Huong dan thiet ke he thong tuoi nho giot

Hướng dẫn thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt 2017 (phần 2)

Hướng dẫn thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt 2017 (phần 2)
5 (100%) 4 votes

Như trong bài viết trước, chúng tôi đã giới thiệu với các bạn tổng quan về cách thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt hiu quả dựa trên các tính toán chi tiết đi từ loại cây trồng, loại đường ống nhỏ giọt, loại ống nhỏ giọt, đường ống phụ, ống chính và máy bơm.

Hôm nay, chúng tôi xin tiếp tục cùng các bạn tính toán và phân tích chi tiết từng bước làm để có một bản thiết kế hoàn chỉnh

>>Hướng dẫn thiết kế chi tiết hệ thống tưới nhỏ giọt (phần 1)

>>Hướng dẫn thiết kế chi tiết hệ thống tưới nhỏ giọt (phần 2)

>>Hướng dẫn thiết kế chi tiết hệ thống tưới nhỏ giọt (phần 3)

Bước 1: Tổng hợp các thông tin về khu vực trồng

Thu thập và phân tích thông tin trước khi thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt

  • Như chúng tôi đã đề cập trong phần 1, việc thu thập thông tin khu vực triển khai để lên bản thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt rất quan trọng.
  • Trong trường hợp ví dụ dưới đây chúng tôi giả định việc triển khai hệ thống tưới nhỏ giọt này trên một diện tích đất khá lý tưởng, khu vực trồng là bằng phẳng (độ dốc là 0%)
  • Nguồn nước sát khu vực trồng và không phải xử lý trước khi đưa vào hệ thống tưới cho cây trồng
  • Nguồn điện đủ và ổn định để vận hành hệ thống bơm tưới

Thông tin cơ bản của khu vực trồng được mô tả dạng layout như dưới đây:

Sơ đồ khu vực trồng dự kiến

Sơ đồ khu vực trồng dự kiến

  • Tổng diện tích trồng 120×120~14,400m2 (1.44ha)
  • Nguồn nước sẵn sàng tại khu vực trồng, sử dụng giếng khoan với độ sâu khoảng 8m
  • Loại cây trồng: Rau
  • Khoảng cách giữa tâm của 2 luống (b) là: 1.52m

Khoảng cách lỗ nhỏ giọt và giữa hai đường ống

Khoảng cách lỗ nhỏ giọt và giữa hai đường ống

  • Khoảng cách lỗ nhỏ giọt (a): 40cm (loại inline)
  • Nguồn điện 220v, đảm bảo ổn định. Sử dụng máy phát dự phòng với công suất hỗ trợ > 4HP, trên thị trường loại phổ thông trên 6.5HP, giá khoảng 2.5tr. Chúng tôi chỉ tư vấn thiết kế và triển khai hệ thống tưới nhỏ giọt, hệ thống điều khiển kiểm soát trồng không bán máy phát điện các bạn nhé

Bước 2: Tính toán lượng nước yêu cầu của cây trồng

Tính toán tổng lượng nước cần

  • Như giả định trên, chúng ta chọn cây trồng là rau với lượng nước yêu cầu là 12 (Lit/Mtr/Day). Thông tin về lượng nước cho cây trồng với các loại khác nhau bạn tham khảo theo phụ lục đính kèm.
  • Trên cơ sở diện tích trồng, chúng ta sẽ tính được tổng lượng nước cần để tưới 1.44ha như sau: Tổng diện tích là 14,400m2/ khoảng cách giữa các đường ống nhỏ giọt là 1.52m do đó tổng đơn vị mtr quy đổi: 14,400/1.52 = 9,474 mtr
  • Tổng lượng nước cần cung cấp mỗi ngày: 9,474 mtr x 12 lit/mtr/day = 113,684 lit/day

Huong dan thiet ke he thong tuoi nho giot

Bước 3: Lựa chọn loại nhỏ giọt

Trồng rau và dải luống, do đó khoảng cách ống phù hợp là 40cm (phụ thuộc vào loại rau trồng có thể dày hơn, trong trường hợp này chúng tôi chọn loại phổ biến là 40cm). Sử dụng đường ống loại inline để tiết kiệm chi phí

Bước 4: Lựa chọn loại đường ống nhỏ giọt 12mm hay 16mm (lateral line) và tính toán thời gian tưới phù hợp

Lựa chọn đường ống nhỏ giọt 12mm hay 16mm

  • Như trên bản vẽ layout, chiều rộng của khu vực trồng là 120m. Do đó, chúng ta phải chia khu vực trồng làm 2 phần (mỗi phần 60m, chia nhỏ hơn nữa sẽ cần nhiều ống mainline và submain line hơn nữa, không hiệu quả về mặt đầu tư) vì mỗi loại đường ống 12mm hay 16mm đều có kích thước tối đa có thể kéo dài như trong phụ lục đính kèm. Với khoảng cách lỗ 40cm loại inline có các lựa chọn như sau:
    • Ống nhỏ giọt 16mm có 2 lựa chọn loại 2lit/h có chiều dài tối đa là 82m; 4lit/h có chiều dài tối đa là 52m
    • Ống nhỏ giọt 12mm có 2 lựa chọn loại 2lit/h có chiều dài tối đa là 49m; 4lit/h có chiều dài tối đa là 31m
  • Như vậy chỉ có loại ống nhỏ giọt 16mm với khoảng cách lỗ 40cm và 2lit/h là đáp ứng với yêu cầu diện tích, chiều dài và công suất.
  • Thông tin tóm tắt:

Huong dan thiet ke he thong tuoi nho giot

Tính toán thời gian cần tưới cho hệ thống tưới nhỏ giọt

  • Để xác định thời gian tưới dựa trên lượng nước yêu cầu và loại ống nhỏ giọt đã chọn ta cần tính lượng nước cần cho mỗi mtr cần tưới
  • Khoảng cách lỗ nhỏ giọt 0.4m, như vậy 1 đơn vị mtr sẽ có: 1/0.4 = 2.5 lỗ nhỏ giọt tương đương với 2.5x2lit/giờ = 5 lit mtr/ giờ
  • Lượng nước yêu cầu cho cây rau là 12 lit mtr/day, do đó thời gian cần tưới cho mỗi cây trồng là: 12/5 = 2.4 giờ mỗi ngày.

Huong dan thiet ke he thong tuoi nho giot

  • Như vậy, chúng ta đã xác định được thời gian cần tưới cho mỗi mtr với yêu cầu là 12 lit mtr/day là 2.4h tương đương 2 giờ 24 phút.
  • Câu hỏi đặt ra là sẽ thực hiện bơm đồng loạt cho toàn bộ diện tích hay phải chia nhỏ khu vực tưới. Để giải quyết vấn đề này chúng ta phải phân tích 3 nhân tố ảnh hưởng tới việc chia khu vực hay tưới đồng loạt
    • Thứ nhất: Nguồn điện và thời gian cho 1 ngày tưới tại khu vực trồng, thực tế bạn không thể bơm 24/7 cho toàn bộ khu vực trồng được. Do đó, trong trường hợp này chúng tôi giả định và thực tế cũng chỉ hoạt động bơm 8h/ngày. Với 8h/ngày thì bạn chỉ có thể chia tối đa khu vực thành 8h/2.4h=3.3 khu vực (3 khu vực)
    • Thứ hai: Chiều dài của đường ống lateral đã chọn ở trên (ống PE 16mm, 2 lít/giờ, khoảng cách lỗ nhỏ giọt 0.4m) có chiều dài tối đa 82m và lượng nước hao hụt là 2mtr.
    • Thứ ba: Công suất bơm phổ biến và chi phí đầu tư tăng thêm nếu sử dụng bơm công suất cao hơn. Hiện nay trên thị trường phổ biến mức công suất 250-500lit/phút ~ 15,000-30,000 Lít/giờ và đảm bảo hút được ở độ sâu như giả định 8m. Tổng lượng nước giải phóng qua đường ống nhỏ giọt: 9,474 mtr x 2lit/giờ x 0.4m = 47,370 lit/giờ, với công suất 15,000-30,000 lít/giờ thì cần tối thiểu: 47,370/30,000 = 2.6 đến 47,370/15,000 = 3.15 lần (khoảng 3 lần)
  • Với nguồn lực và mức đầu tư như trên, chúng ta chia khu vực tưới thành 3 phần với 3 lần bơm khác nhau.

Bước 5: Lựa chọn đường ống phụ (submain line)

  • Như đã tính toán ở trên, số khu vực bơm được ngắt làm 3 khu vực khác nhau. Công suất yêu cầu đối với đường ống phụ: 47,370/3 = 15,790 lít/giờ = 4.39 lit/giây
  • Tham chiếu phụ lục đính kèm, với yêu cầu lưu lượng nước như trên chúng ta sẽ có lựa chọn cho đường ống phụ như sau:
  • Ống nhựa PVC kích thước đường ống 63mm, tỷ lệ hao hụt là 2mtr
  • Tổng chiều dài của khu vực trồng là 120m, mỗi đường ống cần: 120m/3 = 60m

Bước 6: Lựa chọn đường ống chính (Main line)

  • Lưu lượng nước trên đường ống chính phụ thuộc vào đường ống phụ, theo tính toán trên tốc độ này là 4.39 lít/giây. Tham chiếu bảng phụ lục, xác định lựa chọn đường ống chính như sau:
  • Đường ống chính bằng nhựa PVC size 75mm, tỷ lệ hao hụt là 18mtr trên 1000m đường ống. Tổng chiều dài đường ống chính: 2*120/3 = 80m + chiều dài từ nguồn: 120/2 = 60m, tổng chiều dài: 80m+60m = 140m
  • Tỷ lệ hao hụt trên đường ống này: 140×18/1000 = 2.52mtr
Sơ đồ thiết kế đường ống tưới nhỏ giọt 1.44ha

Sơ đồ thiết kế đường ống tưới nhỏ giọt 1.44ha

Bước 7: Lựa chọn máy bơm

  • Lưu lượng nước cần thiết theo yêu cầu là 4.39 lít/giây, tỷ lệ này cần phải tính toán với tỷ lệ hao hụt trên từng đường ống đã tính toán ở trên.
  • Công suất bơm = công suất cần (4.39) x tỷ lệ hao hụt / 45
  • Tổng tỷ lệ hao hụt:
    • Hao hụt tại ống nhỏ giọt (lateral line): 2 mtr
    • Hao hut tại ống phụ: 2 mtr
    • Hao hụt tai ống chính: 2.52 mtr
    • Hao hụt tại bộ lọc rác (xem bảng tham chiếu): 2 mtr
    • Hao hụt tại bộ lọc cát (xem bảng tham chiếu): 5 mtr
    • Hao hụt tại bộ lọc đĩa (xem bảng tham chiếu): 3 mtr
    • Hao hụt tại các điểm đấu nối chuyển đổi đường ống (xem bảng tham chiếu): 1 mtr
    • Độ sâu của nguồn nước: 8 mtr
    • Tổng hao hụt vận hành trên toàn hệ thống: 10 mtr
  • Tổng hao hụt: 2+2+2.52+…= 35.52 mtr
  • Công suất bơm = (4.39 x 36)/45 = 3.51 HP (4HP)

(Còn tiếp …)

Hướng dẫn thiết kế chi tiết hệ thống tưới nhỏ giọt (phần 3)

  • Lập lịch bơm hàng ngày
  • Phương pháp điều chỉnh lượng nước theo chu kỳ của cây
  • Tích hợp hệ thống điều khiển tưới chính xác
  • Những lưu ý khi điều tiết dinh dưỡng tự động

 

Cảm ơn bạn,

Bản quyền nội dung thuộc HMK FARM


Huong dan thiet ke he thong tuoi nho giot

Hướng dẫn thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt 2017

Hướng dẫn thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt 2017
4.5 (90%) 4 votes

Như bài viết trước về hướng dẫn thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt 2017 chúng tôi đã hứa sẽ giới thiệu với các bạn một bài viết về hướng dẫn thiết kế lưu lượng nước hệ thống tưới nhỏ giọt và làm thế nào để có một bản thiết kế tưới nhỏ giọt tối ưu

Phương pháp thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt hiện nay

Hiện nay, việc ứng dụng tưới nhỏ giọt công nghệ Israel ở Việt Nam đang được thực hiện một cách rất nhanh và rộng. Hầu hết các vựa cafe, tiêu, cây ăn quả như cam, quít, bưởi … đều sử dụng công nghệ này và nó đã giúp cho người lao động đỡ vất vả hơn rất nhiều.

Tưới nhỏ giọt cho cây thanh long

Tưới nhỏ giọt cho cây thanh long

Tuy nhiên hầu hết người dùng đầu tư cho hệ thống này tự phát hoặc theo các đơn vị lắp đặt mà chưa có những tính toán đầy đủ. Điều này dẫn đến chi phí đầu tư cao, thậm trí lãng phí nguồn đầu tư và nguồn nước tưới.

Tại sao lại vậy, thật đơn giản tại sao bạn sử dụng ống nhựa pvc cho các trục chính, tại sao bạn dùng ống có kích thước phi 60 mà không dùng ống phi 34 hay 32? Tại sao các đường ống phụ submain line bạn dùng ống hdpe 25 hay 20 hay 16 mm? Tại sao bạn sử dụng ống nhỏ giọt (inline) mà không phải (online) với các loại cây khác nhau.

Tưới nhỏ giọt dạng inline hoặc online

Tưới nhỏ giọt dạng inline hoặc online

Nếu không hiểu rõ bản chất của hệ thống này, bạn sẽ đầu tư một cách lãng phí nguồn lực. Bao gồm chi phí đầu tư ban đầu như ống chính, ống phụ, hệ thống dây và đầu nhỏ giọt cũng như bơm, van và thậm chí là lượng nước tiêu thụ cho cây.

Nếu bạn không xác định được lượng nước cung cấp cho cây trồng hàng ngày là bao nhiêu thì bạn không thể thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt tối ưu được. Đúng vậy, bạn phải tính toán cần bơm bao nhiêu giờ cho một ngày với bơm công suất bao nhiêu HP…

Tất cả điều này đều phụ thuộc vào yếu tố đầu tiên, loại cây trồng của bạn là gì? Cây này cần bao nhiêu lít nước mỗi ngày? Trong từng giai đoạn của cây, lưu lượng nước có thay đổi không? Để tính được với các loại cây trồng này, chúng ta có thể tham khảo các chuyên gia về nông nghiệp, các kỹ sư, nhà cung cấp giống và đương nhiên trong bài viết này chúng tôi cung cấp cho các bạn một bản phụ lục về các loại cây trồng phổ biến mà tại đó có tính toán chi tiết lượng nước tiêu thụ hàng ngày

Phương pháp tính lưu lượng nước cho hệ thống tưới nhỏ giọt

Có rất nhiều phương pháp khác nhau, tuy nhiên trong khuân khổ bài viết chúng tôi xin giới thiệu các bạn một phương pháp đơn giản và dễ hiểu nhất. Tính toán lượng nước ngược, nghĩa là đi từ điểm cuối cây trồng bạn cần tưới và tính toán ngược ra các thông số cần thiết cho hệ thống đường ống, máy bơm để từ đó quyết định sử dụng kích thước đường ống và máy bơm hợp lý.

Như đã nêu trên, mục tiêu chính của thiết kế này

  • Để đạt được hiệu quả sử dụng nước và vận chuyển cao hơn.
  • Tối ưu hóa cả chi phí ban đầu lẫn chi phí vận hành.
  • Thiết kế hệ thống hiệu quả lâu dài và hiệu quả cao.
  • Đáp ứng, thoả mãn các yêu cầu của sử dụng

Các yếu tố ảnh hưởng tới thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt

Để có 1 bản thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt tối ưu, đặc biệt là các khu vực trồng có diện tích lớn, độ dốc khác nhau chúng ta cần khảo sát rất kỹ các yế tố ảnh hưởng tới hệ thống tưới bao gồm:

  • Địa hình khu vực trồng, yếu tố này ảnh hưởng khá nhiều tới việc thiết kế hệ thống tưới. Tại Việt Nam, địa hình đồi núi chiếm tỷ lệ cao nếu việc triển khai hệ thống tưới cần phải tính toán độ dốc để có thể đi đường ống hợp lý, vị trí bể nước hay khu vực bơm tối ưu nhất.
  • Nguồn nước, đây là yếu tố then chốt nhất ảnh hưởng tới việc thiết kế tưới. Với các nguồn nước sạch thì quá trình bơm và xử lý nước sẽ đơn giản hơn so với các khu vực nước lẫn nhiều tạp chất.
  • Nguồn điện, do nhu cầu tưới cho cây là hàng ngày và sử dụng bơm đẩy hoặc bể chứa để tưới do đó nguồn điện đủ và ổn định là rất quan trọng. Với hệ thống tưới và điều tiết dinh dưỡng tự động từ các chương trình quản lý trên máy tính thì nguồn điện đủ và ổn định càng quan trọng hơn nữa. Do đó, khi thiết kế hệ thống bạn cần lưu ý vấn đề này để có thêm nguồn dự phòng nếu cần thiết
  • Các yếu tố về cây trồng như: loại cây trồng, khoảng cách trồng, độ tuổi của cây (ngắn ngày, dài ngày), hướng hàng cho cây, yêu cầu về nguồn nước tại các thời kỳ cao điểm
  • Với các nông trang các yếu tố về khí hậu, điều kiện mưa, lượng hơi nước, độ ẩm
  • Các thông tin chi tiết về loại đất (đất cát, set, bazan, đất thịt, phù sa …)
  • Các thông tin khác như nguồn bơm, đường ống hiện có để tái sử dụng

Các bước cơ bản để thiết kế một hệ thống tưới nhỏ giọt hiệu quả

  • Bước 1: thu thập các thông tin ảnh hưởng như trên
  • Bước 2: tính toán lượng nước yêu cầu theo cây trồng
  • Bước 3: tính toán và lựa chọn loại nhỏ giọt và thời gian tưới
  • Bước 4: Thiết kế và lựa chọn ống lateral
  • Bước 5: Thiết kế và lựa chọn ống submain line
  • Bước 6: Thiết kế và lựa chọn ống main line
  • Bước 7: Lựa chọn máy bơm

(Còn tiếp …)

Hướng dẫn thiết kế chi tiết hệ thống tưới nhỏ giọt (phần 1)

Hướng dẫn thiết kế chi tiết hệ thống tưới nhỏ giọt (phần 2)

HMK FARM biên soạn


Nông nghiệp công nghệ cao Israel

Nghiệp công nghệ cao của Israel 95% khoa học, 5% lao động

Nghiệp công nghệ cao của Israel 95% khoa học, 5% lao động
5 (100%) 2 votes

Ngày nay nông nghiệp công nghệ cao Israel được thế giới đánh giá rất cao, ở đây 95% thành quả nông nghiệp là khoa học công nghệ, chỉ còn 5% là người lao động. Israel là quốc gia được biết đến là nơi sử dụng công nghệ, khoa học tối đa và ít sử dụng công sức con người. Quốc gia này chỉ có 2% dân số đất nước làm nông nhưng tạo ra nông sản đến 12% lượng hàng hóa để dùng trong nước và xuất khẩu.

Ứng dụng khoa học công nghệ giúp Israel đặt năng suất cao trong nông nghiệp

Với đặc thù, sự khó khăn về diện tích đất trống ở Israel, phần lớn diện tích là sa mạc khô hạn, người Israel đã dùng những ứng dụng khoa học để khử mặn đât, công nghệ hệ thống tưới nhỏ giọt hiệu quả, thậm chí còn nuôi được cả cá ngay trên sa mặc cằn cỗi. Đây chính là sự phát triển đột phá mà các nước cần học hỏi.

Hệ thống tưới nhỏ giọt

Đây là một phát minh làm nên sự thành công của nông nghiệp công nghệ cao của Iseael, kỹ thuật tưới cung cấp cho cây cối đồng thời giúp tiết kiệm nguồn nước rất nhiều. Đây là hình thức tưới trực tiếp vào rễ cây dưới dạng nhỏ từ từ chậm, vừa đủ, để nước từ từ ngấm vào đất và cây, hệ thống này được hoạt động dưới cơ chế điều tiết áp lực từ nước của các đầu nhỏ giọt được gắn chìm trong ống dẫn nước hoặc lắp từ bên ngoài ống.

Thiết bị tưới nhỏ giọt này sử dụng hệ thống đường dẫn zigzag, giúp cho lưu thông tại các đầu tưới được đảm bảo sự đều, vừa đủ, là một trong những phát minh giúp tiết kiệm từ 50-70% lượng nước để tưới so với nông nghiệp thông thường, lượng nước và lượng phân bón được chuyển đến rễ cây giúp cây được hấp thụ phân bón, nước tốt, giảm thiểu sự lãng phí về phân bón và nguồn nước.

Hệ thống điều khiển, đo nhiệt độ, đo độ ẩm

Với nhiệt độ bên ngoài ngày càng khắc nhiệt, người Israel đã xây dựng nên trồng cây trong nhà kính và hệ thống đo nhiệt độ, đo độ ẩm, dùng để xem nhiệt độ có phù hợp với cây cối phát triển hay không, cần điều chỉnh thì tăng nhiệt độ hoặc giảm nhiệt độ.

Toàn bộ nền nông nghiệp công nghệ cao của Israel đều được hoạt động một cách tự động, không cần nhiều sức của con người. Kể cả khâu thu hoạch, làm sạch, đóng gói… dẫn đến tiết kiệm chi phí, ngân sách, sức khỏe mà hiệu quả năng suất cực kỳ cao, đáp ứng được nhu cầu của thị trường trong nước và xuất khẩu.

Hệ thống nhà kính

Israel là một trong những quốc gia đầu tiên phát triển hệ thống nhà kính thông minh, có độ bền cao, thích ứng được với các điều kiện khí hậu khắc nhiệt. Kết cấu các sản phẩm nhà kính với các loại vật liệu mới giúp điều tiết và kiểm soát tốt nhiệt độ, độ ẩm không khí và ánh sáng. Hệ thống được kết nối và điều tiết thông qua hệ thống điều khiển trung tâm tạo ra môi trương sinh thái ổn định cho cây trồng phát triển

Phát triển được nông nghiệp công nghệ cao ở Việt Nam, chúng ta cần có sự quy hoạch đất đai, áp dụng những công nghệ cao về giống cây, hệ thống tưới tiêu, chăm sóc cây cối, đồng thời cần quan tâm đến chất lượng nhân lực, không phải ai cũng có thể biết dùng hệ điều khiển tự động, hệ thống tưới tiêu tự động.

Chính vì vậy ngoài công nghệ, đất đai, Việt Nam cũng phải quan tâm đến con người, vốn để nền nông nghiệp công nghệ cao phát triển theo kịp với các nước khác.

HMK Farm tổng hợp và biên soạn