Các lưu ý khi tính toán, thiết kế hệ thống tưới tiết kiệm

Thứ hai - 31/05/2021 03:22

Ảnh: Đấu nối đường ống chính ra ống nhánh

Bài viết sau đây sẽ cung cấp cho quý khách một số lưu ý tổng quan về các vấn đề khi thiết kế, lắp đặt một hệ thống tưới tiết kiệm. Cũng như cách tính toán, lựa chọn vật tư lắp đặt một cách đơn giản nhất.

I) THU THẬP CÁC THÔNG TIN ĐẦU VÀO

Thu thập các thông tin đầu vào

1. Diện tích vườn

Dù là lắp đặt trên diện tích nhỏ, lắp trước một phần trong diện tích tổng thể, hay lắp đặt toàn bộ trên một khu vực rộng lớn, thì việc xác định diện tích sẽ lắp đặt đặt hệ thống giúp chúng ta có quy hoạch tổng thể, cái nhìn tổng quan về việc bố trí nguồn nước, đường ống chính, cũng như nhà điều hành/ trạm bơm sao cho thuận tiện nhất.

VD: Lấy diện tích mẫu để thiết kế hệ thống là 100m x 100m = 10.000m² (01Ha)

2. Số gốc, khổ trồng

Nắm được tổng số gốc cây sẽ trồng, ta sẽ tính toán được số lượng béc tưới cũng như các phụ kiện kèm theo như khởi thủy 5 ly, dây dẫn béc vào gốc, cây đỡ béc.

VD: Với khổ trồng 4m x 4m (Cây cách cây 4m, hàng cách hàng 4m). Ta có tổng là 625 gốc (25 cây/ hàng x 25 hàng)

3. Đặc điểm cây trồng

Xác định loại cây trồng, đặc điểm bộ rễ, giai đoạn sinh trưởng… mà lựa chọn hình thức tưới phù hợp (tưới tại gốc; tưới phủ toàn mặt đất; tưới xả lá, xả trái trên ngọn…), từ đó chọn loại béc tưới có lưu lượng và bán kính phù hợp

VD: Ở đây ta sẽ lấy ví dụ về cây có múi (Cam, Bưởi, Quýt…), giai đoạn cây con (2 năm đầu), rễ cây chưa ăn rộng => Sử dụng béc tưới tại gốc, lưu lượng cố định 60L/H, bán kính 0.5m-2m. Sau giai đoạn sinh trưởng này, có thể cân nhắc việc mở rộng bán kính tưới hoặc tăng thêm béc tưới cho cây.

4. Nguồn nước

Nguồn nước của khu tưới có thể là: giếng khoan, ao, hồ, sông, suối, mương nước… Cần đánh giá vị trí, trữ lượng nguồn nước có phù hợp để đáp ứng cho hệ thống tưới hay không (có cần mở rộng, thiết kế thêm nguồn nước phụ, nguồn nước trung gian hay không)

VD: Giả sử nguồn nước ao, hồ đã có sẵn tại vườn, và khả năng trữ nước ổn định.

5. Địa hình

Nắm đc địa hình của khu đất, bao gồm các yếu tố: cao độ (độ bằng phẳng), mương liếp cắt xẻ, lối đi chăm sóc, đường nội bộ… từ đó bố trí đường ống chính cũng như vị trí các van khóa phân khu sao cho phù hợp

VD: Ở đây ta sẽ chọn địa hình bằng phẳng, các yếu tố mương, liếp cắt xẻ không đáng kể.

6. Yêu cầu vận hành khu tưới từ chủ đầu tư

Một lần vận hành tưới hết hoặc 1/2, 1/4 diện tích
Lưu lượng nước/ gốc phải đạt …Lít/lần tưới
Yêu cầu về thời gian tưới…

=> Dựa vào yêu cầu vận hành, ta có cơ sở để cân nhắc lựa chọn máy bơm và đường ống chính, béc tưới. Qua đó cân đối được chi phí đầu tư hệ thống.

VD: Ta sẽ lựa chọn yêu cầu là tưới một lần hết 625 béc cho cả khu tưới 1Ha (10.000m²)

Sơ đồ hệ thống tưới được bố trí trên bảng vẽ (Ảnh minh họa)

7. Các yếu tố khác

Yếu tố nguồn điện: Nguồn điện có sẵn hay không, 1 pha (220V) hay 3 pha (380V), có ổn định hay không (có hay bị yếu điện không)… Yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn chọn loại máy bơm (motor chạy điện hay dầu), công suất bơm…
Phương án lọc: Lọc thô bằng lưới mùn, hay lọc tinh bằng bộ lọc dĩa để tránh
Phương án chôn lấp hệ thống khi thi công (Chôn ngầm toàn bộ; Chôn ngầm một phần: ống chính chôn, ống nhánh để nổi; Hoặc để nổi hệ thống toàn bộ…). Dựa vào đó lựa chọn chất lượng
Phương án bảo vệ hệ thống khi làm cỏ, xáo đất (Sử dụng ống LDPE chôn ngầm để tránh máy đánh cỏ cắt phải; Hoặc ống mềm để nổi, có thể di dời dễ dàng khi làm đất, làm cỏ)

II) KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ XỬ LÝ CÁC THÔNG TIN

Kết quả xử lý các thông tin khảo sát

1. Béc tưới

Lựa chọn béc phun mưa tại gốc
Lưu lượng cố định (max) = 60L/H
Bán kính phun xoay 0.5m – 2m (max)
Một lần tưới 10-20 phút/béc/ gốc để đáp ứng 10L-20L nước cho giai đoạn sinh trưởng của cây con.

2. Ống nhánh LDPE 20mm

Chia từ ống chính đặt giữa khu đất, mỗi bên đi 50m dọc theo chiều dài
Cách tính lưu lượng để lựa chọn kích cỡ ống nhánh: Với khoảng cách 4m/ cây. Trung bình mỗi hàng 50m có 13 cây => 13 béc x 60L/H =0.78m² (780L/H) => Chọn cỡ ống 16mm hoặc 20mm để giảm sự ma sát gây tổn thất áp trong đường ống.

BẢNG THAM KHẢO CHỈ SỐ TẢI NƯỚC CỦA ĐƯỜNG ỐNG
Kích thước ống (đường kính trong)	Lưu lượng nước tối đa (m³/H)
16mm	1.05
20mm	1.63
25mm	2.59
32mm	4.49
40mm	7.00
50mm	10.95
63mm	17.49
75mm	24.79
90mm	35.66
110mm	53.23
125mm	68.70

(Lưu ý: Tùy địa hình và áp suất trong đường ống mà chỉ số lưu lượng có thay đổi)

3. Ống chính uPVC 90mm

Ống chính đặt giữa vị trí khu đất để đảm bảo áp lực tưới được phân bổ đồng đều. Đối với trường hợp khu tưới rộng lớn (trên 1Ha), nên hạn chế trường hợp thiết kế đường ống dài quá 100m cho mỗi khu tưới.
Để tưới hết một lần diện tích với tổng số béc là 625, ta có cách tính: 60L/H/Béc x 625 gốc = 37.500L/H (37.5m³) => Lựa chọn đường ống 90mm có chỉ số tiệm cận nhất.
Dựa vào số lượng đốt “xương cá” chia ra ống nhánh mà ta tính toán số lượng phụ kiện kèm theo phù hợp.

Đấu nối đường ống chính ra ống nhánh

4. Máy bơm

Lựa chọn công suất máy bơm dựa trên tổng lưu lượng cần trong một lần tưới. Trong ví dụ trên, yêu cầu vận hành đưa ra là tưới một lần hết diện tích 01Ha với 625 gốc (béc).
Tổng lưu lượng ta tính toán được ở mục Ống chính uPVC = 37.5m³

=> Lưu lượng (Q max) máy bơm = 37.5m³ + 10% tổn thất áp (do nước lưu thông qua các vị trí co, tê, van khóa… bị mất áp do hiện tượng ma sát) = 41.25m³

=> Vậy, ta nên lựa chọn máy bơm có Q(max) ≥ 41.25m³, và cột áp H(max) ≥ 20m (với địa hình bằng phẳng và vị nguồn nước - trạm bơm đặt ngay tại vườn)

5. Yếu tố khác

Nguồn điện: 1 pha (220V) hoặc 3 pha (380V). Nếu khu tưới tại nơi có nguồn điện không ổn định, nên cân nhắc sử dụng các loại máy bơm dầu (động cơ diesel)
Phương án lọc: Có thể chỉ sử dụng lọc thô bằng lưới mùn, bọc tại đầu hút của máy bơm (luppe) để lọc các rác lớn (đối với nguồn nước suối, nước giếng bơm vào bể chứa). Hoặc kết hợp thêm phương án lọc tinh bằng bộ lọc đĩa để hạn chế sự lưu thông các hạt vật chất nhỏ trong đường ống, lâu ngày dẫn đến tắt nghẽn hệ thống.
Phương án chôn lấp hệ thống: đặc điểm cây trồng lâu năm, giai đoạn cây con chưa phát triển tán, tạo bóng râm, nên tốt nhất nên có phương án chôn lấp hệ thống ống chính và ống nhánh để tránh sự tác động của ánh nắng và ngoại lực, tăng tuổi thọ của hệ thống.

=> Độ sâu chôn lấp lý tưởng: Ống chính: 40cm; Ống nhánh: 20cm

Sử dụng bộ lọc đĩa cho hệ thống tưới tại gốc

Hệ thống tưới tại gốc đã hoàn thiện (Ảnh minh họa)

Trên đây là các vấn đề cần lưu ý khi chúng ta tính toán, thiết kế một hệ thống tưới. Tùy trường hợp cụ thể mà có những thay đổi sao cho phù hợp. Nếu quý bà con có thắc mắc cần giải đáp, xin vui lòng liên hệ với Nguyễn Tân qua số hotline: 0903 191 329 để được hỗ trợ.

Xin chân thành cảm ơn!

Ngô Văn Thống
Nguồn: CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI VÀ SẢN XUẤT NHỰA NÔNG NGHIỆP TÂN PHƯỚC HƯNG