها متفاوت بوده و مى‌بایست توسط تانک‌هاى تحت فشار انجام شود. وسایل تزریق کود مشتمل بر دستاه‌هاى تفاضل فشار، ونتورى‌هاى تزریق کود و پمپ‌‌هاى پیستونى است. کود را مى‌توان در قسمت مکش پمپ به‌حالت محلول در آورد تا وارد سیستم شود، اما در این وضعیت نباید خطر خوردگى فلزات تشکیل دهنده پمپ را از یاد برد.

شاید معمول‌ترین دستگاه تزریق کود پمپ‌هایى باشد که محلول کود را فشار وارد سیستم مى‌کند. نوع دیگر سیستم تزریق کود از نوع تفاضل فشارى است که نمونه‌اى از آن در شکل (تصویر یک دستگاه تزریق کود که بر اساس تفاضل فشار کار مى‌کند) نشان داده شده است. یک دستگاه کم کننده فشار روى لوله نصب مى‌شود تا اختلاف فشار در دو طرف دستگاه باعث شود که آب به داخل تانک کود مکیده شود. عیب این دستگاه آن است که غلظت کود مرتب در حال تغییر است.

صافى‌ها و سیستم‌هاى تصفیه آب

انواع صافی‌ها

صافى‌ها به‌منظور جلوگیرى از ورود مواد ناخواسته به داخل سیستم آبیارى قطره‌اى به‌کار برده‌ مى‌شوند. صافى‌ها انواع و اقسام مختلف دارند اما در آبیارى قطره‌اى سه نوع آن بیشتر کاربرد دارد که عبارتند از صافى‌هاى صافى‌دار (Screen)، صافى‌هاى شنى و صافى‌هاى سانتریفوژى یا سیکلونى کهد در شکل (انواع مختلف صفا‌هاى توری، شنى و سانتریفوژی) نشان داده شده است.

صافى‌هاى سانتریفوژى

اساس کارصافى‌هاى سانتریفوژى در شکل (انواع مختلف صافى‌هاى توری، شنى و سانتریفوژی) نشان داده شده است. این فیلترها براى جدا کردن مواد سنگین‌تر از آب که قطراشن بزرگتر از ۷۵ میکرون است کاربرد دارد. اما براى جدا ساختن ترکیبات آلى چندان کارآیى ندارند. گاهى اوقات این فیلترها در قسمت مکنده پمپ نصب مى‌شوند تا عمل تصفیه مقدماتى مواد شنى را انجام دهند. اینکار علاوه بر عمل تصفیه معمولى باعث افزایش عمر پمپ نیز مى‌شود.

صافى‌هاى شنى

صافى‌هاى شنى از محفظه‌اى که درآن گراول‌هاى ریز و شن ریخته شده است درست شده‌اند. این صافى‌ها قادرند مقدار نسبتاً زیادى ذرات معلق را از آب جدا نمایند. توانایى آنها در خارج ساختن ذراتى که قطرشان بین ۱۰۰ تا ۲۵ میکرون است بر اساس استاندارد ASAE در این صافى‌ها دبى جریان به ازاء هر متر مربع سطح فیلتر نباید از ۱۴ لیتر در ساعت تجاوز کند. ضخامت صافى‌هاى شنى مى‌بایست حداقل ۵۰ سانتى‌متر باشد. در شکل (صافى‌هاى شنى که در یک سیستم آبیارى قطره‌اى نصب شده است) تصویرى از دو صافى شنى که به ردیف نصب شده‌اند مشاهده مى‌گردد.

صافى‌هاى تورى متداول‌ترین نوع فیلتر درآبیارى قطره‌اى است. غالباً در فرآیند تصفیه آب ابتدا یک صافى تورى قرار داده مى‌شود. همان‌طور که در شکل (انواع مختلف صافى‌هاى توری، شنى و سانتریفوژی) مشاهده مى‌گردد در صافى‌هاى تورى آب پس از آنکه وارد دستگاه صافى شد قبل از خروج از آن از یک صفحه سوراخ‌دار عبور مى‌کند. صافى‌ها از نظر قطر چشمه‌ها استاندارد و بر حسب عددى به نام شماره‌مش (mesh) مشخص مى‌گردند. در جدول (طبقه‌بندى صافى‌ها و اندازه ذرات) طبقه‌بندى صافى‌ها بر حسب شماره مش نوشته شده است. مثلاً درصافى‌هاى شماره ۴۰ قطر چشمه‌هاى صافى ۴۲۵ میکرون است و این صافى مى‌تواند مانع از عبور ذرات سیلت بشود. صافى‌هایى که در آبیارى قطره‌اى به‌کار برده مى‌شود غالباً از مش شماره ۱۰۰ یا ۲۰۰ درست شده‌اند که قادرند موادى را که قطر معادل آنها ۱۵۰ یا ۷۵ میکرون باشد از آب جدا سازند.

سیستم‌هاى آبیارى قطره‌اى در مدت کوتاهى - حدود یک هفته توسط مواد حاصله از فعالیت باکترى‌هاى موجود در آب مسدود مى‌گردند. اگر به شکل (یک صافى که در طى یک هفته در اثر مواد لزج باکتریایى چشمه‌هاى آن کاملاً مسدود شده است) توجه کنید ملاحظه مى‌شود که چگونه صافى یک فیلتر در اثر تجمع باکترى‌هاى آهن دوست مسدود شده است.

براى جلوگیرى از این مشکل مى‌بایست آب علیه باکترى‌ها ضدعفونى شود. این عمل از طریق باکترى کش‌هایى که عمدتاً از ترکیبات کلره تشکیل شده است انجام مى‌شود. آب مى‌بایست مدت کافى در تماس با باکترى کش باشد تا عمل تصفیه انجام پذیرد. اگر از محلول کلر با غلظت ۱ میل‌گرم در لیتر استفاده شود مدت ۱۰ تا ۳۰ دقیقه براى ضدعفونى کافى خواهد بود. عمل تماس آب با باکترى کش‌ها در مخزنى انجام یم‌شود که گنجایش آن بسته به ابعاد سیستم و دبى جریان متفاوت است. در جدول ( مواد کلره تجارتى و مقادیر مورد نیاز براى آنکه غلظت ۱۲۳۳ متر مکعب آب را به غلظت ۱ میلى‌گرم کلر در لیتر برساند) نشان داده شده است.

معیار استاندارد جهت کنترل باکتریایى در آب مصرفى در سیستم قطره‌اى آن است که میزان کلر در آب به‌حدى باشد که غلظت کلر آزاد را حداقل به ۱/۰ میلى‌گرم درلیتر برساند. اندازه‌گیرى کلر مى‌تواند توسط کیت‌هاى سنجش کلر مشابه آنچه در استخرهاى شنا به‌کار مى‌رود صورت مى‌گیرد

جدى‌ترین مسأله در نگهدارى سیستم‌هاى آبیارى قطره‌اى مسدود شدن قطره‌چکان‌ها است. روزنه‌هاى قطره‌چکان در مقایسه با نازل آبپاش‌ها بسیار کوچک و خطر مسدود شدن آن توسط مواد معلق آب و حتى باکترى‌هاى موجود در آب بسیار زیاد است. مسدود شدن قطره‌چکان‌ها باعث مى‌شود که آب به اندازه کافى به گیاه نرسد و از این بابت خسارات زیادى به محصول وارد مى‌شود. موادى که موجب مسدود شدن قطره‌چکان‌ها مى‌شوند به سه دسته مهم تقسیم مى‌شوند:

1. مواد بیولوژیکى مانند جلبک‌ها و باکترى‌ها

3. مواد شیمیایی

در جدول (ترکیبات فیزیکی، شیمیایى و بیولوژیکى که در مسدود شدن قطره‌چکان‌ها مؤثر است) مواد مختلفى که باعث انسداد قطره‌چکان‌ها مى‌شوند نوشته شده است. برخى از این مواد را به‌راحتى مى‌توان در آب تشخیص داد مانند رس و ماسه‌هاى معلق که درصورت وجود این مواد درآب صاف کردن را امرى اجتناب‌ناپذیر مى‌سازد. حال آنکه تشخیص مواد شیمیایى در آب به سادگى میسر نمى‌باشد.

معیارهاى مختلفى در مورد درجه تناسب آب براى آبیارى قطره‌اى توسط محققین ارائه شده است. در جدول (معیارهاى کیفى آب از نظر استفاده درآبیارى قطره‌ای) معیارهاى کیفیث آب از نظر استفاده در این سیستم‌ها نشان داده شده است.این معیارها به مهندسان طراح کمک مى‌کند تا ضمن تشخیص درجه تناسب آب روش تصفیه مناسب را اتخاذ نمایند.

 جدول ترکیبات فیزیکی، شیمیایى و بیولوژیکى که در مسدود شدن قطره‌چکان‌ها مؤثر است

 مواد معلق                                     مواد شیمیایی                                  مواد بیولوژیکی