tema 7 lp irigatii 2016.pdf

7/25/2019 Tema 7 LP Irigatii 2016.PDF

http://slidepdf.com/reader/full/tema-7-lp-irigatii-2016pdf 1/12

1

TEMA 7 IRIGAREA CULTURILOR HORTICOLE

Sistemul de irigaţii reprezintă suprafaţa de teren amenajată cu construcţii, instalaţii şiechipamente prin care se captează debitele necesare din sursa de apă, se asigură transportul şidistribuţia apei la plante conform graficului udărilor şi asigură colectarea şi evacuareasurplusului de apă.

Irigaţiile constituie ansamblul lucrărilor de îmbunătăţiri funciare prin care se asigură aprovizionarea controlată cu apă a solului, în cantităţi suplimentare faţă de cele primite înmod natural prin precipitaţii, la nivelul cerinţelor plantelor, în vederea obţinerii producţiilormari şi calitativ superioare.

Nevoia de apă a plantelor se stabileşte pe baza bilanţului apei din sol care ia înconsideraţie intrările şi ieşirile de apă din sol pe o anumită perioadă de timp şi pe o anumită suprafaţă :

∑ +=+++ ETRO R AmP R f f vi

Ri – rezerva de apă a solului la începutul perioadei de vegetaţie (sau la începutulperioadei când se execută determinarea), m3 /ha;

Pv – suma precipitaţiilor utile din perioada de vegataţie, m3 /ha;Σ m – suma normelor de udare, m3 /ha;Af - aportul de apă din pânza freatică, în cazul bilanţului cu circuit deschis, m3 /ha;Rf - rezerva finală la sfârşitul perioadei, m3 /ha;ETRO – evapotranspiraţia reală optimă în perioada de vegetaţie, m3 /ha;

7.1. Regimul de irigaţie

Prin regimul de iriga ţ ie al unei culturi se înţelege ansamblul de măsuri şi criteriitehnice prin care se determină cantitatea şi momentul aplicării apei de irigaţiei, în raport cucaracteristicile solului, condiţiile hidrogeologice, climă, particularităţile culturii şi aleagrotehnicii acesteia.

La proiectarea amenajării de irigaţie, proiectantul trebuie să determine corectelementele regimului de irigaţiei, în funcţie de care se va dimensiona schema hidrotehnică aamenajării de irigaţie.

Date necesare pentru stabilirea regimului de irigaţie:1.

Grosimea stratului activ de sol – H → (m)Stratul activ de sol reprezintă grosimea stratului de sol în care se dezvoltă masa

principală a rădăcinilor şi care variază în funcţie de plantă, sol şi zona naturală H = 0,50 – 0,8 m (pentru culturi legumicole)

2. Consumul de apă al culturilor – ETRO (mm)Consumul de apă al plantelor legumicole prezintă valori foarte diferite datorită

unor particularităţi ale acestor plante .

Exemplu:Tomate timpurii

25 m3 /ha consum zilnic la începutul perioadei de vegetaţieconsum maxim: 55 – 60 m3 /ha – la sfârşitul lunii iunie

Ardeiul gras – consumul creşte zilnic de la 25 m3 /ha (luna mai) la 50 m3 /ha(luna iulie)Varză de toamnă: 15 – 20 m3 /ha la începutul perioadei de vegetaţie la 55 -60 m3 /ha în fazade consum maxim

Plante cu consum redus de apă: Ceapa, usturoiul, morcovul, pătrunjelul, etc.



2

3. Precipita ţ iile medii utile lunare din perioada de vegeta ţ ieSe determină cu relaţia:

Pv = 10 δ x P (m3 /ha)δ - coeficient de folosire a precipitaţiilor de vară:δ - 0,80 – stepă uscată δ - 0,82 – stepă moderată δ - 0,75 – silvostepă δ - 0,76 – zona de tranziţie la zona forestieră P – precipitaţii medii lunare multianuale, cu asigurarea de 80%, mm.

4. Aportul de apă din pînza freatică Se folosesc date tabelare care se referă la valori aproximative din perioada de

vegetaţie, pentru diferite adâncimi ale nivelului freatic, pentru principalele categorii texturalede sol şi pentru două situaţii diferite de umiditate (an arid, an umed).

5. Rezerva de apă a solului la înfiin ţ area culturii (rezerva ini ţ ial ă )Valorile se prezintă tabelar în funcţie de cultură şi zona pedoclimatică pe adâncimea

activă de 1,5 m.

6.

Rezerva de apă a solului la sfârşitul perioadei de vegeta ţ ie a culturii (rezerva

final ă )Valorile se prezintă tabelar.

STABILIREA ELEMENTELOR REGIMULUI DE IRIGARE

Elementele regimului de irigaţie sunt: bilanţul apei în sol; norma de irigaţie; norma deaprovizionare; norma de spălare; momentul aplicării udării; intervalul dintre udări; schemaudărilor; debitul specific de udare (hidromodulul de irigaţie), graficul udărilor (necoordonat şicoordonat).

Stabilirea cantităţii de apă necesare creşterii şi dezvoltării plantelor regimului deirigaţie se determină prin calculul următoarelor elemente specifice:

1.

Norma de udare netă: m , (m3 /ha), (mm/ha)

m – reprezintă cantitatea de apă distribuită pe suprafaţa de 1 ha, cultivat cu oanumită plantă şi care se administrează solului la o singură udare:

mn = 100 H Da (CC - Pmin) m3 /ha

H – adâncimea stratului de sol activ, m.Pentru culturile legumicole H = 0,4 – 0,8 m

Da – densitatea aparentă, t/m

3

sau g/cm

3

Constanta fizică ce depinde de textură şi structură.CC – capacitatea de câmp pentru apă. Cantitatea de apă care stochează în sol

spaţiul capilar (apa circulă după legile gravitaţiei). În spaţiul lacunar, (apacirculă după legile gradientului hidraulic) se exprimă în %.

Pmin – plafonul minim al solului, reprezintă limita inferioară a umidităţii uşoraccesibile plantelor, se exprimă în %.

IUA – intervalul umidităţii active, alcătuit din :CC – plantele conservă energie aproape neglijabilă când nivelul apei

se află aproape de CCCO - când nivelul apei ajunge la CO - planta se ofileşte ireversibil



3

Producţiile sunt sigure şi constante când apa se află între CC şi Pmin. Analiza

plafonului minim trebuia f ăcută în corelaţie cu textura solului:Pentru determinarea plafonului minim se folosesc relaţiile (se calculează în funcţie de

textura solului):T.G. : Pmin = CO +3/4 (CC-CO) %T.M. : Pmin = CO + ½ (CC-CO) %

T.U. : Pmin = CO + ¼ (CC-CO) %

Deoarece culturile legumicole sunt mari consumatoare de apă şi au un sistem radicularsuperficial este necesar să se distribuie cantit ăţ i mici de apă la intervale mici de timp.

Astfel, plafonul minim din relaţia normei de udare se calculează indiferent de texturasolului cultivat cu relaţia:

Pmin = CO +3/4 (CC-CO) %

2. Norma brută:

c

nb

mm

η = (m3 /ha; mm/ha)

ηc – randamentul udării în camp, cu valori ale ηc = 0,8 – 0,9

3.

Numărul de udări recomandat fiecărei culturi

Se recomandă în funcţie de cultură şi de zona pedoclimatică. Se stabileşte în funcţie derecomandările şi cercetările întreprinse în cadrul staţiunilor de cercetări legumicole;

4. Norma de irigaţie: M - m3 /ha; mm/ha

Norma de irigaţie reprezintă cantitatea de apă care se administrează unei culturilegumicole pe suprafaţa de 1 ha pe toată perioada de vegetaţie.

M = mb x Nr udări (m3

/ha)

5. Durata de aplicare a udării, TReprezintă nr. de zile în care trebuie aplicată udarea pe toată suprafaţa cultivată cu o

cultură anume.Pentru legume: T = 6-10 zile

6.

Intervalul dintre udări, Ti Reprezintă timpul scurs între data declanşării unei udări şi data începerii udării

următoare.Ti – mai poartă şi denumirea de timp de revenire

7.

Data aplicării udărilorSe poate determina cu o relaţie de calcul care are la bază Ri, Pmin, ETRO, P , dar pentru

culturile legumicole data aplicării udărilor trebuie să ţină seama de momentele critice pentruapă în creşterea şi dezvoltarea fiecărei specii cultivate . Se cunoaşte însă că o plantă trece prinmai multe faze de vegetaţie. Este obligatoriu să se administreze o cantitate anume de apă atunci când planta trece printr-o astfel de fază critică.

La stabilirea acestor date de declanşare a udărilor se va avea în vedere data de înfiinţarea culturii respective, precum şi de momentul desfiinţării culturii.



4

Temă (7.1.): Se cere să se stabilească regimul de iriga ţ ie la 2 culturi legumicole.

Datele regimului de iriga ţ ie pentru cele două culturi legumicole se prezint ă în tabelul

nr.7.1.

Tabel nr.7.1.

Elementele regimului de irigare al culturilor legumicole din asolament

Nr.crt.

CulturaHm

mm3 /ha

mb

m3 /haNr.deudări

Mm3 /ha

Tzile

Ti

zileData aplicării

udărilor1.2.3.4...1.2.3.

4...

7.2. Elementele tehnice ale udării prin aspersiune

Udarea prin aspersiune reprezintă acea metodă prin care apa este distribuită plantelor

sub forma picăturilor, imitând ploile.

Ploile artificiale se realizează cu dispozitive speciale numite aspersoare.

Din punct de vedere constructiv, aspersoarele se deosebesc prin următorii parametrii:

-

raza de stropire, R, metri;

-

Ih – intensitatea medie de stropire, denumită şi pluviometric orară, mm/oră

- Ih = înălţimea stratului de apă distribuit de un aspersor într-o schemă dată pe durata

de funcţionare;

-

debitul aspersorului : Qa, m3 /ha

- presiunea de lucru a aspersorului: H→ m.c.a., reprezintă presiunea de lucru cu

care funcţionează un aspersor în condiţii normale de lucru;

- diametrul duzei, ∅ →mm reprezintă orificiul calibrat prin care este distribuită apa

de către aspersor

-

fineţea ploii şi uniformitatea de udare.

În tehnica udării prin aspersiune se acordă o importanţă deosebită alegerii

aspersorului. Prin această acţiune se înţelege totalitatea demersurilor care se fac pentru ca în



5

anumite condiţii date să se aleagă cel mai bun aspersor astfel încât se se asigure distribuţia

normei de udare în cele mai bune condiţii.

O normă de udare este corect aplicată atunci când cea mai mare cantitate de apă

corespunzătoare normei ajunge în profilul de sol, la rădăcinile plantelor.

Alegerea aspersorului se face în funcţie de:

-

textura solului;

-

caracteristicile plantelor;

-

zona pedoclimatică.

Condiţia de bază în alegerea aspersorului o reprezintă distribuţia de către aspersor a

normei de udare care trebuie să se infiltreze în sol (stratul activ de sol) f ără a produce efecte

negative (băltirea sau scurgerea apei la suprafaţa solului).

Această condiţie se realizează atunci când viteza de infiltraţie stabilizată a apei în sol

este mai mare sau cel mult egală cu intensitatea de udare realizată de aspersor la funcţionarea

în schema de lucru:

Vinf ≥Ih (mm/h)

Tipuri de aspersoare şi alegerea acestora

Aspersoarele se aleg astfel încât să asigure pulverizarea în atmosferă a unei ploi care să

se poată infiltra în sol fară să producă exces de apă şi care să nu exercite o acţiune mecanică

dăunătoare asupra plantelor irigate, ceea ce se asigură printr-o anumită fineţe a ploii.

Ploile realizate de aspersoare pot fi:

- grosiere-

fine-

foarte fine

Tipuri de aspersoare utilizate:

-

ASJ – 1 M – Aspersor cu şoc de joasă presiune cu un singur jet, modernizat

-

ASJ – 1 - Aspersor cu şoc de joasă presiune cu un singur jet

-

ASM1 – aspersor cu şoc de medie presiune, cu un singur jet- ASM2 - aspersor cu şoc de medie presiune, cu două jeturi

-

AJR – 1 aspersor cu jet rezonant, de joasă presiune, cu un singur jet

Instalaţii folosite pentru udarea prin aspersiune:

- I.I.A. – instalaţie de irigare prin aspersiune

-

I.I.A.M. - instalaţie de irigare prin aspersiune modernizată



6

Parametrii de funcţionare ai aspersorului sunt redaţi sub formă de fişe (tabele) de

testare, din care se obţine şi schema de lucru la aplicarea udării.

Schema de lucru: d1 x d2 - arată distanţa dintre două două aspersoare succesive pe

instalaţia de udare (d1) şi dintre poziţii de lucru ale instalaţiei (d2). (fig.7.1.).

Fig.7.1. Schema de lucru a unei instalaţii de udare

Valorile uzuale ale parametrilor d1 şi d2 :

d1 = 12 ; 18 ; 24 ; 30 (m)

d2 = 12 ; 18 ; 24 ; 30 (m)

în care : d1 = distanţa dintre două aspersoare

d2 = distanţa dintre două instalaţii de udare

După alegerea aspersorului se verifică schema de udare. Verificarea constă în

stabilirea calităţii ploii realizate şi anume prin valoarea coeficientului de pulverizare (indice

de pulverizare Kp).

H K p

φ = (mm/m.c.a.)

φ - diametrul duzei, mm

H – presiunea de lucru a aspersorului (m.c.a.)

O ploaie fină /semifină recomandată pentru culturile legumicole se asigră atunci când

Kp< 0,3.

DIMENSIONAREA ECHIPAMENTRULUI DE UDARE

Echipamentul de udare se dimensionează prin stabilirea următoarelor elemente:

1. Lungimea instala ţ iei de udare (aripă de udare):

2)1( 1

1d

d n La +−= (m)



7

n – nr. de aspersoare care funcţionează simultan pe aripa de udare

d1 – distanţa dintre 2 aspersoare

21d

- distanţa de la primul aspersor până la punctul de racordare a echipamentelor la

reţeaua de aducţiune (hidranţi)

2. Numă rul de aspersoare pe o instala ţ ie de udare, se determină cu relaţia:

Qaspersor

Qechipn =

în care : Qechip.= 50 - 60 m3 /ha

Verificarea lungimii echipamentului de udare

Din punct de vedere hidraulic verificarea se poate face prin 2 criterii de bază:1. criteriul debitului:

n x Qasp ≅ Q instalaţiei ( echipamentului)

2. criteriul presiunii de lucru: Condiţia ca pe lungimea unui echipament să se realizeze

uniformitatea de stropire este ca între presiunile primului şi ultimului aspersor să nu existe o

diferenţă > 20%. Acestea reprezintă pierderile admisibile de presiune care se exprimă prin

coeficientul de uniformitate , Ku:

Ku = 0,2 H (m.c.a)

Pierderile de presiune reale se calculează cu relaţia:

Pr = La x Ja x Cr (m.c.a)

în care: La – lungimea aripii de udare

Ja – pierderea unitară de presiune pe conducta de udare

Cr – coeficient de reducere a pierdeilor de sarcină, stabilit în funcţie de numărul

de aspersoare

Presiunea corespunzătoare de funcţionare a instalaţiei de udare se asigură când este

îndeplinită inegalitatea :

Pr ≤ Ku

3. Calculul lungimii totale a echipamentului de udare:

Lu = La +2

1 D (m)



8

Temă (7.2.): Cunoscând că instala ţ ia folosit ă pentru aspersiune este I.I.A.M., iar

aspersorul, ASJ – 1 M, se cere să se stabilească următoarele elemente tehnice ale ud ării prin

aspersiune. :

1. Elementele tehnice ale aspersorului ASJ – 1 M ales pentru irigarea culturilor din

zona …………. . Aceste date se prezintă în tabelul nr.7.2. :

Tabelul nr.7.2.

Elementele tehnice ale aspersorului ASJ – 1 M

Ih

mm/h

Schema de

lucru d1 x d2

H

m.c.a

Qasp.

m3 /h

φ

mmKp

2. Lungimea aripii de udare: La

3.

Verificarea lungimii aripii de udare, La (după cele două criterii)

4.

Calculul lungimii udate de o instalaţie de udare: Lu = La+2

1 D (m)

7.3. Amenajarea interioară a plotului de irigaţie

In sistemele de irigaţii apa este trasportată prin canale până la staţiile de punere sub

presiune (SPP) care deservesc suprafaţa unui plot de irigaţie. Staţia de punere sub presiune

preia apa din canalul de alimentare şi o trimite sub presiune prin reţeaua de conducte

îngropate până la antenele prevăzute cu hidranţi. La hidranţi se branşează echipamentul de

udare prin aspersiune care distribuie apa la plante.

In funcţie de presiunea la care SPP trimite apa în conductele îngropate se deosebesc

sisteme de irigaţie de joasă presiune (P = 3 - 4 daN/cm2), în care se aplică udarea pe brazde şi

sisteme de irigaţie de înaltă presiune (P = 6 - 7 daN/cm2) în care se irigă prin aspersiune.

Se pot amenaja şi sisteme de udare bivalente în care se pot utiliza ambele metode de

udare în funcţie de necesităţile exploatării terenului.

Proiectarea reţelei de conducte îngropate pentru udarea prin aspersiune

In practica curentă se utilizează schema ramificată pentru amenajarea interioară a

plotului de irigaţie (fig.7.2.).



9

Fig.7.2. Reţea de conducte subterane ramificată

Organizarea udării prin aspersiune a unei sole

Pentru organizarea udării prin aspersiune este necesar să se stabilească următoarele

elemente:

1.

Timpul de funcţionare într-o poziţie a aripii (instalaţiei) de udare:

h f

I

mbT

10= ore

în care: mb – norma brută de udare, m3 /ha

Ih – intensitatea medie de stropire a aspersorului mm/h

2.

Numărul de cicluri zilnice = numărul de poziţii de udare în 24 ore

21 t t T

T Nc

f

u z

++=

în care: Tu – timpul de udare într-o zi, Tu =16-20 ore

Tf – timpul de funcţionare într-o poziţie, ore

t1 + t2 =2 ore mutare manuală

t1 = tm – timpul de mutare

t2 = tz = timpul de zvântare

3. Numărul de mutări totale = numărul mutări pe durata unei udări

NT = Ncz x T

T – durata udării, zile, T = 6 – 10 zile

4. Suprafaţa udată de o aripă (instalaţie) într-o poziţie:

Sa1 = Lu x d2 (m2)



10

în care: Lu – lungimea de udare, m

d2 – distanţa dintre 2 aripi de udare, m

5.

Suprafaţa udată de o aripă de udare într-o zi:

Sa/zi = Sa/1 x Ncz x 10-4 (ha)

6.

Suprafaţa udată de o aripă pe durata de udare, T

Sa/T = Sa/zi x T (ha)

7. Calculul numărului de aripi (instalaţii) de udare care funcţionează simultan pe o

antenă

T a

A

S

S Na =

în care: AS - suprafaţa desevită de o antenă = suprafaţa solei, ha

T

aS - suprafaţa deservită de o aripă (instalaţie) de udare pe durata T

AS = LA x 2Lu x 10-4 (ha)

La – lungimea antenei, m

Lu – lungimea de udare a aripii de udare, m

8. Calculul debitelor pe antenă:

Debitul pe antenă reprezintă debitul necesar pentru a asigura norma de udare tuturor

instalaţiilor care funcţionează simultan pe antenă.

Debitul pe antenă se calculează astfel încât antena să poată transporta debitul necesar

irigării culturii cu norma de udare cea mai mare.

Debitul se poate calcula cu relaţia:

aripă A Qaripinr Q ⋅⋅= .1

η (m3 /h l/s)

η = randamentul de udare; η = 0,9 – 0,95

Qaripă = Nr. aspersoare x Qasp (m3 /h)

Pentru o exploatare raţională a echipamentelor de udare este necesar ca acestea să se

amplaseze cât mai raţional astfel încât să se poată reduce forţa de muncă necesară pentru

aplicarea udărilor. Pentru mutarea echipamentului de udare se pot utiliza următoarele tipuri de

scheme: lungitudinală, transversală şi în suveică.



11

Dacă antenele sunt proiectate telescopic, debitul pe antenă se poate calcula pe

tronsoane în funcţie de numărul de instalaţii de udare care funcţionează simultan pe fiecare

tronson, după modelul următor:

QATR I = QA (m3 /h, l/s)

QATR II = QAtr.I – 2 x Qaripă

QAtr III = QAtr.II – 2 x Qaripă

9.

Dimensionarea antenei

Dimensionarea antenei constă în stabilirea următoarelor elemente:

- diamentrul conductei / şi a tronsoanelor

-

viteză de curgere a apei în conductă

-

pierderi de sarcină (presiune) lineare pe conductă /tronsoane de conductă.

Dimensionarea se execută grafic pe baza diagramelor corespunzătoare

materialelor din care sunt realizate conductele: metal şi mase plastice

Pentru a efectua dimensionarea este necesar să se cunoască următoarele

elemente:

- debitul pe care-l transportă conducta/sau tronsonul de conductă

- intervalul vitezei optime de curgere a apei în conducte:

v = 1,5 – 2,5 m/s

-

materialul din care este confecţionată conducta

10. Calculul presiunilor

Presiunea la hidrant

PH = Pa + ∆h1 + ∆h2 +∑h (m.c.a)

în care: Pa - presiunea de lucru a aspersorului corespunzătoare parametrilor tehnici de

funcţionare ale acestuia, (m.c.a.)

∆h1 - pierderile liniare de presiune ce se produc pe lungimea echipamentului,

(m.c.a.)∆h1 = Pr (pierderi reale) = La x Ja x Cr (m.c.a.)

∆h2 - pierderi de presiune pe lungimea conductelor de legătură

∆h2 = LCL x JC.J. (m.c.a)

LCL - lungimea conductei de legătură, m

JC.J. – pierderi unitare pe conducta de legătură, m/m

∑h – totalitatea pierderilor locale ce apar la îmbinările conductelor:



12

- diferenţa cotă aspersor-priză 2,0 m.c.a- racord rapid aspersor, accesorii (cot, teu) 0,8 m.c.a- vană hidrant 3,44 m.c.a- priză aspersor 0,01 m.c.a

∑h = 6,3 m.c.a

Presiunea pe antenă

PA = PH + LA x JA (m.c.a)

Dacă debitele sunt calculate pe tronsoane at. şi pierderile de presiune este necesar să se

determine pentru fiecare tronson în parte, şi atunci presiunea din capătul amonte al antenei va

fi o însumare a tuturor pierderilor de presiune (pe toate tronsoanle) până în acel punct:

PA = PH + ∑(LTA x JTA) (m.c.a)

Temă (7.3.): S ă se organizeze aplicarea ud ărilor prin aspersiune pe o solă cu

suprafa ţ a de până la 100 ha ocupat ă de cultura cu consumul cel mai mare de apă şi cu ponderea cea mai mare din asoloament.

Pentru această solă să se determine elementele tehnice ale irigaţiei prin aspersiune :

- calculul suprafeţelor specifice-

determinarea numărului de echipamente- stabilirea poziţiilor de start ale echipamentelor de udare- debitul antenei- dimensionarea antenei- presiunea la hidrant şi pe antenă

tema 7 lp irigatii 2016.pdf

Documents