آشنایی با سیستم آبیاری کم‌فشار
منظور از سیستم آبیاری کم‌فشار
کاهش سطح منابع آب و نیاز به میزان قابل توجهی آب در بخش کشاورزی، سبب شد تا سیستم آبیاری کم‌فشار معرفی شود تا علاوه بر دارا بودن مزایای آبیاری تحت فشار، مشکلات آن نیز برطرف گردد. سامانه لوله‌های کم‌فشار عبارت است از مجموعه‌ای از مجاری لوله‌ای با جانمایی حلقوی یا شاخه‌ای که از کانال، مخزن آب یا ایستگاه پمپاژ تغذیه شده و نقش انتقال و توزیع آب با فشار کم را انجام می‌دهد. در روش کم فشار معمولا هیچ نیازی به پمپ و استخرهای ذخیره‌ای و حتی قطره‌چکان نیست و انرژی لازم توسط ایجاد اختلاف ارتفاع تأمین می‌شود.
در حقیقت سیستم‌های آبیاری کم‌فشار با لوله زیرزمینی یک راه حل میانه بین سامانه کانال‌های روباز (خاکی و یا پوشش شده) و سامانه آبیاری تحت فشار (قطره‌ای و بارانی) بوده و امکان حصول راندمان توزیع آب در شبکه آبرسان مزرعه تا حد ۹۵ درصد را در شرایط اجرای خوب و بهره برداری و نگهداری مناسب فراهم می‌آورد. به طور عمده در سطح جهان سامانه آبیاری با لوله کم‌فشار در دو دهه گذشته با استفاده از لوله‌های بتن غیرمسلح رایج بوده ولی در دهه اخیر کاربرد لوله‌های پلاستیکی از جنس پی وی سی سخت و پلی اتیلن رو به گسترش است.
عملکرد سیستم‌های کم‌فشار چگونه است؟
سامانه لوله‌های کم‌فشار مجموعه‌ای از لوله‌هاست که از کانال یا مخزن آب تغذیه شده و نقش انتقال و توزیع آب با فشار کم تا آبگیر قطعات زراعی را به عهده دارد. حداکثر فشار کارکرد در سیستم‌های کم‌فشار کمتر از ۱۰ متر و دبی حدود ۵ متر بر ثانیه برای اراضی کوچک و حدود ۲۵ تا ۴۰ متر بر ثانیه برای چند هکتار استفاده می‌شود. سامانه لوله‌های کم‌فشار ازنظر کاربرد عموماً جایگزین کانال‌های آبرسان مزارع (کانال‌های درجه ۳) برای توزیع آب در نهرچه های آبیاری مزارع (کانال‌های درجه ۴) یا گزینه‌های قابل رقابت با کانال‌های درجه ۴ مانند لوله‌های آلومینیومی دریچه‌دار، لوله‌های پلاستیکی تاشونده دریچه دار بانام تجارتی هیدروفلوم می‌گردد. لوله‌های کم‌فشار همچنین به‌عنوان گزینه جایگزین کانال‌های درجه ۲ برای توزیع آب به آبگیر مزارع به کار گرفته می‌شوند. لوله‌های مورد استفاده در آبیاری کم‌فشار از جنس پلی‌اتیلن و با قطر معمول ۴۰ میلی‌متر بوده و دائمی هستند و نیازی به جمع‌آوری آن‌ها نیست.
سامانه‌های کم‌فشار به این صورت است که آب ابتدا از طریق لوله‌های اصلی به مزرعه منتقل می‌شود و سپس درون لوله‌های فرعی که بر اساس ردیف‌های کشت و سایر عوامل طراحی شده‌اند پخش و ازآنجا به لوله‌های زیر درختان منتقل می‌شود.
۱۰ مزیت اساسی سیستم آبیاری کم‌فشار:
- وابستگی پروفیل خط لوله به توپوگرافی زمین در این نوع آبیاری کم است که موجب سهولت فنی و اجرایی فراوان، صرفه‌جویی اقتصادی و سرعت عمل در ساخت و اجرا می‌گردد.
- کاهش تلفات ناشی از تبخیر و نشت آب با حذف عوامل تبخیر و نشت در کانال‌های روباز وجود دارد.
- حذف سازه‌های تقاطعی در عبور از زهکش‌ها و جاده‌ها به دلیل زیرزمینی بودن سامانه لوله‌ها.
- جلوگیری از توسعه و پخش علف‌های هرز در سطح مزارع.
- مکانیزه بودن سامانه سبب کاهش نیروی انسانی موردنیاز می‌شود.
- امکان آبیاری زمین‌هایی شیب‌دار و با توپوگرافی نامنظم به علت تحت‌فشار بودن سیستم.
- امکان کنترل بهتر برنامه توزیع آب به دلیل کاهش دخالت زارع در عملیات آبیاری.
- نگهداری راحت و ارزان سامانه و افزایش کارایی مدیریت آب در مزرعه.
- قابلیت اجرا در اراضی با هر مساحتی.
- جنبه‌های بهداشتی و زیست‌محیطی مناسب‌تر به لحاظ کاهش تلفات آب و زمین و حذف بیماری‌ها و آفات.
محدودیت‌ها و معایب آبیاری کم‌فشار:
هر سیستمی علاوه بر مزایای گسترده دارای محدودیت‌هایی نیز است که آگاهی از آن‌ها ضروری است:
- نیاز به بار هیدرولیکی بیش‌تر در ابتدای مسیر خط لوله کم‌فشار در مقایسه با کانال روباز درجه ۳ و یا درجه ۲
- بالا بودن هزینه سرمایه‌گذاری اولیه و همچنین هزینه رسوب‌زدایی
- ثابت بود ن موقعیت خروجی‌ها (آبگیرها) و عدم سهولت تغییر محل آن‌ها به لحاظ زیرزمینی بودن لوله‌ها.
- نیاز به کارگر ماهر برای نگهداری و تعمیر خط لوله در مقایسه نسبی با کانال روباز.
طبقه‌بندی لوله‌های کم‌فشار:
طبقه‌بندی لوله‌های کم‌فشار بر اساس معیارهای مختلفی انجام می‌گیرد:
–طبقه‌بندی سامانه لوله‌های کم‌فشار به لحاظ کنترل فشار: بر اساس این معیار سیستم‌های کم‌فشار به سه سامانه باز، نیمه بسته و بسته تقسیم می‌شوند.
–طبقه‌بندی سامانه لوله‌های کم‌فشار به لحاظ نحوه جانمایی: به لحاظ جانمایی خطوط لوله به‌صورت شبکه شاخه‌ای، شبکه حلقوی و یا ترکیبی از این دو تقسیم‌بندی و طراحی می‌گردد.
–طبقه‌بندی سامانه لوله‌های کم‌فشار به لحاظ منبع فشار: بر اساس منبع تأمین فشار، سامانه‌ها به دو دسته ثقلی و پمپاژ تقسیم می‌شوند.
نکاتی درمورد طراحی سیستم‌های کم‌فشار:
-سامانه توزیع آبیاری با لوله‌های کم‌فشار عموما به صورت شبکه لوله‌های مدفون در ترانشه برای انتقال و توزیع آب به نقاط تحویل آب در مزارع مورد استفاده قرار می‌گیرند.
-لوله‌ها می‌توانند در شیب‌های به طرف بالا و یا پایین کار گذاشته شوند، مشروط بر آن که رقوم ارتفاعی روی لوله ها زیر خط شیب هیدرولیکی مسیر قرار گیرد.
-در سامانه لوله‌های کم‌فشار برخلاف کانال‌های روباز، لازم نیست که حتما مسیر نصب لوله در امتداد خطوط تراز با شیب رو به پایین مسیر حرکت نماید.
-هر نقطه تحویل آب در مسیر لوله کم فشار معمولا به تجهیزات اندازه‌گیری مجهز می‌گردد تا دبی جریان و حجم کلی جریان تحویل شده در فصل آبیاری مشخص باشد.
-در سامانه لوله‌های کم‌فشار، معمولا بار هیدرولیکی ۰/۵ تا ۱/۵ متر در نقطه تحویل آب در مزرعه تامین می‌گردد.
-لوله‌های سامانه کم فشار آبیاری در محل‌هایی که در معرض یخبندان می‌باشند(مناطق سردسیر) باید برای مقابله با یخ زدن و ترکیدگی در فصل غیرآبیاری از آب تخلیه گردند.
-در انتهای هر خط لوله توزیع آب باید تمهیدات لازم برای سرریز شدن جریان مازاد احتمالی و هدایت آن به محل مناسب در مزرعه پیشبینی گردد.
و بسیاری نکات دیگر که طراح متخصص باید پیش از طراحی این نکات را درنظر بگیرد.