Vì sao cần thiết kế hệ thống tưới cây ăn quả? Hầu hết các cây ăn quả đều cần một lượng nước lớn để phát triển và tạo quả. Vì vậy, lắp đặt hệ thống tưới cho cây trồng là điều cần thiết và là xu hướng của những người làm vườn. Bài viết sau đây sẽ tổng hợp kinh nghiệm liên quan trong việc thiết kế hệ thống tưới cây ăn quả hiệu quả để giúp khu vườn của bạn luôn năng suất và mang lại lợi ích kinh tế.
Phụ lục
Giới thiệu thiết kế hệ thống tưới
Ngoài tưới thủ công, cần thiết kế các phương pháp tưới khác và tính toán các thông số tương ứng. Nhìn chung, các phương pháp tưới đều có nguyên tắc tính toán giống nhau, dựa trên các chủ đề về cấp nước, thoát nước và thủy lực đường ống, đó là: xác định diện tích tưới, nguồn nước và nhu cầu nước tưới theo nhu cầu của hệ thống tưới, theo loại cây trồng, diện tích bề mặt, địa hình khu vực tưới.
Dựa vào các thông số trên ta có thể tính được đường kính ống chính, ống phụ, ống nhánh, tốc độ nước chảy trong ống, áp lực nước trong ống; tính chiều dài ống, chi tiết đấu nối ( co, tê, van, v.v.), số lượng đầu phun và đầu phun cơ sở, đường ống đến gốc, v.v. và cuối cùng tạo ra một bảng tổng hợp. Số lượng vật liệu, tính toán vật liệu mua tối thiểu, chi phí xây dựng, v.v.
Thiết kế hệ thống tưới cây ăn quả cần những gì?
- Hẹn giờ tưới nước : Thiết bị này sẽ tự động chăm sóc khu vườn của bạn khi bạn bận rộn hoặc đi nghỉ dài ngày. Bạn có thể thoải mái thư giãn mà không cần phải lo lắng về việc tưới cây mỗi ngày. Để đảm bảo thời gian hoạt động của hệ thống phù hợp với thời gian lắp đặt ban đầu cần lựa chọn nhà cung cấp uy tín. Cần tiến hành kiểm tra thường xuyên trong quá trình vận hành để đảm bảo thời gian tưới nước thích hợp.
- Ống/ dây tưới: Đây là bộ phận quan trọng được coi là “xương sống” của hệ thống tưới nước tự động cho cây ăn quả. Chọn loại ống/dây nước có đường kính, khoảng cách lỗ và chiều dài phù hợp dựa trên loại cây, số lượng, diện tích sân vườn, v.v.
- Đầu dưới: Hiện nay có các loại ống có đầu tưới tích hợp (ống nhỏ giọt nội tuyến). Tuy nhiên, để linh hoạt trong thiết kế hệ thống tưới cây ăn quả, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng đầu tưới không thẳng hàng. Thiết bị cho phép bố trí cây trồng và lựa chọn lưu lượng nước thích hợp cho từng loại cây trồng.
- Bộ lọc : Ngay cả những gì bạn nghĩ là nước sạch nhất cũng có thể làm tắc đường ống và đầu tưới của bạn do tạp chất trong thành ống cũ, bao gồm mạt sắt rỉ sét, muối canxi, vi sinh vật, trầm tích, cát, v.v. Hệ thống tưới nhỏ giọt cho cây ăn quả. Tùy theo đặc điểm nguồn nước mà có thể lựa chọn loại máy lọc phù hợp.
- Ngoài ra, các thiết bị hỗ trợ khác như van , bơm tăng áp, đầu nối , keo dán,… cũng được yêu cầu.
Các bước cơ bản trong thiết kế hệ thống tưới cho cây ăn quả
Khi bạn đã có tất cả các vật liệu cần thiết, hãy làm theo các bước sau để thiết kế hệ thống tưới nước cho cây ăn quả của bạn:
Vị trí đặt máy bơm nước
Thông thường, máy bơm nước sẽ được đặt gần nguồn nước và những khu vực cần tưới để thuận tiện cho việc lắp đặt hệ thống tưới cây ăn quả và không gây trở ngại cho các giai đoạn canh tác khác trong hệ thống tưới. Khi thiết kế hệ thống tưới cây ăn quả, bạn nên tham khảo ý kiến của chuyên gia để quyết định nên chọn máy bơm thông thường hay máy bơm tăng áp.
Lắp đặt đồng hồ hẹn giờ
Thiết bị này nên được lắp đặt tại nguồn nước của máy bơm nước, sau đó có thể cài đặt thời gian theo nhu cầu thực tế của cây trồng trong vườn.
Đường ống
Đối với hệ thống tưới nhỏ giọt, theo sơ đồ được vẽ trước và xét đến sự thuận tiện cho nông nghiệp và quản lý, bố trí đường ống chính và ống phân phối nước thứ cấp (ống PVC, HDPE ).
Nhánh dẫn thẳng vào cây
Các đường nhánh sẽ nối từ mạng lưới đường ống chính/phụ đến từng gốc của cây. Kích thước của dây phụ thuộc vào chiều dài của hàng cây, bán kính của rễ, lưu lượng tưới, v.v. Hệ thống tưới cây ăn quả nên được thiết kế có tính đến điều này.
Lắp đặt đầu tưới
Khi đã tính toán được số lượng đầu tưới phù hợp, bạn cần xem xét loại đất, cây trồng và bố trí các đầu phun ở khoảng cách thích hợp để có kết quả tốt nhất. Thông thường, khoảng cách giữa các điểm nhỏ giọt là 50 cm, nhưng đối với đất và cát thì khoảng cách này có thể rút ngắn xuống còn 35 cm.
Để trồng cây ăn quả, khoảng cách giữa các rễ thường thay đổi khi cây lớn lên. Tốt nhất, bạn nên tạo một dòng nước xung quanh rễ cây. Cách bố trí này sẽ cho phép điều chỉnh phạm vi tưới theo kích thước thân cây, phù hợp với từng giai đoạn của cây ăn quả theo sự phát triển của bộ rễ.
Cuối cùng, lắp một van ngắt ở cuối đường ống, đậy đường ống và dây nối đất, đồng thời đảm bảo đầu tưới nhỏ giọt được lộ ra ngoài. Sau đó tiến hành chạy thử để đảm bảo hệ thống tưới nước cho cây ăn quả đã được lắp đặt thành công.
Thiết kế hệ thống tưới tự động
Xác định nhu cầu nước/chu kỳ tưới nước và khả năng cấp nước
Tùy thuộc vào loại cây trồng mà chúng ta xác định số lần tưới và nhu cầu nước cho mỗi lần tưới.
Tần suất tưới nước phụ thuộc vào đặc điểm của loài thực vật và khả năng giữ ẩm của đất. Tương tự như trồng cây xoài, nhưng trồng trên đất sét, mỗi tháng bạn sẽ cần ít nước tưới hơn so với cây xoài trồng trên đất cát vì đất sét có khả năng giữ nước tốt hơn đất cát.
Tính toán các thông số gần đúng về số lần tưới là đủ để tính toán nguồn nước. Khi sản xuất sẽ điều chỉnh số lần tưới phù hợp dựa trên điều kiện đất đai, thời tiết thực tế.
Nhu cầu nước/lượng nước tưới là một thông số quan trọng trong tính toán, thiết kế hệ thống tưới và tính toán nguồn nước. Ngành thủy lợi có bảng tìm nhu cầu nước tưới cho từng loại cây trồng, thời vụ khác nhau, tuy nhiên, người nông dân cũng có nhiều kinh nghiệm thực tế trong việc xác định nhu cầu nước tưới cho từng loại cây trồng.
Trên thực tế, nhu cầu nước của cây trồng ít hơn rất nhiều so với lượng nước chúng ta cung cấp nên lượng nước tưới phụ thuộc vào phương pháp tưới. Thông thường, nhu cầu nước của cây lâu năm/lần là 5 – 10 lít (tưới nhỏ giọt); 15 – 20 lít (tưới phun mưa); 30 – 40 lít nước (tưới rãnh, tưới phun mưa).
Chúng ta có thể xác định nhu cầu nước tưới bằng cách xác định lượng nước mà cây cần mỗi lần tưới, tần suất tưới mỗi tháng và số tháng cần tưới.
Ví dụ: Ở miền Nam, mùa khô bắt đầu từ tháng 11 và kết thúc vào cuối tháng 4 năm sau nên mỗi năm cần tưới 5 tháng. Tuỳ theo loại cây trồng, tính chất đất xác định số lần tưới/tháng, ví dụ 6 lần/tháng (5 ngày tưới 1 lần), lượng nước cần tưới cho 1 cây là 20 lít, tính:
Tổng nhu cầu nước hàng năm = 5 (tháng) x 6 (lần/tháng) x 20 lít (chu kỳ tưới/cây) x 2.000 (cây/ha) = 2.000.000 lít/ha/năm, hoặc 2.000 mét khối /ha/năm.
Nếu trồng 3 ha, nhu cầu nước tưới thực tế trong mùa khô là 6.000 m3, nên nếu tích nước vào hồ thì dung tích của hồ phải từ 7.000 đến 8.000 m3 (bao gồm cả lượng bốc hơi, hơi nước và các tổn thất khác); nếu bạn đang khoan hoặc đào giếng để lấy nước tưới, sau khi thực hiện xong bạn cũng có thể xác định được khả năng cấp nước của giếng để dễ dàng tính toán xem mình cần khoan/đào bao nhiêu giếng cho phù hợp.
Nếu ruộng gần kênh tưới hoặc có suối chảy quanh năm thì không cần tính nguồn nước.
Phân chia khu tưới
Nếu chỉ tưới 1ha thì chỉ là 1 khu tưới, còn nếu diện tích tưới lớn hơn thì diện tích tưới cần chia thành nhiều diện tích tưới. Theo kinh nghiệm, diện tích tưới lý tưởng là khoảng 1ha. Nếu diện tích tưới quá lớn, hoặc bạn quan tâm đến việc tưới cho hàng chục, hàng trăm ha một lần thì công suất máy bơm nước và đường kính ống nước chính sẽ tăng lên đáng kể -> không mang lại hiệu quả kinh tế.
Cách tốt nhất là tưới lần lượt từng khu vực. Chiều rộng khoảng 1 ha, thời gian tưới cho mỗi khu vực khoảng 1-2 giờ.
Khi phân chia vùng tưới cần vẽ bản vẽ thể hiện rõ hình dáng, diện tích từng vùng tưới, kích thước các cạnh của vùng tưới, số hàng cây vẽ, chiều dài mỗi hàng cây. Tính số vùng tưới, số cây trồng ở từng vùng, tính đường kính và chiều dài của đường ống chính.
Ví dụ : nếu chu vi tưới lớn hơn 3 ha thì chia làm 3 vùng tưới. Loài cây trồng là cây chuối, hàng cách hàng 2,5m, cây cách cây 2m, mật độ trồng 2.000 cây/ha.
Tính toán đường ống chính
Đường ống chính dẫn nước tưới đến từng khu tưới và khắp khu vực tưới nên chúng ta cần tính toán chiều dài, đường kính ống cũng như áp lực phù hợp để chọn loại ống phù hợp. Nếu ống quá lớn sẽ dẫn đến thừa nước – lãng phí tiền bạc. Còn đường ống quá nhỏ sẽ không cung cấp đủ nước cho khu vực tưới. Đường ống quá hẹp sẽ vỡ cũng tốn kém…
Ngoài ra, chúng ta cần tính toán vị trí lắp đặt đường ống chính và chuyển vào bản vẽ. Nói chung, nếu địa hình khu vực tưới giảm dần thì đường ống chính được đặt dọc theo rìa khu vực tưới có độ cao lớn nhất. Vì vậy khi nước thoát ra khỏi đường ống chính sẽ có xu hướng chảy từ cao xuống thấp -> tốt cho năng lượng.
Nếu đất tương đối bằng phẳng hoặc giữa ruộng có chỗ nhấp nhô thì nên đặt ống dọc theo các ngọn đồi cao trong ruộng để chuyển hướng nước tưới sang hai bên.
Tính chiều dài ống chính
Dùng thước đo tổng chiều dài của ống chính trên bản vẽ rồi nhân với tỷ lệ của bản vẽ để xác định tổng chiều dài thực tế của ống chính. Nếu bạn biết sử dụng máy tính và AutoCAD hoặc các phần mềm chuyên dụng khác thì công việc “vẽ” này dễ như trở bàn tay.
Tính đường kính ống chính
Khi tính toán kích thước đường ống chính cần xác định tổng nhu cầu nước tưới trên diện tích tưới lớn nhất của huyện tưới.
Dựa vào độ dài của mỗi hàng, chúng ta có thể tính số cây trên mỗi hàng bằng công thức sau:
- Số cây/hàng= chiều dài hàng chia cự ly trồng (cây cách cây) +1
Ví dụ: hàng thứ nhất có chiều dài 102m, khoảng cách trồng 2m/cây, số cây trồng ở hàng này là: 102/2=51+1=52 cây.
Tương tự như vậy, tính toán số lượng cây trên mỗi hàng trong một vùng tưới bằng cách cộng tổng số lượng cây trong mỗi vùng tưới. Lấy nơi này làm ví dụ: khu vực thủy lợi 1 trồng 2.102 cây; khu vực thủy lợi 1 trồng 1.956 cây; khu vực thủy lợi 2 trồng 2.473 cây; tổng số cây trồng trên khu vực thủy lợi là: 2.102+1.956+ 2.473=6.531 cây.
Thấy 1 trong 3 vùng tưới có số lượng cây nhiều nhất là 2.473 cây. Đây là thông số được chọn khi tính đường kính ống chính, do mỗi vùng tưới được tưới luân phiên nên khi vùng tưới có số lượng cây lớn nhất được tưới thì tự nhiên vùng tưới có số lượng cây ít hơn sẽ được tưới tự do.
.
Trong ngành nước có công thức chung tính đường kính ống:
- Q=Sv
Trong đó:
- Q: Lưu lượng nước qua ống (m3/s).
- S: Tiết diện ống=R2*Pi (R là bán kính ống, Pi=3.1416)
- v: Tốc độ nước tuần hoàn trong ống (m/s).
Công thức trên được viết lại như sau:
R: bán kính ống; Pi: hằng số Pi=3,1416, v: tốc độ nước tuần hoàn trong ống. Vì 3,14/4=0,785, chúng ta có thể viết lại công thức tính đường kính của ống:
Ví dụ cụ thể:
Trở lại 3 vùng tưới nêu trên, vùng tưới có số lượng cây lớn nhất là vùng tưới 3, với 2.473 cây, ta tính được nhu cầu nước của vùng tưới 3:
- 2.473 cây x 20 lít/cây = 54.860 lít hoặc 54,86 m3
Giả sử chúng ta muốn hệ thống tưới tưới cho khu vực này khoảng 2 giờ trước khi tưới, chúng ta sẽ tính tốc độ dòng nước trong đường ống = 54,85/7.200 = 0,007619 m3/s (vì 1 giờ được tính là 3.600 giây nên tính 2 giờ = 7.200 giây .
Theo quy định, tốc độ nước chảy trong ống không được vượt quá 3m/s. Trong các hệ thống tưới nông nghiệp, tốc độ dòng chảy trong đường ống thường được chọn trong khoảng 0,5 đến 1m/s. Tốc độ thực nghiệm thường được sử dụng là 1 m/s.
Giả sử Q=0,007619 và vận tốc dòng nước trong ống là 1m/s, thay vào công thức trên để tính đường kính ống chính:
Dựa vào kết quả này ta có thể chọn đường kính ống chính = 90mm.
Nhìn chung, mối quan hệ giữa đường kính ống, tốc độ nước chảy trong ống và thời gian tưới là một vấn đề kinh tế và người thiết kế phải tính đến vấn đề này sao cho lợi ích kinh tế mang lại cho nhà đầu tư là tối ưu.
Xác định công suất và lựa chọn máy bơm
Công suất của máy bơm 1,5 HP thông thường (như ghi trên nhãn) thường là 15 đến 36 m3/giờ. Nhìn chung, đối với các máy bơm nước có cùng công suất tiêu thụ điện năng, nếu công suất máy bơm nước thấp thì khả năng mang nước sẽ cao và ngược lại.
Lựa chọn loại máy bơm phù hợp dựa vào độ cao của cột nước (đo từ đáy giếng, hồ – nơi đặt đầu ắc quy, đến điểm tại ruộng nơi nước được bơm lên cao nhất).
Đối với các bài toán cụ thể nêu trên, nếu cột nước <5m thì có thể sử dụng máy bơm nước 1,5HP; lưu lượng tưới thích hợp là 25 đến 35 mét khối/giờ; vì trong thực tế sử dụng, chúng ta có thể điều chỉnh một chút thời gian tưới, tăng hoặc giảm thời gian tưới để đáp ứng nhu cầu của chúng ta. Nếu mực nước tưới cao và diện tích tưới không lớn thì chúng ta chọn máy bơm nước công suất lớn và ngược lại.
Tính toán các đường ống nhánh, đường ống thứ cấp
Một ống chính sẽ có nhiều ống nhánh, mỗi ống nhánh lấy nước từ ống chính để tưới cho một khu vực trong huyện thủy lợi. Trong thiết kế, chúng ta cần phân bổ diện tích tưới của các ống nhánh gần như bằng nhau. Đường kính ống tương đối đồng đều.
Đường ống thứ cấp là đường ống đi qua một hàng cây để cung cấp nước cho hàng cây.
Các thông số cần tính cho ống nhánh còn được dùng để xác định chiều dài và đường kính của ống. Chiều dài và đường kính ống được tính tương tự như ống chính: dùng thước đo chiều dài trên bản vẽ và nhân với tỷ lệ của bản vẽ.
Tính đường kính của đường ống bằng cách xác định số lượng cây mà ống nhánh chịu trách nhiệm tưới nước, và do đó xác định lưu lượng nước qua đường ống; luôn chọn 1 m/s về tốc độ nước tuần hoàn trong đường ống. Tùy theo diện tích tưới mà tính toán các kích thước ống nhánh khác nhau (đến số lẻ), sau đó làm tròn số cho phù hợp với các đường kính tiêu chuẩn hiện có trên thị trường (cỡ ống 16, 21, 27, 32 mm, vân vân.).
Chỉ nên đo và tính toán thủ công khi diện tích tưới nhỏ, hình dáng đất đơn giản, ít góc cạnh (hình chữ nhật, hình vuông, hình thang…). , Thông thường chúng ta cần sử dụng các phần mềm vẽ chuyên dụng để lập bản vẽ, xác định chiều dài ống và sử dụng phần mềm Excel để tính đường kính ống chính, ống nhánh và ống phụ.
Chọn phương pháp tưới nào?
- Hồ chứa
- Van tổng của đường ống chính
- Đường ống chính,
- Đường ống nhánh;
- Đường ống thứ cấp (ống phân phối) – thường đi theo đường bình độ.
Nếu diện tích tưới nhỏ thì không thể sử dụng ống nhánh mà phải nối trực tiếp ống phân phối vào ống chính.
Phương pháp tưới tràn, bằng rãnh, mương thay thế ống nhánh 4; ống cấp 5 thay thế bằng mương phụ.
Kinh phí đầu tư của nông dân rất hạn chế, nhất là trong giai đoạn đầu xây dựng cơ sở hạ tầng, có hàng chục mục tiêu, vậy phương pháp tưới nào phù hợp nhất, đáp ứng nhu cầu của nhà đầu tư? Lập ngân sách là điều cần phải được xem xét và tính toán. Sau này khi được thu hoạch, chúng ta có thể cải tiến, hoàn thiện hệ thống tưới tiêu cho hoàn chỉnh.
Vì vậy, nếu khó khăn về kinh phí và điều kiện đất đai (diện tích tưới bằng phẳng hoặc độ dốc tương đối đồng đều) thì nông dân nên lựa chọn chế độ tưới rãnh, vì chế độ này chỉ cần đầu tư máy bơm nước. Ống chính đủ, ống nhánh, ống phụ. Nếu thay đường ống bằng mương nhỏ thì không cần tốn tiền mua đường ống. Tuy nhiên, mô hình tưới mương sẽ không phù hợp khi địa hình vùng đệm không bằng phẳng, ngập nước.
Nếu không sử dụng được chế độ tưới rãnh thì nên chọn chế độ tưới phun mưa, ưu điểm của mô hình này là đường ống chính, ống nhánh, ống nhánh đều được làm bằng ống nhựa PVC nên có thể vận chuyển nước qua những vùng đất không bằng phẳng với diện tích nhỏ. thất thoát nước, nước tưới ổn định, sử dụng ổn định.
Khi áp dụng mô hình tưới rãnh cần tính toán chiều dài, đường kính ống tương đối chính xác và lựa chọn vật liệu, biện pháp thi công phù hợp.
Trong tất cả các phương pháp tưới bằng máy bơm nước, người nông dân có thể sử dụng đồng hồ hẹn giờ/hẹn giờ gắn vào ổ cắm điện để hẹn giờ cho máy tự động bật và tưới nước vào thời điểm định trước, sau khi tưới đúng thời gian quy định, đồng hồ hẹn giờ sẽ tự động tắt. chúng ta không cần phải làm gì mà vẫn tưới cây.
Cần chú ý điều gì khi thiết kế hệ thống tưới cây ăn quả?
- Chọn bộ lọc phù hợp: Nếu chọn sai bộ lọc có thể làm tắc ống nhỏ giọt, dẫn đến không đáp ứng được nhu cầu tưới tiêu, lãng phí thời gian vệ sinh bộ lọc và gây nhiều bất tiện cho việc tưới tiêu cho cây trồng. Vì vậy, việc lựa chọn máy lọc cần căn cứ vào điều kiện nguồn nước, chất lượng nước và kết hợp lọc nhiều giai đoạn để đạt được kết quả tốt nhất.
- Đậy đường ống: Một điều đơn giản nhưng cực kỳ quan trọng cần nhớ sau khi lắp đặt hệ thống tưới nước cho cây ăn quả của bạn là che đường ống/dây bằng lớp phủ hữu cơ. Điều này giúp giảm thất thoát nước do bay hơi đồng thời hạn chế các tác động từ bên ngoài như ánh sáng mặt trời, hoạt động của con người… từ đó kéo dài tuổi thọ của đường ống.
- Kiểm tra thường xuyên: Kiểm tra kỹ lưỡng toàn bộ hệ thống tưới nước cho cây ăn quả (máy bơm, bộ lọc, bộ hẹn giờ, hệ thống nước, đầu tưới, v.v.) ít nhất hai lần một năm để đảm bảo an toàn cho hệ thống. Không có tắc nghẽn hoặc rò rỉ và cung cấp đủ nước cho cây. Nên ghi lại các sự kiện thường xuyên để có được giải pháp bảo trì kịp thời, từ đó hạn chế nguy cơ hư hỏng tiềm ẩn cho toàn bộ hệ thống.
Tìm hiểu thêm kiến thức làm vườn
Thế Giới Làm Vườn là kênh chia sẻ mọi kiến thức, kinh nghiệm và hướng dẫn làm vườn. Ngoài ra, đơn vị này còn cung cấp vật tư, thiết bị trong lĩnh vực làm vườn và các sản phẩm tiết kiệm năng lượng. Thế Giới Làm Vườn còn cung cấp dịch vụ lắp đặt giải pháp tưới vườn, tưới sầu riêng, tưới mía tự động, tưới nhỏ giọt, và nhiều dịch vụ khác. Ngoài ra, đơn vị còn thi công cảnh quan cho các công trình lớn và nhỏ.
Hầu hết các thành viên của Thế Giới Làm Vườn đều là sinh viên đến từ các trường đại học như Đại học Nông Lâm TP.HCM và Đại học Nông Lâm Huế. Và sẽ chia sẻ kinh nghiệm làm vườn thực tế của mình trên Thế Giới Làm Vườn để mọi người cùng đọc.
Tìm hiểu theo thông tin sau:
- Website: https://thegioilamvuon.com/
- Địa chỉ: Số 20 Khu biệt thự Ngân Long, đường Nguyễn Hữu Thọ, Xã Phước Kiển, H. Nhà Bè, Tp. HCM
- Phone: 0326307239
- Email: info@tropical.vn
Đó là tất cả những thông tin cơ bản bạn cần biết về thiết kế hệ thống tưới cây ăn quả. Hi vọng những thông tin này hữu ích với bạn đọc.