nghiên cứu kit điều khiển đo lường và điều khiển hệ thống tự động tưới đa năng cho nhà trồng hoa

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 laođộng và tăng năng suất cây trồn

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HUẾ

KHOA ĐIỆN

- -KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ KIT ĐIỀU KHIỂN ĐO LƯỜNG VÀĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TƯỚI ĐA NĂNG CHO NHÀ TRỒNGHOA

Khóa học 2011 - 2014

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HUẾ

KHOA ĐIỆN

- -KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ KIT ĐIỀU

KHIỂN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG

TỰ ĐỘNG TƯỚI ĐA NĂNG CHO NHÀ TRỒNG

HOA.

Sinh viên thực hiện: Giáo viên hướng dẫn:

LÊ HỮU CƯỜNG Th.s LÊ ĐÌNH HIẾU(B)

Lớp: 11CDDC01

Niên khoá: 2011 - 2014

Huế, tháng 05 năm2014

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 laođộng và tăng năng suất cây trồng.Tưới phun là phương pháp tưới cung cấp nước chocây trồng dưới dạng các hạt mưa hoặc hạt sương rơi trên một diện tích nhỏ xungquanh gốc cây trồng bằng thiết bị gọi là máy phun mưa Nguyên tắc chính củaphương 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 cácloại cây trồng

Các phương pháp tưới:

- Tưới phun mưa: Kỹ thuật tưới phun mưa là kỹ thuật đưa nước tới cây trồngvào 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: Sử dụng máy bơm nước cột

áp cao kèm theo ống dẫn và mũi phun tạo mưa Đây là phương pháp tưới hiện đại cótác dụng nhiều mặt cả về tạo độ ẩm cho đất và làm mát cho cây, kích thích sinhtrưởng cho cây và đặc biệt có thể tiết kiệm được 30-50% khối lượng nước so vớiphương pháp tưới tràn theo rãnh

- Tưới phun sương: tưới phun sương là một giải pháp điều hòa không khí , hoạtđộng dựa trên nguyên tắc bốc hơi nhanh Nước sạch được nén với áp suất cao quanhững vòi được thiết kế đặc biệt , chuyển hóa thành dạng sương phân tử siêu mỏngvới kích thước hạt sương nhỏ , khuếch tán vào không khí nóng xung quanh , khiếnsương bốc hơi ngay lập tức Khi bốc hơi nhanh sương hấp thu nhiệt và do đó làmgiảm nhiệt độ của môi trường xung quanh từ 5 – 7oC Để giảm nhiệt độ trong thời

tiết quá nắng nóng như hiện nay nên lắp đặt hệ thống phun sương ở trước hiên nhà ,cửa trước khi vào nhà ,hoặc những gia đình có sân vườn thì phun sương là một giảipháp tạo không gian thoáng mát.

Máy phun sương tạo áp suất cao cho nước để biến thể nước thành sương mù vàhơi ẩm hạ nhiệt cho môi trường, lắng bụi, tạo không khí mát mẻ dễ chịu Độ bền cao,vận hành êm không gấy tiếng ồn Phun sương phù hợp cho: nhà hàng, quán ăn, nhàmáy dệt

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

- 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 bơmkèm theo hệ thống các ống dẫn nước đặc biệt nằm dưới lòng đất hoặc có sự chênhlệch mực nước của nguồn cung cấp nước Tưới ngầm tiết kiệm nước Đất không bị gíchặt, giữ nguyên hiện trạng kết cấu đất, đất không bị bào mòn, phân bón không bịrửa trôi Chi phí đầu tư ban đầu cho phương pháp này khá lớn, chỉ áp dụng được đốivới các loại đất có độ xốp cần thiết cho nước thấm qua dễ dàng Đây là phương pháptưới 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 mặtđất ở một chiều sâu khoảng 40 – 50 cm và cách nhau một khoảng cách nhấtđịnh để cung cấp nước cho cây trồng

- Biện pháp thứ hai là xây dựng cống điều tiết trên mương tiêu lộ thiên đểđiềutiết mực nước trong mương dâng cao cho thông qua các ống ngầm hoặc trực tiếpngấm 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 hợpđược việc tưới nước với tiêu diệt một số loài sâu hại cư trú trong lòng đất (dế cắn rễcây, nhộng, các loài ruồi, sâu đục hạt quả xoài và quả các loại cây khác) Phươngpháp tưới này tốn nhiều nước, chỉ áp dụng được với nơi có địa hình tương đối bằngphẳng, thoát nước tốt Đất bị gí chặt, dinh dưỡng bị rửa trôi theo dòng nước tiêu, kếtcấu đất bị phá vỡ

Tưới ngập là tạo nên trên mặt đất một lớp nước nhất định và dần dần thấm vàođất.Phương pháp này áp dụng cho các cây trồng ưa nước như lúa, cói, một số câythức ăn giasúc hoặc áp dụng trong trường hợp rữa mặn

1.3 Các phương pháp tưới phun mưa.

Kỹ thuật tưới phun mưa là kỹ thuật đưa nước tới cây trồng vào mặt ruộng dướidạng mưa nhân tạo nhờ các thiết bị tạo dòng phun mưa (tia mưa) thích hợp Phươngpháp 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: 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 nhiềumặt cả về tạo độ ẩm cho đất và làm mát cho cây, kích thích sinh trưởng cho cây vàđặc biệt có thể tiết kiệm được 30-50% khối lượng nước so với phương pháp tưới tràntheo rãnh

* Ưu điểm :

- Hiệu quả sử dụng rất cao vì hạn chế cao độ tổn thất nước do bốc hơi vì tiaphun ngắn, cường độ phun mưa và diện tích - khoảng không gian làm ướt - có thểđược điều chỉnh cho phù hợp sự tăng trưởng của cây trồng, không tạo nên dòng chảymặt đất, không phá vỡ cấu tượng đất do hạt mưa nhỏ

- Do toàn bộ hệ thống đường ống đặt ngầm nên tiết kiệm đất, thuận tiện việcchăm sóc, canh tác trên đồng ruộng Mặt khác cũng dễ dàng tự động hóa từng phầnhoặc toàn phần hệ thống tưới, như cơ khí hoá và tự động hóa phần thiết bị điềukhiển, thiết bị tưới mặt ruộng hoặc điều khiển toàn bộ hệ thống từ xa theo chươngtrình lập sẵn nên tiết kiệm sức lao động và nâng cao năng suất tưới

- Nâng cao năng suất tưới và năng suất các khâu canh tác nông nghiệp khác

- Sử dụng áp lực làm việc loại trung bình và thấp, lưu lượng yêu cầu nhỏ nêntiết kiệm năng lượng và nguồn nước

- Có tác dụng cải tạo vi khí hậu khu tưới

- Hạn chế sâu bệnh, cỏ dại phát triển

- Kết hợp được tưới nước với phun thuốc trừ sâu, bón phân hóa học

- Rất phù hợp với các cây trồng mềm yếu (vườn hoa, vườn ươm, cây đang rahoa, thụ phấn) và các cây trồng cao cấp trong nhà kính vv

*Nhược điểm :

- Vòi phun dễ bị tắc nghẽn (khi nước tưới có nhiều tạp chất), nhất là đối với cácvòi phun sương mù (Mist Sdrayer) có các lỗ phun mưa rất nhỏ

- Yêu cầu trình độ nhất định trong thiết kế xây dựng và quản lý.

- Vốn đầu tư ban đầu cao hơn so với các kỹ thuật tưới cổ điển

- Các đường ống và thiết bị hay hư hỏng, dễ bị mất mát, phá hoại do con người

và côn trùng tại mặt ruộng (điều này rất dễ xảy ra ở Việt Nam)

Ngoài tưới tiết kiệm nước bằng công nghệ nhỏ giọt và phun mưa, còn có cácdạng tưới ngầm theo hình thức nước trong các ống đặt ngầm dưới đất theo các lỗthấm ra ngoài, tuy dạng tưới này được xem là tương đối tốt hiện nay nhưng thiết bịđắt, lắp đặt vận hành và sửa chữa rất phức tạp nên trong bài viết này chúng tôi không

đề cập ở đây

1.4 Phương pháp tưới nhỏ giọt.

Tưới nhỏ giọt (Drip Irrigation/Strickle Irrigation) là một dạng cơ bản của kỹthuật tưới tiết kiệm nước (hay vi tưới micro irrigation) Đây là hình thức đưa nướctrực tiếp trên mặt đất đến vùng gốc cây trồng một cách liên tục dưới dạng từng giọtnhờ các thiết bị đặc trưng là các vòi tạo giọt (được cấp nước bởi hệ thống đường ốngdẫn cấp nước áp lực) Đây là phương pháp tưới hiện đại, thường được áp dụng đốivới những vườn cây ăn trái đặc sản có hiệu quả kinh tế cao ở những vùng thiếu nướctưới Cách tưới này tiết kiệm lượng nước tưới tối đa Đất không bị gí chặt, giữnguyên hiện trạng kết cấu đất, đất không bị bào mòn, phân bón không bị rửa trôi.Nhưng đây là phương pháp yêu cầu đầu tư lớn nhất, khó áp dụng trong sản xuất đạitrà

* Các ưu điểm :

- Tưới nhỏ giọt đảm bảo phân bố độ ẩm đều trong tầng đất canh tác (phần có bộ

rễ cây trồng) tạo nên điều kiện thuận lợi về chế độ không khí, nhiệt độ, độ ẩm, chế độtiêu hóa thức ăn và quang hợp cho cây trồng

- Cung cấp nước một cách đều đặn nhưng tránh được hiện tượng tập trung muốitrong nước và trong đất, khắc phục được hiện tượng bạc màu, rửa trôi đất trên đồngruộng

- Tưới nhỏ giọt tiết kiệm nước đến mức tối đa (hơn cả ở tưới phun mưa) vì nótránh triệt tiêu đến mức tối thiểu các loại tổn thất nước (do thấm và bốc hơi), ở hệthống tưới nhỏ giọt đất tưới cũng được tiết kiệm tối đa.

- Không gây ra xói mòn đất, không tạo nên váng đất đọng trên bề mặt và khôngphá vỡ cấu tượng đất do tưới nhỏ giọt được thực hiện một cách liên tục với mức tướirất nhỏ dưới dạng từng giọt

- Đảm bảo năng suất tưới, năng suất lao động được nâng cao không ngừng vì cókhả năng cơ khí hóa, tự động hóa cao độ khâu nước tưới Tạo điều kiện cơ giới, tựđộng hóa thực hiện tốt một số khâu khác như: phun thuốc trừ sâu, bón phân hóa họckết hợp tưới nước

- Việc thực hiện tưới nhỏ giọt thực tế đã rất ít phụ thuộc vào các yếu tố thiênnhiên : độ dốc địa hình, thành phần và cấu trúc đất tưới, mực nước ngầm ở nông haysâu, điều kiện nhiệt độ và không bị chi phối bởi ảnh hưởng của gió như là tưới phunmưa và có thể thực hiện tưới liên tục suốt ngày đêm

- Kỹ thuật tưới nhỏ giọt sử dụng cột nước áp lực làm việc thấp và lưu lượng nhỏnên tiết kiệm năng lượng giảm chi phí quản lý vận hành Nói chung áp lực tưới nhỏgiọt chỉ bằng 10% - 15% ở tưới phun mưa và lượng nước bơm lại ít hơn 70% - 80%

- Tưới nhỏ giọt đã góp phần ngăn chặn được sự phát triển của cỏ dại quanh gốccây và sâu bệnh, vì nước tưới chỉ làm ẩm quanh gốc cây

- Kỹ thuật tưới tiết kiệm nước cho phép cung cấp nước trực tiếp đến tận rễ cây

và khống chế phân bố độ ẩm vùng hoạt động của bộ rễ cây nên rất tiết kiệm nướctưới Thực tế kỹ thuật tưới này dùng nước ít hao từ 20 - 30% so với tưới phun mưatoàn bộ, thậm chí có thể tiết kiệm từ 50 đến 80% so với kỹ thuật tưới thông thường

- Cung cấp nước thường xuyên, tạo ra môi trường ẩm trong đất gần độ ẩm tối đađồng ruộng Lượng nước tưới có thể được khống chế và điều khiển dễ dàng để bảođảm nước tưới được phân bố đều trong vùng đất có bộ rễ hoạt động, duy trì chế độ

ẩm thích hợp theo nhu cầu sinh trưởng và phát triển của cây trồng Nhờ khả năngcung cấp nước và chất dinh dưỡng trực tiếp tới rễ cây nên cây trồng sinh trưởng, pháttriển nhanh, đạt năng suất cao

* Các nhược điểm:

- Nhược điểm chủ yếu là dễ gây ra sự tắc bí (nước khó thoát) tại các vòi tạo giọt

và ống nhỏ giọt, các đường ống dẫn trong các thiết bị tạo giọt dễ bị tắc do bùn cát,rong tảo, tạp chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng không hòa tan, các chất keo vàcacbonnatcanxi kết tủa Sự tắc bí này đã gây tốn công sức xử lý khắc phục và yêucầu phải xử lý nước trong sạch (qua hệ thống lọc)

- Khác với kỹ thuật tưới phun mưa, ở tưới nhỏ giọt không có khả năng làm mátcây, cải tạo vi khí hậu, không có khả năng rửa lá cây Tác dụng cải tạo tiểu khí hậuđồng ruộng bị hạn chế

Vốn đầu tư trong xây dựng tương đối cao và đòi hỏi phải có trình độ trong xâydựng và quản lý

- Trong một số trường hợp, sự phân bố độ ẩm tưới bị thiếu và không đồng đều ởkhối đất canh tác chứa bộ rễ cây

- Nếu việc tưới nhỏ giọt bị gián đoạn, chững lại thì cây trồng sẽ xấu đi nhiềuhơn so với phương pháp tưới thông thường

1.5 So sánh các phương pháp tưới khác nhau.

Phương pháp Thủ công và bán

thủ công

Tưới phun mưa Tưới nhỏ giọt

Ưu điểm - Không yêu cầu

trình độ kỹ thuật, tiết kiệm kinh phí đầu tư

- Năng suất lao độngcao

- Có thể áp dụng tự động hóa vào quá trình tưới nề giảm nhân công

- Tiết kiệm nước, tiết kiệm nhân lực, tiết kiệm đất, thuận tiện cho việc chăm sóc và canh tác

- Cải tạo vi khí hậu

- Phân bố độ ẩm đều trong đất tạo điều kiện cho cây phát triển tốt

- Cung cấp nước đều đặn cho cây tránh tình trạng bạc màu rửa trôi, không phá vỡ cấu tượng đất

- Tiết kiệm nhân công, chi phí quản lý và tiết kiệm nước tối đa (hơn

cả pp tưới phun mưa)

khu tưới.

- Có thể điều chỉnh lượng tưới cho phù hợp với quá trình phát triển của cây, không tạo nên dòng chảy nên không phá

vỡ cấu tượng đất

- Kết hợp tưới nước với bón phân và thuốc tù sâu

- Tăng năng suất lao động, năng suất tưới, kết hợp bón phân và phun thuốc trừ sâu

- Ít phụ thuộc vào yếu

tố thiên nhiên nên có thể tưới liên tục ngày đêm

Nhược điểm - Tốn rất nhiều

nhân công cho việc tưới tiêu và chăm sóc

- Việc tưới thủ công tốn nhiều nước, gây xói mòn và phá vỡ cấu tượng đất

- Khó khăn trongviệc bố trí diện tích trồng trọt đểtiện cho việc đi lại chăm sóc

- Vốn đầu tư cao,yêu cầu trình độ xâydựng quản lý

- Vòi phun dễ bị tắcnghẽn do tạp chất

- Các đường ống dễ

bị hư hại và mấtmát

- Vốn đầu tư cao, yêucầu về trình độ quản lý,xây dựng và vận hànhcao

- Dễ gây ra sự tắc bícho đường ống do cát,tạp chất nên gây tốncông xử lý

- Không có khả nănglàm mát cây, xử lý vikhí hậu và rửa lá cây

- Trong một số trườnghợp sự phân bố độ ẩmkhông đồng đều ở rễcây

- Nếu việc tưới bịchững lại thì ảnhhưởng đến quá trìnhphát triển của cây

1.6 Tổng kết chương 1.

Nhìn chung các phương pháp tưới đều có những ưu điểm và nhược điểm riêngnhưng đều mang lại một lợi ích nhất định cho người trồng cây Tùy vào từng điềukiện của từng vùng trồng trọt và điều kiện kinh tế để áp dụng phương pháp tưới tiêuhiệu quả nhất và mang lại năng suất cao nhất

CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phát triển của cây trồng.

2.1.1 Yếu tố nhiệt độ môi trường.

Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sinh trưởng của cây trồng Cây

có thể sinh trưởng và phát triển trong một khoảng nhiệt khá rộng vì vậy mỗi loại câytrồng khác nhau thì tồn tại ở những khoảng nhiệt độ khác nhau

Trong giới hạn sinh trưởng của cây thì có khoảng nhiệt độ tối thích cho sựsinh trưởng, ở nhiệt độ đó sự sinh trưởng của cây xảy ra thuận lợi nhất, trên dướikhoảng nhiệt độ tối thích thi tốc độ sinh trưởng sẽ giảm so với khoảng nhiệt độ tốithích Ban ngày nhiệt độ cao thuận lợi cho cây quang hợp và tích lũy chất hữu cơ,ban đêm nhiệt độ hạ thấp sẽ hạn chế hô hấp và tiêu phí chất hữu cơ, giảm sự thoáthơi nước nên sinh trưởng nhanh hơn Sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm tạođiều kiện thuận lợi cho sự tích lũy tinh bột trong các cơ quan sinh sản và dự trữ như

củ khoai lang, khoai tây, củ sắn, hạt hòa thảo , do đó làm tăng năng suất mùa màng

2.1.2 Yếu tố độ ẩm môi trường

Ý nghĩa của nước đối với sinh vật: Sau nhân tố nhiệt độ, nước (độ ẩm) là mộtnhân tố sinh thái vô cùng quan trọng

Nước chứa trong cơ thể sinh vật một hàm lượng rất cao, từ 50 - 90% khối lượng

cơ thể sinh vật là nước, có trường hợp nước chiếm tỷ lệ cao hơn, tới 98% như ở một

số cây mọng nước, ở ruột khoang (ví dụ: thủy tức) Nước là nguyên liệu cho câytrong quá trình quang hợp tạo ra các chất hữu cơ Nước là môi trường hoà tan chất vô

cơ và phương tiện vận chuyển chất vô cơ và hữu cơ trong cây Nước tham gia vàoquá trình trao đổi năng lượng và điều hòa nhiệt độ cây trồng

2.1.3 Yếu tố về ánh sáng.

Ánh sáng là nguồn năng lượng cơ bản cho mọi hoạt động sống của thực vật, cóvai trò chi phối đến các yếu tố khí hậu khác, nhưng phân bố không đề trong khônggian và thời gian - Mỗi nhóm thích nghi với điều kiện chiếu sáng khác nhau

+ Nhóm cây ưa sáng mọc ở nơi trống trải có lá dày, màu xanh nhạt

+ Nhóm cây ưa bóng nhận ánh sáng khuyếch tán có lá mỏng màu xanh đậm+ Cây chịu bóng phát triển được ở những nơi giàu ánh sáng và nơi ít ánh sáng.

2.1.4 Yếu tố về gió.

Gió có ảnh hưởng rõ rệt đến nhiệt độ, độ ẩm của môi trường dẫn đến sự thayđổi thời tiết, ảnh hưởng đến sự thoát hơi nước của thực vật Gió có ảnh hưởng lớnđến cây trồng, gió là sự thể hiện của nhiệt độ, độ ẩm…

2.1.5 Phân bón.

Phân bón có ý nghĩa rất quan trọng trong đời sống của thực vật.nó khôngnhững có tác dụng làm cho cây sinh trưởng nhanh mà còn là nhân tố ảnh hưởng rấtlớn đến sự hình thành và phát triển cơ thể thực vật.Theo nhiều tài liệu trên thế giới,chí sử dụng phân bón chiếm 30% Việc kết hợp cân đối các nguồn phân, khả năngcung cấp của đất, thế thống canh tác, giống cây trồng, điều kiện thời tiết thích hợp sẽnâng cao hiệu quả sư dụng phân bón, giảm chi phí, nâng cao hiệu quả sản xuất, bảo

vệ môi trường sinh thái bền vững.Phân bón là các chất hữu cơ hoặc vô cơ chứa cácnguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng đươc bón trực tiếp vào đất hoặc hoàlẫn vào nước phun, xử lý hạt giống, rễ và cây con

Cây trồng cần cung cấp các chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển Cácchất dinh dưỡng này bao gồm các nguyên tố đa lượng, trung lượng, vi lượng và cácnguyên tố khoáng cần thiết cho cây, chúng đều có trong đất và được cây trồng hấpthụ qua hệ thống rễ Tuy nhiên số lượng các nguyên tố này đất không có khả năngcung cấp đủ cho cây trồng trong quá trình sinh trưởng, do đó phải bón phân bổ sung.Viêc bón phân cho cây trồng phải tiến hành thường xuyên và được chú trọng để tạođiều kiện cho cây sinh trưởng tốt và nâng cao sức sống cho cây trồng.

Bón phân cũng như những biện pháp kỹ thuật canh tác khác nhau, thườngkhông chỉ gây ra một tác động trực tiếp dẫn đến một kết quả nào đó mà thường cónhiều tác động lên các thành tố trong hệ sinh thái và có thể dẫn đến những kết quảkhác nhau Do đặc điểm của quá trình phản ứng dây chuyền và quá trình tiếp nhậncác tác động từ bên ngoài vào các hệ sinh thái mà có thể có những tác động rất mạnhnhưng không gây ra hiệu quả gì đáng kể, trong khi đó, có những tác động nhẹ nhàng,nhưng được nhân lên trong phản ứng dây chuyền và tạo nên những hiệu quả rất lớn.Bón phân hợp lý có thể không cần sử dụng những lượng phân bón mà có thể đạtđược hiệu quả rất cao

2.2 Tính toán thiết kế, bố trí hệ thống ống dẫn nước, vòi phun.

Áp lực cao, tầm phun xa

2.2.2 Tính toán bán kính phun của vòi.

1) Phân loại vòi phun

a) Theo nguyên lý làm việc, vòi phun mưa được chia thành hai loại chính sau:

- Vòi phun ly tâm: sử dụng cho máy phun mưa áp lực thấp và tầm phun gần;

- Vòi phun tia: sử dụng cho máy phun mưa áp lực lớn và tầm phun xa

b) Theo áp lực nước cho phép ở đầu vòi phun và bán kính tầm phun, vòi phunmưa được chia thành ba loại nêu trong bảng 1:

Bảng 1 - Thông số kỹ thuật chính của các loại vòi phun mưa thường được sử

dụng để tưới cho cây trồng cạn

Thông số kỹ

thuật

Vòi phun áplực thấp

Vòi phun áplực vừa

Vòi phun áplực cao

1 Áp lực làm

việc

( Mpa)

Từ 0,1 đến0,3

Căn cứ vào điều kiện thực tế tại vùng tưới và đặc điểm sinh học của loại câytrồng cần tưới mà lựa chọn loại vòi phun mưa phù hợp Bảng 2 quy định trị số H/dthích hợp đối với các loại cây trồng, trong đó H là áp lực nước đầu vòi phun và d làđường kính miệng vòi Đơn vị của H và d tính bằng mét (m).

Bảng 2 - Trị số H/d thích hợp đối với các loại cây trồng

2 Cây lương thực và cây công nghiệp  3 000

a) Xác định cường độ phun mưa

- Cường độ phun mưa ký hiệu là p, đơn vị là mm/h, được xác định như sau:

q là lưu lượng phun, m3/h, phụ thuộc vào loại vòi phun;

 là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ bố trí vòi phun (xem hình 1):

- Sơ đồ bố trí hình vuông:  = 1,57;

- Sơ đồ bố trí hình tam giác:  = 1,20;

- Sơ đồ bố trí hình chữ nhật:  = 1,81;

+) Xác định theo số liệu thực đo ngoài hiện trường:

Cường độ phun tại điểm phun thứ i:

p =

Δhh i

t

trong đó:

hi là độ sâu lớp nước đo được tại điểm i trên diện tích phun, mm;

t là thời gian phun, h;

Cường độ phun trung bình toàn khu tưới, ký hiệu là p , mm/h:

p = h t

trong đó h là độ sâu lớp nước bình quân đo được trên diện tích được tưới phun

mưa, mm

d) Cường độ phun mưa xác định theo 5.4.1không lớn hơn hệ số ngấm của đất

được tưới trong thời gian phun mưa và không vượt quá cường độ phun mưa chophép Cường độ phun mưa cho phép phụ thuộc vào đặc điểm của loại đất canh tác và

độ dốc địa hình khu canh tác, lấy theo quy định sau:

+) Với khu tưới có độ dốc mặt đất dưới 5 %:

e) Độ đồng đều của tưới phun mưa

Đánh giá mức độ đồng đều của tưới phun mưa theo công thức :Cu =

( 1− | Δhh|

h )

Trong đó:

Cu (%): là hệ số đồng đều Hệ số Cu trung bình cho cả khu tưới không nhỏ hơn

75 % và cho từng hàng phun không không nhỏ hơn 85 %

h (mm): là độ sâu lớp nước phun tại các điểm đo, xác định theo công thức:

| Δhh| là chênh lệch bình quân ở các điểm đo, mm:

f) Sơ đồ bố trí vòi phun

Tuỳ thuộc điều kiện cụ thể của khu tưới mà lựa chọn một trong các sơ đồ bố trísau (xem hình 1):

- Tốc độ gió dưới 1,5 m/s : áp dụng sơ đồ a (kiểu tam giác);

- Tốc độ gió từ 1,5 m/s đến 3,5 m/s : áp dụng sơ đồ b (kiểu hình vuông);

- Tốc độ gió từ 3,5 m/s đến dưới 5,0 m/s: áp dụng sơ đồ c hoặc sơ đồ d;

- Tốc độ gió từ 5,0 m/s trở lên : ngừng tưới

a: Khoảng cách giữa hai vòi phun;

b: Khoảng cách giữa hai hàng phun

(ống tưới)

R: Bán kính tầm phun mưa;

Hình 1 - Các sơ đồ bố trí vòi phun mưa

g)Số vòi phun cần thiết để tưới và thời gian tưới của một lần tưới

N =

Q

q

trong đó:

q là lưu lượng của một vòi phun, m3/h;

Q là lưu lượng cần tưới, m3/h:

Q = 10.p.F

p là cường độ phun mưa, mm/h;

F là diện tích khu tưới được tưới đồng thời, ha

- Thời gian phun mưa t của mỗi lần tưới xác định theo công thức

t = I/p

trong đó I là mức tưới mỗi lần, mm.

h) Khoảng cách giữa các vòi phun

Khoảng cách a giữa các vòi phun phụ thuộc vào sơ đồ bố trí vòi phun và bán kính tầm phun mưa của vòi phun, xác định như sau:

Các đường ống nhánh và đường ống tưới bố trí theo diện tích khu tưới (thườngvuông góc với đường ống chính), đặt sâu dưới mặt đất từ 50 cm đến 60 cm

Các đường ống chờ nên bố trí cao hơn so với mặt đất Chiều cao của đường ốngchờ phụ thuộc vào chiều cao lớn nhất của loại cây trồng được tưới Khoảng cách giữacác đường ống chờ phụ thuộc vào sơ đồ bố trí vòi phun và bán kính tầm phun mưacủa vòi phun, xác định theo 5.8 Đường ống chờ phải được định vị cố định để chốngrung lắc trong quá trình phun

4) Tính toán thủy lực đường ống

Sơ đồ bố trí mạng lưới đường ống phụ thuộc vào điều kiện địa hình và quy môcủa khu tưới, hệ thống đường giao thông của vùng tưới, đường sản xuất bố trí trongkhu tưới và cảnh quan môi trường khu vực vùng tưới

Tính thủy lực đường ống phải đảm bảo các khu vực trong vùng tưới được tướiđồng đều, tổn thất giữa điểm đầu và điểm cuối đường ống không vượt quá phạm vicho phép, áp lực nước tại các đầu vòi phun không được chênh lệch nhau quá 10 %.Căn cứ vào hình dạng và diện tích khu tưới để tính toán xác định chiều dài,đường kính các loại đường ống cấp nước

Căn cứ vào điều kiện địa hình khu tưới và phân bố cây trồng trong vùng tưới đểlựa chọn biện pháp tưới luôn phiên hay tưới đồng thời, xác định quy mô diện tíchđược tưới và thời gian tưới của mỗi lần tưới Lưu lượng tưới thiết kế của vùng tướiđược tính theo số lượng vòi phun hoạt động đồng thời

Tổng tổn thất cột nước trong đoạn đường ống tính toán được xác định theo côngthức

Htt = Hd+Hc+ Hdh

Trong đó:

+ Htt là tổng tổn thất cột nước trong đường ống tính toán, m;

+ Hd là tổn thất dọc đường, m, xác định theo công thức : Hd = S x L

+ S là hệ số tổn thất, m/km, tính theo công thức tính của Unicef như sau:

+ Hcd là độ cao địa hình tại vị trí tim cửa vào của đường ống, m;

+ Hcc là độ cao địa hình tại vị trí tim cửa ra của đường ống, m