آینده استفاده از انواع لوله ها در سیستم های نوین آبیاری، به کدام سو می رود؟

نوع اتصالات: انواع اتصال بکار رفته در لوله ها( جوشی، رزوه ای، پیچی و …)، بر استحکام، سهولت نصب و میزان نشتی آب، تأثیرگذار می باشد.

۲-۱- عوامل هیدرولیکی درانتخاب لوله های سیستم های آبیاری

پارامترهای هیدرولیکی، نقش مهمی در انتخاب نوع لوله در سیستم های آبیاری دارند. در این مقاله، تعدادی از عوامل کلیدی که بایستی مد نظر قرار گیرند، آورده شده است:

سایز یا قطر لوله: قطر لوله بر دبی آب و فشار کارکرد سیستم تاثیر می گذارد. لوله با قطر بزرگتر، امکان انتقال دبی بیشتر و افت فشار کمتر را فراهم می کند و انتخاب قطر لوله بزرگتر برای سیستم های آبیاری در مساحت های وسیع تر، ضروری است.

سایز لوله عامل مهمی است که بر دبی آب و فشار سیستم آبیاری تاثیر می گذارد. انتخاب اندازه مناسب لوله بر اساس دبی و فشار مورد نیاز سیستم، برای اطمینان از آبیاری مؤثر، از اهمیت زیادی برخوردار است. اندازه لوله ها بایستی به دقت انتخاب شود تا با دبی و فشار مورد نیاز سیستم تطابق داشته باشد. لوله های کوچکتر ممکن است توانایی انتقال دبی جریان را نداشته باشند، در حالی که لوله های بزرگتر ممکن است گرانتر باشند.

طول لوله: طول لوله بر میزان افت فشاری که در طول آن رخ می دهد تأثیر می گذارد. لوله‌های با طول زیاد، معمولاً افت فشار بیشتری نسبت به لوله‌های کوتاه‌تر دارند و می‌توانند بر راندمان کارکرد پمپ نیز تأثیر بگذارند. برای کاهش افت فشار و حفظ دبی جریان مورد نیاز، لوله‌های طویل تر، ممکن است به قطر بیشتری نیاز داشته باشند.

دبی آب: نیاز آبی محصولات یا گیاهان، دبی مورد نیاز سیستم را تعیین می کند. میزان جریان آبی که از طریق لوله عبور می کند، عامل مهمی است که بر راندمان کل سیستم آبیاری تأثیر می گذارد. انتخاب لوله ای که توان تحمل دبی مورد نیاز را داشته باشد، ضروری است.

فشار کاری لوله: فشار کاری، به توانایی لوله در تحمل فشار آب، بدون اینکه ترکیدگی در آن رخ دهد، اشاره می کند و نکته مهمی در طراحی سیستم های آبیاری است. به ویژه برای سیستم های آبیاری بارانی که نیاز به فشار کارکرد بالایی دارند. فشار کاری لوله ها بایستی با فشار مورد نیاز سیستم آبیاری مطابقت داشته باشد. اگر فشار کارکرد لوله خیلی کم باشد، لوله ها می ترکند یا نشتی آب خواهند داشت. اما اگر فشار کاری آنها خیلی زیاد باشد، ممکن است باعث هدر رفت سرمایه گذاری اولیه شود.

افت فشار آب: افت فشار، زمانی رخ می دهد که آب از لوله عبور کرده و اصطکاک ایجاد شود. میزان افت فشار آب، به سایز، طول و جنس لوله بستگی دارد. برای جلوگیری از کاهش راندمان کل سیستم آبیاری، انتخاب لوله ای که حداقل تلفات هد آب را داشته باشد، ضروری است.

سرعت آب: سرعت آب در لوله، بایستی به منظور جلوگیری از آسیب به لوله، کاهش افت فشار  آب و خطر گرفتگی آن توسط رسوبات،کاهش یابد. جنس لوله، قطر و فشار کارکرد، همگی بر سرعت آب مؤثر هستند.سرعت آب در لوله های اصلی و فرعی سیستم آبیاری، بایستی در محدوده ۰٫۶ تا ۳ متر بر ثانیه نگه داشته شود.

۳-۱- عوامل شیمیایی درانتخاب لوله های سیستم های آبیاری

هنگام انتخاب لوله‌ها برای سیستم‌های آبیاری، بایستی چندین فاکتور شیمیایی از جمله نوع آب،pH  آب و ترکیب شیمیایی آن در نظر گرفته شود.

ترکیب شیمیایی و نوع آب: نوع آبی که توسط سیستم آبیاری منتقل می شود، یک عامل شیمیایی مهم در انتخاب لوله می باشد. آب ها بر اساس مقدار مواد معدنی محلول در آن، به آب نرم یا سخت تقسیم می شوند. آب سخت، حاوی غلظت بالایی از مواد معدنی مانند کلسیم، منیزیم یا آهن است که به مرور زمان پوسته پوسته شده و در لوله ها تجمع می یابد. لوله های پی وی سی یا پلیمری، معمولاً برای انتقال آب سخت، ترجیح داده می شوند. زیرا کمتر در معرض خوردگی و پوسته پوسته شدن هستند.

 pH : pH آب نیز یک عامل مهم در انتخاب لوله برای سیستم های آبیاری است. آب با pH بالا می تواند برای انواع خاصی از لوله ها خورنده باشد، در حالی که آب با pH پایین، اسیدی است و سبب شستشو و حذف فلزات از انواع مختلفی از لوله ها می شود. لوله های پی وی سی برای انتقال آب با pH پایین تا متوسط مناسب هستند، در حالی که لوله های فولادی ضد زنگ یا مسی ،برای آب با PH بالا مناسب تر هستند.

مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش: لوله هایی که در معرض مستقیم نور خورشید هستند( مانند نوارهای آبیاری)، بایستی در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاوم باشند تا از بازشدگی دوخت نوار و ترک خوردگی، جلوگیری شود.

سازگاری و مقاومت شیمیایی: مواد شیمیایی مورد استفاده در سیستم آبیاری مانند کودها، سموم دفع آفات و علف‌کش‌ها ، با انواع مختلفی از لوله ها واکنش نشان داده و به مرور زمان باعث تخریب آنها می شوند. بنابراین، ضروری است که لوله هایی را انتخاب کنید که مقاوم بوده و با مواد شیمیایی مورد استفاده در سیستم آبیاری سازگار باشند.

مقاومت در برابر خوردگی: لوله هایی که در سیستم های آبیاری استفاده می شوند، همیشه در معرض خاک، کودها، آفت کش ها و سایر مواد شیمیایی که باعث خوردگی آنها می شوند، قرار دارند. لذا باید لوله هایی انتخاب شوند که در برابر خوردگی مقاوم باشند، مانند لوله های PVC (پلی وینیل کلرید) یا HDPE (پلی اتیلن با چگالی بالا).

مقاومت در برابر دما: دمای آب در سیستم آبیاری، بر عملکرد لوله ها تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، لوله های پی وی سی در دماهای سرد، شکننده ترند، در حالی که لوله های پلی اتیلن در دماهای گرم، نرم می شوند. پس ضروری است که لوله هایی انتخاب شوند که برای محدوده دمایی مورد انتظار آب در سیستم آبیاری مناسب باشند.

کیفیت آب: کیفیت آب در منبع آب نیز، در انتخاب لوله ها مؤثر می باشد. به عنوان مثال اگر آب، اسیدیته بالایی داشته باشد و یا حاوی مواد معدنی زیاد و سایر آلاینده ها باشد، به لوله هایی نیاز است که در برابر خوردگی مقاوم باشند.

سایش: سایش لوله نیز عامل مهم دیگری است که بایستی در نظر گرفت. اگر آب حاوی ذرات ساینده مانند ماسه یا رسوب باشد، باعث ساییدگی و پارگی در داخل لوله ها می شود.

۴-۱- عوامل اقتصادی درانتخاب لوله های سیستم های آبیاری

هنگام انتخاب لوله برای سیستم های آبیاری، چندین فاکتور اقتصادی وجود دارد که بایستی در نظر گرفته شود:

هزینه خرید لوله: انواع مختلف لوله ها هزینه های متفاوتی دارند و شما بایستی هزینه خرید، نصب و نگهداری آنها در طول عمر سیستم آبیاری که از مهم ترین عوامل انتخاب لوله ها است را در نظر بگیرید. قیمت لوله ها بسته به جنس، سایز و کیفیت شان، بسیار متفاوت می باشد. مثلاً لوله های PVC  و پلی اتیلن، نسبت به لوله های فلزی، قیمت کمتری دارند. لوله های سبک و انعطاف پذیری که نصب آنها راحت تر است، سبب صرفه جویی در هزینه های نصب می شوند.

دوام لوله: دوام لوله، شاخص اقتصادی بسیار مهمی است. لوله هایی با دوام بیشتر، عمر طولانی تری دارند و به تعمیر و نگهداری کمتری نیاز دارند و در درازمدت، باعث صرفه جویی در هزینه ها می شوند.لوله هایی که مستعد ترک خوردن یا شکستن هستند، نیاز به تعمیر یا تعویض مکرر دارند و به مرور زمان، هزینه کل سیستم را افزایش می دهند.

در این ارتباط، لوله های پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) ، در برابر صدمات ناشی از تغییرات آب و هوا، مواد شیمیایی و ضربه، دوام و مقاومت خوبی از خود نشان داده اند.

کارایی: کارایی لوله نیز، عاملی است که بایستی در نظر گرفته شود. برخی از انواع لوله ها در رساندن آب به پای گیاهان راندمان بهتری دارند و ضمن اینکه حجم آب مصرفی را کم می کنند، مبلغ قبض آب شما را نیز کاهش می دهند.

مقاومت در برابر خوردگی: برخی از انواع لوله ها در برابر خوردگی مقاومت بیشتری دارند و می تواند عمر لوله را افزایش داده و هزینه های نگهداری را کاهش دهند.

تأثیرات زیست محیطی: لوله های ساخته شده از مواد خاص ممکن است ردپای کربن بیشتری داشته باشند و یا دفع آنها دشوارتر باشد که می تواند هزینه کلی سیستم را افزایش دهد. به عنوان مثال، لوله های پی وی سی، تجزیه پذیر نبوده و اثرات منفی بر محیط زیست خواهند داشت.

قانون و مقررات محلی: قوانین و مقررات محلی نیز در انتخاب لوله برای سیستم های آبیاری، تأثیر گذار است. برخی از مناطق، ممکن است محدودیت هایی در مورد استفاده از انواع لوله ها را وضع کرده باشند.

بهره وری آب: انتخاب لوله هایی که از نظر مصرف آب بهینه تر هستند و هدر رفت آب را به حداقل می رسانند نیز می توانند در دراز مدت از نظر اقتصادی مفید باشند. به عنوان مثال، لوله هایی که موجب کاهش تلفات اصطکاک می شوند( ضریب زبری کم)، هزینه های انرژی مرتبط با پمپاژ آب از طریق سیستم آبیاری را کاهش می دهند.

هزینه نصب، تعمیر و نگهداری: بایستی هزینه های نصب،تعمیر و نگهداری لوله در طول عمر آن نیز در نظر گرفته شود. لوله های با کیفیت پایین که بیشتر در معرض آسیب هستند و یا نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر دارند، در دراز مدت، هزینه بیشتری دارند. لوله های PVC که به راحتی نصب و نگهداری می شوند، سبب کاهش هزینه های کارگری می شوند.

هزینه نصب شامل هزینه نیروی کار، تجهیزات و مواد مورد نیاز برای نصب لوله ها می باشد. هزینه نگهداری لوله ها نیز شامل هزینه تعمیر و تعویض لوله های آسیب دیده و همچنین هزینه های جاری، مانند تمیز کردن و بازرسی می شود.

در دسترس بودن: اگر لوله‌های مورد نظرتان در منطقه زندگی شما تولید نمی شوند، لازم است برای حمل و نقل آنها هزینه بیشتری بپردازید و یا در اجرا و راه‌اندازی سیستم آبیاری مزرعه تان، با تاخیر مواجه شوید.

بهره وری انرژی: استفاده از لوله هایی با قطر کمتر، هزینه های انرژی پمپاژ آب از طریق سیستم آبیاری را کاهش می دهد.

طول عمر: طول عمر لوله ها نیز نکته مهمی است. لوله هایی که عمر طولانی تری دارند، نیاز به حداقل تعمیر و نگهداری و یا تعویض دارند و با گذشت زمان، سبب صرفه جویی قابل توجهی در هزینه ها می شوند.

۲- پیش بینی روند استفاده از انواع لوله ها در سیستم های آبیاری

روند آینده استفاده از انواع مختلف لوله ها در سیستم های آبیاری مدرن، به احتمال بسیار زیاد، ناشی از نیاز به کارایی و پایداری بیشتر خواهد بود. این بدان معنی است که احتمالاً تأکید بیشتری بر استفاده از مواد با دوام، مقاوم در برابر خوردگی و بهره وری انرژی خواهد بود.

یکی از موادی که همچنان در سیستم‌های آبیاری مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد، پلی اتیلن (PE) است. لوله های پلی اتیلن انعطاف پذیری بالایی دارند و برای استفاده در محدوده وسیعی از کاربردها، ایده آل هستند. با توجه به اینکه این لوله ها سبک وزن هستند، سبب کاهش هزینه های حمل و نقل و نصب می شوند. علاوه بر این، لوله های پلی اتیلن در برابر خوردگی بسیار مقاوم بوده و طول عمر بیشتری نیز نسبت به پی وی سی و فولاد دارند.

ماده دیگری که در سیستم های آبیاری مدرن، محبوبیت بیشتری پیدا نموده است، پی وی سی (پلی وینیل کلراید) است. شاخص اصلی این لوله ها، دوام و مقاومت آنها در برابر خوردگی است. لوله های پی وی سی نیز نظیر لوله های پلی اتیلن، وزن نسبتاً سبکی دارند و باعث صرفه جویی در هزینه های حمل و نقل و نصب می شوند.

علاوه بر این مواد، استفاده از لوله های کامپوزیت در سیستم های آبیاری مدرن نیز افزایش یافته است. لوله های کامپوزیت، همانند فولاد مستحکم و مثل پلاستیک، مقاومت فوق العاده ای در برابر خوردگی دارد.

با لحاظ توضیحات قبلی، پیش بینی می شود که استفاده از انواع مختلف لوله‌ها در سیستم‌های آبیاری مدرن و در طول زمان، به تکامل و تغییر خود ادامه خواهد داد. برخی از روندهایی که در آینده می توان شاهد آن بود، عبارتند از:

۱-۲- افزایش استفاده از لوله های پلی اتیلن : 

لوله های پلی اتیلن، سبک، انعطاف پذیر و در برابر خوردگی مقاوم هستند. این ویژگی های منحصر به فرد، آنها را به گزینه ای ایده آل برای استفاده در سیستم های آبیاری تبدیل کرده است. همچنین لوله های پلی اتیلن، طول عمر بالایی دارند و نیاز به تعویض مکرر ندارند. در نتیجه می توان انتظار داشت که در آینده، شاهد افزایش استفاده از لوله های پلی اتیلن باشیم.