1. فصل سوم: پارامترهای طراحی در آبیاری بارانی مدرس: دکتر خالدیان 2/8/1388
جلسه پنجم
فصل سوم:
پارامترهای طراحی در آبیاری بارانی
مدرس: دکتر خالدیان
2/8/1388

2. پارامترهای طراحی میزان پخش آب فاصله آبپاش ها معیارهای انتخاب آبپاش
ظرفیت سیستم

3. میزان پخش آب dg=(q/(Sl.Sm))*3600 dg : شدت پخش ناخالص (میلیمتر در ساعت)
da=dg(1-Ls)
Da : شدت پخش خالص (میلیمتر در ساعت)
Ls : تلفات تبخیر و باد (اعشار)

4. مثال اختلاف شدت پاشش و آب رسیده به سطح زمین ناشی از چیست عوامل اقلیمی
عمق خالص آب آبیاری
نفوذ
عمق ناخالص آب آبیاری

5. حداكثر سرعت پخش آب cm/h شيب زمين درصد بافت و نيمرخ خاك 8-12 5-8 0-5
2-2.5
2.5-4
4-5
شني
1-1.5
1.2-2
لومهاي شني
0.15
0.25
0.38
رسهاي بافت ريز

6. مقادیر حداقل سرعت پخش آبپاشها
حداقل میزان پخش آب (سانتیمتر در ساعت)
وضعیت آب و هوایی تا از
0.40
0.25
مناطق معتدل سرد
0.50
مناطق معتدل گرم
مناطق بری خشک و سرد
0.75
مناطق بری خشک و گرم
1.25
مناطق کویری سرد
1.9
مناطق کویری خشک

7. دبی آبپاش قطر نازل مدل کارخانه سازنده فشار آب Q=K(P)0.5

8. مثال
آبپاشی با مشخصات دبی 0.65 مترمکعب در ساعت با فشار کارکرد 2.81 کیلوگرم در سانتیمتر مربع موجود می باشد اگر فشار موجود برای کارکرد آبپاش 3.51 کیلوگرم باشد دبی آبپاش چند مترمکعب در ساعت است؟
0.365
0.73
0.85
1.46

9. مثال
فشار اندازه گیری شده در آبپاشهای ابتدایی و انتهایی در یک لوله جانبی به ترتیب 40 و 35 متر است اگر دبی در آبپاش ابتدایی 0.35 لیتر در ثانیه باشد دبی در آبپاش انتهایی چند لیتر در ثانیه است؟
0.33

10. ظرفیت دبی آبپاش Qs= Qs : ظرفیت دبی آبپاش (لیتر در دقیقه)
1.67 Da.L.S
Qs=
Qs : ظرفیت دبی آبپاش (لیتر در دقیقه)
Da : عمق آبی که باید پخش شود (میلیمتر)
L : فاصله بین لاترالها (متر)
S : فاصله آبپاشها (متر)
H : فاصله زمانی بین شروع آبیاری در یک موقعیت تا شروع آبیاری در موقعیت دیگر (ساعت)
Tm : مدت زمان لازم برای جابجایی یا تعمیرات (ساعت)
Ea : راندمان آبیاری (%)
(H-Tm).Ea

11. Pf : درصدی از مزرعه که در زمان کار سیستم زیر پوشش آبیاری است
0.24 Pf. D H≤
Pf : درصدی از مزرعه که در زمان کار سیستم زیر پوشش آبیاری است
D : مقدار مورد نیاز آبیاری (میلیمتر)
DDIR : نیاز روزانه آبیاری برای طرح (میلیمتر در روز)
DDIR

12. برای سیستم های مجموعه متحرک پیوسته و ثابت دائمی = 100%
H.DDIR
Da=
Pf :
برای سیستم های مجموعه متحرک پیوسته و ثابت دائمی = 100%
برای سیستم های مجموعه استقراری:
Pf=
L1 : طول لاترال (متر)
L : فاصله بین لاترالها (متر)
N1 : تعداد لوله های لاترال که همزمان کار می کنند
Af : وسعت کل مزرعه (هکتار)
0.24 (Pf)
L1.L.N1
100 (Af)

13. مثال
حساب کنید دبی یک سیستم آبیاری را که در آن همزمان 5 لاترال با مشخصات زیر کار خواهد کرد:
حداکثر نیاز روزانه آبیاری برای طراحی، DDIR=7.5 mm/day
فاصله بین آبپاش ها روی لاترال، S=12 m
فاصله بین لوله های لاترال از یکدیگر، L=18 m
طول لوله لاترال، L1=400 m
تعداد لوله های لاترال، N1=5
مقدار آبیاری، D=50 mm
راندمان آبیاری، Ea=75%
زمان مورد لزوم برای جابجایی دستگاه، Tm=0.5 hr
وسعت کل مزرعه، Af=50 ha

14. Pf=(L1.L.N1)/(100.Af)
Pf=(400*18*5)/(100*50)=7.2%
H≤(0.24*7.2*50)/7.5
H ≤11.52 hr => H=12 hr
Da=(H.DDIR)/(0.24*Pf)
Da=(12*7.5)/(0.24*7.2)=52 mm
Qs=(1.67*Da*L*S)/((H-Tm).(Ea))
Qs=(1.67*52*18*12)/((12-0.5)*75))=21.75 l/min

15. پارامترهای طراحی میزان پخش آب فاصله آبپاش ها معیارهای انتخاب آبپاش
ظرفیت سیستم

16. فاصله آبپاش ها

17. نسبت فاصله آبپاش ها (اعشار)
مقادیر توصیه شده Sl و Sm نسبت به Dw
نسبت فاصله آبپاش ها (اعشار)
سرعت باد
Sm/Dw
Sl/Dw
Km/h
0.65
0.60
0 تا 8
0.50
8 تا 16
0.35
بیشتر از 16

18. در یک طرح آبیاری بارانی فاصله آبپاشها روی لاترال 12 متر و فاصله لاترالها روی لوله اصلی 18 متر است. این طرح قرار است در منطقه ای که متوسط سرعت باد 19 کیلومتر در ساعت است بکار رود. قطر دایره خیس شده را در این سیستم حساب کنید.
Sl/Dw=0.35 => Dw=Sl/0.35=12/0.35=34.3 m
Sm/Dw=0.5 => Dw=Sm/0.5=18/0.5=36 m
Dw=36 m

19. فاصله آب پاشها S
0.86*S L S Dw L
باد S

20. آرایش آبپاشها مثلثی مربعی Overlap 50% head to head 60% between lines.20

21. استقرار متناوب (تغییر محل لاترالها)Sm
شیلنگ خرطومی
Sm/2
Off-set

22. تبخیر و تعرق گیاهی آبیاری بارندگی نفوذ عمقی
Checkbook concept illustration
نفوذ عمقی

23. فاصله بین آبیاریها TAM=80 mm/m خاک سبک شنی TAM=140 mm/m خاک لومی
TAD=TAM.MAD.Dr
TAM=FC-CEW
Ti=TAD/ETc
TAM=80 mm/m
خاک سبک شنی
TAM=140 mm/m
خاک لومی
TAM=200 mm/m
خاک سنگین رسی
MAD=0.33
گیاهان با ارزش یا با ریشه کم عمق
MAD=0.50
گیاهان معمولی یا با ریشه با عمق متوسط
MAD=0.67
گیاهان کم ارزش یا با ریشه عمیق

24. مثال
یک سیستم آبیاری برای زراعت یونجه با حداکثر نیاز آبی 11 میلیمتر در روز طراحی شده است. خاک از نوع شنی سبک و با عمق 1.7 متر است که از این عمق به بعد مواد مادری بوده و هیچ گونه آب قابل استخراج در اختیار گیاه قرار نمی گیرد. حداکثر عمق ریشه یونجه 2 متر است. فاصله بین آبیاریها را حساب کنید.

25. TAD=TAM.MAD.Dr=80*0.6*1.7=82 mm
Ti=TAD/ETc=82/11=7.45 days =>7 days

26. پارامترهای طراحی میزان پخش آب فاصله آبپاش ها معیارهای انتخاب آبپاش
ظرفیت سیستم

27. معیارهای انتخاب آبپاش
آزمون و خطا بین سه پارامتر قطر نازل، فشار آب و فاصله آبپاش

28. مثال
یک سیستم بارانی لوله های چرخدار در منطقه ای با حداکثر نیاز آبی در زمان پیک 7 میلیمتر در روز باید طراحی شود، داده های هواشناسی برای دوره پیک به شرح زیر است
Tmin=10.5 °C
Tmax=27.8 °C
RHmax=93%
RHmin=39%
U2=6.4 km/h
سطح کفایت 90% و یکنواختی توزیع 85% می باشد.

29. مقدار کل آب قابل تخلیه 82 میلیمتر و نفوذپذیری آب در خاک 0
مقدار کل آب قابل تخلیه 82 میلیمتر و نفوذپذیری آب در خاک 0.76 سانتیمتر در ساعت است.
UC=85%
α=90%
Sm=18 m
Sl=12 m
زارع علاقمندست سیستم در زمان پیک در یک دوره 10 روزه 9 روز کار کند و مدت کاری در طول شبانه روز 20 ساعت باشد و 4 ساعت دیگر را برای جابجایی لوله ها صرف کند. حساب کنید قطر نازل، فشار آب، قطر دایره خیس شده، دبی نازل، میزان ناخالص پخش آب و مدت کار واقعی سیستم را.

30. کنترل فاصله بین آبیاریها:
Ti-max=TAD/ETc=82/7=11.7 days =>Ti=10
حدس اول برای تخمین تلفات تبخیروباد: انتخاب آبپاشی با قطر روزنه میلیمتر و حداقل فشار 276 کیلوپاسکال
es-ea=0.61 exp(17.27 T/(T+237.3))(1-RH)
es-ea=0.76 kPa
Ls=(1.98D (es-ea) *10-4h U0.7)4.2
Ls=(1.98* * *10-4 * * )4.2
Ls=4.5% => Ls=0.045

32. نفوذ عمقی با توجه به سطح کفایت 90% و ضریب یکنواختی 85%:
Ld=1-E
Ld=1-0.75=0.25
راندمان ترکیبی:
Ec=(1-Ld)(1-Ls)
Ec=(1-0.25)( )=0.716 => Ec=71.6%
عمق ناخالص آبیاری:
ig=in/Ec=(7 mm/d*10d)/0.716=98 mm
میزان خالص پخش آب:
da=(1-Ls)ig/Tset=( )*98/Tset

33. da=(1-0.045)*98/10=0.936 cm/h > Imax
زارع علاقمند به آبیاری 20 ساعته در روز است پس 2 دوره 10 ساعته برای حدس اول انتخاب می کنیم:
da=( )*98/10=0.936 cm/h > Imax
نفوذ پذیری خاک زمان استقرار 20 ساعته را ایجاب می کند:
dg=9.8 cm/20 h=0.49 cm/h
کنترل با حداقل شدت پخش
حداقل میزان پخش آب (سانتیمتر در ساعت)
وضعیت آب و هوایی تا از
0.40
0.25
مناطق معتدل سرد
0.50
مناطق معتدل گرم
مناطق بری خشک و سرد
0.75
مناطق بری خشک و گرم
1.25
مناطق کویری سرد
1.9
مناطق کویری خشک

34. نسبت فاصله آبپاش ها (اعشار)
قطر دایره پاشش:
Sl=12 m, Sm=18 m
Dw=Sl/0.6=12/0.6=20 m
Dw=Sm/0.65=18/0.65=27.7 m
نسبت فاصله آبپاش ها (اعشار)
سرعت باد
Sm/Dw
Sl/Dw
Km/h
0.65
0.60
0 تا 8
0.50
8 تا 16
0.35
بیشتر از 16

35. دبی مورد نیاز:
q=dg*Sl*Sm/360=0.49*12*18/360
q=0.294 l/s
حداقل دبی لیتر در ثانیه و قطر دایره خیس شده 25 متر و فشار کاری تا حدممکن کم باشد (جدول 3-3)
d=3.969
P=310 kPa
Dw=26.2 m
q=0.3 l/s

37. dg=360*0.3/(12*18)
dg=0.5 cm/h= 5 mm/h
Tset=ig/dg=98/5
Tset=19.6 h
da=(1-Ls)dg
da<Imax

38. پارامترهای طراحی میزان پخش آب فاصله آبپاش ها معیارهای انتخاب آبپاش
ظرفیت سیستم

39. ظرفیت سیستم Q=2.778(ig*A)/(Nop*Top)
تابعی از نیاز ناخالص آبیاری، مساحت زمین و برنامه کاری
Q=2.778(ig*A)/(Nop*Top)
Q : مقدار جریان مورد نیاز (لیتر در ثانیه)
ig : نیاز ناخالص آبیاری (میلیمتر)
A : مساحت زمین (هکتار)
Nop : تعداد روزهای آبیاری در هر نوبت
Top : تعداد ساعات کار سیستم در هر روز
n=Q/q
n : تعداد آبپاشهایی که همزمان کار می کنند

40. مثال
زمینی به مساحت 15 هکتار را می خواهیم در یک وضعیت به روش بارانی آبیاری نماییم آرایش آبپاشها به شکل مربع و فاصله آنها 30*30متر است تعداد آبپاشهای لازم چند تاست؟
ج: 167

41. مثال
آبدهی آبپاشی در فشار 35 متر، 2.1 متر مکعب در ساعت است اگر بخواهیم آبدهی آن را به 1.8 مترمکعب در ساعت کاهش دهیم فشار چند متر باید باشد؟
25.7

42. مثال
هر گاه سرعت باد طوری باشد که Sl/Dw برابر با 0.4 و Sm/Dw برابر 0.5 باشد برای فواصل 18*12 متر Dw طراحی را حساب کنید.