Stelsel-evaluasie: Mikrospuitbesproeiing op sitrus Die evaluering van besproeiingstelsels help die watergebruiker om die stelsel beter te bestuur die evaluasie wys of die stelsel funksioneer volgens die ontwerpsparameters wat deur die ontwerper vasgestel is, toon aan of onderhoudspraktyke doeltreffend is, en kan help om probleme vroegtydig te bespeur. By evaluating an irrigation system, better in-field water management becomes possible the evaluation will show whether a system performs according to the design parameters as set by the designer, whether the irrigator s maintenance practices are effective, and can act as an early warning system for possible problems with system hardware. Agtergrond n 5.8 ha boord Star Ruby pomelos is verdeel in vier bloke van 1.45 ha elk en word besproei met n mikrospuitstelsel. Die waterbron is n gronddam wat gevul word uit n kanaal. Die stelsel is ontwerp sodat die spuitjies, wat met 1.1 mm diameter tuite toegerus is, teen n gemiddelde druk van 125 kpa moet werk om 45 l/h te lewer per spuit. Die spuite is toegerus met n medium afstand roteerder, en volgens die vervaardiger se katalogus behoort die radius van die benatte area om die spuit sowat 2.6m te wees. Die boomrye is gespasieer teen 7m, met n lateraal by elke boomry, en daar is een spuit geinstalleer by elke boom in n ry, teen n 4m spasiëring op die lateraal. Die noord-westelike hoek van die boord is die hoogste geleë, en die terrein val sowat 22m na die suid-oostelike hoek. Die hooflyn en taklyne vir elke blok is in die middel van die boord geleë. Figuur 1: Stelsel uitleg
Stelsel-evaluasie Soos gesien kan word in die lugfoto in Figuur 1, ondervind die boer probleme in blok 4 met bome wat doodgaan. n Aanvanklike ondersoek van blok 4 het getoon dat die spuite in die gebied waar die bome dood is, geen of min water lewer, en daar is besluit om die hele stelsel te evalueer, wat beteken dat die werklike druk en vloeitempo op verskeie posisies in die besproeiingstelsel, vanaf die pompstasie tot by die spuite, nagegaan en vergelyk moet word met die ontwerpdata. Waterbron Volgens die produsent, hang die kanaalwater wat gebruik word se kwaliteit af van die vloeipatrone in die rivier en die klimaatsomstandighede. Na afloop van swaar reën, het die water n baie groter belading van fyn slik wat n groter verstoppingsgevaar inhou vir die besproeiingstelsel. Daar is ook n swaar belading organiese materiaal in die water wat gedurende warm weerstoestande by kan dra tot verstopping. Geen chemiese bedreigings vir verstopping is in die water gevind nie (yster, mangaan of karbonate). Pompstasie Die pompstasie is onder die damwal geleë en die suigpyp se inlaat is naby aan die bodem van die dam alhoewel dit n positiewe drukhoof aan die pomp voorsien, is dit nie ideaal nie aangesien swak kwaliteit water onder in die dam direk in die pypstelsel gelewer word en n groter las op die filterbank plaas. Indien die suigpyp op n vlot gemonteer kan word, kan beter kwaliteit water aan die stelsel gelewer word. Filterbank Mikrobesproeiing emitters kan verstop word deur fisiese, chemiese of organiese onsuiwerhede in die water. Deur die waterkwaliteit te ontleed, kan die korrekte waterbehandeling (filtrasie sowel as moontlike voorafbehandeling van die water) toegepas word om die verstoppings te beperk. Die huidige waterbehandelingstelsel bestaan uit die balanseerdam, waar die water geleentgeid kry om te staan sodat die fisiese onsuiwerhede kan uitsak, sowel as n filterbank met drie 50 mm ringfilters met n filtreringsfynheid van 200 mikron. Die terugspoelsiklus van die filterbank word deur beide n tydskakelaar (20 sekondes per filter elke 6 ure) en n drukverskilmeganisme (drukverskil groter as 70 kpa) gereguleer. Tydens die evaluasie is daar gevind dat die filterbank aanhoudend gespoel het, met ander woorde, sodra al 3 filters teruggespoel het, begin die eerste filter onmiddelik weer terugspoel. Druklesings voor en na die filterbank het ook konstant gebly op 300 kpa en 230 kpa onderskeidelik. Die filterbank se spoelwater word teruggegooi in die dam. Om water doeltreffend te filtreer, moet daar na beide die ontwerp sowel as die bedryf en onderhoud van die filterbank gekyk word. Die filterbank was korrek gekies vir hierdie toepassing, volgens die verskaffer se katalogus: Filtergrootte: die stelsel se ontwerpvloeitempo is 25 m 3 /h, en die filterbank behoort n vloeitempo van 30 m 3 /h te kan hanteer (in die geval van swak kwaliteit water) Drukval: die drukval oor n skoon filter-bank behoort slegs 120 kpa te wees, heelwat minder as die 300 kpa soos aanbeveel in die SABI ontwerpsnorme Filtreerfynheid: 200 mikron ringe is in die filterbank gebruik, wat fyner is as die vereiste maksimum fynheid van 220 mikron. (SABI norm: 1/5de van die tuitgrootte = 0.2 x 1.1mm = 0.22mm)
Die stelselevaluering het getoon dat die bedryf en onderhoud van die stelsel egter nie reg uitgevoer is nie. Die gemete stelseldruk van 300 kpa voor die filterbank is minder as die verskaffer se aanbevole 350 kpa om die filters doeltreffend te kan terugspoel. Die drukval van 70 kpa (300 kpa-230 kpa) oor die filterbank is ook die maksimum toelaatbaar volgens die SABI norme, en aangesien hierdie waarde konstant bly selfs al het die filters gespoel, is dit nodig om die filterbank oop te maak en die filtreerringe per hand skoon te maak (sien Figuur 2). Figuur 2: Vuil ringe van n ringfilter. Outomatiese terugspoel kon nie die slik verwyder nie. Figuur 3: Leweringstoets van mikrospuite (Foto: F Reinders) Leweringstoets n Leweringstoets is uitgevoer in elke blok, deur die lewering van 25 verteenwoordigende spuitjies in die blok te meet en die resultate te ontleed (vir n meer volledige beskrywing, sien die stelsel-evaluering artikel in die April-Mei 2010 uitgawe van die SABI tydskrif). In blok 1, het die resultate getoon dat 20% van die mikrospuite (5 uit 25) verstop was (Figuur 4), en die gemiddelde lewering van al die spuite slegs was 32 l/h (in plaas van 45 l/h). Sowat 60% van die emitters in die blok het minder as die ontwerpslewering van 45 l/h toegedien.
Figuur 4: Gesorteerde leweringstoetsresultate 60% van die spuite lewer minder as die ontwerpslewering van 45 l/h Die aanbevole drempelwaardes waarvolgens mikrostelsels ge-evalueer word, word getoon in Tabel 1. Tabel 1: Riglyne vir CV, U s en EU-waardes van mikrobesproeiingstelsels (Handleiding vir die evaluering van besproeiingstelsels, LNR-ILI, 2003) Klassifikasie CV (%) U s (%) EU (%) Baie goed < 10 > 90 > 87 Goed 10 20 80 90 75 87 Aanvaarbaar 20 30 70 80 62 75 Swak 30 40 60 70 50 62 Onaanvaarbaar > 40 < 60 < 50 Ontledings van die data vir blok 1 het getoon dat die emitter uniformiteit (EU) slegs 5% was, terwyl die statistiese uniformiteit (U s ) 36% was, en die koeffisiënt van variasie (CV) 64%. Die ander blokke se toetse het eenderse resultate getoon, met die ergste situasie in blok 4 waar sowat 30% van die mikrospuite verstop was. Tydens die evaluasie is die laterale ondersoek en daar is gevind dat die stelsel nie gereeld genoeg gespoel is nie aangesien die onderpunte van die laterale baie vuil water gelewer het toe dit oopgemaak is (Figuur 5). Versuiming van hierdie onderhoudstaak kan lei tot verstopping van laterale en mikrospuite, wat wel gebeur het in blok 4 wat die mees laagliggende gedeelte van die stelsel is waar die slikdeeltjies in die water binne-in die pype neergeslaan het. Dit skep ook ideale omstandighede vir die groei van organiese onsuiwerhede.
Figuur 5: Vuil spoelwater aan die onderpunt van die laterale Gevolgtrekking en aanbevelings Die stelsel-evaluering het getoon hoe swak onderhou op die mikrospuitstelsel gelei het tot permanente skade aan die gewas. Slikdeeltjies is in laerliggende gedeeltes van die stelsel neegeslaan totdat laterale en mikrospuite verstop het. Die filterbank gebruik n stroom van sowat 8 m 3 /h om die filters te spoel aangesien die filterbank onophoudelik spoel, word hierdie stroom water (ongeveer 30% van die totale stelselkapasiteit) konstant teruggegooi in die dam. Die produsent betaal nie net duur om hierdie water terug te pomp in die dam nie, maar minder water bereik ook die besproeiingsblokke en die water in die dam se slikkonsentrasie raak al hoër. Die addisionele vloei wat deur die pomp voorsien moet word, veroorsaak ook dat die pomp nie op sy ontwerp dienspunt (25 m 3 /h vloeitempo by 350 kpa druk) kan werk nie, maar by n hoër vloei en laer druk m.a.w. verder regs op die pompkurwe en dit verhoog die drywingsbehoefte vanaf die motor. Dit is bevestig deur die gemete elektriese stroom van sowat 11.7 Ampère wat baie hoër is as die ontwerp stroom van 9 Ampère. Hierdie ondoeltreffendheid jaag die bedryfskoste van die stelsel verder op. Om die situasie te verbeter, kan die suigpyp op n vlot ge-installeer word om die water wat die stelsel binnekom te verbeter. Die belangrikste is egter die gereelde skoonmaak van die filterringe per hand, en die spoel van die laterale om die korrekte werkverrigting van die stelsel te verseker. Periodieke behandeling van die stelsel met chloor kan ook aanbeveel word.