آبیاری هوشمند

[masi eng 47044]

طراحی سیستم آبیاری هوشمندبحث کمبود آب و کاهش آن، یکی از بزرگ‌ترین مشکلات کنونی بشر است. این مساله در کشورهایی که در مناطق گرم و خشک قرار دارند بیشتر قابل لمس و درک است. این در حالی است که ما همه‌روزه شاهد استفاده بیش از نیاز و غیراصولی آب و انرژی هستیم. بخش زیادی از مصرف آب در تمام کشورها مربوط به بخش کشاورزی است اما بیشتر کشاورزان و باغداران، راه صحیح و زمان مناسب آن را آبیاری خود اعمال نمی‌کنند.از این‌رو، محققان و پژوهشگران تبریزی بهنام پیرزاده پیرویردلو و مجید قلی‌پور شتین راهکار و طرح جدیدی ارائه کرده‌اند که می‌تواند از مصرف بی‌رویه و غیراصولی آب جلوگیری کند. گفتگوی جام‌جم را با بهنام پیرزاده بخوانید:

چه شد که به فکر اختراع سیستم جدید آبیاری افتادید؟

در هر روش آبیاری چه نوین و چه سنتی زمان آبیاری مزارع از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. بسیاری از محصولات کشاورزی به دلیل کم آبی یا بی‌آبی از بین می‌روند و دلیل عمده این مشکل کاهش رطوبت خاک و نرسیدن آب بموقع به محصول است.هر ساله به دلیل کم آبی یا آبیاری زیاد که هر دو ناشی از غفلت کشاورزان و ناآگاهی آنها از میزان رطوبت مورد نیاز برای رشد گیاه است بسیاری از محصولات از بین می‌رود و منابع آبی و انسانی زیادی به هدر می‌رود.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

از این‌رو درصدد برآمدیم طرحی ارائه کنیم که علاوه بر صرفه‌جویی در مصرف آب که امروزه مهم‌ترین نگرانی مسوولان است به‌طور دقیق رطوبت خاک مزارع و وضعیت آب و هوا را تخمین بزنیم و با کنترل هوشمند آبیاری در مواقع مورد نیاز آبیاری کنیم.

مشکلات آبیاری‌های قطره‌ای و بارانی چیست؟

روش قطره‌ای از نظر اقتصادی مناسب نیست؛ زیرا اگر قرار باشد یک هکتار زمین کشاورزی را به سیستم آبیاری قطره‌ای مجهز کنیم، به هزاران متر کابل و چند مخزن آب نیاز داریم. با وجود این، در صورت آسیب دیدن شبکه خسارات زیادی به بار می‌آیدو اگر کابل مسدود شود، این سیستم کارایی خود را از دست می‌دهد.

از سوی دیگر هنگام شخم زدن زمین باید شبکه جمع‌آوری و دوباره نصب شود که مستلزم هزینه بالایی است. هنگام انتقال آب در شبکه کابلی دمای آن بالا می‌رود و هنگام خروج، آب تبخیر شده و هدر می‌رود. نوع دیگر آبیاری، آبیاری بارانی است.

مهم‌ترین مشکل این روش این است که هنگام پخش شدن آب در هوا، سطح آزاد آب افزایش می‌یابد و در نتیجه قسمت قابل توجه آن تبخیر می‌شود.

همچنین یک قطعه زمین به مساحت بالغ بر یک هکتار به چندصد فواره و چند نفر نیاز است تا فواره‌های آب را جابه‌جا کنند که همین مساله به نیروی انسانی زیاد و زمان قابل توجهی نیاز دارد. مشکل سوم مصرف انرژی زیاد برای پخش آب در سطح وسیع است. ولی در روش نوینی که ما برای آبیاری طراحی کرده‌ایم ۲ مشکل قبلی آبیاری را حل کرده است.

این طرح به چه شکلی کار می‌کند؟

در این طرح، با کمک گرفتن از حسگرهای رطوبت‌سنج و بررسی وضعیت آب و هوا از طریق هواشناسی، رطوبت خاک و احتمال بارش باران را تخمین زده‌ایم و با حل مشکلات پیش آمده آبیاری هوشمند مزارع را امکان‌پذیر کرده‌ایم. با قابلیت برنامه‌پذیر بودن این طرح، هر کشاورز می‌تواند ضمن تعیین زمان دقیق و میزان رطوبت مورد نیاز برای هر گیاه، آبیاری مزارع خود را در ساعت مشخص و در صورت کمبود رطوبت انجام دهد و حتی می‌تواند با استفاده از اطلاعات هواشناسی محاسبه احتمال بارش باران، آبیاری را به تاخیر بیندازد که این باعث به هدر نرفتن آب می‌شود و کشاورزان می‌توانند شرایط مطلوب را جهت به ثمر رسیدن محصولات خود فراهم کنند.

نحوه عملکرد این سیستم هوشمند چگونه است؟

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

پس از نصب کامل دستگاه کاربرد آن به ۲ شیوه صورت می‌گیرد. اولین روش می‌توان با استفاده از رایانه داده‌های مربوط به قسمت‌های مختلف مزرعه را به صورت دستی به واحد مرکزی کنترل وارد کرد و زمان‌های مشخص را برای آبیاری انتخاب کرد و سیستم براساس زمان‌های تعیین شده، موتور را به حرکت درمی‌آورد و آبی که از طریق واتر پمپاژ می‌شود، با میله افقی متحرک سوراخ‌دار روی زمین زراعی ریخته می‌شود و سیستم با استفاده از داده‌های موجود می‌تواند دور موتور را تنظیم کند و به این وسیله می‌توان قسمت‌های مختلف را به اندازه مورد نیاز آبیاری کرد.

روش دوم که بسیار راحت‌تر از روش قبل است، اطلاعات به‌وسیله حسگرها و ایستگاه‌های هواشناسی جمع‌آوری و با استفاده از شبکه ارتباطی داده‌ها به واحد کنترل مرکزی ارسال می‌شود و این واحد به صورت هوشمند داده‌ها را پردازش می‌کند و زمان و دور موتور را برای آبیاری انتخاب کرده و در زمان مقرر، سیستم به صورت خودکار و بدون دخالت نیروی انسانی به شکل روش اول شروع به آبیاری می‌کند.

مزایای این سیستم چیست؟

کاهش مشکلات کشاورزان در زمینه آبیاری، هوشمند کردن آبیاری، استفاده بهینه از باران و هدر نرفتن آب، کاهش هزینه‌های مربوط به آبیاری و کشاورزی، افزایش بازده محصول، صرفه‌جویی در انرژی، منابع و نیروی انسانی، حذف نظارت برای اندازه‌گیری و تشخیص میزان رطوبت خاک، آبیاری بموقع محصولات و کاهش ضررهای ناشی از عدم آبیاری بموقع، تامین آب کافی برای ادامه زندگی گیاه در مواقع نیاز گیاه، حذف آبیاری زودهنگام مزارع کشاورزی،تنظیم ارتفاع مناسب برای جلوگیری از تبخیر سطح و صدمه زدن به گیاهان، کاهش مصرف انرژی، نظارت از راه دور، استفاده از فناوری بی‌سیم، استفاده از زرورق در لوله پخش آب برای جلوگیری از گرم شدن لوله انتقال آب، حذف مشکلات مربوط به سیستم آبیاری قطره‌ای و بارانی از جمله این مزایا به شمار می‌روند.

اجزای این سیستم چیست؟

کنترل مرکزی دارای ۲ بخش عمده سخت افزاری و نرم‌افزاری است و اجزای آن شامل بخش مرکزی، ایستگاه پمپاژ، ایستگاه هواشناسی،شبکه رطوبت و دماسنجی، مدار محافظتی و مدار ارتباطی است.

جام جم