Hiện nay, ở nước ta có rất nhiều phương pháp tưới cho cây trồng. Tuoinongnghiepvn tổng hợp một số phương pháp tưới truyền thống như sau:
1 - Tưới thủ công: dùng thùng tưới, gánh, xách nước tưới cho từng gốc trên đồng.
2 - Tưới bằng dây mềm: dùng ống nhựa mềm có gắn bơm tưới để phun nước vào gốc cây.
Hai phương pháp tưới hoàn toàn thủ công hoặc bán thủ công và ai cũng biết làm, nhưng tốn nhiều công sức và khó có thể áp dụng cho diện tích tương đối lớn.
3 - Tưới theo rãnh: xẻ các mương [rãnh] nhỏ dọc theo hàng cây, xả nước vào đầu rãnh, nơi cao nhất cho nước tự chảy đến cuối hàng cây [nơi thấp nhất].
Để tăng hiệu quả của phương pháp này, người ta đánh rãnh phụ vòng quanh gốc cây, đường kính rãnh vòng này lớn hay nhỏ tùy thuộc vào tuổi cây [theo tán cây], nối vào rãnh chính để nhận nước.
Phương pháp tưới rãnh giảm chi phí mua ống dẫn nước, nhưng hàng năm phải tu bổ, nạo vét rãnh, các rãnh này còn gây khó khăn cho máy móc di chuyển trên đồng ruộng.
4 - Tưới phun mưa:
Có thể chia phương pháp tưới này thành 2 cách tưới:
4.1 - Tưới phun mưa dùng bét tưới: Phương pháp tưới này, người ta dùng máy bơm và hệ thống ống có gắn bét tưới phân bổ đều trên đồng ruộng. Máy bơm đẩy nước theo đường ống và thoát ra ở đầu bét tưới, làm bét tưới xoay vòng, tạo ra vùng tưới như trời mưa cung cấp nước tưới cho cây trồng. Với phương pháp này, cần tính toán cự ly giữa các bét tưới sao cho bán kính tưới của các bét tưới giao nhau để không cây trồng nào bị bỏ sót khi tưới.
Phương pháp tưới phun mưa dùng bét tưới thường chỉ phù hợp cho tưới cỏ sân gôn, sân bóng đá, tưới rau và hoa màu trồng dày. Khi ứng dụng trên đất trồng cây lâu năm trồng thưa dễ phát sinh cỏ dại giữa các hàng cây và nhiều khi dòng nước chảy tràn lan gây xói lở đất.
Phương pháp tưới phun mưa dùng bét tưới hao phí nhiều nước, ngoài lượng nước cung cấp cho cây trồng, nước còn chảy tràn trên đất gây lãng phí; ngoài ra, giá thành đầu tư hệ thống này cũng không phù hợp với túi tiền của nông dân.
4.2 - Tưới phun tia: cũng giống như tưới phun mưa ở trên, nhưng thay vì dùng bét tưới, người ta đặt ống dẫn nhỏ đi sát hàng cây; tại mỗi gốc cây, đưa ra ống nhựa mềm để cung cấp nước cho từng gốc cây.
Tưới phun tia là phương pháp tưới tiết kiệm nước, không gây xói mòn đất và giá thành đầu tư cũng phù hợp với nông dân nên chúng ta sẽ bàn kỹ hơn về phương pháp này ở phần sau.
5 - Tưới nhỏ giọt: Đây là sáng chế của người Israel và là phương pháp tưới hiện đại, cực kỳ tiết kiệm nước tưới và có thể cho vận hành suốt ngày đêm nhưng vẫn không làm ngập úng, ảnh hưởng đến hô hấp của bộ rễ.
Với phương pháp tưới nhỏ giọt: Dùng máy bơm cấp nước hoặc có thể dùng bồn chứa nước [độ cao tối thiểu 3m] nước được cung cấp từ bồn chứa sẽ được dẫn theo đường ống chính, tỏa ra các đường ống phụ rồi theo các đường ống nhánh đi xuyên qua các hàng cây.Tại mỗi gốc cây [hoặc theo từng cự ly cố định] sẽ cuốn những dây nhỏ giọt 6mm có thiết kế những lỗ nhỏ cung cấp nước nhỏ giọt rất chậm [khoảng 1-2 lít/h] liên tục cung cấp nước cho cây trồng.
Tuy là công nghệ hiện đại nhưng phương pháp tưới nhỏ giọt cũng chưa đến được với nông dân do giá thành xây dựng hệ thống này còn cao, đòi hỏi có kỹ thuật tương đối để vận hành và do các ống nhánh là ống nhựa mềm nên phải đi nỗi trên mặt đất, dễ bị chuột bọ cắn phá, trâu bò dẫm đạp gây hư hại. Mặt khác, tuy có bộ lọc gắn ở sau bơm nước, nhưng khi vận hành, hệ thống này cũng hay bị tắc nghẽn do rêu, cặn bã bám kín lỗ cấp nước.
6 - Tưới ngầm: phương pháp tưới ngầm cũng tương tự tưới nhỏ giọt, nhưng thay vì cho nước nhỏ từng giọt trên mặt đất, người ta dùng loại băng lưới dày quấn quanh, nước ngấm qua lớp lưới lọc này và thấm vào đất, gần gốc cây.
Phương pháp tưới ngầm cũng có những ưu nhược điểm gần giống phương pháp tưới nhỏ giọt nhưng do đường ống nhánh đi ngầm dưới đất nên tránh khỏi bị chuột bọ, trâu bò phá hại.Tưới ngầm cũng dễ bị tắc nghẽn hơn tưới nhỏ giọt và khi đã bị tắc, xử lý phức tạp hơn.
Giáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================Chương 4:KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC--- oOo --4.1CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN4.1.1 Một số định nghĩa ban đầuLiên quan đến tưới nước cho cây trồng, ta có một số định nghĩa cơ bản sau:•••Phương pháp tưới [irrigation methods]: là cách thức nhân tạo được lựa chọn nhằm đưanước từ nguồn đến vị trí canh tác cây trồng.Kỹ thuật tưới [irrigation techniques]: là biện pháp kỹ thuật, bao gồm việc thiết kế côngtrình tưới, chọn lựa thiết bị, chuẩn bị đất, thời gian vận hành … cụ thể để áp dụng theophương pháp tưới.Hệ thống tưới [irrigation systems]: là một loạt các công trình và thiết bị lấy nước từnguồn nước, hệ thống dẫn nước, phân nước và đưa nước vào mặt đất canh tác.Tất cả công việc chọn phương pháp tưới, kỹ thuật tưới và hệ thống tưới đều cần tính toán, thiếtkế và bố trí vận hành cụ thể với mục đích cung cấp nước vừa phải cho cây trồng phát triển thuậnlợi theo đúng từng thời kỳ sinh trưởng nhằm đạt sản lượng cao, duy trì độ phì của đất, kiểm soátcỏ dại và hạn chế sự thất thoát nước.4.1.2 Phân loại phương pháp tướiHiện nay có 5 phương pháp tưới chính là tưới mặt, tưới phun, tưới giọt, tưới ngầm và tưới thấm.Mỗi cách tưới chính có thể có thêm một số cách phụ như hình 4.1.PHƯƠNG PHÁP TƯỚITưới mặtTưới ngậpNgập bừaTưới giọtTưới phunTưới dảiKiểm soátTự nhiênTưới rãnhRãnh cạnTưới ngầmTưới thấmNhân tạoRãnh sâuHình 4.1: Các phương pháp tưới41==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================4.1.3 Chọn lựa phương pháp tướiViệc lựa chọn phương pháp tưới sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:i. từng điều kiện sinh trưởng của cây trồng [khác nhau từng loại cây];ii. thời vụ [trồng vào mùa nắng, mùa mưa];iii. địa hình [đất cao, đất thấp hoặc không đồng đều];iv. loại đất [đất cát, đất thịt. đất sét];v. cao độ mực nước ngầm [mực nước ngầm nông hay sâu];vi. điều kiện cày trục và cơ giới hoá [kiều cày bừa và đường đi cơ giới trong ruộng];vàvii. độ mặn, độ phèn của đất [đất có vỉa nước mặn, tầng sinh phèn bên dưới hay không].Phương pháp tưới đươc xem là hiệu quả toàn diện khi nó thỏa các yêu cầu sau:• Bảo bảm nước phân phối tương đối đồng đều đến từng cây trồng;• Thời điểm tưới phải theo đúng thời điểm cần nước của cây trồng;• Liều lượng tưới hợp lý, thoả nhu cầu nước của cây trồng;• Việc tưới nước không tốn nhiều công lao động;• Giảm thiểu được sự tổn thất nước, tổn thất năng lượng;• Việc xây dựng hệ thống tưới phải phù hợp với điều kiện cơ giới hoá đồng ruộng;• Có thể kết hợp mục tiêu tưới với các mục tiêu khác [cấp nước sinh hoạt, nuôi cá, giaothông thuý, cải tạo đất, …].4.2PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT TƯỚI MẶT4.2.1 Tổng quátTưới mặt được xem là một trong các phương pháp tưới cổ điển đã được áp dụng từ lâu đời và tạinhiều quốc gia. Tưới mặt là biện pháp kỹ thuật dùng các đường dẫn tự nhiên [sông, rạch] haynhân tạo [kênh, mương, rãnh] để đưa nước vào ruộng và ngấm vào đất cung cấp cho cây trồng.Tưới mặt đất có thể chia thành 3 phương thức tưới là tưới ngập, tưới dải và tưới rãnh. Tưới mặtcó các ưu và nhược điểm sau:•Ưu điểm: Gần như không cần phải bơm nếu có hệ thống dẫn nước tự chảy theo trọng lực.Nhờ nước tràn trên mặt nên nước được ngấm sâu xuống đất một cách đồng đều. Kỹ thuậttưới này có thể giúp ích nhiều cho việc rửa mặn hoặc giảm phèn trong đất. Tưới ngập cóthể hạn chế một phần cỏ dại nếu mặt ruộng được nước ngập trân mặt một thời gian dài.•Nhược điểm: Đây là kiểu tưới sử dụng khá nhiều nước. Khi áp dụng tưới mặt, ruộng phảiđược chuẩn bị san phẳng kỹ theo một độ dốc nhất định, bơ bao phải tốt để kiểm soátnước. Do vậy, khi áp dụng tưới mặt, công sức đầu tư ban đầu cho ruộng lớn.4.2.2 Tưới ngậpTưới ngập [Flooding irrigation] là phương thức cung cấp nước cho một vùng đất có bờ baochung quanh nhằm duy trì một lớp nước trên mặt đất trong một thời gian nhất định cho mộtmảnh ruộng hoặc vườn có các bờ bao xung quanh và duy trì lớp nước này trong một thời kỳ sinhtrưởng nào đó của cây trồng. Tưới ngập, nếu thực hiện tốt, có thể giúp hạn chế cỏ dại trongruộng, làm giảm nồng độ các độc chất trong đất và góp phần làm điều hòa vi khí hậu khu vực.Kỹ thuật tưới ngập thích hợp cho những loại cây trồng sống trong điều kiện ngập nước như lúa,một số loại cỏ, cây ăn trái,…42==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================Trong tưới ngập, người ta còn phân biệt ra 2 kiểu: ngập bừa và ngập có kiểm soát.• Ngập bừa [Wild flooding irrigation], hay còn gọi là ngập không kiểm soát [uncontrolledflooding], là hình thức tưới nguyên thủy và là phương pháp tưới kém hiệu quả nhất.Trong phương pháp ngập bừa, người ta chỉ việc cho nước tràn tự do vào đồng ruộng màkhông có một sự kiểm soát nào về tốc độ dòng chảy. Nước chảy vào đồng theo các luốngcày, hoặc theo đường đồng mức và hướng dốc, giống như kiểu tràn của dòng chảy lũ.Phương pháp này áp dụng cho những nơi có nguồn nước khá thừa thải và ở nơi có caotrình cao nhất như hồ chứa tự nhiên trên núi, tưới cho các cánh đồng trồng cỏ, các câylương thực tự nhiên, cây có giá trị thấp, … chủ yếu cho gia súc. Nước phân phối trêncánh đồng không đồng đều nhau, đất trồng ở những chỗ này là đất có kết cấu hạt trungbình và mịn.• Tưới ngập có kiểm soát [Controlled flooding irrigation], còn gọi là ngập bình thường[ordinary flooding], là phương pháp dùng cho những nơi có nguồn nước dư thừa và rẻ.Đồng ruộng được chia thành những ô thửa có kích thước phù hợp theo độ rỗng của đất.Nước được dẫn vào ruộng theo nhưng kênh mương nhỏ, chảy từ nơi cao đến nơi thấp[Hình 4.1]. Nước được kiểm soát để ngưng chảy khi đã chảy ngập đến nơi thấp nhất củaô thửa.h1hoh2Hình 4.1: Một kiểu tưới ngập cho ruộng lúaTưới ngập có thể áp dụng cho các vùng có địa hình khác nhau như kiểu tưới ngập tràn cho cácruộng lúa ở vùng đồng bằng hay kiểu tưới cho các ruộng bậc thang ở các vùng trung du. Đấtthích hợp cho kiểu tưới tràn là các loại đất có độ thấm nhỏ như các loại sét, thịt pha sét, thịt phacát hoặc đất cát. Đất có nhiều hạt to sẽ làm mất nhiều nước, làm trôi các chất phù sa, phân bóntrong ruộng. Trong tưới ngập, độ dốc mặt ruộng nên khống chế vào khoảng 0,001 – 0,0005.Việc chọn diện tích tưới cũng khá quan trọng. Các vùng đồng bằng thấp, đất sét thịt, ít cát nênchọn diện tích tưới tràn từ 1000 m2 – 3000 m2. Vùng núi, vùng bán sơn địa và vùng ven biển nêntưới ngập ở các diện tích ít hơn từ 500 m2 – 1000 m2. Ngoài ra, diện tích tưới còn có quan hệgiữa lưu lượng tưới và loại đất nhằm bảo đảm khi tưới, nước sẽ được trải đều, không gây úngngập. Lưu lượng tưới lớn thì phải thiết kế khu ruộng rộng. Đất có các hạt kích thước càng lớn thìlưu lượng tưới càng thấp và ngược lại để tránh hiện tượng mất nước gây lãng phí. Việc lựa chọncó thể tham khảo bảng 4.1.43==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================Bảng 4.1: Quan hệ giữa diện tích thửa ruộng [m2], lưu lượng tưới [l/s] và loại đấtLoại đấtĐấtĐấtĐấtĐấtLưu lượngcátthịt pha cátthịt pha sétsét35020010035565040020065101000600300100152000120060020030400024001200400606000360018006009080004800240080012010000600030001000150120007200360012001801400084004200140021016000960048001600240180001080054001800270200001200060002000300[Nguồn: Booher, 1974]Tùy địa hình và nguồn nước, các khu ruộng có thể bố trí kiểu thông nhau [nước từ ruộng nàychảy qua ruông kế cận] như hình 4.2 hoặc bố trí cửa lấy nước kiểu độc lập [nước vào ruộng trựctiếp từ kênh tưới] như hình 4.3.Bờ ruộngabCửa lấy nướcCửa lấy nướcKênh tướiKênh tiêuHình 4.2: Bố trí cửa lấy nước vào ruộng kiểu thông nhau44==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================Kênh tiêuCửa lấy nướcKênh tướiBờ ruộngabHình 4.3: Bố trí cửa lấy nước vào ruộng kiểu độc lậpTheo phương pháp tưới ngập cho lúa, độ dốc lý tưởng nên khống chế từ i = 0,001 đến i = 0,0005.Tốt nhất là bố trí thửa ruộng theo hình chữ nhật có kích thước từng ô khoảng từ 0,1 ha [a x b =10 x 100 m2] đến 0,25 ha [a x b = 25 x 100 m2]. Bề rộng a có thể xác định theo công thức:[4-1]trong đó:h1h2ho- mực nước đầu ruộng phía cửa lấy nước [xem hình 4.1];- mực nước cuối ruộng;- mực nước bình quân trong ruộng.Lưu lượng cần lấy vào ruộng để có lớp nước mặt ruộng:[4-2]trong đó:wtKt- diện tích ô ruộng [m2];- thời gian lấy nước vào ruộng [h];- tốc độ thấm bình quân trong thời gian t [m/h].Trong tưới ngập cho lúa, có thể sử dụng phương cách tưới đồng thời hoặc tưới luân phiên.• Tưới đồng thời là hình thức tưới cùng một lúc cho tất cả thửa ruộng, khi nước chảy vàokênh tưới, tất cả cửa lấy nước đều đồng loạt mở để nhận nước vào ruộng. Cách này có ưuđiểm là tiết kiệm thời gian tưới nhưng đòi hỏi kênh dẫn phải lớn để đủ nước tải và nôngdân phải thực hiện việc canh tác đồng loạt theo một thời biểu thống nhất.• Tưới luân phiên là hình thức tước tưới lần lượt cho các thửa ruộng theo thứ tự ước hẹntrước. Khi nước chảy vào kênh, tùy theo sự chuẩn bị của từng thửa ruộng sẽ lần lượt cửa45==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================lấy nước, khi nước đầy thửa này xong, cửa lấy nước sẽ đóng lại và mở cửa lấy nước choruộng kế cận. Cách thức này sẽ làm giảm áp lực lấy nước đầu nguồn vào kênh tưới,không đỏi hỏi kênh tưới phải lớn nhưng sẽ kéo dài thời gian tưới và tốn nhiều công sứcđể đóng mở các cửa lấy nước theo trình tự.4.2.3 Tưới dảiTưới dải [border irrigation], còn gọi là tưới băng , là hình thức tưới tràn trên toàn bộ mặt ruộng[Hình 4.4 và Hình 4.5]. Có 2 loại tưới dải: dải có bờ thẳng [áp dụng cho những vùng đồng bằng]và dải có bờ lượn theo đường đồng mức [áp dụng cho những vùng núi, vùng bán sơn địa]. Tướidải áp dụng cho những cánh đồng lớn, trong đó ruộng được chia thanh những dải có chiều rộnglà a = 5 – 15 m, chiều dài L chạy theo hướng dốc. Nước chảy vào đầu cao của ruộng, tràn trênmặt ruộng xuống đến đầu thấp hơn. Nước vừa chảy vừa thấm xuống đất. Điều kiện áp dụngphương pháp tưới dải là đất ruộng phải đồng chất, khả năng thấm nhỏ. Cây trồng trên ruộngđược trồng theo dãy hoặc trồng dày trên mặt ruộng [như các loại cỏ, lúa nước,…], chịu ngập gốckhoảng 1 – 5 cm trong suốt thời gian tưới. Tốc độ chảy tràn phải phù hợp để không làm phá vỡkết cấu đất.Tưới dải có ưu điểm là sử dụng một lượng nước lớn khá an toàn, giảm thiểu công lao động vàthời gian, chi phí quản lý thấp và cung cấp nước đồng đều và hiệu quả sử dụng nước cao.Nhược điểm của tưới dải là phải có ruộng thật bằng phẳng, do vậy chi phí đầu tư trang bằng mặtruộng lúc đầu cao và phải có nguồn nước dồi dào.Theo kinh nghiệm, mối quan hệ giữa chiều dài dải L [m], độ ngấm nước của đất và độ dốc mặtđất i có quan hệ như ở bảng 4.2.Bảng 4.2: Quan hệ giữa L, i và độ ngấm nước trong phương pháp tưới dảii< 0,0020,002 – 0,010,01 – 0,02Độ ngấmLớn [đất cát]30 - 5060 - 7070 – 80Trung bình [đất thịt]50 - 7070 - 8080 – 100Nhỏ [đất sét]70 - 9080 - 100100 - 120[Nguồn: N.T. Bằng, N.A. Tuấn, 2006]46==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================Kênh tướiKênh tiêuBờ ruộngaLHình 4.4: Hình thức tưới dải trên ruộng [mặt bằng]Vùng ướt dưới đấtHình 4.5: Hình thức tưới dải trên ruộng [mặt cắt ngang]4.2.4 Tưới rãnhTưới rãnh [Furrow irrigation] thường áp dụng tưới cho cây trồng cạn hoặc cây ăn trái. Rãnh làcác đường trũng hẹp, đào xen kẽ với các liếp và chạy song song với nhau [Hình 4.6]. Thôngthường, người ra đào các rãnh hẹp này và lấp đất đắp hai bên thành liếp. Nước được cho vào cácrãnh và thấm dần 2 bên cho cây trồng. Phương pháp này còn gọi là tưới thấm, khác với kiểu tướingập tự do, chỉ có một phần ba hoặc một nửa diện tích bị ngập nước, do vậy sự bốc hơi tư do bịgiảm đi đáng kể. Kênh dẫn nước vào ruộng trong phương pháp này cao hơn mặt ruộng.47==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================Cây trồngLiếpRãnhHình 4.6: Phương pháp tưới rãnh điển hìnhƯu điểm của phương pháp tưới rãnh là tiết kiệm nước hơn tưới ngập và tưới dải, giảm đượclượng tổn thất nước do bốc hơi nên cho hiệu quả tưới cao hơn. Phương pháp này có thể áp dụngcho nhiều loại đất khác nhau, không gây xói mòn đất và không làm chèn chặt đất. Nước đi vàocây qua hệ thống rễ, không làm ướt lá nên có thể tránh được một số bệnh cho cây.Nhược điểm của tưới rãnh là phải tốn nhân lực để chuẩn bị đất làm rãnh. Người quản lý nướcphải biết kiểm soát mực nước vừa phải.Rãnh tưới ở các vùng đồng bằng có thể bố trí theo 2 hình thức:• Khi độ dốc mặt đất nhỏ hơn khoảng 0,2 – 0,5 % thì có thể bố trí chạy theo hướng dốc củamặt đất.• Khi độ dốc mặt đất lớn hơn 0,5% thì nên bố trí rãnh xiên một góc nhọn với hướng dốcnhằm hạn chế tốc độ chảy cao, giảm xói mòn đất.Đối với các vùng miền núi, vùng bán sơn địa, độ dốc mặt đất không đồng đều thì có thể căn cứvào đường đồng mức mà bố trí rãnh lượn theo đường đồng cao độ.Ta có thể phân biệt 2 loại rãnh: rãnh cạn [không giữ nước] và rãnh sâu [có giữ nước], tùy theocây trồng.•Rãnh cạn [rãnh không giữ nước] là sau khi tưới, nước sẽ thấm hết vào đất. Loại nàythích hợp cho đất ít dốc [dưới 0,2 – 0,5%]. Khi thấm xuống đất, khu đất thấm nước sẽ có hìnhquả trứng [Hình 4.7].48==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================Gọi chiều ngang quả trứng là a và chiều sâu là h. Hình dạng quả trứng sẽ phụ thuộc vào loại đất:Ở các loại đất sét trung bình và nặng thì a > h, và ngược lại các loại đất nhẹ, độ thấm nước caonhư cát, đất thịt pha cát thì a < h.LiếpRãnh tướihVùng ướtVùng ướtaHình 4.7: Minh họa vùng ướt trong đất khi tưới rãnhKhoảng cách giữa hai rãnh phải dựa vào đặc tính đất, bố trí sao cho hai vòng hình quả trứng cóthể giao cắt nhau tạo độ ẩm ở vùng ướt trong đất vừa đủ cho rễ cây trồng hút nước. Có thể chọnkhoảng cách hai rãnh theo bảng 4.3.Bảng 4.3: Khoảng cách tham khảo giữa hai rãnh theo loại đấtLoại đấtKhoảng cách rãnh [m]Đất nhẹ [cát]0,5 – 0,6Đất trung bình [thịt]0,6 – 0,8Đất nặng [sét]0,8 – 1,0[Nguồn: Nguyễn Đức Quý, 2007]Tuy nhiên, nếu có xét đến khả năng cơ giới và điều kiện đi lại, khoảng cách giữa hai rãnh phảitính toán lại theo kỹ thuật nông nghiệp. Chiều dài rãnh phụ thuộc vào tính thấm của đất, điềukiện địa hình và độ dốc mặt đất, có thể tham khảo ở bảng 4.4.49==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================Bảng 4.4: Xác định chiều dài rãnhĐộ dốc rãnh [%]Loại đất> 0,70,3 – 0,7< 0,3Thịt nặng [thấm yếu]150 - 200100 - 15070 - 100Thịt pha cát [thấm trung bình]100 - 15070 - 10060 - 80Đất cát và cát pha [thấm mạnh]80 - 12060 - 8050 - 70[Nguồn: Bùi Hiếu và Lê Thị Nguyên, 2004]Rãnh thường có mặt cắt ngang hình thang, bề rộng mặt thoáng tư 20 – 40 cm, bề sâu khoảng 20– 30 cm. Chiều sâu có thể điều chỉnh sâu hơn ở đất nặng và cạn hơn ở đất nhẹ.Lưu lượng tưới nên khống chế vào khoảng 0,8 – 1,2 l/s ở phía đầu vào. Lưu lượng chảy trongrãnh có liên hệ mật thiết với độ ngấm hút, độ dốc của đất, chiều dài rãnh. Lưu lượng lấy vào rãnhcó thể tham khảo ở bảng 4.5. Kiểm soát tốc độ dòng chảy để hạn chế xói mòn, nên duy trì ở mức0,25 – 0,3 m/s.Loại đấtSétThịtCát•Bảng 4.5: Lưu lượng lấy vào rãnhLưu lượngĐộ dốc dọc theo chiều dài rãnh< 0,0020,002 – 0,0040,004 – 0,011,0 – 1,20,7 – 1,00,4 – 0,70,6 – 0,80,4 – 0,60,2 – 0,40,4 – 0,70,3 – 0,50,1 – 0,3[Nguồn: Đại học Thủy lợi Hà Nội, 1972]Rãnh sâu [rãnh có giữ nước]: áp dụng cho đất bằng phẳng hoặc đất có độ dốc nhỏ hơn0,2%. Có thể làm rãnh có độ sâu khoảng 20 - 30 cm, bề rộng mặt khoảng 30 – 40 cm.Chiều dài rãnh có thể khoảng 60 – 100 m.Đối với vườn cây ăn trái, vườn cảnh có thể bố trí tưới rãnh như hình 4.8, ở đó rãnh được tạo đểdẫn nước vào từng gốc cây và thấm vào rễ qua hình thức rãnh vòng hình vành khăn. Rãnh vòngcó thể đào chung quanh gốc cây, có chiều sâu 30 – 50 cm, rộng từ 30 – 50 cm. Rãnh vòng nốivới kênh tưới bằng một rãnh hẹp. Vòng đất quanh cây được vun cao thành một mô đất nhỏ. Diệntích vòng được cân nhắc theo diện tích của tán cây khi cây đã lớn.Ưu điểm của phương pháp này là nước được tiết kiệm khá nhiều, giảm được lượng bốc hơi nênhiệu quả tưới cao. Khi chuẩn bị đất không cần san phẳng hoàn toàn vùng đất nếu đất tương đốibằng phẳng. Nhược điểm là phải đầu tư công sức nhiều cho chuẩn bị ban đầu và phải thườngxuyên nạo vét, sửa sang rãnh [do sạt lở, là rụng, cỏ mọc trong rãnh…].Phương pháp tưới này kết hợp với kỹ thuật “xiết nước” cho các vườn cây ăn trái như cam quýthoặc cây cảnh có thể tạo ra kết quả cho cây ra hoa – kết trái nghịch mùa, giá trị nông sản sẽ caohơn. “Xiết nước” là kỹ thuật xác định thời điểm thích hợp tháo khô nước quanh cây vài ngày đểcây bị thiếu nước rơi vào tình trạng bị stress, sau đó cho nước vào trở lại sẽ kích thích cây trổ lánon, đơm hoa.50==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================RãnhvòngRãnhCâyăn tráiKênhnhánhKênhchínhRãnhHình 4.8: Một kiểu tưới rãnh cho vườn cây ăn trái4.3PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT TƯỚI PHUN4.3.1 Tổng quátTưới phun mưa [sprinkler irrigation] là hình thức đưa nước tưới lên cao khỏi mặt đất và để nướcrơi tự do xuống kiểu mưa rơi. Hình thức tưới này có thể áp dụng cho hầu hết các loại đất khácnhau hoặc các địa hình từ bằng phẳng đến they đổi phức tạp nơi mà các hình thức tưới mặt đấtkhác khó áp dụng hoặc áp dụng không hiệu quả. Tưới phun thường được áp dụng cho tưới hoamàu, cây cảnh, cây công nghiệp, đồng cỏ, vườn ươm cây lâm nghiệp,…Tưới phun mưa có ưu điểm chính là tiết kiệm được nhiều lượng nước tưới [có thể giảm 40 – 50%lượng nước so với tưới ngập thông thường], các tổn thất do thấm sâu và chảy tràn được giảmthiểu khá nhiều. Do vậy, hiệu quả sử dụng nước tưới là cao. Phương pháp tưới này có thể ápdụng cho hầu hết mọi dạng địa hình cao thấp khác nhau, không cần phải làm phẳng mặt ruộng.Tưới phun còn giảm thiểu chi phí xây dựng kênh mương nội đồng, do vậy có thể gia tăng diệntích canh tác. Cách tưới này có thể kết hợp với việc bón phân và phòng trừ sâu bệnh bằng cáchhoà tan các chất này vào nước. Tưới phun mưa còn tạo cảnh quan đẹp, góp phần gia tăng độ ẩmvà giảm nhiệt độ không khí khu vực. Năng suất cây trồng trong phạm vi tưới thường cao.Tuy nhiên, nhược điểm của tưới phun mưa là chi phí lắp đặt thiết bị tưới ban đầu thường lớn.Người vận hành hệ thống tưới phải có kỹ thuật điều khiển hoạt động. Hệ thống phải thườngxuyên được theo dõi, điều chỉnh tốc độ phun hoặc di chuyển theo hướng gió. Gió mạnh gây khókhăn trong điều chỉnh lưu lượng phun mưa. Các đầu phun thường hay bị nghẽn nếu nguồn nước51==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================có nhiều chất bùn cặn. Ngoài ra,việc bố trí đường ống có thể làm hạn chế cơ giới hóa và một sốhoạt động canh tác khác.4.3.2 Phân loạiKiểu tưới phun có thể rất đơn giản thủ công như tưới thùng, tưới bán cơ giới như tưới từ ống xịtmềm từ máy bơm, tưới qua đầu phun quay, tưới cơ giới qua hệ thống phun mưa đặt trên giàn xedi động. Trong kỹ thuật tưới hiện đại, tưới qua đầu phun quay và tưới qua hệ thống phun mưa làphổ biến nhất. Theo điều kiện tháo rời, ta có thể phân ra 4 kiểu hệ thống tưới phun mưa:i. Hệ thống cố định hoàn toàn: toàn bộ máy bơm, đường ống chính và nhánh và đầu phunmưa đều được lắp đặt cố định.ii. Hệ thống bán cố định [hệ thống bán di động]: Đường ống chính và nhánh được chon cốđịnh trong đất. Máy bơm có thể cố định hoặc tháo lắp, đầu phun mưa thì tháo lắp theoyêu cầu tưới.iii. Hệ thống cố định, vòi phun di động: hệ thống này các máy bơm tạo áp lực, đường ốngchính và phụ đều cố định và thường được chon xuống đất. Đoạn ống nối với vòi phunđược tháo lắp được và gắn theo đường dẫn nước tưới.iv. Hệ thống di động: Toàn bộ hệ thống gồm máy bơm, đường ống chính và nhánh, d8ầuphun mưa đều di chuyển dọc theo cánh đồng tưới.Có nhiều loại đầu phun quay trong thị trường như hình 4.9. Có 2 kiểu vòi phun chính là: vòiphun khuếch tán và vòi phun tia. Nhà sản xuất đầu phun thường cho bảng tra các thông số kỹthuật của từng loại vòi phun để lựa chọn. Tùy theo loại cây trồng và kỹ thuật tưới mà ta có thểchọn đầu phun qua các thông số như áp suất hoạt động, lưu lượng phun và tầm phun mưa.Hình 4.9: Một số kiểu đầu tưới phun mưa trên thị trườngTrong một hệ thống phun mưa, các thiết bị chính bao gồm [Hình 4.10]:• Máy bơm ly tâm hoặc bơm pittông để hút nước và đẩy nước với áp lực cao.• Ống dẫn nước chính: nối liền với máy bơm để chuyển nước có áp đến các ống nhánh.• Ống nhánh: gắn liền với ống chính và vòi phun.• Vòi phun: nơi dòng nước được bắn ra. Vòi phun phải tạo một tầm phun cao và xa nhất.• Ngoài ra, tùy theo thiết kế mà có thể có thêm các thiết bị phụ như bánh xe di chuyển, dànkhung để cố định các đường ống, van điều chỉnh và kiểm soát lưu lượng, …52==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================Tia nướcphun raPhạm vi tướiĐầu phunCây trồngỐng nhánhMáy bơm nướcỐng dẫn nước chínhBệ đỡ ốngNguồn nước tướiHình 4.10: Sơ đồ hệ thống thiết bị phun mưa4.3.3 Các thông số kỹ thuậtKhi thiết kế và lắp đặt hệ thống tưới phun mưa, các thông số kỹ thuật sau cầu lưu ý:• Giọt nước tưới phải rơi nhẹ xuống đấtCần kiểm soát hạt nước rơi vừa phải để không gây dòng chảy mặt, tia nước rơi xuống đất khônggây hiện tượng xói mòn đất, đất không bị kết chặt. Cần phải bảo đảm là áp lực nước không làmdập cây con, cành non hoặc hoa. Một số tham khảo liên quan đến cường độ mưa rơi [vận tốc rơicủa hạt nước tưới] lên các loại đất khác nhau:+ Đất nặng:Vrơi≤ 0,1 mm/phút= 0,1 – 0,2 mm/phút+ Đất trung bình:Vrơi+ Đất nhẹ:Vrơi= 0,2 – 0,5 mm/phútNgoài ra, cần xem xét độ dốc địa hình nơi tưới:+ Đất có độ dốc < 0,05 thì cường độ mưa rơi không cần phải giảm;+ Đất có độ dốc 0,05 – 0,08 thì cường độ mưa rơi phải giảm 20%;+ Đất có độ dốc 0,08 – 0,12 thì cường độ mưa rơi phải giảm 40%;+ Đất có độ dốc 0,12 – 0,20 thì cường độ mưa rơi phải giảm 60%.Kích thước hạt nước rơi không được lớn quá có thể làm hại cây trồng nhưng nhỏ quá thì dễ bịgió cuốn đi. Thông thường nên khống chế đường kính hạt nước d ≤ 1 – 2 mm.• Bố trí khoảng tướiBố trí khoảng tưới chính là xác định khoảng cách giữa các đường ống tưới và giữa các vòi phun.Các khoảng cách này phải được điều chỉnh theo các yếu tố như áplực nước tưới, tốc độ quay của53==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================vòi phun, tốc độ gió lúc tưới, biên của một vòng tưới phun, độ giao cắt của diện tích tưới của vòi.Thông thường thì nước rơi xuống nhiều ở gần đầu phun, càng ra xa thì nước càng giảm [Hình4.11]. Do vậy, cần phải điều chỉnh nước tưới để cung cấp cho cây trồng tương đối đồng đều.Khoảng cách giữa 2 vòi phun phải nhỏ hơn đường kính tưới của một vòi phun. Khoảng cách giữa2 đường ống tưới không lớn hơn 65 – 70 % đường kính phun của một vòi phun. Nếu có gió lớnthì phải điều chỉnh theo hướng giảm khoảng cách giữa 2 vòi phun hơn nữa [Hình 4.11].Diện tíchướtĐường kínhướtỐng nướcVòi phunVòi phunVùng thấm ướtHình 4.11: Khái niệm về vùng thấm ướt dưới đất trong tưới phun mưaMáy bơmDL < [65 – 70%] DVùng nước rơiĐườngốngHình 4.12: Bố trí khoảng tưới theo đường kính vùng nước tưới rơi54==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================Thực tế, do sự khác nhau về hình dạng đất tưới thì phải thiết kế lại tầm phun theo các hình dạngkhác nhau như hình 4.13.Phun tròn vòngPhun 3/4 vòngRPhun nửa vòngRRSSSSRRPhun ¼ vòngSSS = Vị trí đầu phun mưaR = Bán kính phunHình 4.13: Các kiểu phun tầm phun quay• Bố trí vòi phunViệc bố trí vòi phun có thể là theo dạng hình vuông, hình tam giác đều hoặc hình chữ nhật [Hình4.14]. Trong hình 4.14, SL là khoảng cách giữa 2 vòi phun trên đường ống tưới, Sm là khoảngcách giữa 2 đường ống dẫn nước tưới và D là đường kính ướt của vùng tưới phun mưa.+ Khi có gió nhẹ dưới 2 m/s thì có thể bố trí Sm = D;+ Khi gió thổi 2,0 – 2,5 m/s thì bố trí Sm = [0,60 – 0,65] D;+ Khi gió mạnh đến 2,5 – 3,5 m/s thì bố trí Sm = 0,50 D;+ Khi gió trên 3,5 m/s thì nên ngưng tưới.SLDỐng dẫn nước tướiSmHình vuôngHình tam giác đềuHình chữ nhậtHình 4.14: Khoảng cách và vị trí đặt vòi phun mưa•Lưu lượng vòi phun:[4-3]trong đó:Q- lưu lượng vòi phun [cm3/s];55==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================CAgh- hệ số lưu lượng của vòi, C = 0,80 – 0,95;- diện tích mặt cắt ngang của vòi phun [cm2];- gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2;- áp lực cột nước ở vòi phun [m].Lưu lượng yêu cầu ở một vòi phun được xác định theo:[4-4]trong đó:QSLSmI- lưu lượng yêu cầu ở một vòi phun [l/s];- khoảng cách giữa 2 vòi phun trên đường ống tưới [m];- khoảng cách giữa 2 đường ống dẫn nước tưới [m];- cường độ phun mưa tối ưu [cm/h]. I xác định theo:[4-5]trong đó:S- diện tích ướt chung quanh vòi phun [m2].Bán kính phun mưa của vòi:[4-6]trong đó:dh- đường kính vòi phun [m];- áp lực cột nước ở vòi phun [m].Có thể sử dụng bảng 4.6 và 4.7 để xác định áp lực và tầm phun.Bảng 4.6: Áp lực và tầm phun của vòi phun mưaÁp lực thấpÁp lực trung bìnhHạng mụcPhun gầnPhun vừaÁp lực làm việc [atm]1-33-53Lưu lượng [m /h]0,3 – 11,011,0 – 40,0Bán kính phun mưa [m]5,0 – 20,020,0 – 40,0Áp lực caoPhun xa>5> 40> 40Bảng 4.7: Trị h/d thích hợp theo cây trồngLoại cây trồngh/dCác loại rau, hoa cảnh≥ 4000Cây lương thực và cây công nghiệp≥ 3000Cây ăn trái, cây tạo dáng, cây bóng mát≥ 2500Cỏ chăn nuôi, cỏ trang trí vườn cảnh≥ 2000• Chiều dài đường ống tướiỐng tưới thường làm bằng chất dẻo LDPE có áp lực theo chuẩn là 4 bars, loại phổ biến nhấtdùng đển tưới phun có đường kính ống là 32 mm cho dễ vận chuyển và tháo lắp. Chiều dài củađường ống tưới được chọn căn cứ vào số vòi phun trên đường ống, khoảng cách và lưu lượngphun, theo bảng 4.8.56==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================Bảng 4.8: Tham khảo chọn chiều dài đường ống tưới [Nguồn: Nguyễn Đức Quý, 2007]Kích thước đường ốngLưu lượng 160 l/hLưu lượng 180 l/hĐường kínhChiều dàiSố vòi phunChiều dàiSố vòi phunChiều dàiống [mm][m][cái]ống tưới [m][cái]ống tưới [m]5840735674263620774964287566485126011556116610602571070107081080972521105189062012017102327181261610281814415120• Chọn máy phun mưaTuỳ theo cây trồng mà ta có thể chọn các loại máy phun mưa tạo ra tìa ngắn [áp lực thấp]; tiatrung bình [áp lực trung bình] và tia dài [áp lực cao], có thể tham khảo ở bảng 4.9.Bàng 4.9: Các loại máy phun mưa [Nguồn: Hudsons, 1975]Loại máy phun mưaLoại cây trồng áp dụngÁp lực phun [kg/cm2]Ống phun đục lỗVườn rau, bãi cỏ, vườn cây, vườn hoa , …0,75 – 1,50Ống áp lực thấpVườn rau, bãi cỏ, vườn hoa dạng cây bụi, …0,70 – 2,00Ống áp lực trung bình Nhiều loại cây trồng cạn, cây công nghiệp, …2,00 – 4,00Ống áp lực caoĐồng cỏ, cây thức ăn gia súc, …4,00 – 7,004.4PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT TƯỚI NHỎ GIỌT VÀ TƯỚI NGẦM4.4.1 Tổng quátThời xa xưa, những người nông dân Ba Tư, vùng Lưỡng Hà [Iran/Irak ngày nay] và nông dân ởPhi Châu đã biết chon các bình đất có khoét lỗ ở bêng hông và đáy xuống ruộng, chung quanhcây có trồng cây. Nước được đổ vào bình, sau đó đậy lại bằng cục đất sét, nước trong bình thấmtừng giọt ra đất cung cấp cho rễ cây trồng [Hình 4.15]. Ở vùng Đông Nam Á, hình thức tưới nhỏgiọt cũng đã được áp dụng cách đây hơn 200 năm như kiểu của người Ba Tư nhưng họ dùng cácống tre có khoét lỗ thay vì bình đất sét nung. Tốc độ nước nhiểu ra vào khoảng 20 – 80 giọt mỗiphút [Moshe Sne, 2006]. Vào giữa thế kỷ thứ 19, phương pháp tưới nhỏ giọt dần dần được ápdụng ở Châu Âu. Hiện nay, phương pháp tưới nhỏ giọt hiện đại có kiểm soát bằng máy tính ứngdụng rộng rãi ở Israel nhằm tiết kiệm nước tưới và hạn chế tối đa sự xói mòn đất.Tưới nhỏ giọt [drip irrigation] là hình thức tưới qua đường ống đặt sát mặt đất hoặc chôn ngầmtưới nhỏ giọt dưới đất [subsurface drip irrigation - SDI], có gắn các vòi nhỏ giọt [emitter] nhưhình 4.16 và hình 4.17. Các kiểu vòi nhỏ giọt trên thị trường cho ở hình 4.18. Nước nhiểu ra từng57==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================giọt hoặc với một tia rất nhỏ đều đặn với lưu lượng có kiểm soát [vài lít/giờ] để cung cấp cho bộrễ cây trồng. Nước cung cấp cho hệ thống nhỏ giọt phải được lọc kỹ để tránh các hạt cặn lơ lửnglàm tắt nghẽn đầu thoát nước. Đây là phương pháp tưới rất hiệu quả và tiên tiến thường được ápdụng cho những vùng khô hạn hoặc bán khô hạn, nguồn nước hạn chế và có gió mạnh. Phươngpháp này có thể phối hợp với biện pháp bón phân và kiểm soát một phần cỏ dại. Hiện nay, trêntoàn thế giới có chừng 3 triệu ha đất cây trồng được áp dụng phương pháp tưới nhỏ giọt/tướingầm [Moshe Sne, 2006].Cây trồngBình đất nungNắp đậyLỗ nhỏVùng thấm nướcHình 4.15: Kiểu tưới ngầm kiểu nhỏ giọt bằng bình đất sét nung thời xưaCây trồngỐng dẫn nướcĐầu nốiỐng nướcmềmKhối đất trồngVòinhỏ giọtVùngthấm nướcHình 4.16: Hình thức tưới nhỏ giọt trên mặt đất cho cây trồng58==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================Hình 4.17: Bố trí tưới nhỏ giọt và các đường ống dẫn nướcHình 4.18: Một số kiểu vòi nhỏ giọt trên thị trườngTưới nhỏ giọt có ưu điểm chính là tiết kiệm nước [ít hơn các phương pháp khoảng 30% lượngnước tưới], hiệu suất tưới có thể trên 90%. Diện tích sử dụng để lắp đặt hệ thống rất nhỏ so vớidiện tích tưới. Phương pháp này có thể khống chế tối đa độ sâu tạo ẩm. Nhờ tưới vừa phải vàdưới đất nên sâu bệnh và cỏ dại bị hạn chế phát triển. Nước tưới có thể hòa tan thêm phân bón vàthuốc bảo vệ thực vật. Áp dụng phương pháp này có thể giảm lao động tưới nhờ khả năng tựđộng của hệ thống cao.Tuy nhiên, nhược điểm của tưới nhỏ giọt là các đầu tạo giọt thường dễ bị nghẽn do việc xử lýcặn trong nước không hoàn toàn tốt. Nhiều nơi khó áp dụng phương pháp này do bị chuột và mộtsố loài gặm nhấm khác phá hoại. Phải tốn nhiều công sức và thời gian để kiểm tra và bảo trì hệthống tưới. Chi phí đầu tư cho hệ thống kiểu này cũng khá cao.59==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================4.4.2 Phân loạiTùy theo hình thức đặt ống, ta có 2 kiểu tưới nhỏ giọt: ống đặt trên mặt đất [Hình 4.19] và ốngchôn dưới đất [Hình 4.20]. Ống để trên mặt đất có lợi là dễ kiểm soát và điều chỉnh vị trí đặt ống,lắp đặt sẽ ít tốn công sức hơn. Nhược điểm của nó là làm vướng đi lại và ống dễ bị lão hóa dophơi thường dưới ánh mặt trời. Ngược lại, ống chôn dưới đất dùng được lâu năm hơn, giảm đángkể lượng nước mất đi do bốc hơi nhưng phải tốn công đào - đặt - lấp và có khó khăn khi tìmđoạn bị nghẽn hoặc hư hỏng.Hình 4.19: Kiểu tưới nhỏ giọt có ống để trên mặt đấtHình 4.20: Kiểu tưới ngầm nhỏ giọt có ống chôn dưới đất4.4.3 Các thông số kỹ thuật• Sơ đồ cầu tạo hệ thống tưới nhỏ giọtMột hệ thống tưới nhỏ giọt đầy đủ bao gồm [Hình 4.21]:i. Trạm điều khiển đầu hệ thống [Head]: Nước được máy bơm nâng lên và chứa trong mộtthùng đầu nước [head tank], thường có kích thước khoảng 3 x 3 x 3 m, đặt ở độ cao từ 3 5 m. Nhiệm vụ của thùng đầu nước là điều hòa áp lực - điều chỉnh lượng nước tưới, lọcnước tránh bị cặn và có thể thêm phân bón vào trong nước nếu cần thiết. Vị trí của thùngđầu nước thường đặt ở giữa cánh đồng tưới để thuận lợi cho việc phân phối nước.ii. Đường ống chính [Main lines] : thường là ống PVC hoặc ống plastic [có các đường kínhΦ 21, Φ 27, Φ 32, Φ 41] để chuyển nước từ thùng đầu nước đến ống nhánh. Thôngthường người ta gắn thêm một thiết bị đo lưu lượng gần thùng nước.iii. Các đường ống nhánh [Laterals]: cũng là ống nhựa plastis có đường kính nhỏ hơn đườngống chính. Ống nhánh nối với ống chính và nối với các đầu tạo giọt nước. Ống nhánhđược đặt theo hàng cây trồng, thướng là mội hàng cây trồng có 1 ống nhánh. Cần phảicanh chỉnh khoảng cách các ống nhánh vừa phải theo không gian phân bố rễ cây trồng.60==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================iv.v.vi.Các vòi nhỏ giọt [Emitters]: Chọn theo các đầu tạo giọt có bán trên thị trường với cácthông số kỹ thuật được cung cấp đi kèm. Các đầu tạo giọt nước cho lượng nước ra vớilưu lượng rất thấp, thường khoảng 1- 9 lít/giờ, tùy theo loại cây trồng.Thùng châm hóa chất hoặc châm phân bón [Chemical and/or fertilizer injection units]:Tùy theo yêu cầu và tình trạng cây trồng mà có thể châm thêm hóa chất bảo vệ thực vậthoặc phân bón để hòa lẫn vào đường cấp nước đưa đến cây trồng.Các thiết bị quan trắc và kiểm soát nước [Monitoring and control equipments]: Bao gồmthiết bị đo kiểm soát áp lực nước, lưu lượng kế để điều chỉnh lượng nước tưới cần thiết vàhiệu quả. Ngoài ra, các ống thông khí [Air vent] cũng được lặp đặt để điều hòa áp lựctrong ống, tránh cho ống không bị bóp chặt do sự giảm áp suất trong ống so với áp suấtkhí trời [Hình 4.22].Thùng châm hóa chất/ phân bónThùng đầu nướcỐng thông khíBơmNguồn nướcVan kiểm soátỐng chínhỐng nhánh gắn đầu nhỏ giọtLưu lượng kếVan chậnHình 4.21: Sơ đồ hệ thống tưới nhỏ giọtHình 4.22: Ống thông khí và ống nạp nước trong hệ thống tưới nhỏ giọt61==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================• Bố trí vòi nhỏ giọtTùy theo loại cây trồng mà ta cần xác định khoảng cách giữa các đường ống tưới và khoảng cáchgiữa các vòi nhỏ giọt.o Đối với các cây rau, cây hoa cảnh, cây bụi nhỏ, … thì nên bố trí mỗi cây có một vòi nhỏgiọt và mỗi hàng cây có một đường ống tưới.o Đối với các cây trồng có than lớn [cây ăn trái, cây công nghiệp, cây cảnh dạng trụ, …],tùy theo tình hình thực tế mà bố trí các vỏi nhỏ giọt bao quanh cây sao cho tạo ra cácvòng ẩm không lớn hơn 50 – 60 cm, các vòng ẩm bao quanh cây cách gốc khoảng 40 –50 cm. Diện tích tưới ẩm không nên ít hơn 35% diện tích của tán cây.• Mức tướiMức tưới nhỏ giọt có thể xác định theo công thức:D = [θmax - θh]. h. α. Ptrong đó:DθmaxθhHαP[4-7]- mức tưới [mm];- mức giữ ẩm tối đa trong đất [% thể tích đất];- mức giữ ẩm gây héo cây [% thể tích đất];- độ sâu hiệu quả của bộ rễ [độ sâu nơi bộ rễ hút nước mạnh nhất], [cm];- mức hạ thấp cho phép của nước trong đất [%], tùy theo loại đất;- tỉ lệ [%] mặt đất được làm ẩm.• Thời gian tướiThời gian tươi tùy thuộc vào nhu cầu tưới và khả năng giữ nước trong đất. Thông thường thờigian tưới liên tục khoảng 12 – 18 giờ/ngày. Ở giai đoạn cây ra hoa, thời gian tưới có thể dài hơn.Thời gian tưới có thể xác định theo công thức:[4-8]trong đó:TDet- thời gian giữa 2 lần tưới [ngày];- mức tưới [mm];- nhu cầu tưới nước của cây trồng [mm/ngày].• Lưu lượng tưới cho mỗi vòi nhỏ giọtLưu lượng tưới cho mỗi vòi nhỏ giọt xác định theo:[4-9]trong đó:qDbrutESt- lưu lượng tưới [l/h];- mức tưới đã có xem xét hiệu quả tưới [mm], Dbrut = D/E- hiệu suất tưới nhỏ giọt, E = 0,80 – 0,90;- diện tích tưới cho mỗi vòi nhỏ giọt [m2];- thời gian tưới [giờ].62==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================4.5HỆ THỐNG TƯỚIHê thống tưới [irrigation system] bao gồm một chuỗi công trình lấy nước từ nguồn tưới đem đếntận cây trồng. Hệ thống dẫn nước tưới có thể là mạng không áp [hoặc mạng hở] như kênh mươngcho kỹ thuật tưới tràn, tưới rãnh, … hoặc mạng có áp [hoặc mạng kín] như mạng đường ốngdùng cho kỹ thuật tưới phun mưa, tưới nhỏ giọt, tưới ngầm. Ở Việt Nam, phổ biến nhất là mạnglưới dẫn nước hở bằng kênh mương. Kênh mương ngoài nhiệm vụ dẫn nước tưới, đôi lúc cóthêm nhiệm vụ tiêu nước, phục vụ vận chuyển đường thủy, cấp nước sinh hoạt. Mạng kín chỉ ápdụng cho một số nông trại, nhà kính trồng rau, trồng hoa, trạm ươm cây.Các công trình trong một hệ thống tưới bao gồm:• Nguồn nướcNguồn nước là nơi cung cấp nước cho hệ thống, bao gồm dòng sông, suối, ao, hồ chứa hoặcnước ngầm, … Đặc điểm và chất lượng nước của nguồn nước có vai trò lớn trong chi phí xâydựng hệ thống tưới. Nguồn nước dồi dào và có chất lượng sẽ làm phảm tiền đầu tư xây dựng vàxử lý nước hệ thống.• Công trình đầu mốiCông trình đầu mối là công trình lấy nước từ nguồn, có thể là trạm bơm [cho vùng cao] hoặccống lấy nước [cho hệ thống tưới vùng đồng bằng chịu ảnh hưởng thủy triều]. Ngoài ra, còn cócác công trình hỗ trợ cho việc lấy nước từ nguồn như đập dâng, hồ chứa nước. Hình 4.23 chomột kiểu trạm bơm lấy nước trên sông.Mái cheCửa thu nướcMực nước Max.Mực nước Min.Buồng bơmThang công tácLưới chắnBuồng thu nướcHình 4.23: Một kiểu trạm bơm lấy nước trên sông• Hệ thống kênh mươngHệ thống kênh mương có nhiệm vụ tải nước từ nguồn qua công trình đầu mối vào chân ruộng.Hệ thống kênh mương có nhiều cấp. Một hệ thống tưới có thể có từ 1- 5 cấp kênh [Hình 4.24].+ Kênh cấp I là kênh nhận nước trực tiếp từ nguồn vào sau đó đưa tiếp vào các kênh cấpdưới để đến mặt ruộng.63==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚCGiáo trình HỆ THỐNG TƯỚI – TIÊUTS. LÊ ANH TUẤN=====================================================================+ Kênh cấp II nhận nước trực tiếp từ kênh cấp 1 sau đó đưa tiếp vào các kênh cấp III.+ Với các hệ thống tưới tiêu có quy mô nhỏ thì kênh từ cấp III trở xuống thường được gọilà kênh nội đồng. Kênh cấp III là kênh nhận nước trực tiếp từ kênh cấp II sau đó đưa tiếpvào các kênh cấp IV để đến mặt ruộng. Đối với hệ thống tưới lớn, vài ngàn ha, ta có thêmkênh cấp V.Hình 4.24: Các cấp kênh trong hệ thống tưới• Các công trình trên hệ thống kênhTrên hệ thống kênh có thể có nhiều hệ thống hỗ trợ cho việc phân phối nước như hố phân nước,cống lấy nước, đập dâng, cầu máng, siphon chuyển nước và các công trình đo nước khác nhau.• Hệ thống giao thôngNhiều công trình thủy lợi kết hợp với giao thông nên trên hệ thống tưới có thể bố trí kết hợpđường giao thông bộ ở các tuyến kênh, cầu vượt qua kênh, bến neo đậu thuyền, …• Các hệ thống phụ trợ khácThông thường hai bên bờ kênh tưới được trồng cây làm nhiệm vụ chắn gió, chống sạt lở, giảmbớt ảnh hưởng của bốc hơi, cải thiện điều kiện vi khí hậu khu vực và tăng vẻ mỹ quan cho nôngthôn.64==================================================================================\Chương 4: KỸ THUẬT VÀ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC