thiết kế hệ thống tự động hóa tưới phun theo đa năng

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ KHÓA LUẬN THIẾT KẾ HỆ THỐNG

TỰ ĐỘNG HÓA TƯỚI PHUN THEO ĐA NĂNG

1.1. Giới thiệu về các công trình nghiên cứu về hệ thống tưới phun hiện nay.

Kỹ thuật tưới phun là một trong những phương pháp tưới sử dụng nước hợp lý,

tiết kiệm nước và năng lượng, giúp nâng cao hiệu quả kinh tế, tăng năng suất lao

động và tăng năng suất cây trồng. Tưới phun là phương pháp tưới cung cấp nước

cho cây trồng dưới dạng các hạt mưa hoặc hạt sương rơi trên một diện tích nhỏ xung

quanh gốc cây trồng bằng thiết bị gọi là máy phun mưa. Nguyên tắc chính của

phương pháp này là đưa lượng nước rất hạn chế tập trung vào vùng rễ cây thông qua

hệ thống máy bơm, ống dẫn nước và đầu phun để tạo thành mưa cục bộ tưới cho các

loại cây trồng.

Các phương pháp tưới phun hiện nay:

- Tưới phun mưa – phun sương:

Sử dụng máy bơm nước cột áp cao kèm theo ống dẫn và mũi phun tạo mưa.

Đây là phương pháp tưới hiện đại có tác dụng nhiều mặt cả về tạo độ ẩm cho đất và

làm mát cho cây, kích thích sinh trưởng cho cây và đặc biệt có thể tiết kiệm được

30-50% khối lượng nước so với phương pháp tưới tràn theo rãnh.

- Tưới phun rối xoáy:

Dòng phun rối xoáy được tạo ra do ứng dụng chuyển động xoắn, ngoài các hiện

tượng phức tạp xuất hiện trong dòng rối, còn them vào quá trình xoáy làm phân tán,

lắng đọng và cuốn theo của các hạt (giọt lỏng, bọt khí). Trong kỹ thuật, dòng phun

rối xoáy được hình thành bằng ba phương pháp cơ bản:

+) Nhờ rãnh dẫn hướng (rãnh tạo xoáy hay cánh tạo xoáy) trong đầu phun.

+) Tạo ống dẫn trực tiếp đi vào đầu phun theo phương chiều trục và phương

tiếp tuyến.

+) Đầu phun quay trực tiếp để tạo xoáy.

1.2. Các phương pháp tưới thủ công và bán thủ công.

- Phương pháp tưới rãnh

Là phương pháp tưới để nước chảy theo các rãnh được thiết kế giữa các hàng

cây. Nước được thấm dần vào đất và cung cấp cho cây trồng. Cách tưới này tiết

kiệm và chủ động được nước tưới cho vườn cây, lớp đất mặt vẫn tơi xốp, không bị

gí chặt, kết cấu đất vẫn giữ vững, đất không bị bào mòn, chất dinh dưỡng không bị

rửa trôi. Đây là phương pháp tưới thông dụng thường được bà con tưới cho nhiều

vườn cây ăn quả trong cả nước. Nhưng chỉ áp dụng được với nơi có địa hình tương

đối bằng phẳng (độ dốc<50). Biện pháp tưới này cũng có một số hạn chế như: lãng

phí một phần nước ở cuối rãnh tưới; gặp khó khăn trong việc vận chuyển công cụ

sản xuất qua rãnh; phải chi phí khá lớn nhân công và thời gian cho việc cải tạo các

rãnh nước.

Tưới rãnh thích hợp với cây trồng hàng rộng như ngô, bông, mía, khoai lang...

Khi tưới nước từ rãnh thấm vào đất nhờ tác dụng của lực mao dẫn trong đất và chỉ

một phần ít thấm xuống đáy rãnh theo trọng lực.

- Phương pháp tưới dải

Tưới dải là tạo nên một lớp nước mỏng 5 – 6 cm chảy men theo độ dốc mặt đất.

- Phương pháp tưới ngầm

Tưới ngầm là phương pháp tưới tước cho cây qua hệ thống thiết bị máy bơm

kèm theo hệ thống các ống dẫn nước đặc biệt nằm dưới lòng đất hoặc có sự chênh

lệch mực nước của nguồn cung cấp nước. Tưới ngầm tiết kiệm nước. Đất không bị

gí chặt, giữ nguyên hiện trạng kết cấu đất, đất không bị bào mòn, phân bón không bị

rửa trôi. Chi phí đầu tư ban đầu cho phương pháp này khá lớn, chỉ áp dụng được đối

với các loại đất có độ xốp cần thiết cho nước thấm qua dễ dàng. Đây là phương pháp

tưới hiện đại được thực hiện bởi 2 phương pháp sau:

- Biện pháp thứ nhất là đặt ống tưới ngầm hoặc các hầm đào ngầm dưới mặt

đất ở một chiều sâu khoảng 40 – 50 cm và cách nhau một khoảng cách nhất định để

cung cấp nước cho cây trồng.

- Biện pháp thứ hai là xây dựng cống điều tiết trên mương tiêu lộ thiên để điều

tiết mực nước trong mương dâng cao cho thông qua các ống ngầm hoặc trực tiếp

ngấm vào tầng đất giữa 2 mương để cung cấp cho cây trồng.

- Phương pháp tưới ngập

Tưới ngập là phương pháp cho nước vào vườn cây một lớp nước nhất định,

trong một thời gian xác định để cung cấp nước cho cây. Phương pháp này kết hợp

được việc tưới nước với tiêu diệt một số loài sâu hại cư trú trong lòng đất (dế cắn rễ

cây, nhộng, các loài ruồi, sâu đục hạt). Phương pháp tưới này tốn nhiều nước, chỉ áp

dụng được với nơi có địa hình tương đối bằng phẳng, thoát nước tốt. Phương pháp

này có nhược điểm là đất bị gí chặt, dinh dưỡng bị rửa trôi theo dòng nước tiêu, kết

cấu đất bị phá vỡ.

Tưới ngập là tạo nên trên mặt đất một lớp nước nhất định và dần dần thấm vào

đất. Phương pháp này áp dụng cho các cây trồng ưa nước như lúa, cói, một số cây

thức ăn gia súc hoặc áp dụng trong trường hợp rữa mặn.

1.3. Phương pháp tưới phun mưa.

Kỹ thuật tưới phun mưa là kỹ thuật đưa nước tới cây trồng vào mặt ruộng dưới

dạng mưa nhân tạo nhờ các thiết bị tạo dòng phun mưa (tia mưa) thích hợp. Phương

pháp này ngày càng được phổ biến và áp dụng rộng rãi, nhất là tại các nước có nền

công nghiệp phát triển. Tưới phun mưa là phương pháp sử dụng máy bơm nước cột,

áp cao kèm theo ống dẫn và mũi phun tạo mưa. Đây là phương pháp tưới hiện đại có

tác dụng nhiều mặt cả về tạo độ ẩm cho đất và làm mát cho cây, kích thích sinh

trưởng cho cây và đặc biệt có thể tiết kiệm được 30-50% khối lượng nước so với

phương pháp tưới tràn theo rãnh.

* Ưu điểm :

- Hiệu quả sử dụng rất cao vì hạn chế cao độ tổn thất nước do bốc hơi vì tia phun

ngắn, cường độ phun mưa - diện tích - khoảng không gian làm ướt có thể được điều

chỉnh cho phù hợp sự tăng trưởng của cây trồng, không tạo nên dòng chảy mặt đất,

không phá vỡ cấu tượng đất do hạt mưa nhỏ.