การแบ่งโซนให้น้ำ
การให้น้ำทีเดียวพร้อมกันทั้งแปลงเหมาะสำหรับแปลงปลูกพืชที่ มีขนาดเล็ก การแบ่งแปลงขนาดใหญ่ออกเป็นแปลงย่อยๆ เรียกว่าโซน แต่ละโซนควรจะมีขนาดใกล้เคียงกัน แล้วให้น้ำทีละโซนจะลดค่าใช้จ่ายในการลงทุนติดตั้งระบบให้น้ำได้มาก เนื่องจากขนาดท่อและอุปกรณ์ต่างๆ จะเล็กลงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนโซน แต่ก็มีข้อจำกัดอยู่ที่รอบเวรของการให้น้ำ ระยะเวลาในการให้น้ำ จำนวนชั่วโมงในการให้น้ำแต่ละวัน ซึ่งมีความสัมพันธ์กันดังนี้
| จำนวนคาบการให้น้ำ ต่อวัน = จำนวนชั่วโมงในการให้น้ำแต่ละวัน / ระยะเวลาในการให้น้ำแต่ละรอบเวร |
|---|
| จำนวนโซนที่จะแบ่ง = จำนวนคาบการให้น้ำต่อวัน x รอบเวรของการให้น้ำ |
|---|
โดยปกติมักจะให้น้ำวันละไม่เกิน 12 ช.ม. ในช่วงเช้ามืดถึงก่อนค่ำ เพื่อให้พืชมีโอกาสใช้น้ำในการสังเคราะห์แสง
ถ้ากำหนด 1 วัน มีเวลาให้น้ำ 8 ช.ม. ระยะเวลาในการให้น้ำแต่ละรอบเวรคือ 4 ช.ม.
ดังนั้น ใน 1 วัน มีเวลาให้น้ำ = 8 / 4 = 2 คาบ
ถ้ารอบเวรของการให้น้ำเท่ากับ 3 วันต่อครั้ง ดังนั้น จำนวนโซนของพื้นที่ที่จะแบ่งได้ = 2 x 3 = 6 โซน
เมื่อได้จำนวนโซนที่จะแบ่งแล้ว จะต้องพิจารณาถึงลำดับของการให้น้ำที่ทำให้ผู้ใช้มีความสะดวกในการปฏิบัติ งาน เช่น การเรียงลำดับประตูน้ำที่ควบคุมโซนให้อยู่ใกล้กัน ทำให้สามารถเปิดปิดได้ง่าย ไม่ต้องเสียเวลาเดินไปไกล นอกจากนั้นพื้นที่ ของแต่ละโซนควรจะมีความเหมือนกันมากที่สุด พื้นที่ที่แตกต่างออกไปมากควรแยกเป็นโซนพิเศษ ถ้าเป็นไปได้ควรจะแบ่งโซนให้มีรูปสมมาตรกัน เพื่อความสะดวกในการเดินท่อ และการติดตั้งอุปกรณ์ สำหรับข้อดีอีกประการหนึ่งที่สำคัญนั้น ก็คือเมื่อมีน้ำจำกัด แหล่งน้ำไม่สามารถผลิตน้ำในอัตราที่พอเพียงสำหรับการให้น้ำได้ครั้งเดียว ในโซนเดียว
ระบบให้น้ำแบบฉีดฝอยขนาดเล็ก
ระบบให้น้ำแบบฉีดฝอยขนาดเล็กเป็นการให้น้ำ แก่พืชเป็นวง หรือหลายวงบนผิวดินบริเวณเขตรากพืช โดยมีการควบคุมปริมาณน้ำตามความต้องการของพืช น้ำจะถูกพ่นออกจากหัวฉีดฝอยที่ติดตั้งอยู่บนท่อแขนง ซึ่งจะรับน้ำมาจากท่อประธานที่ต่อมาจากเครื่องสูบน้ำ การให้น้ำแบบนี้จึงไม่มีการสูญเสียน้ำระหว่างการส่งน้ำ การสูญเสียของน้ำที่ไหลเลยเขตรากพืช หรือไหลนองไปตามผิวดินก็มีน้อย นอกจากนั้นยังสามารถใส่ปุ๋ย หรือสารเคมีลงไปในน้ำระหว่างการให้น้ำพร้อมกันได้ จึงถือว่าเป็นการให้น้ำแก่พืชที่มีประสิทธิภาพระบบหนึ่ง
หัวฉีดฝอยขนาดเล็กมีให้เลือกใช้หลายชนิดขึ้นอยู่กับคุณสมบัติ ของการออกแบบให้พ่นน้ำออกมา
มิสสเปรย์ เป็นหัวฉีดที่ให้ละอองน้ำขนาดเล็กมาก ฟุ้งกระจายได้ง่าย จึงไม่เหมาะที่จะนำไปใช้ในที่โล่งแจ้ง และลมแรง
ไมโค รเจ๊ท หรือเจ็ทสเปรย์ หรือไมโครส เปรย์ มี รัศมีพ่นน้ำแคบเหมาะสำหรับพืชที่ปลูกระยะชิดหรือต้นไม้ที่ยังมีทรงพุ่มขนาด เล็ก
มินิสปริงเกอร์ หรือไมโครส ปริงเกอร์ เหมาะสำหรับต้นพืชที่มีทรงพุ่มกว้างและระยะปลูกห่าง โดยปกติ หัวสปริงเก อร์ ชนิดนี้จะพ่นน้ำออกมาสู่บริเวณรอบๆ หัวในปริมาณที่มาก และลดน้อยลงเมื่อระยะห่างออกไป
ส่วนการติดตั้งใช้งานระบบนี้นั้น ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของการใช้งานโดยอาจจะเป็นแบบวางบนพื้น ที่ทั้งหัวฉีดและท่อแขนงอยู่บนพื้นดิน แบบเหนือต้นไม้ ที่หัวฉีดอยู่สูงกว่าต้นไม้ แบบแขวนที่หัวฉีดและท่อแขนงยึดติดอยู่กับเส้นลวดเหนือพื้นดิน หรือแบบฝังดินที่ท่อแขวนถูกฝังอยู่ในดิน แต่หัวฉีดฝอยอยู่บนพื้นดิน
ตัวอย่างที่ 1 ถ้าจะปลูกส้มที่กำแพงเพชร เดือนมีนาคม ควรจะให้น้ำเมื่อใด และจะต้องให้เท่าไร โดยกำหนดให้ดินที่ปลูกเป็นดินร่วนปนทราย
จากตารางที่ 2 ดินร่วนปนทราย มีน้ำที่พืชจะนำไปใช้ได้ 0.75 - 1.15 ม.ม . น้ำ/ซม.ดิน เฉลี่ย = 0.95 ม.ม. น้ำ/ซม.ดิน
จากตารางที่ 3 อัตราการระเหยน้ำวัดจากถาดวัดระเหยน้ำ = 5 ม.ม. / วัน
ค่าสัมประสิทธิ์ของถาดวัดการระเหย = 0.8
จากตารางที่ 4 ค่าสัมประสิทธิ์ของส้ม = 0.75
ดังนั้น ความต้องการใช้น้ำของพืช = 5 x 0.8 x 0.75 = 3 ม.ม. / วัน
จากตารางที่ 5 ส้มมีระบบรากลึก = 120 ซม. แต่พืชใช้น้ำส่วนใหญ่ 40 % จากเขตรากที่นับจากผิวดินลงไป โดยอาศัยรากพืชส่วนบนที่ยาว 1/4 ของความยาวทั้งหมด
สมมติว่าส้มทนแล้งหรือการตอบสนองต่อการเครียดน้ำพอสมควร ดังนั้น จึงกำหนดว่าจะยอมให้พืชเอาไปใช้ได้ 50 % ก่อนที่จะให้น้ำครั้งต่อไป
ดังนั้น ความชื้นที่ยอมให้พืชนำไปใช้ได้ = 1/4 x 120 x 0.95 x 0.5 = 14.25 ม.ม.
ดังนั้น รอบเวรของการให้น้ำ = ความชื้นที่ยอมให้พืชนำไปใช้ได้ / ความต้องการใช้น้ำของพืช = 14.25 / 3 = 4.75 หรือ 5 วัน
ทั้งนี้หมายความว่าจะต้องให้น้ำแก่ส้มทุก 5 วัน
ในกรณีนี้สมมติว่าเลือกมินิสปริงเกอร์ ซึ่งมีประสิทธิภาพ 80 % มาใช้งาน
การที่ได้รอบเวรของให้น้ำ 5 วันครั้ง และความต้องการใช้น้ำของส้ม 3 ม.ม ./ วัน
ดังนั้น ปริมาณน้ำที่จะให้ในแต่ละรอบเวร = ( 5 x 3) / 80% = 18.75 ม.ม.
ถ้าระยะปลูกส้ม = 5 x 5 ม. โดยที่ควรจะให้น้ำครอบคลุมพื้นที่ 80 % ของต้น
ดังนั้น พื้นที่วงเปียก = ¶r 2 x 0.8
= 3.14 x 2.5 กำลัง 2 x 0.8
= 15.7 ตารางเมตร
ดังนั้น ปริมาณน้ำที่ต้องการให้ต่อรอบเวร = พื้นที่วงเปียก x ปริมาณน้ำที่จะให้ในแต่ละรอบเวร
= 15.7 x 18.75
= 294.4 ลิตร
ดังนั้น รัศมีวงเปียกที่ครอบคลุมพื้นที่ 80% ของต้น = √ 15.7 / 3.14
= 2.2 ม.
หลังจากนั้นจึงตรวจสอบจาก แคตตาล็ อกของบริษัทผู้ผลิตจำหน่ายมินิสปริง เกอร์ ยี่ห้อต่างๆ สมมติว่าเลือกใช้มินิสปริง เกอร์ ยี่ห้อ ก. ที่มีอัตราการให้น้ำ 120 ลิตรต่อชั่วโมง รัศมีวงเปียก 2.2 ม. ความดันใช้งาน 1 บาร์ ( 1 บาร์ มีค่าเท่ากับ 10 ม. ) โดยที่อัตราการให้น้ำที่เลือกใช้นี้ ถ้าคำนวณให้เป็นหน่วย ม.ม. / ซม. ก็จะได้ดังนี้
อัตราการให้น้ำของมินิสปริง เกอร์ = 120 ลิตร / ซม. ÷ พื้นที่วงเปียก
= 0.12 ม 3 / ซม. ÷ 15.7 ม 2
= 7.6 ม.ม. / ซม.
อัตราการให้น้ำนี้มีค่าต่ำกว่าอัตราการซึมน้ำของดิน 10 ม.ม . / ซม. (ตารางที่ 1 ) ซึ่งแสดงว่าจะไม่เกิดน้ำไหลมาชะล้างหน้าดิน
ดังนั้น หลักการที่ได้ดำเนินมาถือว่าใช้ได้
ส่วนระยะเวลาในการให้น้ำ = 294.4 ÷ 120
= 2.45 ชม.
ทั้งนี้หมายความว่า เมื่อเลือกใช้มินิสปริง เกอร์ ยี่ห้อ ก แล้วจะต้องให้น้ำนาน 2.45 ชม. หรือประมาณ 2.5 ซ.ม. จึงจะได้น้ำ 294.4 ลิตร
ถ้ากำหนดให้ 1 วัน มีเวลาให้น้ำ 8 ช.ม.
ดังนั้น จำนวนคาบการให้น้ำต่อวัน = 8 ÷ 2.5 = 3.2 หรือ 3
ซึ่งกล่าวได้ว่าใน 1 วัน จะให้น้ำครบ (หรือ ครั้งๆ ) ละ 2.5 ชม. และจะมีการให้น้ำ ทุกๆ 5 วัน
ดังนั้น จำนวนโซนที่จะแบ่งได้ = 3 ครั้ง / วัน x 5 วัน / ครั้ง
= 15
การให้น้ำทุกๆ 5 วัน ให้ครบ 15 โซน หมายความว่าจะต้องมีการให้น้ำวันละ 15 ÷ 5 = 3 โซน
ถ้าสมมติว่าทีพื้นที่ปลูกส้ม 45 ไร่
ดังนั้น ขนาดของแปลงที่จะไห้น้ำต่อโซน = 45 / 15 = 3 ไร่
ดังนั้นจึงควรจะเริ่มต้นให้น้ำวันละ 3 โซน ๆ ละ 2.5 ช.ม. หรือ 3 ไร่ ทุกๆ 2.5 ช.ม. เป็นเช่นนี้ไปจนครบ 5 วัน ได้พื้นที่ 45 ไร่ แล้วก็จะวนกลับมาเริ่มต้นให้น้ำที่ 3 โซนแรก อีกครั้ง เป็นเช่นนี้เรื่อยไป
การวางผังเดินท่อ
จำนวนโซนที่แบ่งได้จะเป็นแนวทางในการวางผัง เดินท่อ โดยปกติท่อประธานจะถูกวางอยู่ระหว่างกลางของทุกโซน แล้วต่อท่อรองประธานออกไปพร้อมกับติดตั้งประตูน้ำคุมโซนไว้ เพื่ออำนวยความสะดวกในการเปิดปิด ให้น้ำ ท่อประธานควรจะอยู่ในแนวตรงและสั้นที่สุด ส่วนท่อแขนงที่นำน้ำไปสู่พืชนั้นจะต้องถูกวางให้ตามแนวระดับของพื้นที่ ไม่ควรวางไปตามแนวลาดเอียงของพื้นที่ เพราะอาจจะทำให้ความดันของน้ำในท่อมีความแตกต่างกันมาก ทำให้ต้นพืชได้รับน้ำไม่เท่ากัน
สำหรับท่อ ที่ใช้ในการให้น้ำนั้น ปัจจุบันนิยมใช้ท่อ พีวีซี และท่อพีอี ซึ่งแต่ละชนิดต่างก็มีความเหมาะสมที่จะนำมาใช้งาน
ท่อพีวีซี มีราคาต่ำ หาซื้อง่าย น้ำหนักเบา เชื่อมต่อได้ง่ายโดยใช้กาวและข้อต่อเกลียว โดยสามารถต่อเชื่อมกับท่อชนิดอื่นได้ด้วย นอกจากนี้ยังไม่เป็นสนิม และทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมี แต่มีข้อเสียที่แตกหักง่าย ถ้ามีน้ำหนักมากๆ กดทับ ท่อพีวีซี ผลิตขึ้นมายาวท่อละ 4 เมตร และมี 3 ระดับชั้นความดัน (หรือสามารถทนความดันได้) คือ ชั้น 5 , 8.5 , และ 13.5 เมกาพาสคัล ( 1 เมกาพาสคัล มีค่าเท่ากับ 10 ม. ) มีขนาด 1/2 นิ้ว – 16 นิ้ว ( 18 – 600 ม.ม. ) โดยปกติชนิดสีฟ้าเท่านั้นที่เหมาะสมสำหรับระบบให้น้ำ เพราะท่อสีอื่นมีความบางกว่า ทำให้ไม่สามารถทนความดันน้ำได้สูง
ข้อต่อพีวีซี ก็เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของท่อ เพราะท่อที่ผลิตจะมีความยาวที่เหมาะสมแก่การขนส่ง เช่น 4 ม. ดังนั้น เมื่อจะต่อท่อให้เป็นท่อยาวๆ จึงต้องอาศัยข้อต่อมายึดเข้าด้วยกัน ข้อต่อดังกล่าวทีหลายแบบ เช่น สามตา หรือสามทาง สี่ทาง ข้องอ ข้อลด ข้อเพิ่ม ฝาอุดปลายท่อ
ท่อพีอี เป็นท่อสีดำที่ผลิตขึ้นมาเพื่อใช้ในการเกษตร โดยมีราคาถูกกว่าท่อ พีวีซี การตัดต่อทำได้ง่าย มีน้ำหนักเบา และสามารถขดเป็นม้วนได้ ทำให้สะดวกในการขนส่ง และเคลื่อนย้าย ตลอดจนการวางท่อ นอกจากนี้ยังผลิตให้มีความยาวถึง 50 หรือ 100 เมตร ทำให้จำนวนข้อต่อที่ใช้ลดลง และการรั่วที่เกิดจากข้อต่อก็จะลดลงตาม ข้อดีของท่อ พีอี คือมีความยืดหยุ่นตัวสูงกว่า สามารถรับน้ำหนักกดทับได้โดยไม่แตกหัก นอกจากนั้นผิวภายในท่อยังเรียบทำให้การเสียพลังงานเนื่องจากความฝืดมีค่าต่ำ ขนาดของท่อพีอีทีตั้งแต่ขนาด 16 ม.ม. ถึง 400 ม.ม. โดยมีชั้นความดัน 5 ชั้น ได้แก่ 2.5 , 4 , 6.3 , 10 และ 16 บาร์
เนื่องจากมาตรฐานการผลิตท่อพีอีแตกต่างกัน ข้อต่อพีอี จึงมีรูปแบบที่แตกต่างกัน ดังนั้น การเลือกใช้ท่อในระบบให้น้ำ จึงต้องพิจารณาเลือกใช้ท่อที่ทีข้อต่อที่สามารถต่อท่อทั้งสองชนิดเข้าด้วย กันได้ด้วย ความแตกต่างของข้อต่อเพียง 0.5 หรือ 1 ม.ม. สามารถทำให้น้ำรั่วได้ เพราะในท่อมีความดัน ดังนั้นในการเลือกใช้ท่อจึงจำเป็นต้องคำนึงถึงข้อต่อพิเศษ ซึ่งราคาอาจจะสูง หรือหากจะเปลี่ยนท่อใหม่ก็จะหาข้อต่อได้ยาก
การเลือกใช้ขนาดและชนิดของท่อนั้น บางครั้งก็อาจจะมรการติดตั้งใช้งานท่อทั้งสองชนิดร่วมกัน เช่น ท่อเมนซึ่งเป็นท่อที่มีความดันตลอดเวลาเป็นท่อพีวีซี ท่อแขนงเป็นท่อพีอีซึ่งมีความดันก็ต่อเมื่อมีการใช้น้ำ อย่างไรก็ตามก็ควรคำนึงความสะดวกในการหาซื้อท่อชนิดนั้นๆ และการซ่อมแซมในภายหลัง
สำหรับการเดินท่อนั้น ก็ควรจะอาศัยหลักการ ดังนี้
1 . เดินท่อในแนวตรงให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
2. หลีกเลี่ยงการเดินท่อหัดมุม ซึ่งจะก่อให้เกิดแรงเสียดทานและสูญเสียความดัน โดยออกแบบให้มีการต่อท่อแขนงหลายๆ ท่อ ออกจากท่อประธาน
3. ถ้าเป็นไปได้ ควรหลีกเลี่ยงการเดินท่อผ่านทางเดิน หรือถนน
นอกจากข้อต่อแล้ว การเดินท่อยังต้องอาศัย อุปกรณ์ควบคุมต้นทาง ซึ่งเป็นอุปกรณ์ต่างๆ ที่ต่อจากท่อส่งของเครื่องสูบน้ำ ซึ่งช่วยให้การทำงานของระบบให้น้ำเป็นไปด้วยดี อุปกรณ์เหล่านี้ประกอบด้วย
วาล์วกันกลับ เป็นวาล์วที่จะปล่อยให้น้ำไหลไปในทิศทางที่ต้องการ ไม่มีการย้อนหลัง โดยทั่วไปมี 2 แบบคือ แบบสปริงและแบบบานเหวี่ยง ทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้น้ำในท่อไหลย้อนกลับเมื่อหยุดเครื่องสูบน้ำ
ประตูน้ำ ใช้เปิดและปิดในขณะเริ่มและหยุดใช้งานเครื่องสูบน้ำ เพื่อลดการเกิดกระแทกของน้ำ ซึ่งจะทำความเสียหายแก่ท่อและอุปกรณ์ต่างๆ
กรอง ทำหน้าที่ดักสิ่งปลอมปนไม่ให้เข้าไปในระบบน้ำ จนเกิดอุดตันที่หัวฉีดฝอยหรือกีดขวางทางเดินของน้ำ
มาตรวัดน้ำ นอกจากจะใช้ในการบอกปริมาณน้ำที่ให้แต่ละครั้งและยังเป็นตัวบ่งชี้ได้ในกรณี มีท่อรั่วหรือแตกในที่ลับตา
มาตรวัดแรงดัน ใช้เป็นตัวชี้ว่าแรงดันที่ส่งน้ำออกไปสู่ระบบตรงกับที่คำนวณไว้หรือไม่ กรองอยู่ในสภาพปกติหรือจะต้องทำความสะอาด
วาล์วไล่ลม เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ระบายอากาศที่อยู่ในท่อก่อนจะเดินเครื่องสูบน้ำให้ ออกไปจากท่อเพื่อให้น้ำสามารถเข้ามาแทนที่ได้เต็ม ปราศจากฟองอากาศ ทำให้น้ำไหลสะดวก
ลิ้น หัวกะโหลก หรือฟุตวาล์ว เป็นวาล์วกันกลับที่ได้รับการออกแบบมาใช้สำหรับทางด้านดูดของเครื่องสูบน้ำ เพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับ และทำให้มีน้ำป้อนทางท่อดูดตลอดเวลา โดยจะติดตั้งอยู่กับส่วนตอนปลายของท่อทางด้านดูดที่จุ่มน้ำอยู่ในน้ำ และมีกรองติดอยู่ด้วย เพื่อป้องกันเศษหญ้าหรือวัตถุแปลกปลอมต่างๆ ไม่ให้เข้าไปในระบบน้ำ
