آبیاری بارانی

در این سیستم نیاز آبی توسط نازل های آبیاری بارانی یا آبپاش ها بصورت قطرات باران از بالا به گیاه تحویل داده می شود. در حال حاضر در بسیاری از مزارع کشور از انواع مختلف این سیستم استفاده می شود. در ادامه این مقاله موارد مهمی در خصوص انواع سیستم های آبیاری بارانی، پارامتر های انتخاب سیستم آبیاری بارانی، معیار ها و ضوابط طراحی، سیستم های آبیاری مخصوص فضای سبز و چمن ، اتوماسیون آبیاری بارانی و... را بررسی می کنیم. لازم به توضیح است که سیستم های آبیاری بارانی به طور کلی به دو دسته سیستم آبیاری بارانی فضای سبز و سیستم آبیاری بارانی کشاورزی تقسیم بندی می شوند. با توجه به اینکه این دو دسته اشتراکات بنیادی زیادی با یکدیگر دارند، لذا در این مطلب تا بخش هایی بصورت تلفیقی با یکدیگر توضح داده شده اند.

مزایای سیستم آبیاری بارانی

هر سیستم آبیاری دارای یکسری مزایای اصلی و یک سری مزایای جانبی است که در ادامه به برخی از آنها اشاره میکنیم

• از مهمترین مزایای آبیاری بارانی صرفه جویی در مصرف آب است که در مقایسه با آبیاری سطحی تا 50 درصد قابل دستیابی است.  علاوه بر این، موجب افزایش بهره وری محصول  و افزایش طراوت در فضای سبز می شود.
• یکنواختی توزیع آبیاری بارانی بخصوص در شرایطی که از طراحی استاندارد برخوردار باشد
• مناسب برای آبیاری تقریباً همه انواع محصول زراعی  و فضاهای سبز و چمن کاری شده (غلات ، سبزیجات ، میوه های کوچک)
• نصب و نگهداری آسان و سریع
• امکان استفاده از کودهای خرد شده و کاربرد سموم دفع آفات در آبپاش های کشاورزی (باتوجه به قطر نازل زیاد)
• کاهش احتمال مسدود شدن نازل ها به دلیل ذرات موجود در خاک یا آب برای آبیاری و عدم نیاز به سیستم فیلتراسیون در سیستم آبیاری بارانی کشاورزی
• امکان برنامه ریزی آبیاری بصورت هوشمند و اتوماتیک
• امکان کنترل میزان آب مصرفی
• کاهش هزینه های نیروی انسانی و کارگری

معایب سیستم آبیاری بارانی

با وجود مزایای بی شمار، سیستم های آبیاری بارانی دارای محدودیت هایی نیز هستند.  محدودیت های اصلی که استفاده از این سیستم را را محدود می کند عبارتند از:

• بادبردگی در مناطق بادخیر و نامتقارن شدن ناحیه پوشش
• تلفات تبخیر بخصوص در آب و هوای گرم و خشک
• نیاز به تامین فشار زیاد در نتیجه مصرف زیاد انرژی
• برای محصولات بلند (درختان میوه) و محصولات حساس به بیماریهای شاخ و برگ مناسب نیست
• هزینه اولیه بالا برای برخی از انواع سیتسم آبیاری بارانی

اهداف آبیاری بارانی

گرچه این سیستم اساسا برای تامین نیاز آبی مزارع و باغات ابداع گردید اما از این روش برای اهداف دیگر هم استفاده می شود که مهمترین آنها عبارتند از:

• پخش کودهای مایع در سطح مزرعه
• برای آبپاشی روی گیاه به منظور حفاظت آنها در مقابل سرما و یخبندان
• برای تعوِق انداختن زمان تشکیل غنچه و گل
• برای مرطوب کردن سطح خاک و جلوگیری از فرسایش بادی
• برای کمک به جوانه زدن بذرها
• برای کنترل محیط وخنک کردن خاک وگیاه و هوای اطراف آن
• در برخی موارد برای تثبیت خاک و جلوگیری از گردو خاک در مانژ اسب دوانی

اجزا سیستم آبیاری بارانی

سیستم آبیاری بارانی شامل بخش های زیر است.

• ایستگاه پمپاژ : شامل پمپ، تابلو برق و فیلتراسیون(فیلتراسیون عمدتا برای سیستم آبیاری بارانی فضای سبز استفاده می شود)
• خطوط انتفال : شامل خطوط اصلی و فرعی، شیرهای شیفت آبیاری و اتصالات و تجهیزات کنترل فشار و دبی
• بال آبیاری (لترال): بال آبیاری در سیستم آبیاری بارانی به خط لوله ای گفته می شود که آبپاش ها روی آن نصب می شود.
• نازل های آبیاری: همان آبپاش ها می باشند که در انواع مختلف نصب می شود.

انواع سیستم آبیاری بارانی در زمین های کشاورزی

سیستم های آبیاری بارانی به دو دسته کلاسیک و مدرن تقسیم بندی می شود. در ادامه انواع سیستم های آبیاری کلاسیک و مدرن معرفی می شود.

کلاسیک

کاملا متحرک Portable

در این سیستم تمامی اجزا شبکه از پمپ تا آبپاش بر روی زمین کار شده و با استفاده از کارگر جابجا می شود. در حال حاضر از این سیستم عمدتا برای زمین های اجاره ای استفاده می شود. اخیرا اتصالات کوپلینیگی پلاستیکی برای متقاضیان این روش تولید شده که با استفاده از آنها به راحتی میتوان لوله های آبیاری را به هم وصل و سپس از هم جدا کرد. برای اطلاعات بیشتر به قسمت محصولات آبیاری بارانی مراجعه کنید.

نیمه متحرک Semi-Portable

در این روش خط اصلی وایستگاه پمپاژ در جای خود ثابت هستند و بال آبیاری جابجا می شود. این روش هزینه کارگری زیادی در بهره برداری دارد ولی هزینه اولیه آن پایین است.

کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک Semi-Permanent

این سیستم در حال حاضر یکی از پرکاربرد ترین روش های آبیاری بارانی در کشور است. در این روش تمامی اجزا سیستم آبیاری در زیر زمین مدفون شده و فقط شیر های برداشت (شیر خودکار) در سطح زمین در دسترس است. همچنین تعداد آبپاش با رایزر سه پایه وجود دارد که با قراردادن آنها روی شیر خودکارمسیر جریان آب به سمت آبپاش باز شده و آبپاش ها شروع به کار می کنند. از مزایای این روش هزینه احداث کم و کاهش ریسک سرقت آبپاش ها می باشد.

کلاسیک ثابت Permanent

این روش مانند روش قبلی است با این تفاوت که تمامی آبپاش ها نیز بر روی سیستم نصب شده و ثابت هستنند این روش باعث کاهش هزینه بهره برداری آبیاری بارانی می شود اما هزینه احداث زیادی دارد و در شرایطی که امنیت منطقه تضمین شده نباشد توصیه نمی شود.

سیستم های آبیاری بارانی مدرن

در سیستم های جدید مبنای اصلی کاهش حداکثری نیروی انسانی در بهره برداری و حرکت به سمت سیستم آبیاری بارانی اتوماتیک و نیمه اتوماتیک است. در ادامه انواع متداول این روش توضیح داده شده است.

سیستم آبیاری بارانی ویل موو (آبفشان غلتان)  Wheel Move

در این روش بال آبیاری که یک لوله آلومینیومی است و آبپاش ها رو آن نصب است، بر روی چرخ هایی نسبتا بزرگ نسب شده و توسط یه ارابه مرکزی در راستای طول زمین حرکت می کند. این سیستم برای زمین های مستطیلی و محصولات با ارتفاع کم قابل استفاده است. از مشکلات این سیستم به گیر کردن در زمین های گلی و تابیدگی لوله بال آبیاری می توان اشاره کرد.

سیستم آبیاری بارانی گان (آبفشان قرقره ای) Gun

این روش از سیستم آبیاری آبپاش گان بر روی یک چهارپایه و متصل به لوله پر فشار است. این لوله بر روی یک قرقره بزرگ پیچیده شده است با انجام آبیاری و به مرور با استفاده از نیروی هیدرولیکی، قرقره به چرخش در می آید و آبپاش را به سمت خود می کشد در نتیجه میزان تمام مسیر بصورت اتوماتیک آبیاری می شود. در برخی دستگاه ها بجای استفاده از یک آبپاش، از یک بوم آبیاری استفاده می شود.

سیستم آبیاری بارانی سنترپیوت (عقربه ای) Center Pivote

این سیستم آبیاری یکی از پیشرفته ترین روشهای آبیاری است که بصورت کاملا اتوماتیک انجام می شود. در این روش بال آبیاری متشکل از دهنه های 50 متری نصب شده بر روی دکل های متحرک می باشد که  حول یک مرکز مانند عقربه های ساعت میچرخد و یک ناحیه دایره ای رو تحت پوشش قرار می دهد. با توجه به هزینه اولیه زیاد این سیستم، استفاده از آن برای زمین های کمتر از 30 هکتار توجیه اقتصادی ندارد. همچنین این سیستم باتوجه به حرکت دایره ای بیشتر مناسب برای زمین هایی با ابعاد نزدیک به مربع می باشد. هرچه زمین از به حالت مستطیلی نزدیک تر باشد نقاط خارج از دسترس سیستم آبیاری بارانی سنترپیووت بیشتر شده و از توجیه اقتصادی آن کاسته می شود.

سیستم آبیاری بارانی لینیر (آبفشان خطی) Linear

این سیستم آبیاری مانند سیستم سنتر پیووت است با این تفاوت که در این روش بال آبیاری بارانی بصورت خطی حرکت می کند و حول یک محور نمیچرخد به همین علت لازم است کنار مسیر حرکتی یک کانال آب یا یک خط پرفشار آب وجود داشته باشد و روی آن به فاصله های 50 متر شیرهای برداشت آب جهت اتصال به سیستم لینیر وجود داشته باشد. این سیستم مناسب زمین های مستطیلی بوده و به نسبت سیستم آبیاری سنتر پیووت پرت زمین کمتری دارد.

موارد مهم در طراحی سیستم آبیاری بارانی کشاورزی

سیستم آبیاری بارانی اگر به درستی طراحی و اجرا شود، راندمان کاربرد آن می تواند 75-90 درصد باشد. برای ارائه عملکرد کامل سیستم، باید پارامترهای مهمی را قبل از اجرای سیستم آبیاری بارانی در نظر بگیرد.

• مساحت،ابعاد و شرایط توپوگرافی زمین
• بافت خاک
• نوع محصول
• شرایط اقلیمی و آب و هوایی منطقه
• کیفیت و کمیت منابع آب در دسترس
• مسائل اقتصادی (هزینه احداث سیستم آبیاری بارانی وهزینه بهره بردای)
• مسائل اجتماعی (امنیت ، دانش فنی جهت بهره برداری و ..)

همه پارامترهای فوق قبل از اجرای سیستم آبیاری و به منظور دستیابی به سیستم آبیاری کارآمد از اهمیت بالایی برخوردارند. علاوه بر این، دانش بهره بردار در مورد نیازهای محصول و عملکرد سیستم سهم بسزایی در موفقیت کلی تولید محصول دارد. در بسیاری از موارد مشاهده شده که طراحی های نامناسب و عدم توجه به مسائل بالا، موجب کاهش راندمان آبیاری، کاهش بازدهی محصول و افزایش مصرف آب شده که در نتیحه توجیه اقتصادی سیستم آبیاری را تحت تاثیر قرار می دهد

دیگر پارامتر های سیستم آبیاری بارانی

هدف اصلی یک سیستم آبیاری بارانی توزیع یکنواخت آب در ناحیه ریشه محصول است.  بنابراین، باید به سه عامل مهم برای مدیریت موفق آبیاری توجه کند. این عوامل به شرح زیر است: همپوشانی آبپاش ها ، راندمان آبیاری و سایز آبپاش

 همپوشانی آبپاش ها در سیتسم آبیاری بارانی

آبپاش ها تحت فشار معینی از آب کار می کنند و متناسب با آن یک ناحیه ای را تحت پوشش قرار می دهند.  برای دستیابی به خیس شدگی یکنواخت در سطح مزرعه، باید چندین آبپاش در کنار هم قرار گیرند و با هم همپوشانی داشته باشند.  همپوشانی باید حداقل 65 درصد قطر خیس شده باشد.  این همچنین حداکثر فاصله بین آبپاش ها را تعیین می کند.  علاوه بر آن، عوامل دیگری مانند ارتفاع محصول، دبی و فشار شبکه آبیاری بارانی، کیفیت آب، میزان جذب خاک و شرایط باد برعملکرد آبپاش موثر هستند.

راندمان آبیاری بارانی

راندمان آبیاری نشان دهنده میزان افت از ابتدای مزرعه تا محل ریشه است و مقدار آن متاثر از طراحی سیستم، نوع آبپاش و شرایط آب و هوایی است. همچنین باید دقت داشت که شدت پاشش آبپاش از شدت نفوذ نهایی خاک کمتر باشد چرا که در غیر این صورت موجب ایجاد رواناب شده و راندمان آبیاری را کاهش می دهد.

 اندازه روزنه آبپاش

همانطور که آب از یک آبپاش پاشیده می شود، به قطرات کوچکی به اندازه 0.5-4 میلی مترتقسیم می شود.  اندازه قطره با فشار و نوع نازل کنترل می شود.  فشار کم باعث ایجاد قطرات بزرگتر می شود و در نتیجه بر محصولات و خاک تأثیر می گذارد.  علاوه بر این، نوع نازل میزان جریان و الگوی توزیع آب را تعیین می کند. بسته به نوع محصول و روش آبیاری، آبپاش ها معمولاً بر روی رایزرهایی با ارتفاع های مختلف نصب می شوند.  برای این منظور کشاورزان می توانند از آبپاش های ثابت، چرخشی، پاپ آپ، توربو چکش، تفنگی و دنده ای استفاده کنند.

آبیاری بارانی هوشمند

اتوماسیون سیستم آبیاری (هوشمند سازی –اتوماتیک سازی) روشی مقرون به صرفه و مناسب در جهت حفظ منابع آبی و هزینه های نیروی انسانی می باشد. با توجه به مصرف بیش از 70 درصد از منابع آب جهان برای آبیاری و روش های ناکارآمد که نیمی از این آب مصرفی را هدر می دهند، هوشمند کردن سیستم آبیاری بسیار مورد اهمیت است. هوشمند سازی سیستم آبیاری در بسیاری از موارد می تواند بسیار ساده و کم هزینه صورت گیرد. اتوماسیون و هوشمند سازی سیستم به معنی استفاده از یک مغز متفکر الکترونیک برای برنامه ریزی آبیاری است. این مغز متفکر فرمان های حاصل از پردازش اطلاعات اولیه (رطوبت، دما، شرایط آب و هوایی و خاک و پیش بینی ها) را به یکسری عملگر ها ارسال می کند در سیستم های آبیاری این عملگر ها شیر های برقی و پمپ آبیاری است که فرمان های روشن و خاموش و باز و بسته شدن را اجرایی می کنند. تفاوت سیستم هوشمند با سیستم اتوماتیک این است که در سیستم آبیاری هوشمند اطلاعات ورودی بصورت آنلاین به مغز متفکر وارد شده و سپس سیستم بر مبنای آن اطلاعات تصمیم گیری می کند اما در سیستم های آبیاری اتوماتیک فرمان های آبیاری صرفا بر مبنای یک برنامه ریزی از پیش تعیین شده توسط کاربر تکرار می شود.

چگونه سیستم آبیاری بارانی هوشمند / اتوماتیک داشته باشیم

اولین قدم در هوشمند سازی سیستم های آبیاری استفاده از یک کنترلر آبیاری مناسب و سازگار با سیستم آبیاری شما می باشد. برای هوشمند کردن سیستم آبیاری بارانی با استفاده از آبپاش های معمولی می توانید از یک کنترلر آبیاری ساده به همراه شیر برقی استفاده کنید. پس از نصب ماژول هوشمند سازگار با سیستم آبیاری موجود می توانید آن را به سایر دستگاه های هوشمند متصل کنید. بیشتر سیستم های آبیاری اتوماتیک دارای شیرآلات برقی هستند که با استفاده از آن ها  کنترلرهای آبیاری را به سیستم تامین آب شما وصل می کنند. یکی از مزیت های استفاده از سیستم آبیاری هوشمند، آبیاری مناسب گیاهان با توجه به وضعیت آب و هوایی و شرایط خاک می باشد. بنابراین با اضافه کردن یک کنترلر مناسب به سیستم های آبیاری بارانی خود، می توانید آبیاری خود را هوشمند کرده و در مصرف آب صرفه جویی کنید. هوشمند سازی سیستم های آبیاری فقط در روش های کلاسیک ثابت، ویل موو، سنتر پیووت و لینیر امکان پذیر است.

آبیاری بارانی فضای سبز-چمن

آبیاری فضای سبز به عنوان یک فرایند مهم در حفظ و نگهداری فضاهای سبز و گیاهان، اهمیت بسیاری دارد. آبیاری صحیح و منظم می‌تواند به گیاهان منابع آب لازم را فراهم کند و رشد و توسعه صحیح آن‌ها را تضمین کند. سیستم آبیاری بارانی به طور خاص در فضاهای سبز با تراکم بالا و کشت گیاهان کوچک می‌تواند یک روش مناسب باشد. استفاده از آبپاش‌های مخفی شونده، که آب را به صورت بارانی بر روی گیاهان پاشش می‌دهند، مزایای زیر را دارد:

1. توزیع یکنواخت آب: آبپاش‌های مخفی شونده به طور یکنواخت آب را بر روی سطح فضای سبز پخش می‌کنند. این باعث می‌شود تا تمامی گیاهان در ناحیه مورد نظر به طور یکسان و منظم آب بگیرند و هیچ گیاهی از آبیاری محروم نشود.
2. صرفه‌جویی در مصرف آب: با استفاده از آبپاش‌های مخفی شونده، آب به صورت مستقیم بر روی گیاهان پاشش می‌یابد و از اتلاف آب به دلیل تبخیر یا رواناب جلوگیری می‌کند. این باعث می‌شود تا مصرف آب کاهش یابد و به صرفه‌جویی در منابع آب کمک شود.
3. کاهش ریسک بیماری‌ها: با استفاده از آبپاش‌های مخفی شونده و پاشش آب بر روی سطح فضای سبز، میزان تماس مستقیم بین آب و برگ‌ها کاهش می‌یابد. این موضوع می‌تواند ریسک ابتلا به بیماری‌های قارچی را کاهش داده و به سلامتی گیاهان کمک کند.
4. زیبایی بصری: آبپاش‌های مخفی شونده، به طور ظاهری غیر قابل رویت هستند و در نتیجه از نظر زیبایی بصری به فضای سبز زیبایی می‌بخشند. این موضوع می‌تواند ظاهری زیبا و منظم به فضای سبز ببخشد.

انواع آبپاش های مخفی شونده در آبیاری فضای سبز

1- آبپاش هانتر PS-4A (PSU – 04) 2- آبپاش هانتر PS-6A (PSU – 04) 3- آبپاش هانتر PS-8A (PSU – 04) 4- آبپاش هانتر PS-10A (PSU – 04) 5- آبپاش هانتر PS-12A (PSU – 04) 6- آبپاش هانتر PS-15A (PSU – 04) 7- آبپاش هانتر PS-17A (PSU – 04) 8- آبپاش روتوری PGJ | آبپاش PGJ هانتر 9- آبپاش روتوری PGP | آبپاش PGP هانتر 10- آبپاش MP rotator 11- آبپاش هانتر i25 12- آبپاش مخفی شونده i40 هانتر 13- آبپاش مستطیلی زن هانتر (Strip Pattern Nozzles)  

سیستم آبیاری بارانی اتوماتیک و مزایای نصب آن

سیستم های آبیاری اتوماتیک مناسب افرادی است که زمان زیادی را در سفر می گذرانند. تنها ایرادی که می توان از این نوع سیستم ها گرفت هزینه راه اندازی است اما در صورت نصب و برنامه ریزی صحیح می تواند در طولانی مدت با صرفه جویی در مصرف آب، هزینه ها را کاهش دهد. همچنین جایگزین ساختن چمن ها و گیاهان خشک شده هزینه زیادی دارد ویک سیستم آبیاری اتوماتیک اصولی با جلوگیری از از این امر، هزینه راه اندازی را جبران خواهد کرد. استفاده از سیستم آبیاری بارانی بصورت دستی و با کارگر توجیه چندانی ندارد چرا که علاوه بر هزینه احداث سیستم، هزینه نیروی انسانی تغییر زیادی نمی کند. همچنین عمدتا زمان بندی آبیاری به درسی رعات نمی شود و موجب افزایش مصرف آب کاهش راندمان آبیاری و کاهش طراوت فضای سبز شما می شود.

آبیاری قطره ای یا سیستم آبیاری بارانی

سیستم آبیاری قطره ای با آبرسانی تدریجی به جلوگیری از رواناب، تبخیر و هدر رفت آب در شرایط بادی کمک می کند. در این شیوه آبیاری لوله های دارای قطره چکان در لا به لای گیاهان شما قرار می گیرد که می توانید آن را با خاک بپوشانید تا در معرض دید قرار نگیرد. سیستم های آبیاری قطره ای در مقایسه با سیستم های آبپاش و اسپری، به زمان کمتری برای نصب نیاز دارند که هزینه ها را کاهش خواهد داد. اما با توجه به ویژگی های این سیستم برای آبیاری گیاهان مترکم ودر مناطق بزرگ همچون زمین های چمن مناسب نیستند. همچنین در شرایط نامناسب بودن ککسفیت آب آبیاری احتمال گرفتگی نازل های قطره ای وجود دارد. سیستم آبیاری بارانی برای زمین های بزرگ و مسطح به کار می رود. این سیستم با شعاع پاشش زیاد زمین های وسیعی را آبیاری می کند. برخلاف سیستم های قطره ای اجزای اصلی آبیاری بارانی در زیر زمین نصب می شوند و کمتر آسیب می بینند. درسیستم آبیاری بارانی نازل های آبپاش قابل تنظیم هستند، آب را در سطح وسیعی و معین شده پخش می کند. با نصب صحیح، آبپاش ها می توانند مناطق دلخواه را به درستی آبیاری کنند. اما از آنجایی که این سیستم آب را بصورت یکنواخت پخش می کند، ممکن است بعضی مناطقی که به آبیاری نیاز ندارند را نیز مرطوب کند هرچند که با طراحی اصولی و اجرای صحیح این نواحی به حداقل می رسند. در متن بالا اطلاعات جامع و کلی از سیستم آبیاری بارانی را مطالعه کرده و با انواع سیستم بارانی آشنا شدید. هر سیستم آبیاری به منظور به حداکثر رساندن کارایی و به حداقل رساندن نیازهای نیروی کار و سرمایه طراحی شده است.  در این راستا، شیوه های مدیریت موثر برای سیستم آبیاری بارانی به طراحی، شیوه های استقرار و توانایی بهره بردار برای مدیریت صحیح سیستم بستگی دارد. سیستم آبیاری بارانی یک روش متداول در آبیار پی های مزارع و فضای سبز است امید است که این مقاله اطلاعات مفیدی را جهت افزایش دانش بهره برداران در اختیار گذاشته باشد تا شاهد کاهش سیستم های معیوب و ناکارآمد در سطح کشور باشیم. میراب سازه آسیا همواره یاری رسان شما عزیزان در طراحی و پیاده سازی انواع سیستم بارانی می باشد.