سنترپیوت

سنترپیوت

 

مراحل طراحی

  گام اول : انجام آزمايش نفوذپذيري خاک به روش استوانه مضاعف

مسئله رواناب يکي از مهم ترين عوامل مديريتي در طراحي سنترپيوت جهت کارکرد اصولي و پايدار سنترپيوت مي باشد . وقوع و يا عدم وقوع رواناب در سيستم سنترپيوت بستگي اساسي به پارامترهاي خاک و شيب زمين و طول دستگاه و ... دارد. از آنجايي که سنترپيوت ، متحرک است و مقدار توقف دستگاه در يک نقطه بقدري نيست که به سرعت نفوذ نهايي خاک برسيم لذا بمنظور اطمينان کافي از عدم وقوع رواناب بخصوص در خاک هاي سنگين مي بايست رابطه نفوذ تجمعي آب در خاک مشخص و تعيين گردد. بدين منظور با انجام آزمايش استوانه مضاعف در خاک منطقه طرح ، ضرايب اين معادله بدست مي آيد . در اين معادله a و b بدون بعد مي باشند و t برحسب دقيقه و d مقدار نفوذ تجمعي بر حسب mm مي باشد .

 
 

 

 

 

باتوجه به اينکه براي اراضي منطقه طرح نتايج آزمايش نفوذپذيري با استفاده از استوانه مضاعف در اختيار نمي باشد، در طراحي از ضرايب معادله نفوذ تجمعي خاکي با بافت مشابه استفاده شده است.

 

گام دوم : تعيين نحوه پخش

تصميم گيری در مورد نحوه پخش آب نقش اساسی در عملکرد سيستم دارد . يک پکيج پخش مناسب می تواند مديريت بهينه آب ، کاربرد کود و کنترل آفات را همراه داشته باشد و هزينه انرژی را کاهش داده و از هدر رفت آب جلوگيری کند .

انواع سيستم های پخش آب عبارتند از :

1-      صفحات ثابت Fixed Pad

2-     صفحات دوار Rotating Pad

3-     اسپرينکلرهای ضربه ای

4-     سيستم LEPA ( پخش دقيق با کمترين انرژی )

هر کدام از اين گزينه ها مزايای خاص خود را دارد . محل پخش آب نيز مهم است ، آب می تواند از بالای لوله ، بالای تاج گياه ، زير تاج گياه و يا بر روی زمين پخش شود.

 

گام سوم : انتخاب نوع آبپاش ها

1- Fixed Pad

سادگی در طراحی و دقت در تحويل آب و راندمان بالا و هزينه پايين از خصوصيات بارز اين نوع آبپاش ها است .

 
  Description: fixed pad

 

 

 

 

 

22 - پخش دقيق با انرژی کم LEPA

يک مديريت کامل سيستم آبياری با انرژی کم که خطا را کاهش داده و نيز عدم پخش آب برروی شاخ و برگ گياهان از جمله ويژگيهای اين سيستم است .

 
  Description: lepa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33- صفحات دوار Rotating

ااين صفحات نفوذ بهتر ، قطر خيس شده بيشتر وقطرات بزرگتر و خطای کمتر و تبخير کمتر را بوجود خواهند آورد .

       
  Description: rorating
    Description: rotating2
 

 

 

 

 

 

 

 

4- آبپاش های ضربه ای

Description: sprinklerاين آبپاش ها بدليل ايجاد قطر خيس شده بزرگ ، برای خاک های با نفوذ پذيری کم مناسب   می باشند و زاويه پاشش آنها قابل تنظيم است .

 

 

 

 

 

 

5-     اسپريرهای جهت دار

Description: 180اسپريرهای با زاويه پاشش 180درجه ، چرخها را خشک نگه می دارند تا کشش بهتر و کوبيدگی کمتر خاک توسط چرخ حاصل شود .

 

 

 

در مرحله طراحی سيستم سنتر پيوت ، شدت پخش سيستم می بايست با سرعت نفوذ آب در خاک Intake rate و نيز ذخيره سطحی Surface storage هماهنگ باشد . در واقع شدت پخش سيستم سنتر پيوت تحت تأثير اين دو فاکتور مهم قرار می گيرد .

فاکتور مهم ديگر در اين سيستم، زمان کار آن می باشد که به شعاع پاشش آبپاش و فشار کارکرد آبپاش بستگی دارد. اگر آبپاش هايی با شعاع پاشش کم انتخاب شوند شدت پخش سيستم افزايش می يابد و اين بدين معنی است که هر نقطه از مزرعه بايد زمان کمتـری  آب دريافـت کند. وقتی که آبپاش های بزرگ با فشار کارکرد بالا انتخاب می شوند شدت پخش کاهش پيدا می کند و در نتيجه زمان کار سيستم طولانی تر می شود.

نوع آبپاش

فشار کارکرد((PSI

سيستم  LEPA

10-6

اسپريرها

25-10

اسپرينکلر های کوچک

60-30

اسپرينکلر های بزرگ

80-40

 

 

 

 

 

 

 

وقتی که فشار کار خيلی زياد باشد از يکنواختی پخش آبپاش ها مخصوصاً در شرايطی که وزش باد شديد باشد کاسته می شود . فشار کارکرد بالا ، هزينه انرژی زيادی را بدنبال دارد از اين رو استفاده از سيستم های با فشار پايين توسعه داده شده است که می توان به سيستم های LEPA (عملکرد صحيح با صرف کمترين انرژی ) و LDN(جريان کم و آهسته نازل ) اشاره نمود .

طبقه بندی آبپاش ها بر حسب فشار کارکرد

آبپاش های سيستم سنتر پيوت را می توان مطابق جدول زير طبقه بندی نمود :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       جدول 1 - تفاوت بين سيستم های فشار بالا ، فشار پايين و سيستم های LEPA

 

 

فشار بالا

فشار پايين

LEPA

فشار نوعي پيوت PSI

80

35

25

شدت پخش

کم

زياد

خيلي زياد

اندازه خروجي

بزرگ

کوچک

متغير

تبخير و تلفات باد

بستگي به سرعت باد دارد

کم

ندارد

پتانسيل رواناب

کم

متوسط

خيلي زياد

تاثير تغييرات ارتفاعي

کم

زياد

زياد

هزينه انرژی 

زياد

متوسط

کم

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

اسپرينکلر ها برروی لوله های لترال نصب مي شوند و عمل آبياری را بر فراز گياه انجام می دهـند و اسـپريـرها بر روی رايـزرها و لـوله های آبده نصــب می شـوند و در ارتـفاع پاييـن dowin in the crop عمل آبياری را انجام می دهند که در نتيجه از مقدار تبخير و اثر نامطلوب باد کاسته می شود .

شکل شماره 1 تاثير انواع مختلف آبپاش ها را برروی شدت پخش سيستم نشان می دهد . جدول شماره 1 نيز سيستم های مختلف را بر حسب فشار کارکرد مقايسه می کند .

 

 

Description: شکل2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مهمترين پارامتر مديريتی سيستم سنتر پيوت ، زمان بندی و عمق پاشش است. زمان بندی و تنظيم تايمر دستگاه بايد به نحوی باشد که نياز آبی گياه را بر آورده کند و نيز روانابی بوجود نيايد که مشکل رواناب، مهمترين جزء مديريتی در سيستم های با فشار کارکرد پايين می باشند. چون در اين سيستم ها قطر ذرات آب بزرگ است و باعث وارد نمودن نيروی شديد به سطح خاک شده که باعث سله بستن خاک و ايجاد رواناب می شود. اين مشکل بخصوص در زمين های با نفوذ پذيری کم و نيز در زمين های شيب دار بايد به نحو مطلوبی مديريت شود.

الگوی پخش

بطور عمده دو روش ويژه برای پخش آب از سنتر پيوت برروی سطح خاک استفاده می شود :

1.       فاصله گذاری ثابت، اندازه آبپاش ها متغير

در اين روش ، آبپاش ها به فواصل مساوی در طول دستگاه نصب می شوند و هر چه به انتهای دستگاه نزديکتر می شويم اندازه آبپاش بزرگتر می شود. اين روش با خاک و تو پو گرافی هماهنگی بيشتری دارد.

2.       فاصله گذاری متغير، اندازه آبپاش های ثابت

در اين روش هر چه به انتهای دستگاه نزديک تر می شويم فاصله گذاری کمتر می شود. شدت پخش و امکان متراکم شدن خاک بستگی به نوع آبپاش بکار رفته دارد.

 

گام چهارم : انتخاب فاصله گذاری

فاصله گذاری آبپاش ها  بايد به گونه ای باشد که بهترين همپوشانی را داشته باشند. ارتفاع نازل تا سـطح زمين نيـز می بايست متناسب با نحوه پخش و تاج گياه باشد .

 

گام پنجم : انتخاب رگلاتور

بمنظور تامين يکنواختی توزيع بالا می توان از تنظيم کننده های فشار يا رگلاتورها استفاده نمود . در مرحله طراحی می بايست از يکنواختی توزيع هم در زمين های تپه ماهور و هم در زمين های صاف اطمينان حاصل نمود . استفاده از رگلاتور يک جريان ثابت را در طول تغييرات ارتفاعی بوجود می آورد .

 

گام ششم : گان انتهايي

انتخاب يک گان انتهايي بهينه با توجه به ابعاد مزرعه و طول دستگاه انتخابي صورت مي گيرد. گان انتهايي به دو صورت مي تواند استفاده گردد . گان انتهايي مي تواند در تمام طول مدت زمان آبياري، فعال باشد و يا فقط در زمانهايي که دستگاه به گوشه هاي مزرعه مي رسد شروع به فعاليت بکند.

با توجه به شدت بارش بالاي آبپاش گان و خطر ايجاد رواناب سطحي، دستگاه هاي درنظر گرفته شده براي اراضي طرح فاقد گان انتهايي مي باشند.

 

گام هفتم : بوستر پمپ

بوستر پمپ در انتهاي دستگاه بکار مي رود تا فشار کارکرد گان انتهايي را تنظيم کند تا گان انتهايي در فشار کارکرد طراحي شده ، عملکرد مناسبي داشته باشد.

 

 

پارامترهاي مورد استفاده در طراحي

محاسبات مربوط به پارامترهاي مورد استفاده در طراحي سنتر پيوت با توجه به کتابSPRINKLE AND TRICKLE IRRIGATION  نوشتهJACK KELLERانجام می گردد. این پارامترها به شرح زیر می باشد:

1- طول دستگاه و اورهنگ : با توجه به ابعاد زمين و طول اسپن هاي موجود در بازار بدست مي آيد.

2- عرض خيس شده توسط آبپاش انتهايي : باتوجه به آبپاش انتهایی مورد استفاده مشخص مي گردد.

4- شعاع آبياري دستگاه : با توجه به طول دستگاه بدون اورهنگ ، طول اورهنگ و عرض خيس شده توسط آبپاش انتهايي بدست مي آيد.

5- رابطه نفوذ تجمعي آب در خاک : از آنجا که سيستم سنترپيوت ، متحرک است و مقدار توقف دستگاه دريک نقطه بقدري نيست که به سرعت نفوذ نهايي خاک برسيم لذا نياز به مشخص بودن معادله نفوذ تجمعي آب در خاک مي باشد که با انجا م آزمايش استوانه مضاعف در خاک منطقه طرح ، ضرايب اين معادله بدست مي آيد.

6- ضريب يکنواختي ، درصد کفايت آبياري و راندمان پخش آبياري : با توجه به مقادير پيشنهادي براي اين پارامترها درنظر گرفته مي شود.

7- بخش مؤثر آب آبياري : براي تعيين اين پارامتر ابتدا مي بايست شاخص درشتي را با توجه به نوع آبپاش انتخابي بدست آورد، سپس با توجه به تبخير و تعرق پتانسيل، سرعت باد و شاخص درشتي مي توان بخش مؤثر آب آبياري را محاسبه کرد.

8-  راندمان آبياري : با توجه به راندمان پخش آبياري ، بخش مؤثر آب آبياري و راندمان انتقال قابل محاسبه است.

9- ساعت آبياري در شبانه روز : که مقدار آن براي ماه پيک منظور مي گردد بدين نحو که با درنظر گرفتن ساعات استراحت پمپ و دستگاه در شبانه روز ، مقدار ساعت آبياري را درنظر مي گيريم.

10- متوسط شدت پخش آب در انتهاي زمين : با توجه به عرض خيس شده توسط آبپاش انتهايي ، شعاع آبياري بدون پاشنده انتهايي ، متوسط عمق ناخالص روزانه در ماه پيک و ساعات آبياري در شبانه روز  بدست مي آيد.

11- ذخيره سطحي : در طراحي سيستم سنترپيوت دو فاکتور مهم نقش اساسي دارند : نفوذپذيري خاک و ذخيره سطحي. هرچقدر ذخيره سطحي و نفوذپذيري خاک بيشتر باشد احتمال وقوع رواناب کمتر است.

12- حداکثر زمان آبياري در نقطه انتهايي قبل از تجمع آب : اين پارامتر بر اساس متوسط شدت پخش آب در انتهاي زمين ، معادله نفوذ تجمعي خاک و ذخيره سطحي بدست مي آيد.

13- عمق آب آبياري قبل از تجمع : براساس حداکثر زمان آبياري و متوسط شدت پخش آب در انتهاي زمين بدست مي آيد.

14- حداکثر سرعت حرکت انتهاي دستگاه : با توجه به کاتالوگ هاي موجود بدست مي آيد که تقريبا" در محدوده 3-8/1 متر در دقيقه مي باشد.

15- حداقل سرعت حرکت انتهاي دستگاه : براي تعيين حداقل درجه تايمر دستگاه نياز به تعيين حداقل سرعت حرکت انتهاي دستگاه مي باشد که از طريق عرض خيس شده توسط آبپاش انتهايي و حداکثر زمان آبياري در انتهاي دستگاه بدست مي آيد .

16- حداقل درجه تايمر دستگاه : بر اساس حداقل سرعت حرکت انتهاي دستگاه و حداکثر سرعت حرکت انتهاي دستگاه بدست مي آيد .

17- حداکثر مدت چرخش دستگاه : با توجه به طول دستگاه بدون اورهنگ و حداقل سرعت حرکت انتهاي دستگاه قابل محاسبه است .

18- فاکتور فرکانس آبياري : بمنظور اصلاح مقادير مصرف آب گياه محاسبه مي شود و با توجه به نوع گياه و دور آبياري بدست مي آيد .

19- حداکثر دور آبياري باتوجه به نگهداري خاک : از طريق تخليه مجاز ، عمق ريشه ، آب قابل استفاده و ماکزيمم تبخير و تعرق بدست مي آيد.

20- حداقل تعداد دور دستگاه در روز : با توجه به پارامترهاي ساعات آبياري در شبانه روز و شعاع آبياري دستگاه بدون پاشنده انتهايي بدست مي آيد .

21- راندمان پاشنده انتهايي : از طريق بخش مؤثر آب آبياري محاسبه مي گردد .

22- دبي دستگاه بدون پاشنده انتهايي : بر اساس ماکزيمم تبخير و تعرق ، راندمان آبياري و شعاع آبياري بدون پاشنده انتهايي بدست مي آيد .

23- شعاع پاشنده انتهايي : از طريق پارامترهاي ساعت آبياري ، عمق ناخالص روزانه پاشنده انتهايي و دبي پاشنده انتهايي بدست مي آيد .

24- دبي سيستم : از مجموع دبي دستگاه بدون پاشنده انتهايي و دبي پاشنده انتهايي بدست مي آيد .

25- شعاع آبياري دستگاه با پاشنده انتهايي : با توجه به شعاع آبياري دستگاه بدون پاشنده انتهايي و شعاع پاشنده انتهايي بدست مي آيد .

26- ارتفاع لوله از سطح زمين : منظور ارتفاع دستگاه از سطح زمين است نه ارتفاع پاشنده . اين پارامتر جهت تعيين فشار کار کرد سيستم بکار مي رود . ارتفاع دستگاه از سطح زمين تقريبا" در محدوده 5/2 تا 3 متر مي باشد.

27- فاصله آبپاشها : از روي کاتالوگ هاي مربوطه بدست مي آيد تا بهترين همپوشاني را داشته باشد . لازم به ذکر است که همپوشاني در سيستم سنترپيوت بيش از 100% است. از اين رو فاصله گذاري بنحوي است که اين همپوشاني بدست آيد .

 

 

تهران خیابان ملاصدرا جنب بیمارستان بقیه الله پلاک 208 طبقه دوم واحد 5

تلفن وفاکس : 982188613525+ 982188613646+

تلفن همراه :   989122151646+

کدپستی :            1435916434

 

 

 

 

          

ما را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید