معرفی سیستم آبیاری بارانی و انواع آن

آبیاری بارانی روشی برای آبیاری محصولات کشاورزی است که در آن آب از طریق سیستم پمپاژ، لوله‌ها و آبپاش‌ها به هوا پاشیده شده تا همانند قطرات باران بر زمین بریزند. برای اجرای این روش آبیاری نیاز به اطلاعات فنی در خصوص اجزا و نحوه طراحی سیستم است تا بتوان به اهداف آبیاری تعیین شده در برنامه ریزی آبیاری دست پیدا کرد. می‌توان گفت که هدف اصلی، دست‌یافتن به یکنواختی پاشش در سیستم آبیاری بارانی است تا بتوان نیاز آبی و آبیاری محصولات را برطرف نمود.

آبیاری بارانی برای کدام محصولات مناسب است؟

آبیاری بارانی را بیشتر برای محصولاتی با کشت ردیفی و همچنین درختان توصیه می‌کنند. با این وجود آبپاش‌های بزرگ برای آبیاری محصولات حساس مانند کاهو مناسب نیستند، چرا که قطرات بزرگ خارج شده از آبپاش‌ها ممکن است به گیاه و برگ‌های آن آسیب وارد کند. در مقایسه با روش آبیاری سنتی، آبیاری بارانی دارای مزیت‌هایی از قبیل: کاهش مصرف آب آبیاری و همچنین افزایش حجم تناژ تولید می‌باشد. در جدول زیر پاسخ برخی از محصولات به آبیاری بارانی از دو جنبه کاهش مصرف آبیاری و همچنین افزایش تناژ محصول آورده شده است.

محصولات مناسب برای آبیاری بارانی

تحقیقات و مطالعات انجام شده در مناطق مختلف جهان نشان‌ داد که اجرای روش آبیاری بارانی منجر به صرفه‌جویی در مصرف آب کشاورزی به مقدار 16 تا 70 درصد و افزایش عملکرد محصول بین 3 تا 57 درصد در مقایسه با روش‌های سنتی شده است.

آبیاری بارانی برای چه زمین‌هایی مناسب است؟

آبیاری بارانی در زمین‌های مختلف قابلیت پیاده‌سازی دارد، اما اجرای این سیستم آبیاری در زمین‌هایی با شیب خیلی زیاد و تند، به دلیل افت فشار در سیستم، با مشکل همراه خواهد بود. بنابراین در هنگام طراحی سیستم آبیاری بارانی دقت کنید که برای رسیدن به یکنواختی پاشش در کل زمین، باید فشار پشت آبپاش‌ها یکسان و در بازه فشار عملیاتی باشد.

خاک مناسب برای آبیاری بارانی

سیستم آبیاری بارانی با انواع خاک‌ها سازگار است اما خاک‌های شنی با نرخ نفوذ بالا بهترین نوع خاک و خاک‌های رسی سنگین، بدترین نوع خاک برای این روش محسوب می‌شوند. بنابراین به هنگام برنامه‌ریزی و طراحی سیستم آبیاری باید دبی خروجی آبپاش‌‌ها و نرخ بارش، که عموما بر حسب میلی‌متر بر ساعت سنجیده می‌شود، را متناسب با نرخ نفوذ پایه خاک انتخاب کرد تا از بروز روان ‌آب در سطح زمین جلوگیری کرد.

نکته قابل توجه این است که روش آبیاری بارانی برای خاک‌هایی که به راحتی پوسته تشکیل می‌دهند مناسب نیست. در صورتی که آبیاری بارانی تنها انتخاب شما برای اینگونه زمین‌ها بود، سعی کنید از میکروآبپاش‌ها به جای آبپاش‌های بزرگ استفاده کنید.

آب مناسب برای آبیاری بارانی

به منظور جلوگیری از انسداد آبپاش‌ها و پوسیدگی اجزا با رسوبات آب، لازم است تا منبع آب آبیاری تیز و عاری از مواد و اجسام خارجی باشد. حساسیت گرفتگی سیستم آبیاری بارانی در مقایسه با سیستم آبیاری قطره‌ای بسیار پایین‌تر است، اما توصیه می‌شود اگر ناخالصی و رسوبات آب آبیاری زمین شما زیاد است، برای سیستم آبیاری خود ایستگاه فیلتراسیون استفاده کنید.

مقاله معرفی انواع سیستم فیلتراسیون اطلاعات مفیدی در این زمینه در اختیارتان قرار می‌دهد.

مزایای سیستم آبیاری بارانی چیست؟

• استفاده از لوله‌های انتقال آب و حذف کانال‌هایی که تلفات آب زیادی داشتند.
• سازگاری زیادی با انواع خاک‌ها دارد.
• برای محصولاتی که تراکم کشت بالائی دارند مناسب است.
• درمقایسه با روش‌های سنتی تقریبا 50 درصد صرفه‌جوئی در مصرف آب کاشاورزی دارد.
• راندمان بالاتری در مقایسه با روش‌های سنتی دارد.
• افزایش تناژ محصول در مقایسه با روش‌های آبیاری سنتی
• کنترل بیشتر در امر برنامه‌ریزی آبیاری
• سازگاری بالا با انواع آب و هوا بجز زمین‌های بادخیز
• اماکن اضافه کردن کود و مواد مغذی به آب آبیاری

مزایای آبیاری بارانی

معایب سیستم آبیاری بارانی کدامند؟

• در این سیستم باد یک عامل مختل کننده راندمان آبیاری محسوب می‌شود.
• هزینه اولیه نسبتا زیادی را دارد
• در مقایسه با روش آبیاری قطره‌ای نرخ تبخیر بیشتری دارد.
• در صورتی که کیفیت آب در آبیاری نامناسب باشد و ذرات معلق آن بالا باشد امکان آبیاری نیست.
• در این روش آب آبیاری سموم استفاده شده برای محصول را از روی برگ درختان شستشو می‌دهد.

طبقه‌بندی سیستم‌های آبیاری بارانی بر اساس کاربرد کشاورزی

آبیاری بارانی در در دو گروه اصلی طبقه بندی می‌شود.به طور کلی می‌توان سیستم آبیاری بارانی را در دو گروه طبقه‌بندی کرد.

• سیستم آبیاری بارانی کلاسیک و سنتی
• سیستم آبیاری بارانی اتوماتیک و مدرن

سیستم آبیاری بارانی کلاسیک یا ساکن

رایج‌ترین مدل‌های سیستم آبیاری بارانی کلاسیک عبارتند از:

1. متحرک
2. نیمه متحرک
3. ثابت با آبپاش متحرک
4. ثابت

1. سیستم کلاسیک متحرک

در آبیاری بارانی کلاسیک متحرک می‌توان تمامی اجزا سیستم را در انتهای فصل باز کرده و انبارش نمود. این روش برای آبیاری زمین‌های کوچک و پراکنده با اشکال نامتقارن مناسب است و نسبت به سایر موارد هزینه اولیه کمتری را به ‌همراه خواهد داشت. استفاده از این روش در آبیاری گیاهان ردیفی با ارتفاع پایین بسیار رایج است که برای اجرا آن به خوبی می‌توان از لوله‌های لی فلت بهره گرفت. نیاز به نیروی کار زیاد از معایب این روش به شمار می‌رود.

2. سیستم کلاسیک نیمه متحرک

سیستم آبیاری بارانی کلاسیک نیمه متحرک نوعی دیگر از روش‌های آبیاری بارانی است. دستگاه پمپاژ آب، لوله‌های اصلی و فرعی و همچنین آبپاش‌ها مستقیم روی لوله نصب شده و قابلیت جا‌به‌جایی دارند. سیستم آبیاری بارانی کلاسیک نیمه متحرک نیز برای زمین‌هایی با اشکال مختلف و پراکنده مناسب است.

3. سیستم کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک

در این روش از آبیاری بارانی، پس از طراحی سیستم و جاگذاری لترال‌ها محل قرار گرفتن آبپاش‌ها توسط شیرخودکار مشخص شده و شیرخودکارها با فواصل مشخص روی لترال‌ها نصب می‌شوند. در این روش از آبپاش‌های بزرگ استفاده شده و فاصله شیرخودکارها بیشتر محاسبه می‌شوند. آبپاش‌ها با رایزر در این روش متحرک بوده و روی شیرخودکار نصب می‌شوند. لازم به ذکر است که در این سیستم لوله‌های اصلی زیر خاک مدفون می‌باشد و لوله‌های جانبی می‌توانند به‌صورت مدفون و یا روزمینی باشند. با بلندتر گرفتن طول رایزرها می‌توان از این روش برای آبیاری محصولاتی با ارتفاع بالا مانند ذرت استفاده کرد. سیستم آبیاری ثابت با آبپاش متحرک با داشتن ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد خود رایج‌ترین و محبوب‌ترین روش آبیاری بارانی در بین کشاورزان می‌باشد.

4. سیستم کلاسیک ثابت

در سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت، تمامی اجزا در تمامی فصول زراعی ثابت مانده و قابلیت جابه‌جایی ندارند. این روش به لحاظ هزینه، سنگین‌ترین هزینه را در بین روش‌های آبیاری بارانی کلاسیک دارد و عموما برای محصولات چندساله مورد استفاده قرار می‌گیرد. در چنین شرایطی می‌توان لترال‌ها زیر خاک دفن کرد.

سیستم آبیاری بارانی اتوماتیک و مدرن

روش‌های آبیاری بارانی اتوماتیک برای زمین‌های بزرگ و یکپارچه بسیار مناسب هستند. از آنجایی که در این روش از تکنولوژی‌های پیشرفته‌تری در مقایسه با روش کلاسیک استفاده می‌شود، نیاز به دانش فنی بیشتری وجود دارد.

1. آبیاری ویل موو Wheel Move

سیستم آبیاری ویل موو، لوله چرخدار یا آبفشان غلتان از تعدادی لوله‌های آلومینیومی و چرخ تشکیل شده که در وسط محور، یک موتور بنزینی 8 اسب بخاری زنجیری برای جابجایی نصب شده است. سرعت جابجایی ویل‌موو حدودا 10 متر بر دقیقه می‌باشد. ساعات کارکرد هر نوبت آبیاری ویلموو بسته به نوع محصول و نیاز آبی و آبیاری متفاوت خواهد بود و پس از اتمام کارکرد ویل موو با موتور به جو هدایت شده و مجدد بکار‌گرفته می‌شود. فاصله بین آبیاری‌‌ها نیز باید در برنامه ریزی آبیاری منظور شود. طول ویل‌موو در عریض‌ترین حالت 400 تا 500 متر طراحی می‌شود. به طور کلی محصولات که به آبیاری بارانی حساس نیستند را می‌توان با این روش آبیاری کرد. استفاده از ویل مو در مورد محصولاتی مثل ذرت که ارتفاع زیادی دارند دارای محدودیت است.

سیستم آبیاری بارانی ویل موو (لوله چرخدار)

2. آبیاری بارانی تفنگی Gun

سیستم آبیاری بارانی گان، ارابه ای یا آبفشان قرقره‌ای (Traveler) از یک قرقره بزرگ تشکیل شده که لوله پلی اتیلنی به دور آن میپیچد و در انتهای لوله‌ پلی اتیلن یک آبپاش تفنگی متصل می‌شود. قابلیت جابجایی مهمترین ویژگی این روش آبیاری است. گان‌ها عموما دارای شعاع پاشش 30 تا 50 متر می‌باشند، به همین دلیل باد به شدت روی آنها تاثیرگذار است. عموما از گان‌ها برای آبیاری تکمیلی زمین‌های سبک و ماسه‌ای استفاده می‌شود.

آبیاری بارانی تفنگی (Gun)

3. سنتر پیووت Center pivot

سنتر پیووت یا آبفشان دوار که به سیستم آبیاری عقربه‌ای نیز معروف است، از بال‌های آبیاری تشکیل شده که حول یک محور، زمین را به شکل دایره‌ای آبیاری می‌کنند. شعاع دایره تحت آبیاری به اندازه طول لوله لترال است که معمولاً بین 150 تا 600 متر متغیر است. نیاز به نیروی انسانی در این روش به حداقل رسیده به نحوی که یک فرد می‌تواند 4 یا 5 دستگاه (200 تا300 هکتار) را مدیریت کند. از معایب این روش می‌توان به عدم استفاده در زمین‌هایی با شیب بیشتر از 15 درصد، عدم آبیاری گوشه‌ها، ایجاد روان آب در انتهای مسیر، هزینه سرمایه گذاری اولیه بالا و… اشاره کرد.

آبیاری بارانی سنتر پیوت (Center Pivot)

4. لاینیر Linear

در روش لینیر یا خطی، بال‌های آبیاری (لترال‌‌ها) توسط چرخ‌هایی که به آن متصل شده‌اند به صورت خطی جابه‌جا می‌شوند، به نحوی که زمین‌ را می‌توان به شکل مربع یا مستطیل آبیاری کرد. آبپاش‌های کوچک یا همان آبفشان‌ها به صورت معلق از بازوها آویزان شده و عملیات آبیاری را انجام می‌دهند.

آبیاری بارانی لاینیر (Linear)

اجزا سیستم آبیاری بارانی کدامند؟

• واحد پمپاژ
• خطوط انتقال آب
• آبپاش‌ها
• اتصالات و شیرآلات

1. واحد پمپاژ

پمپ‌ها بسته به نوع و فاصله منبع آب به زمین کشاورزی، انتخاب می‌شوند. در یک طبقه بندی پمپ‌ها در چهار گروه قرار می‌گیرند:

• پمپ‌های گریز از مرکز
• پمپ‌های توربینی
• پمپ‌های شناور
• پمپ‌های فشار قوی
• اتصالات و شیرآلات

• پمپ گریز از مرکز:

این دسته از پمپ‌ها در شرایطی که نیاز به آبدهی بالاو فشار پایین داریم کاربرد دارند. پمپ‌ با نیروی گریز از مرکز و توسط چرخش پره‌ها آب را به بیرون هدایت می‌کند. این پمپ‌ها به نسبت قیمت پایین‌تر و ساختار ساده‌ای دارند و هزینه تعمیر و نگهداری آنها پایین‌تر است. از معایب پمپ گریز از مرکز می‌توان به نیاز به هواگیری و راندمن پایین در دبی بالا اشاره کرد.

• پمپ‌ توربینی:

پمپ‌های توربینی برای انتقال آب در طرح‌های بزرگ کشاورزی که نیاز به آبدهی بالا و فشار کاری متوسط دارند بسیار مناسب است. این پمپ‌ها گزینه بسیار مناسبی برای چاه‌های ماسه‌ای، استخرهای مکش و ایستگاه‌های پمپاژ هستند.

• پمپ‌ شناور:

این گروه جهت خارج کردن آب از چاه و مواردی که اختلاف ارتفاع دارند مناسب است. پمپ‌های شناور ظرفیت آبدهی کم و فشار کاری بالایی دارند. از این رو برای انتقال آب‌های گزینه خوبی هستند در حالی که اگر آب چاه ماسه‌ای باشد پره‌های این پمپ زود مستهلک می‌شوند.

• پمپ‌ فشار‌قوی:

در شرایطی که ارتفاع پمپاژ زیاد باشد استفاده از این پمپ بسیار رایج می‌باشد. از مشکلات این پمپ‌ها می‌توان به نیاز به هواگیری اشاره کرد.

انواع پمپ آبیاری

2. خطوط انتقال آب

خطوط اصلی، بخشی از سیستم آبیاری است که وظیفه تحویل آب از منبع به خطوط فرعی را به عهده دارد. در بسیاری از طراحی‌ها این خطوط دایمی بوده و در سطح یا زیر خاک دفن می‌شوند. در زمین‌هایی که غالبا استیجاری هستند قابلیت جابجایی را باید حین طراحی مد نظر قرار داد. این لوله‌ها را می‎توانید از جنس فلز و یا پلی‌اتیلن تهیه کنید. خطوط جانبی و لترال‌ها آب را از خطوط اصلی تحویل گرفته و تا آبپاش انتقال می‌دهند.

3.آبپاش ها

آبپاش‌ها مسئولیت توزیع آب بر محصول و زمین کشاورزی را به عهده دارند. در حال حاضر انواع مختلف از آبپاش‌های بارانی تولید می‌شوند. ویسپار نیز توانسته آبپاش را در سبد محصولات جامع آبیاری خود قرار داده و آنها را در 4 نوع مختلف به بازار عرضه کند. این محصولات شامل آبپاش SR30، آبپاش RX25، آبپاش آلومینیومی و آبپاش پلیمری بوده که هر کدام عملکرد، جنس و شعاع پاشش متفاوتی دارند. آبپاش آلومینیومی ویسپار مشابه با آبپاش آمبو ایتالیا و آبپاش SR30 مشابه آبپاش پروت آلمان ساخته شده‌اند که جز بهترین آبپاش‌های دنیا می‌باشند. در صورت تمایل می‌توانید قیمت آبپاش بارانی ویسپار را در صفحه لیست قیمت ملاحظه نمایید.

الگوی پاشش آبپاش‌ مساله مهم و حیاتی دیگری است که بایستی به آن توجه کرد. در حقیقت تمام تلاش مهندسان، طراحان و سازندگان رسیدن به یکنواختی حداکثری در آبپاش‌ها می‌باشد. در بسیار از آبپاش‌های ساخته شده الگوی پاشش به نحوی است که شدت خیس شدگی اطراف آبپاش بیشتر و هر چه از آن فاصله می‌گیریم میزان خیس شدگی و رطوبت کاهش پیدا می‌کند. بنابراین برای رسیدن به یکنواختی بیشتر و همچنین عدم ایجاد خشکی روی زمین کشاورزی، نحوه چیدمان آبپاش‌ها باید باهم هم‌پوشانی داشته باشند. برای ایجاد این هم‌پوشانی فاصله بین آبپاش‌ها نزدیک‌تر تعیین می‌شود. رسیدن به یکنواختی مناسب زمانی میسر می‌شود که 65 درصد آبپاش‌ها با یکدیگر هم‌پوشانی داشته باشند. این عدد فاصله بین آبپاش‌ها را نیز مشخص کرده که بر حسب برد مفید آنها تعیین می‌شود. تمامی آبپاش‌ها یک بازه مجاز عملیاتی دارند که توسط سازندگان اعلام می‌شود. غالبا اگر فشار جریان شما از این بازه بالاتر و یا پایین‌تر شود، آبپاش‌ها نمی‌توانند به درستی کار کنند. عموما این مشکل در چرخش آبپاش‌ها رخ می‌دهد.

میزان کارکرد آبپاش‌ها متوسط مقدار آبی است که از آبپاش خارج شده و روی زمین پاشیده می‌شود که معمولا بر حسب میلی‌متر بر ساعت اندازه‌گیری می‌شود. این میزان به اندازه آبپاش‌ها، اندازه نازل، فشار کاری سیستم، فاصله آبپاش‌ها و… بستگی دارد. دقت کنید که هنگام طراحی سیستم آبیاری و خرید آبپاش‌ها، باید نرخ بارش از نرخ نفوذ خاک کمتر باشد تا از به وجود آمدن روان‌آّب در سطح خاک جلوگیری شده و از طرفی نیاز آبی و آبیاری زمین و محصول نیز برطرف شود.

یکی از نقاط ضعف سیستم آبیاری بارانی، اختلال عملکرد حین وزش باد است. وزش باد ملایم هم می‌تواند یکنواختی پاشش آبپاش‌ها را بهم زده و یا حتی مانع از چرخش آبپاش‌ها شود. اگر زمین شما باد خیز است و آبیاری بارانی تنها گزینه پیش روی شماست توصیه می‌کنیم فاصله آبپاش‌ها را حدالامکان بهم نزدیک‌تر گرفته تا بتوان عدم یکنواختی پاشش را تا حدودی کاهش داد.

آبپاش آبیاری بارانی

محاسبه فاصله بین آبپاش‌ها

برای رسیدن به یک آبیاری با کیفیت با یکنواختی پاشش بالا، نیاز است تا فاصله آبپاش‌ها را به درستی انتخاب کنید. عوامل بسیاری بر فاصله آبپاش‌ها تاثیر‌گذارند، اما برای محاسبه باید به چند نکته دقت کنید.

• شعاع پاشش آبپاش
• نوع آرایش و چیدمان
• سرعت باد
• فشار کاری سیستم
• نوع نازل

جهت محاسبه فاصله بین آبپاش‌ها کافی است تا شعاع پاشش را در عدد دو ضرب و سپس عدد حاصله را در 0.65 درصد ضرب کنید.

به طور مثال اگر شعاع پاشش آبپاش 20 متر باشد، فاصله آبپاش‌ها باید 26 متر تعیین شود.

قطر پاشش: 40 متر= 20* 2

فاصله بین آبپاش‌ها: 26 =0.65* 40

ویدیو محاسبه فاصله آبپاش‌ها در آبیاری، نحوه صحیح محاسبه را به شما آموزش می‌دهد.

محاسبه فاصله بین آبپاش‌ها

اندازه قطرات خارج شده از آبپاش‌ها

همانطور که قبلا نیز اشاره شد، قطرات ریز در نزدیکی آبپاش‌ها و قطرات بزرگتر در لبه شعاع پاشش پاشیده می‌شوند. اندازه این قطرات توسط فشار پشت سیستم، اندازه نازل و همچنین پیچ تنظیم کننده پاشش آبپاش‌ها تعیین ‌می‌شوند. هرچه پیچ تنظیم را به سمت بالا سفت کنیم برد آبپاش کاهش پیدا کرده و اندازه قطرات ریزتر ‌می‌شود و بالعکس. بنابراین دقت کنید تا هنگام خرید آبپاش‌ها، اندازه قطرات، زمین و محصول را هم مد نظر قرار دهید.

4. اتصالات و شیرآلات

اتصالات فلزی یا پلیمری مورد استفاده در خطوط انتقال آب یکی از موارد بسیار مهم در کیفیت آبرسانی محسوب می‌شود. بنابراین دقت کنید که اتصالات و یا شیرآلاتی را که انتخاب و خریداری می‌کنید از کیفیت خوبی برخودار بوده و دارای تاییدیه معاونت آب و خاک جهاد کشاورزی و علامت استاندارد باشد. اتصالات و شیرآلات پلیمری باید دارای ویژگی‌هایی باشد که بتواند حداقل انتظارات آبیاری شما را برطرف کند. این ویژگی‌ها عبارتند از:

1. آبندی کامل
2. تحمل فشار بالاتر از جریان داخل سیستم
3. رزوه استاندارد و مستحکم
4. کیفیت بالای مواد اولیه
5. استاندارد بودن سایزها
6. مقاومت در برابر ضربه و برخورد اجسام سخت
7. خدمات پس از فروش شرکت تولید‌کننده
8. تامین قطعات جانبی
9. ضمانت محصولات به خصوص شیرآلات پلیمری
10. مقاومت در برابر مواد شیمیایی
11. مقاومت در برابر تابش نور خورشید

در صورت نیاز به شیرآلات پلیمری و اتصالات رزوه ای با کیفیت در سیستم آبیاری خود می‌توانید به گروه محصولات ویسپار مراجعه نمایید.

طراحی سیستم آبیاری بارانی

طراحی مناسب سیستم آبیاری بارانی، مولفه‌ای است که نه‌ تنها به موفقیت سیستم آبیاری کمک می‌کند، بلکه طراحی نامناسب و غیر اصولی آن هزینه سنگینی به کشاورزان تحمیل خواهد کرد. برای یک طراحی اصولی و استاندارد باید قبل از انجام طراحی، مطالعات مقدماتی را در خصوص برخی فاکتورها داشته باشیم.

1- توپوگرافی زمین

2- نوع خاک

• بافت خاک
• ظرفیت نگهداری خاک
• تراکم خاک

3- محصول

• تراکم کاشت
• عمق ریشه‌زایی
• نیاز آبی در مرحله اوج رشد

4- شرایط اقلیمی

• دما و شرایط آب و هوایی
• وضعیت باد منطقه

5- کیفیت آب

• شوری آب
• مواد معلق و ناخالصی آب

6- فاصله منبع آب تا زمین کشاورزی

7- در دسترس بودن تجهیزات کشاورزی مانند: آبپاش‌ها و پمپ‌های آبیاری

نکته: به طور کلی هنگامی که مقدار آب موجود در منطقه ریشه به زیر 50 درصد ظرفیت خاک رسد، باید آبیاری مجدد صورت گیرد. مراقب باشید که آبیاری را نه بیش از ظرفیت خاک انجام دهید و نه کمتر، زیرا آبیاری بیش از حد، مواد مغذی خاک را از دسترس ریشه خارج کرده و منجر به روان آب می‌شود. همچنین آبیاری کمتر از حد ظرفیت خاک به محصول استرس آبی وارد می‌کند.