Розрахунок продуктивності краплинного зрошення

РІВНОМІРНІСТЬ ВОДОВИПУСКУ (EU)

   Метою проектування системи зрошення є ефективне транспортування води та поживних речовин до рослини. Одним із важливих факторів ефективності транспортування є рівномірність надходження води. Рівномірність водовипуску - це міра рівномірності надходження води, яка використовується як для розрахунку, так і для приведення в дію системи мікрозрошення. Рівномірність водовипуску може бути застосовна для однієї лінії відгалуження, блоку розподільчих ліній, або для цілої системи зрошення.

   Рівномірність водовипуску (EU) визначається (згідно з Інженерною практикою 405, Американського товариства інженерів сільського господарства), як

EU = (1-1.27Cv/√n) (Qm/Qa), Ур. 3

 де

EU = рівномірність водовипуску, десятковий дріб.

n = для точкового емітера на багаторічній культурі - кількість емітерів на рослину. Для лінії точкових емітерів на однорічній культурі - або відстань між рослинами, поділена на довжину розподільчої лінії (у тій самій системі виміру), яка використовується для розрахунку Cv, або 1, який із коефіцієнтів більший.

Cv = коефіцієнт варіації виробника, як для точкового емітера, так і для лінії точкових емітерів, десятковий дріб.

Qm = мінімальна витрата емітера за мінімального тиску Hm у системі, л/год.

Qa = середня, або розрахункова витрата емітера за середнього або розрахункового тиску Ha, л/год.

Рівняння 3, для вираження рівномірності водовипуску, містить 2 окремі та незалежні чинники. Перший фактор, (1-1.27Cv/ √n) виражає варіацію витрати, яку розраховують за допомогою коефіцієнта варіації виробника Cv, що розраховують для певного виду випускних пристроїв, як стандартне відхилення, поділене на середнє. Для системи, оснащеної стрічкою Aqua-TraXX, (де Cv = 0,03 and n = 1), цей фактор дорівнює 0.96. Другий фактор, (Qm/Qa), виражає варіацію витрати, що виникає за нерівномірності тиску в межах поля, і є функцією під час розрахунку зрошення. Тому, для типової системи зрошення з Aqua-TraXX, EU дорівнює 0.96 (Qm/Qa).

РОЗРАХУНКОВА ПРОДУКТИВНІСТЬ СИСТЕМИ.

   Розрахункова продуктивність - це максимальна витрата зрошувальної води, яку може внести система. Розрахункова продуктивність ґрунтується на передбачуваному піку евапотранспірації (PET) культури. Ця максимально необхідна кількість води залежатиме від таких факторів:

Клімат . Період використання максимальної кількості води для культури, який припадає на найспекотніший період росту рослини. Для літніх культур липень і серпень часто є місяцями максимального використання. Іншими факторами, що впливають на період використання максимальної кількості води, є відносна вологість, тривалість дня, сила вітру та інтенсивність сонячного світла.

Зрілість культури. Для однорічних рослин потреба у воді зростає під час росту рослини та покриття її листям. Для дерев розрахункова продуктивність має ґрунтуватися на потребі в зрошенні зрілої рослини.

Характер випадання опадів. У період випадання опадів, рівень евапотранспірації буде нижчим, і потреба в зрошенні буде знижена пропорційно до кількості опадів, що випали, яку отримала рослина.

Ефективність накопичення води ґрунтом. Ефективність накопичення води ґрунтом - це обсяг накопиченої в ґрунті води, який може бути використаний рослиною. Це залежність здатності ґрунту накопичувати запаси води від здатності рослини всмоктувати цей резерв. Маленькі, з дрібносидячим корінням, чутливі до посухи рослини в піщаному ґрунті потребуватимуть частого поливу, в той час як посухостійкі рослини, з великими кореневими системами, які зростають у суглинному ґрунті, будуть потребувати менш частого поливу. Там, де ефективність накопичення води низька, розрахункова продуктивність має ґрунтуватися на максимально необхідній кількості води в короткий проміжок часу. З іншого боку, там, де ефективність накопичення води ґрунтом відносно велика, ґрунт слугуватиме резервуаром для накопичення води, що дасть змогу проектувальнику ґрунтувати розрахунок продуктивності на середньо необхідних потребах рослини у воді на більш тривалий період часу.

Тип культури . Тип культури має значний вплив на визначення розрахунку продуктивності системи. Потреба води у різних культур значно відрізняється через деякі фактори, що включають площу покриття листям і тип зовнішньої поверхні листка. Пшениця або рослини цукрової тростини з вертикально спрямованим листям мають значно більшу площу поверхні на одиницю площі землі, ніж соняшник з горизонтально спрямованим листям. Рослини з м'яким, м'ясистим листям, як-от томат, втрачають більше води під час евапотранспірації, ніж рослини з восковим листям, як-от жожба.

Ефективність застосування . Як тільки пік евапотранспірації був визначений, він може бути виражений на основі необхідної витрати води системою. Фактична розрахункова продуктивність розраховується діленням необхідної витрати води системою на ефективність застосування.

Потреба у вилуговуванні. Там, де використовується солоне джерело води, зокрема в посушливих регіонах із недостатнім сезонним випаданням опадів, або там, де солоність стає проблемою, під час проєктування системи, як варіант, необхідно передбачити можливість вилуговування. Кількість води, необхідна для вилуговування, залежить від характеристик ґрунту і кількості присутніх солей у ґрунті. Загалом близько 80 % розчинених солей, присутніх у контурі контуру ґрунту, будуть видалені вилуговуванням водою на глибину, еквівалентну глибині ґрунту, який слід піддати вилуговуванню. Тому, якщо необхідно піддати вилуговуванню ґрунт із глибиною кореневої зони в 60 см, необхідно застосувати 60 см води. Подальше надходження води призведе до подальшого вилуговування солей.

 Розрахунок продуктивності системи

   Щойно буде відомий пік евапотранспірації для культури, можна розрахувати продуктивність системи. Беручи до уваги те, що РЕТ виражається в дюймах на день, і те, що застосована кількість води має бути внесена на всю оброблювану площу, продуктивність системи може бути розрахована за формулою:

Q = 2,778х(PET x A) / (T x EU) Ур. 4

 Де

Q = продуктивність системи, л/сек

PET = пік евапотранспірації, мм на день

A = зрошувана площа, га

T = час зрошення, годин на день

EU = рівномірність водовипуску, десятковий дріб.

 Приклад:

   Фермер бажає поливати 30 гектарів поля, на якому посаджено ківі. Він планує поливати максимум 12 годин на день, а РЕТ для зрілої культури 8 мм води на день. За рівномірності водовипуску 85%, розраховуємо продуктивність.

 РІШЕННЯ:

Q = 2,778 x (8х30)/(12х0,85) = 65,4 л/сек.