- Khi độ dốc theo chiều dọc bé, mặt đất trên dải tưới kém bằng phẳng và có dốc theo chiều ngang dải, nước được tưới vào phía cao của chiều rộng dải theo một rãnh tưới bố trí dọc theo dải và bờ ngăn nước.
- Trên địa hình độ dốc không đáng kể, nước chảy khó khăn, để tránh tình trạng biến thành tưới ngập khi nước phải di chuyển trên dải tưới dài, thì dọc hai bên dải tưới đều có hai rãnh tưới với các cửa tháo nước vào cả hai phía
3.2.3.3. Kỹ thuật tưới dải.
Trong kỹ thuật tưới dải cần chú ý đến kích thước dải.
- Chiều rộng dải phải phù hợp với chiều rộng làm việc của máy kéo và máy nông nghiệp trên đồng ruộng. Mặt khác, phải phù hợp với địa hình để làm sao cho độ sâu lớp nước trên chiều rộng dải không chênh lệch quá 2 – 3 cm.
- Chiều dài dải thay đổi tuỳ theo độ dốc của địa hình, tính thấm nước và tình trạng bề mặt của đất; có thể từ 40 – 150 m.
- Vận tốc nước chảy trên phải không vượt quá 0,2 m/s và lưu lượng cho 1 m chiều rộng dải tưới thay đổi từ 3 - 6 l/s.
Trong điều kiện cụ thể, có thể tính toán sơ bộ các yếu tố kỹ thuật tưới như sau:
- Thời gian tưới được tính theo công thức: t = ( ) m 1/ 1 -
m: Tiêu chuẩn tưới biểu thị bằng lớp nước (m).
k0: Tốc độ thấm nước trung bình trong thời gian đầu (m/h)
: Chỉ số biểu thị sự giảm dần tốc độ thấm nước của đất.
Sau khi ngừng tưới, nước còn lại trên dải tưới phải chảy xuống cuối dải thì vừa thấm hết tiêu chuẩn tưới. Muốn như vậy trong thời gian tưới t, nước phải chảy một đoạn x phù hợp với phương trình sau:
(l - x) m = U . hx - (1 - x) hx
(l - x) m: lượng nước phải thấm xuống đoạn (l - x) sau khi ngừng tưới đúng theo tiêu chuẩn tưới đã định.
Uhx - lượng nước trữ trên đoạn x sau khi ngừng tưới với chiều sâu lớp nước ở đầu dải h (m) cuối đoạn
x = 0 và hệ số điều chỉnh U = .
(1 - x) hx: lượng nước trữ trên đoạn x sau khi ngừng tưới và tiếp tục chảy xuống đoạn (l - x). Từ đó ta có giá trị của x:
x =
Chiều sâu lớp nước ở đầu dải tưới được tính theo công thức: h = (m)
q: Lượng nước chảy vào đầu dải tưới (m3/s)
c: Hệ số lưu tốc phụ thuộc vào độ dốc dải i và mức độ bằng phẳng của dải thay đổi từ 15 i - 40 i .
- Vận tốc nước chảy trên dải tưới: V = c . h . (m/s)
3.2.4 Tưới phun mưa.
3.2.4.1. Khái niệm chung
Tưới phun mưa thực hiện được bằng cách dùng các thiết bị máy bơm và máy phun hút nước từ kênh mương, hồ ao phun lên thành những hạt nước giống như hạt mưa rơi xuống đất.
Tưới phun mưa đạt được những ưu điểm sau:
- Có thể tưới được ở những ruộng có độ dốc tương đối lớn mà không cần san phẳng đất, hiệu suất lao động trong công tác tưới cao.
- Có tác dụng tốt đối với sinh lí cây trồng vì rửa sạch bụi, hạ thấp nhiệt độ mặt lá, làm tăng cường quá trình đồng hoá của cây.
- Làm ẩm đất đồng đều nhưng tiết kiệm được một nửa lượng nước tưới so với phương pháp tưới trên mặt đất.
2 3 4 5 mh m + h(U - 1 + ) q c
- Có thể dùng tiêu chuẩn tưới nhỏ để tưới mát trong những ngày nóng bức, làm giảm nhiệt độ và làm tăng độ ẩm không khí gần mặt đất dẫn đến giảm bớt bốc hơi bề mặt đất, tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng của cây trồng.
- Giảm bớt diện tích xây dựng mương tưới, có thể dùng ống dẫn nước di động thay thế cho việc xây dựng hệ thống tưới trên đồng ruộng, không gây trở ngại cho cơ giới hoá trên đồng ruộng.
Tưới phun mưa chỉ đạt được những ưu điểm trên khi kỹ thuật phun mưa tốt, chủ yếu là cường độ gây mưa (độ sâu lớp nước mưa rơi trong 1 đơn vị thời gian, mm/ph) và đường kính hạt mưa.
- Cường độ mưa thích hợp trên đất nặng thấm nước kém là 0,1 - 0,2 mm/ph, đất thịt trung bình 0,2 - 0,3 mm/ph, đất thịt nhẹ là 0,5 - 0,8 mm/ph. Cường độ mưa lớn thì độ sâu thấm nước càng giảm và sớm xuất hiện dòng chảy trên mặt đất. Định mức tưới càng lớn thì cường độ mưa phải nhỏ.
- Đường kính hạt mưa có ảnh hưởng đến chất lượng gây mưa. Đường kính hạt mưa không nên lớn hơn 1 mm và khối lượng không quá 0,5 mg. Đường kính hạt mưa lớn làm tổn thương các bộ phân non của cây, làm đất bị phân tán, rửa trôi và xuất hiện dòng chảy trên mặt đất dẫn đến tiêu chuẩn tưới phải bé, thời gian tưới phải rút ngắn lại.
3.2.4.2. Các loại máy phun và yêu cầu kỹ thuật.
- Hệ thống máy phun mưa áp lực thấp (phun gần).
Máy phun mưa áp lực thấp còn gọi là máy phun gần. Bộ phận chính của máy phun mưa này là một ống phun, còn gọi là cánh phun. Trên cánh phun có đục lỗ để lắp các vòi phun. Có 2 kiểu vòi phun, vòi phun ly tâm và vòi phun tia.
Nước từ lỗ phun ra vòi với một áp lực nhất định, đập vào đỉnh hình chóp và bật trở lại thành những giọt mưa phân bố trên một diện tích tưới hình tròn.
+ Khi dùng vòi phun ly tâm để tưới thì vòi phun bố trí cách nhau 4 – 12 m trên cánh phun. Vòi phun ly tâm do Liên Xô cũ sản xuất thường có lưu lượng từ 0,4 - 2 l/s với cột nước 6 – 20 m, bán kính phun 5 – 10 m. Trong khi tưới cánh phun được lắp cố định trên ống phân phối nước. Diện tích có thể tưới là một hình chữ nhật bao quanh các diện tích tưới hình tròn của các vòi phun.
Thời gian t cần thiết để tưới xong tiêu chuẩn tưới ở mỗi vị trí phun mưa được xác định theo công thức.
t = (s)
m: Tiêu chuẩn tưới biểu thị bằng lớp nước (m) L: Chiều dài cánh gây mưa (m)
b: Chiều rộng diện tích tưới (m)
: Hệ số tiêu hao và bay hơi trong lúc mưa lấy khoảng 5 – 15 % tiêu chuẩn tưới.
q: lưu lượng máy (1/s)
103: Hệ số quy đổi m3 l 103 . m (1 + ) L . b q
+ Khi dùng vòi phun tia để tưới, vòi phun được bố trí tương đối dầy trên cánh phun, cách nhau từ 0,4 – 1 m. Đường kính của lỗ vòi phun tia 1 - 2,5 mm, phun được lưu lượng là 0,016 - 0,04 l/s. Trong khi tưới cánh phun có thể quay được sang phải và trái theo một góc nhất định chung quanh trục của cánh phun. Nước sẽ được tưới sang hai bên và diện tích được tưới là một hình chữ nhật dọc hai bên cánh phun. Khi tưới xong vị trí này thì chuyển sang vị trí khác.
Các loại máy phun mưa của Liên Xô (cũ) theo hình thức trên mang nhãn hiệu KDY. Các loại máy KDY có nhược điểm là tốn nhiều công tháo lắp để di chuyển các ống dẫn nước, phân phối nước, cách phun trong khi tưới, nên năng suất tưới thấp. Để khắc phục nhược điểm này, Viện nghiên cứu thuỷ lợi Matxcơva đã cải tiến thành hệ thống công - xôn gần lưu động. Vòi phun được gắn trên một dàn công - xôn, đặt trên máy kéo cùng với máy bơm. Máy kéo di chuyển dọc theo bờ kênh tưới, đồng thời máy bơm hút nước ở kênh bơm vào vòi phun để phun nước tưới cho dải đất dọc bờ kênh ngay trong khi máy kéo di chuyển. Loại máy này mang nhãn hiệu DM,DD.
+ Nếu gọi V là tốc độ máy kéo (m/h), chiều dài cánh công - xôn a, chiều dài kênh tưới l, lưu lượng tưới của vòi phun q (l/s), hệ số tổn thất nước , mức tưới m (m3/ha).
Thì diện tích cần phải tưới là 2 al và lượng nước cần phải tưới cho diện tích đó là:
Mct = (m3)
Trong một lần chạy từ đầu kênh đến cuối kênh máy phun sẽ tưới được một lượng nước là:
M1lần = . 60 . 60 (m3)
Như vậy số lần máy kéo phải đi từ đầu kênh đến cuối kênh với tốc độ V để tưới được mức tưới m sẽ là:
n = :
n =
- Hệ thống máy phun mưa áp lực cao.
Đặc điểm của loại máy này là dựa vào áp lực lớn để phun ra những cột nước mạnh, đi xa. Vòi phun nằm nghiêng, quay xung quanh trục thẳng đứng. Vòi phun nối trực tiếp với khoá nước của ống nước có áp lực cao. Vòi quay quanh trục nhỏ vào chân vịt lắp cuối vòi hoặc nhờ sức nước phun ra đập vào tay quay.
m (1 + ) . 2 . a . l 104 q . l 103 . V m (1 + ). 2al 104 ql . 60 . 60 103V m (1 + ). aV 1,8 . 104q
Mỗi phút vòi quay xung quanh trục thẳng đứng từ 0,33 - 1 lần, cự ly phun xa từ 40 – 120 m, diện tích tưới mỗi vị trí có thể 4000 - 10.000 m2. Vì vậy, cần áp lực cao khi phun.
Để đảm bảo nước phân phối đều khi tưới trên toàn bộ diện tích, ngoài vòi phun chính (phun xa) có bố trí thêm một hoặc hai vòi phun phụ (phun gần).
Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống phun mưa
2 4 3
7 8 6
1 5
Mặt bằng
Máy bơm Máy phun mưa Mưa
Ống dịch chuển Ống đẩy cố định
Mặt đứng
Hình 5 : Sơ đồ bố trí hệ thống phun mưa
1- Nguồn nước tưới 2- Máy bơm và động cơ
3- Đường ống chính 4- Van đóng mở
5- Đường ống nhánh 6- Đường ống phun
7- Vị trí vòi phun 8- Diện tích được tưới phun
Nhờ tác dụng quay vòng của vòi phun nên nước phun xuống ở mỗi vị trí không liên tục, cường độ mưa bình quân không lớn, do đó giảm nhẹ được khuyết điểm của cường độ mưa hữu ích lớn, cột nước phun rất mạnh, dễ phá hoại kết cấu đất, gây dòng chảy trên bề mặt, gẫy cành lá non, cây nhỏ.
Bán kính hiệu quả của vòi phun là 39 m. Có 2 cách bố trí vòi phun: Theo hình vuông và theo hình tam giác. Bố trí theo hình tam giác có lợi hơn vì diện tích tưới hữu ích tăng 20 – 30 % so với cách bố trí hình vuông và mưa phân bố đều đặn hơn.
Hình 6: Máy gây mưa áp lực cao đang làm việc.