Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9169:2012 về Công trình thủy lợi - Hệ thống tưới tiêu - Quy trình tưới nhỏ giọt

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9169:2012

CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - HỆ THỐNG TƯỚI TIÊU - QUY TRÌNH TƯỚI NHỎ GIỌT

Hydraulic structure - Irrigation and drainage system - Drip irrigation process

Lời nói đầu

TCVN 9169:2012 được xây dựng từ kết quả nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước cho cây nho và cây thanh long vùng khô hạn Nam Trung Bộ”.

TCVN 9169:2012 do Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - HỆ THỐNG TƯỚI TIÊU - QUY TRÌNH TƯỚI NHỎ GIỌT

Hydraulic structure - Irrigation and drainage system - Drip irrigation process

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định chọn hệ thống tưới nhỏ giọt và yêu cầu kỹ thuật tưới nhỏ giọt.

2. Thuật ngữ định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa sau.

2.1 Hệ thống tưới nước nhỏ giọt (Drip irrigation system)

Bao gồm: (1) Nguồn nước, cụm công trình đầu mối (water source, head works)

               (2) Hệ thống đường ống dẫn (main pipeline)

               (3) Ống tưới, vòi tưới (lateral, dripper)

3. Quy trình tưới

3.1 Quy trình lắp đặt hệ thống tưới nhỏ giọt

Thiết bị hệ thống yêu cầu thiết kế đồng bộ theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất, do vậy quy trình lắp đặt đều phải tuân theo chỉ dẫn của nhà chế tạo.

- Cụm đầu mối: Máy bơm, bình trộn phân, bộ lọc, van áp lực, đồng hồ lưu lượng, đồng hồ áp lực, van xả khí.

- Hệ thống dẫn: Đường ống dẫn chính được chôn sâu 50 cm, đường ống nhánh chôn sâu 40 cm và 30 cm. Cuối đường ống chính lắp đặt van xả khí, cuối đường ống nhánh lắp đặt nắp bịt xả cặn.

- Dẫn tưới trên mỗi lô: Tại mỗi lô có 1 van điều tiết, đường ống tưới, vòi nhỏ giọt.

- Thiết bị đo độ ẩm gắn vào tensiometer được chôn cố định trong vòng tròn bán kính hút ẩm của cây. Chiều sâu chôn theo các độ sâu: 20 cm; 50 cm và 80 cm.

3.2 Quy trình vận hành hệ thống tưới nhỏ giọt

3.2.1 Kiểm tra trước khi vận hành

3.2.1.1 Máy bơm và động cơ

Máy bơm và động cơ của hệ thống phải thường xuyên kiểm tra và bảo trì các hạng mục sau:

- Kiểm tra dầu bôi trơn máy có sạch không;

- Kiểm tra nguồn điện có khớp với điện thế và tần số ghi trên nhãn động cơ;

- Kiểm tra dây tiếp điện của động cơ;

- Đường ống hút, trỏ cửa vào;

- Kiểm tra độ ổn định và ăn mòn của bệ máy.

Cần kiểm tra thường xuyên hệ thống điện (bởi thợ điện) bao gồm các đầu nối và thiết bị bên trong bộ khởi động và động cơ:

- Kiểm tra liên kết giữa máy bơm và động cơ.

- Kiểm tra toàn bộ các bu lông về độ chặt và độ ăn mòn.

- Kiểm tra định kỳ các thiết bị lọc tự động hoặc bằng tay, xem xét kỹ mức độ thích hợp và tình trạng sạch sẽ. Kiểm tra thiết bị an toàn cho vận hành thiết bị lọc.

- Kiểm tra toàn bộ đường ống.

- Kiểm tra các cuộn cảm ứng (từng cái một) mỗi tuần một lần.

- Kiểm tra độ chính xác trong hoạt động, xác nhận toàn bộ thiết bị phụ và các cảm biến hoạt động đúng. Các dịch vụ sau đó theo đề nghị của nhà sản xuất.

- Các van cô lập cần được kiểm tra hàng năm tại các vị trí hoạt động của chúng.

- Hệ thống điều khiển cần phải được kiểm tra hàng năm đúng theo kỳ hạn được cập nhật phần mềm cũng như phần cứng.

- Các bộ lọc hỗ trợ cần được kiểm tra mỗi lần bằng phương pháp kiểm tra nhanh.

3.2.1.2 Đường ống tưới và các van

Khi hệ thống bắt đầu làm việc phải kiểm tra các van xem có làm việc bình thường không. Đối với van đầu mối nếu thấy tăng, giảm đột ngột phải kiểm tra đường ống có bị xì nước, vỡ đường ống do bị chuột, chó cắn v.v… các van nhánh đóng mở có đúng quy định không, nếu phát hiện các van đều mở đều đóng, phải đóng, mở theo đúng quy trình tưới.

3.2.2 Kiểm tra trong quá trình vận hành

3.2.2.1 Thiết bị bơm

- Kiểm tra máy bơm về tiếng ồn, độ rung, rò rỉ, lưu lượng và áp lực bơm; so sánh lưu lượng và áp lực thực tế với chỉ số thiết kế.

- Kiểm tra động cơ về tiếng ồn, độ rung và yêu cầu về điện.

- Kiểm tra động cơ diezen về tiếng ồn, rung, áp lực dầu, nhiệt độ và tiêu thụ nhiên liệu, thay dầu theo đề nghị của nhà sản xuất.

3.2.2.2 Thiết bị đo lưu lượng

- Lưu lượng tăng cho biết đường ống bị rò rỉ hoặc bị vỡ, áp lực quá cao ở cuối ống, các đầu phun mòn hoặc quá cỡ, van giảm áp điều chỉnh không thích hợp hoặc các van mở thừa.

- Giảm lưu lượng cho biết đầu tưới, bộ lọc hoặc các bộ phận khác bị cản trở, bơm mòn, áp lực cuối ống quá thấp, lẫn khí trong hệ thống; van giảm áp điều chỉnh không đúng.

3.2.2.3 Thiết bị phun hóa chất và ngăn dòng chảy ngược

Xem xét kỹ các ống tưới, van, bơm, động cơ và các thiết bị phun khác về sự rò rỉ hoặc hoạt động không thích hợp, làm sạch bộ lọc, màng chắn, lưới lọc, vòi phun và thùng sau mỗi lần sử dụng. Chuẩn bị và chứa hóa chất theo đề nghị của nhà sản xuất.

3.2.2.4 Các yêu cầu khác

Đồng hồ đo: đồng hồ nước phải phù hợp với đồng hồ lưu lượng của máy bơm:

- Kiểm tra nước làm mát ổ đỡ: lưu lượng làm mát phù hợp từ 10 giọt/phút đến 30 giọt/phút. Nếu không có thể tăng giảm vít điều chỉnh;

- Kiểm tra nhiệt độ tại các vị trí ổ đỡ: thường nhiệt độ trong khoảng từ 20⁰C đến 400⁰C;

- Kiểm tra máy bơm và đường ống có bị rò rỉ nước hoặc khí lọt vào không, nếu có phải xử lý ngay;

- Khi dừng máy bơm nên đóng van phía ống ra trước, sau đó ngắt điện để giảm độ rung;

- Kiểm tra nhiệt độ vận hành của động cơ có vượt quá qui định cho phép không ghi trên nhãn đông cơ không. Nếu có phải dừng ngay để sửa chữa. Trường hợp trên nhãn không ghi nhiệt độ cho phép, có thể chuẩn đoán nhiệt độ trong động cơ không được vượt quá 50⁰C, lớn nhất nhưng không được quá 80⁰C.

3.2.3 Quy trình vận hành

3.2.3.1 Vận hành lần đầu

Để tránh tạp chất bẩn làm tắc đường ống khi vận hành lần đầu phải mở các van cuối của đường ống chính, ống nhánh và mở tất cả đầu cuối của đường ống cấp cuối  cùng để thau rửa sạch đường ống. Việc thau rửa được tiến hành cho từng cấp ống: thời gian thau rửa khoảng 15 min; thau rửa xong, trước tiên phải đóng van tháo nước của ống chính, sau đó đóng van tháo nước của ống nhánh và cuối cùng bịt kín đầu cuối của các cấp ống cuối cùng.

3.2.3.2 Vận hành thường xuyên

Đề phòng phát sinh hiện tượng nước va trong đường ống cần phải đóng, mở van từ từ. Tốc độ làm đầy ống nhánh không lớn hơn 0,5 m/s; thời gian làm đầy ống không được nhỏ hơn 15 min. Khi dừng vận hành, thời gian đóng van không được nhỏ hơn các giá trị trong Bảng 1.

Tưới luân phiên theo trình tự, kế hoạch đã được lập; trong thời gian tưới cần kiểm tra tình hình làm việc của đường ống; nếu phát hiện thấy hư hỏng, rò rỉ nước cần phải sửa chữa ngay.

Bảng 1 - Thời gian đóng van

3.2.3.3 Quy trình làm sạch bộ lọc và các van điều tiết

- Làm sạch bộ lọc theo các bước:

1) đóng van chính ở cụm đầu mối;

2) mở van xả đáy dưới đáy bộ lọc;

3) cho máy bơm chạy;

4) quay tay quay lên trên đỉnh bộ lọc theo chiều kim đồng hồ, thời gian xả cặn trong bộ lọc khoảng 2 min đến 3 min.

5) đóng van xả dưới đáy và mở van chính cho hệ thống tưới hoạt động.

- Vận hành các van: Van chính có 3 chế độ làm việc tự động (auto), mở (open) và tắt (off). Chế độ mở là chế độ để người vận hành thực hiện thao tác bằng tay; chế độ tắt để tắt và chế độ tự động là chế độ vận hành tự động. Dưới van chính có các van nhánh để cung cấp nước cho các đường ống nhánh (số lượng van theo tính toán thiết kế tưới), để tránh tình trạng giảm lưu lượng và áp lực tưới đột ngột người vận hành không được mở các van đồng thời. Khoảng thời gian đóng mở van theo quy định của nhà thiết kế.

3.3 Duy tu bảo dưỡng hệ thống tưới nhỏ giọt

3.3.1 Để tăng tối đa hiệu quả của hệ thống tưới, vấn đề quan trọng là mỗi hệ thống phải được thiết kế, lắp đặt và vận hành kết hợp vói một chương trình bảo dưỡng thích hợp. Thường chương trình bảo dưỡng được chia làm hai loại: Bảo dưỡng phòng ngừa và bảo dưỡng sửa chữa.

Bảo dưỡng phòng ngừa nhằm duy trì hệ thống trong điều kiện làm việc tốt nhất. Hầu hết các vấn đề gây cản trở tiềm tàng cho hệ thống khi làm việc, hoặc các hư hỏng bất ngờ của thiết bị trong hệ thống có thể được giảm tối thiểu hoặc loại trừ bằng chương trình bảo dưỡng phòng ngừa thích hợp.

3.3.2 Duy tu bảo dưỡng hệ thống đường ống

Danh mục kiểm tra bảo dưỡng thiết bị hệ thống tưới nhỏ giọt bao gồm:

1) Xúc rửa hệ thống:

- Rửa ống tưới: Mở khóa cuối đường ống hoặc van trên ống thu nước và để nước chảy cho đến khi nước sạch xuất hiện. Chỉ mở đủ khóa cuối đường ống kế tiếp nhau sao cho tốc độ dòng chảy nhỏ nhất được duy trì.

- Rửa hệ thống: Từng khối một để đảm bảo hệ thống đủ áp lực và lưu lượng.

- Toàn bộ hệ thống nên được xúc rửa ít nhất mỗi năm một lần, hoặc hàng tháng nếu có thể, tùy theo sự cần thiết của hệ thống.

- Đường ống chính và ống nhánh nên được rửa với áp lực cao và lưu lượng lớn để làm sạch bất kỳ cặn lắng nào tích tụ trên vách ống.

- Nếu hệ thống có đường ống chính bị vỡ, sau khi lắp lại đường ống, hệ thống phải được rửa trước khi cho hoạt động các ống tưới.

2) Một số  chú ý khác:

- Máy bơm được lắp động cơ điện 1 pha, cấp điện áp 220V đến 240V, để đảm bảo máy bơm hoạt động đạt các thông số thiết kế (lưu lượng và cột nước) yêu cầu điện áp cấp cho động cơ phải đủ (-10% đến +6%).

- Động cơ được lắp bộ bảo vệ bằng rơ-le nhiệt, mỗi khi máy bơm làm việc không đúng chế độ (do điện áp không đủ, máy bơm bị kẹt, động cơ và máy bơm đặt không cân bằng .v.v..) động cơ tự động ngắt; vì vậy cần kiểm tra kỹ các vấn đề trên trước khi cho máy bơm hoạt động.

- Cần đặt lưới lọc có khoảng cách mặt lưới a từ 4 mm đến 5 mm tại cửa vào bể hút để tránh tình trạng rác chui vào ống hút và buồng hút máy bơm làm giảm lưu lượng bơm.

3.3.3 Máy bơm

Máy bơm khi đã vận hành 1000 giờ cần phải làm sạch ổ đỡ và thay dầu mỡ; vận hành 2000 h cần tháo kiểm tra tất cả các bộ phận, làm sạch, đánh rỉ, sửa chữa hoặc thay thế các linh kiện bị hỏng.

Khi không vận hành phải mở nút xả dưới vỏ bơm, tháo hết nước và lau sạch bề mặt bơm, bôi dầu để chống gỉ.

3.3.4 Động cơ

Đối với động cơ điện cần bảo quản nơi khô ráo; nếu vận hành thường xuyên, mỗi tháng nên kiểm tra một lần, 6 tháng tiến hành kiểm tra sửa chữa.

3.3.5 Thiết bị lọc nước

Thiết bị lọc nước phải thường xuyên được rửa sạch; nếu bị bẩn sẽ gây nên chênh lệch cột nước trước và sau thiết bị lọc nước lớn, làm cho hạt bùn cát dễ đẩy qua và đưa vào đường ống và các vòi tưới.

Việc thau rửa thiết bị lọc nước được tiến hành khi đồng hồ đo áp lực trước và sau thiết bị lọc chênh nhau từ 3 m đến 5 m. Phương pháp thau rửa tùy theo từng yêu cầu của thiết bị lọc.

Đối với thiết bị lọc của Israel hoặc nhập ngoại thì trước khi tưới cần quay xả bẩn mỗi lần bơm. Tháo và cọ bẩn trung bình 1 tháng/lần.

3.3.6 Thiết bị hòa phân bón hóa học

Thường được sử dụng hai phương pháp để đưa nước hòa phân bón (hoặc thuốc trừ sâu) từ bình phân bón hoặc (nước trừ sâu) vào hệ thống đường ống, thực hiện tưới kết hợp bón phân (hoặc thuốc trừ sâu) cho cây trồng, đó là phương pháp tưới phân (hoặc thuốc trừ sâu) lợi dụng độ chênh áp và phương pháp bơm.

1) Phương pháp tưới phân (thuốc trừ sâu) kiểu lợi dụng độ chênh áp lực trước và sau bình hòa phân (thuốc trừ sâu) có nhược điểm là nồng độ phân thay đổi theo thời gian, do đó, khi tưới luân phiên cho từng khu tưới sẽ gây ra bón phân không đồng đều. Khi đã biết nồng độ phân bón ban đầu trong bình hòa phân, có thể xác định được thời gian tưới luân phiên cho các khu tưới luân phiên theo công thức [1] sau:

                                 [1]

[2]

trong đó:

K   là tỷ số giữa lưu lượng ra của thùng hòa phân và dung tích của thùng;

T   là thời gian tới phân (h);

C_t  là nồng độ dung dịch phân bón trong thùng hòa phân ở thời gian t (%);

C_o là nồng độ dung dịch phân bón ban đầu trong thùng hòa phân (%);

q   là lưu lượng ra của thùng hòa phân (l/h);

V   là dung tích của thùng hòa phân (l).

2) Phương pháp tưới phân (hoặc thuốc trừ sâu) kiểm bơm: Theo phương pháp này, trước hết phải xác định được lượng phân bón cần đổ vào thùng để hỗ trợ với nước và sau đó kiểm tra xem có hòa tan hoàn toàn trong nước ở thùng hòa phân không. Lưu lượng phân bón cần đổ vào thùng để hòa tan được xác định theo công thức sau:

                                [3]

trong đó:

G     là lượng phân bón cần đổ vào thùng để hòa tan (kg)

Q     là lưu lượng của ống chính (l/h)

q_b    là lưu lượng bơm dung dịch phân (l/h);

C_b   là nồng độ dung dịch phân theo yêu cầu đưa vào mạng lưới ống (ppm);

C     là loại phân bón chứa tỷ lệ phần trăm nồng độ đạm;

V     là dung tích của thùng hòa phân (l).

Khả năng hòa tan trong nước của phân hóa học phụ thuộc vào nhiệt độ nước và dung môi; khả năng hòa tan trong nước của một số loại phân hóa học thông thường được nêu trong Bảng 2.

3.3.7 Các đồng hồ áp lực, đo nước

Mỗi năm một lần khi kết thúc mùa tưới (vào tháng 6 hàng năm) tiến hành bảo dưỡng, điều chỉnh đồng hồ đo.

3.3.8 Duy tu bảo dưỡng vòi tưới

Vòi tưới thường hay bị tắc, nên việc duy tu, bảo dưỡng, phòng ngừa tắc vòi nhằm đảm bảo cho hệ thống tưới hoạt động bình thường là hạng mục rất quan trọng.

Thường xuyên kiểm tra tình hình làm việc của vòi và đo lưu lượng vòi; nếu thấy lưu lượng giảm dần có nghĩa vòi bị tắc, cần có biện pháp xử lý ngay. Đồng thời thường xuyên kiểm tra chất lượng nước xem có chất lắng đọng của hóa chất sắt, muối canxi và lắng đọng bùn cát và sinh vật, nếu có cần có biện pháp xử lý phòng ngừa.

Bảng 2 - Khả năng hòa tan trong nước của một số loại phân hóa học thông thường

3.4 Những hỏng hóc thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục

3.4.1 Đối với máy bơm

3.4.1.1 Không đủ điện áp, máy bơm chạy không đúng số vòng quay, gây nóng động cơ, động cơ tự động tắt (do có bộ rơ le nhiệt bảo vệ)

3.4.1.2 Rác vào máy bơm như đinh, cành cây, con ốc… làm máy bơm bị kẹt, động cơ chạy quá tải gây nóng động cơ, rơ le tự ngắt.

3.4.1.3 Đặt động cơ và máy bơm bị lệch hoặc không cân bằng, cũng làm cho động cơ tự ngắt.

3.4.1.4 Đối với ống hút

- Sau một thời gian sử dụng phần giỏ bơm hay bị lệch, hoặc bị kẹt do rác hoặc sỏi sạn không giữ được nước, khi bơm phải mồi nước mất nhiều thời gian;

- Khi ngắt máy không dùng quy trình, hay bị vỡ phần ống hút bằng nhựa (đoạn tiếp giáp với máy bơm).

3.4.2 Đối với đường ống

3.4.2.1 Cát xâm nhập vào đường ống

Cát là yếu tố nguy hiểm nhất cho các đường ống nhỏ giọt. Nếu cát xâm nhập vào đường ống là không có cách nào khác là lấy chúng ra hoặc phân hủy được chúng.

Cát có thể xâm nhâp được ống thông qua hệ thống tưới nhỏ giọt thông qua dòng chảy hoặc trực tiếp từ cát pha tại chỗ đặt ống tưới. Đất cát pha tại chỗ là yếu tố nguy hiểm nhất do cát có thể xâm nhập vào đầu nhỏ giọt cùng với nước từ bên ngoài do không được lọc, vào đầu nhỏ giọt.

+ Không có cách gì để phân hủy hoặc hòa tan cát một khi nó lọt vào đầu nhỏ giọt.

* Chú ý trong quá trình lắp đặt đường ống:

- Không để các đầu vào và các đầu ra hở, ngay cả khi trong thời gian rất ngắn bằng cách bẻ gập hai đầu của ống nhỏ giọt sẽ tránh được cát thâm nhập vào.

- Khi khoan lỗ các lỗ trên đường ống tưới ngoài ruộng thì ngay lập tức đấu đầu nối với ống tưới, vòi tưới. Sau khi lắp ngừng lắp đặt lập tức lắp các nút bịt đầu ống.

- Sau khi hoàn thiện việc lắp đặt, xả hệ thống tưới bằng lưu lượng tối đa. Mở đầu cuối của ống dẫn chính để xả đường ống, sau đó thực hiện tương tự luân phiên đối với các nhánh và lô tưới nhỏ giọt.

3.4.2.2 Do máy cắt cỏ

Để hạn chế việc máy cắt cỏ cắt vào đường ống xảy ra, đường ống tưới cần được chôn trong đất, độ sâu trung bình khoảng 30 cm. Ngoài ra cần tập huấn, hướng dẫn, cắm biển báo cho công nhân tránh cắt vào đường ống.

3.4.2.3 Do chuột, bọ cắn đường ống:

Đường ống tưới và ống nhỏ giọt là các ống nhựa mềm nên dễ bị các loài gặm nhấm tấn công, nhất là các ống nhỏ giọt nổi trên mặt đất là đối tượng dễ bị tấn công nhất.

Để hạn chế các loại gặm nhấm tấn công, cần phát quang và tìm các tổ chuột diệt là biện pháp hưu hiệu nhất, ngoài ra cần có biện pháp khác hạn chế loại gặm nhấm này.

Khi bơm thấy đồng hồ áp lực hạ thấp, cần kiểm tra dọc theo các tuyến ống tưới theo lô được vận hành tưới, thấy hiện tượng đất ẩm ướt bất thường, hoặc có hiện tượng phun mưa, cần dừng ngay máy bơm lại và nối ống đúng yêu cầu kỹ thuật.

3.4.2.4 Đóng cặn đường ống

Hiện tượng đóng cặn đường ống thường xẩy ra với các vùng có nguồn nước hàm lượng Ca, Mg cao, lâu ngày sẽ có hiện tượng đóng cặn trong đường ống.

Để hạn chế hiện tượng này, trước hết cần bảo dưỡng đường ống thường xuyên, không nên để đường ống quá lâu mới vận hành.

Để xử lý cần hòa tan axít để phân hủy hoàn toàn Cacbonat, phosphat và hidroxit, hàm lượng axít 0,6%.

Trước khi xử lý, cần xúc xả thật kỹ tất cả các linh kiện của hệ thống với lưu lượng nước tối đa.