دبی در سیستم های آبیاری
دبی در سیستم های آبیاری به مقدار آبی که در یک ثانیه از یک منبع آب مانند: چاه، چشمه، قنات، رودخانه، کانال و غیره جریان پیدا می کند گفته می شود.
واحد های دبی جریان آب در سیستم متریک را به صورت متر مکعب بر ثانیه، متر مکعب بر ساعت یا لیتر بیان می کنند.
نقش دبی در سیستم های آبیاری
کاهش شدید کمیت و کیفیت سفرههای آب زیرزمینی در اثر برداشت بیرویه از آنها و همچنین کاهش چشمگیر نزولات جوی سبب شده تا راهکارهای مدیریتی بهمنظور جلوگیری از کاهش بازدهی محصولات موردتوجه قرار گیرد.
در طرحهای مدیریتی نیاز است توزیع آب در سطح مزرعه بهطور دقیق و در حد نیاز آبیاری صورت پذیرد تا از وارد شدن تنش به گیاهان جلوگیری به عمل آید.
با آگاهی از میزان نیاز آبیاری محصولات مختلف، تأمین و در اختیار قرار دادن آن از طریق اندازهگیری دبی آب ورودی به سطح مزرعه امکانپذیر میباشد.
همچنین شناسایی تلفات مربوط به آبیاری و بهبود کارایی نیز ازجمله موارد مدیریتی است. در سیستمهای آبیاری پمپ را طوری انتخاب میکنیم که با توجه به شرایط کاری ازنظر دبی و فشار بالاترین راندمان را داشته باشد.
بنابراین اولین قدم این است که برای طراح مشخص شود چه مقدار دبی و با چه فشاری موردنیاز است.
اندازهگیری دبی در سیستم آبیاری
اندازهگیری دبی جریان دارای اهمیت و مزایایی است:
- تعیین میزان بهرهوری سیستم پمپاژ
- کنترل مصرف آب و کمک به حفظ مخازن
- تشخیص و رفع معایب و مشکلات
- افزایش بازده سیستم آبیاری
روشهای اندازهگیری دبی در سیستم های آبیاری
این روشها در سیستمهای آبیاری سطحی و تحتفشار میتواند تا حدودی متفاوت باشد. در مزارعی که تحت آبیاری سطحی قرار دارند.
بسته به نوع روش آبیاری (کرتی، نواری و شیاری) اندازهگیری دبی از طریق روشهایی همچون فلوم، سیفون و… امکانپذیر است.
در رروش های نوین آبیاری و همچنین روشهای جدیدتر اندازهگیری دبی از روشهای جریان مستقیم، روش مساحت سرعت و جریان منقبض شده استفاده میشود.
پارشال فلوم
پارشال وسیلهای برای اندازهگیری ساخته است که به کمک آن میتوان مقدار دبی عبوری از یک کانال یا نهر آب را به دست آورد.
طرح خاص این مجرا طوری است که دبی آب عبوری از آن تابعی از ارتفاع آب در فاصله مشخصی از ورودی تا گلوگاه دستگاه میباشد.
با توجه به اینکه اندازهگیری دبی بر مبنای ارتفاع صورت میگیرد، لذا بایستی در تعیین آن دقت کافی به عمل آید.
در این سازه آب از روی یک قسمت مسطح و پهن که بهتدریج تنگ شده و از میان یک قسمت گلویی باریک و شیبدار به طرف پایین و سپس از روی کفی شیبدار به طرف بالا که بهتدریج عریض میشود عبور میکند.
دقت عمل پارشال فلوم در محدودهی مجاز روش آبیاری است و معمولاً ۵ درصد است. فلوم هایی با عرض گلویی ۷/۵ سانتیمتر تا حدود ۲/۵ متر برای اندازهگیری جریانهای ۰/۸ لیتر در ثانیه تا ۴ مترمکعب در ثانیه مورد استفاده قرار میگیرند.
برای اندازهگیری آبی که وارد مزرعه میشود و جریان آب درون فاروها استفاده از فلوم های کوچک بسیار مناسب است. سرعت آب در فلوم ها بیشتر از آبراهه است، بنابراین در این گونه سازهها ذرات تهنشین نخواهند شد و در نتیجه خللی در دقت عمل به وجود نمیآید.
عملکرد موفق پارشال فلوم بهطور قابل توجهی به انتخاب مناسب اندازه و نصب صحیح فلوم وابسته است. در صورت امکان، بایستی به نحوی عمل شود که همواره ارتفاع آزاد وجود داشته باشد و همچنین بهتر است کوچکترین فلومی که با شرایط جریان کانال نیز هماهنگی داشته باشد، انتخاب گردد.
پارشال فلوم باید فقط در قسمت مستقیم نهرها که جریان در آنجا نسبتاً آرام و یکنواخت است قرار گیرد. جنس پارشال فلوم ها میتواند از چوب، بتون، بلوکهای بتونی، آجر، یا در اندازههای کوچک از ورقههای فلزی باشد.
WSC فلوم
WSC فلوم نسبتاً شبیه به پارشال فلوم است که برای اندازهگیری دبی لحظهای در نهرهای کوچک مورد استفاده قرار میگیرد.
این نوع فلوم ذوزنقهای در زمینهٔ آبیاری مزارع، توسط موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی در قالب ۵ تیپ مختلف تولید گردیده و مزایایی نسبت به فلوم های مستطیلی دارد.
از جمله مزایای آنها این است که محدودهٔ دبی بزرگتری را شامل میشود، مطابقت بیشتری به مقطع نهرها دارد و رسوبات آزادانه اجازه عبور از آن را دارند.
این فلوم از مزیتهایی مانند سادگی سازه، کم بودن هزینه، سهولت نصب و تلفات ارتفاعی خیلی کم برخوردار هستند اما در حالت استغراق نمیتوان از این سازه برای اندازهگیری دبی استفاده نمود.
لولههای سیفونی
سیفون لولهای است با انحناء که برای انتقال آب از کانال مزرعه به کرت، نوار یا جویچه مورد استفاده قرار میگیرد.
امتیاز اصلی سیفون در این است که در این روش پشتههای خاکی کانال توزیعکننده دست نخورده باقی میماند و مشکل درز پیدا کردن پشته وجود ندارد.
همچنین هر وقت مرمت جدارههای جانبی نهر و یا هرگونه تغییرات و عملیات دیگر ضروری باشید مشکل و مانعی وجود ندارد.
جنس سیفون بیشتر از پلیاتیلن و در برخی موارد آلومینیومی است و طوری ساخته میشود که با شکل کنارهٔ کانال تناسب داشته باشد.
بهمنظور استفاده از سیفون ابتدا بایستی لوله پر از آب شود تا هوای داخل آن بهطور کامل خارج گردد، میبایست با دست گذاشتن بر روی دهانهٔ سیفون از ورود مجدد هوا به داخل آن جلوگیری به عمل آید و سپس بر روی لبهٔ کانال قرار داده شود. تا زمانی که سطح آب در کانال بالاتر از سطح آب مزرعه باشد انتقال آب از کانال به مزرعه ادامه میابد.
دبی یک سیفون به قطر لوله و اختلاف ارتفاع آب روی سیفون و بعد از سیفون بستگی دارد. ارتفاع مؤثر که سبب جاری شدن آب میشود اختلاف بین سطح آب نهر توزیعکننده و سطح آب خروجی سیفون برای یک خروجی مستغرق است.
درصورتیکه خروجی مستغرق نباشد ارتفاع مؤثر مورد بحث عبارت خواهد بود از ارتفاع آب از روی مرکز انتهای خروجی لوله. با افزایش ارتفاع مقدار آبی که از طریق سیفون منتقل میشود (دبی) نیز زیاد میشود.
بنابراین برای داشتن دبی ثابت باید این فشار ثابت نگه داشته شود. سیفونها ارزان و قابل حمل هستند و کشاورز با تعداد کمی سیفون میتواند مزرعهای بزرگ را آبیاری کند.
با استفاده از یک یا چند سیفون میتوان به سادگی دبی را کنترل کرد و آب مورد نیاز را به مزرعه (کرت، نوار یا جویچه) انتقال داد.
روش جریان مستقیم
برای اندازهگیری دبیهای کم مانند بابلرها، قطرهچکانها، نازلهای آبپاش و… میتوان از طریق یک ساعت یا کرنومتر عمل کرد.
در این روش مدت زمانی که طول میکشد تا ظرفی با حجم مشخص پر شود محاسبه میگردد. بهطور معمول ظروف یک گالنی یا پنج گالنی کافی خواهد بود.
توصیه میشود اندازهگیری سه یا ترجیحاً پنج بار تکرار شود تا میزان جریان قابل اطمینان در واحد زمان تعیین شود.
روش مساحت-سرعت
جریانسنجهای تجاری، حجم کل آب عبوری از یک لوله را اندازهگیری میکنند و در صورت نصب و نگهداری صحیح بسیار دقیق هستند اکثر فلومترها شامل شاخصی است که سرعت جریان آنی را تخمین میزند. در این اندازهگیری میانگین دبی (میزان جریان) فراهم میشود.
سایر مطالب:
پمپ آب کشاورزی و آشنایی با انواع آن
تاثیر کیفیت آب بر عملکرد سموم کشاورزی
زهکشی آب و تاثیر آن بر زمین های کشاورزی
دبی سنجهای اولتراسونیک یا آلتراسونیک
استفاده از امواج آلتراسونیک، دبی سنج آلتراسونیک، اندازهگیری دبی حجمی طیف وسیعی از گازها و مایعات را امکانپذیر میسازد.
در دبی سنج آلتراسونیک (فلومتر آلتراسونیک) مواردی مانند هدایت الکتریکی، فشار، دما و ویسکوزیته اهمیت ندارند. ولی در عوض دقت اندازهگیری هم کمتر است.
در این دبی سنج، از دو سنسور استفاده میشود که در کنار یکدیگر نصبشدهاند.
هر دو سنسور میتوانند به صورت متناوب به عنوان فرستنده و گیرنده عمل کنند. مدت زمانی که طول میکشد موج آلتراسونیک از فرستنده به گیرنده برسد، معیاری از دبی سیال داخل لوله است.
به همین دلیل، این فلومتر محدود به قطر منحصر به فردی از لوله نیست و میتوان از آن در اندازههای مختلف استفاده کرد.
در اینجا هیچگونه قطعه متحرکی در ساختار تجهیز استفاده نشده است. همین موضوع موجب میشود نیاز به تعمیرات به حداقل برسد.
شماتیک عملکرد امواج آلتراسونیک در شکل زیر مشاهده میشود. به دلیل هزینه نسبتاً زیاد، جریانسنجهای التراسونیک معمولاً برای اندازهگیری جریان دائمی در آبیاری استفاده نمیشوند.