Καθηγητής Θρασύβουλος Μανιός Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων ΤΕΙ Κρήτης Αρδεύσεις – Στραγγισεις ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΑΞΗΣ.

Παρουσίαση με θέμα: "Καθηγητής Θρασύβουλος Μανιός Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων ΤΕΙ Κρήτης Αρδεύσεις – Στραγγισεις ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΑΞΗΣ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Καθηγητής Θρασύβουλος Μανιός Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων ΤΕΙ Κρήτης Αρδεύσεις – Στραγγισεις ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΑΞΗΣ

2 Ποιοτικά Χαρακτηριστικά Νερού Ασκήσεις Πράξης #1

3 Χημική Σύσταση Νερού Η χη µ ική σύσταση των φυσικών νερών οφείλεται : στις αντιδράσεις του νερού µ ε τα πετρώ µ ατα της γης, µ ε τα οποία έρχεται σε επαφή στην αποσάθρωση των πετρω µ άτων στην έκπλυση εδαφών και ιζη µ άτων Τροποποιείται µ ε τη βοήθεια βιολογικών µ εταβολισ µ ών Επηρεάζεται από τον υδρολογικό κύκλο Ανθρώπινο παράγοντα ….

4 Δείκτες Ποιότητας Νερού Χρώμα Θολότητα Οσμή και γεύση pH Αγωγιμότητα Σκληρότητα Μικροοργανισμοί

5 Χρώμα Το χρώ µ α είναι ανεπιθύ µ ητο στο πόσι µ ο νερό. Το χρώ µ α οφείλεται σε διαλυ µ ένες ή κολλοειδείς οργανικές ύλες ή ανόργανες ουσίες. Παρουσία χρώ µ ατος στο νερό δεν ση µ αίνει ότι είναι πάντοτε πάντοτε επικίνδυνο. Πρέπει να εξεταστεί χη µ ικά για να αναζητηθεί η προέλευση του χρώ µ ατος. Η παρα µ ετρική τι µ ή για το χρώ µ α είναι « αποδεκτό από τους καταναλωτές » και « άνευ ασυνήθους µ εταβολής ».

6 Θολότητα (Turbitity) Οφείλεται σε κολλοειδείς ανόργανες ή οργανικές ύλες που αιωρούνται. Νερό που είναι θολό πρέπει να ελεγχθεί για ρύπανση. Το πόσι µ ο νερό πρέπει να είναι διαυγές όταν φτάσει στον καταναλωτή. Κατανάλωση θολού νερού µ πορεί να είναι επικίνδυνη για την υγεία, επειδή η απολύ µ ανση του πόσι µ ου νερού δεν είναι αποτελεσ µ ατική αν υπάρχει θολότητα, ( οι παθογόνοι οργανισ µ οί εγκλωβίζονται στα σω µ ατίδια που αιωρούνται και προστατεύονται από το απολυ µ αντικό ). Επίσης τα σω µ ατίδια µ πορεί να απορροφήσουν επιβλαβείς οργανικές ή ανόργανες ουσίες. Η παρα µ ετρική τι µ ή για τη θολότητα είναι « αποδεκτό από τους καταναλωτές » και « άνευ ασυνήθους μεταβολής ».

7 Οσμή και Γεύση Το πόσι µ ο νερό πρέπει να είναι άοσ µ ο και άγευστο. Όλα τα νερά έχουν την ιδιαίτερη γεύση τους που οφείλεται στα διαλυ µ ένα άλατα ( ασβεστίου, νατρίου, µ αγνησίου κ. λ. π.) και διαλυ µ ένα αέρια ( οξυγόνο ή CO2) που περιέχουν. Οσ µ ή και Γεύση που οφείλονται σε χη µ ικές ουσίες όπως φαινόλες, χλώριο, α µµ ωνία, υδρόθειο, κ. λ. π., είτε σε μικροοργανισ µ ούς, είναι ανεπιθύ µ ητες. Νερό µ ε έντονη οσ µ ή πιθανόν να είναι ρυπασ µ ένο, οπότε πρέπει να εξετασθεί για να βρεθεί η αιτία. Η παρα µ ετρική τι µ ή για τη θολότητα είναι « αποδεκτό από τους καταναλωτές » και « άνευ ασυνήθους μεταβολής ».

8 Συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου – pH Το pH δείχνει δείχνει αν το νερό είναι όξινο ή αλκαλικό. Νερά µ ε pH>10 ή µ ε pH<4 προκαλούν ερεθισ µ ό στα µ άτια και στο δέρ µ α. Τα περισσότερα νερά στη φύση έχουν pH µ εταξύ 6 και 9. Επο µ ένως το pH δεν έχει ά µ εση επίπτωση στην υγεία, αλλά επηρεάζει τη διαβρωτικότητα του νερού. Η παρα µ ετρική τι µ ή για το pH είναι : 6,5 < pH < 9,5.

9 Αγωγιμότητα Η αγωγι µ ότητα είναι η αριθ µ ητική έκφραση της ικανότητας ενός υδατικού διαλύ µ ατος να άγει το ηλεκτρικό ρεύ µ α. Αυτή η ικανότητα εξαρτάται από την παρουσία ιόντων, την ολική τους συγκέντρωση, το σθένος καθώς και την θερ µ οκρασία µ έτρησης. Η αγωγι µ ότητα στα νερά αυξάνει µ ε την θερ µ οκρασία. Μετράται σε microsiemens ανά εκατοστό (µS/cm). Η παρα µ ετρική τι µ ή είναι : 2.500 µS/cm στους 20 ο C.

10 Σκληρότητα ( Α ) Η σκληρότητα εκφράζει το σύνολο των διαλυ µ ένων αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου. ∆ ιακρίνεται σε ανθρακική ( ή παροδική ) σκληρότητα που οφείλεται στα όξινα ανθρακικά ( διττανθρακικά ) άλατα και µ η ανθρακική (µ όνι µ η ) σκληρότητα που οφείλεται στα υπόλοιπα άλατα ( χλωριούχα, θειικά, νιτρικά, ανθρακικά ). Μεγάλες τι µ ές σκληρότητας δεν αποτελούν κίνδυνο για την υγεία αντιθέτως έχει βρεθεί ση µ αντική συσχέτιση µ εταξύ αυξη µ ένης σκληρότητας και µ είωσης των καρδιαγγειακών παθήσεων. Επίσης η σκληρότητα είναι επιθυ µ ητή στην ζυθοποιία και αρτοποιία γιατί βοηθάει την ενζυ µ ατική δράση.

11 Σκληρότητα ( Β ) Το σκληρό νερό δεν έχει καλή γεύση ε µ ποδίζει το καλό βράσι µ ο των τροφί µ ων, δεν κάνει αφρό µ ε το σαπούνι και δη µ ιουργεί επικαθή µ ατα στις σωληνώσεις και στις οικιακές συσκευές συσκευές. Επίσης σε ορισ µ ένες βιο µ ηχανίες ( βυρσοδεψεία, βαφεία, χη µ ικών και φαρ µ ακευτικών προϊόντων ) το σκληρό νερό είναι επιζή µ ιο στην κατεργασία και στο τελικό προϊόν. Νερό µ ε σκληρότητα µ έχρι και 500 mg/l CaCO3 µ πορεί να χρησι µ οποιηθεί για πόσι µ ο, αλλά οι πιο καλές τι µ ές είναι µ εταξύ 80 και 150.

12 Μικροοργανισμοί Το νερό δρα σαν φορέας µ ετάδοσης λοι µ ωδών νοση µ άτων Οι ση µ αντικότερες « ασθένειες υδρικής προέλευσης » είναι : Εντερολοι µ ώξεις Τυφοειδής πυρετός ∆ υσεντερία Χολέρα Ηπατίτιδα Παρασιτιάσεις

13 Αρδευτική Μελέτη Ι Ασκήσεις Πράξης # 2

14 Αντικείμενο της Αρδευτικής Μελέτης Βασικό στόχος της αρδευτικής μελέτης είναι η διαστασιολόγηση ενός αντλητικού συστήματος που θα τροφοδοτήσει μια καλλιέργεια, ή πιο απλά ποια πρέπει να είναι η παροχή του (m3/h) και το μανομετρικό του ύψος (h) ώστε να μπορέσει να μεταφέρει ΧΧ m3 / h σε μια καλλιέργεια που έχει συγκεκριμένες ανάγκες, συγκεκριμένο δίκτυο άρδευσης / εφαρμογής, αναπτύσσεται σε συγκεκριμένο τύπο εδάφους, απέχει συγκεκριμένη απόσταση από την πυγή τροφοδοσίας ( με +/- διαφορά υψομέτρου ) και χρησιμοποιεί σωλήνες συγκεκριμένης πίεσης και διαμέτρου.

15 Βασικές και απαραίτητες ένοιες ΠΑΡΟΧΗ Όγκος ρευστού που διέρχεται από τον αγωγό στη μονάδα του χρόνου. Συνεπώς εξ ορισμού η παροχή (Q) δίνεται από τον μαθηματικό τύπο : Q = dV / dt ΜΑΝΟΜΕΤΡΙΚΟ ΥΨΟΣ Είναι το ολικό ύψος νερού που θα πρέπει να υπερνικήσει μια αντλία ώστε να μπορέσει να τροφοδοτήσει με συγκεκριμένη πίεσης ένα αρδευτικό σύστημα

16 Από τι καθορίζεται το μανομετρικό ύψος Υψομετρική διαφορά μεταξύ στάθμης άντλησης νερού και θέσης αντλίας Τοπογραφική διαφορά μεταξύ αντλίας και σημείου εφαρμογής Γραμμικές απώλειες λόγω τριβών στο δίκτυο μεταφοράς Απώλειες πίεσης σε συνδέσεις Απώλειες πίεσης σε εξαρτήματα όπως φίλτρα, συστήματα υδρολύπανσης Η πίεση που θα πρέπει να έχει ο εκτοξευτήρας

17 Απώλειες πίεσης ( γραμμικές ) αγωγών Άσκηση 1: Θέλουμε να μεταφέρουμε σε 250 m απόσταση νερό με Q = 55 m3/h με σωλήνα PVC Φ 110 mm και με πίεση 5 atm

18

19 Απώλειες πίεσης ( γραμμικές ) αγωγών Με βάση την ταχύτητα και τη διάμετρο βρίσκουμε τις απώλειες / 100 m Εδώ οι απώλειες είναι 2,7 m / 100 m Με απλή μέθοδο των τριών υπολογίζω τις απώλειες για τα 250 m Αυτές είναι 6.75 m

20 Απώλειες πίεσης ( γραμμικές ) αγωγών Άσκηση 2: Θέλουμε να μεταφέρουμε σε 250 m απόσταση νερό με Q = 22 m3/h με σωλήνα PVC Φ 90 mm και με πίεση 8 atm

21

22 Απώλειες πίεσης ( γραμμικές ) αγωγών Με βάση την ταχύτητα και τη διάμετρο βρίσκουμε τις απώλειες / 100 m Εδώ οι απώλειες είναι 1.6 m / 100 m Με απλή μέθοδο των τριών υπολογίζω τις απώλειες για τα 250 m Αυτές είναι 4 m

23 Αρδευτική Μελέτη ΙΙ Ασκήσεις Πράξης # 2

24 Διαστασιολόγηση αρδευτικού δικτύου Τι πρέπει να υπολογιστεί : Παροχή σταλακτήρων με βάση τις απαιτήσεις της καλλιέργειας και τα χαρακτηριστικά του εδάφους Παροχή και πτώση πίεση στους τριτεύοντες εξαιτίας των ίδιων των αγωγών αλλά και των σταλακτήρων. Παροχή και πτώση πίεση στους δευτερεύοντες εξαιτίας των ίδιων των αγωγών αλλά και των τριτευόντων αλλά και άλλων εξαρτημάτων. Παροχή και πτώση πίεση στον πρωτεύον αγωγό. ΣΥΝΟΛΟ παροχής και πτώση πίεσης στο σύνολο του δικτύου

25 Παράδειγμα : καλλιέργεια πορτοκαλιάς Έδαφος : Βαρύ Ποσοστό διαβρεχόμενου εδάφους, ανάλογο της καλλιέργειας : 40 με 45 %

26 Ποσοστό διαβρεχόμενου εδάφους με βάση την καλλιέργεια ΚαλλιέργειαΠοσοστό διαβρεχόμενου εδάφους (p) Ανθοκηπευτικά 80 - 100 Δενδρώδεις 20 – 35 Εσπεριδοειδή 40 – 45 Αμπέλι 30 – 40

27 Παράδειγμα : καλλιέργεια πορτοκαλιάς Έδαφος : Βαρύ Ποσοστό διαβρεχόμενου εδάφους, ανάλογο της καλλιέργειας : 40 με 45 % Απόσταση μεταξύ των γραμμών άρδευσης / τριτευόντων αγωγών ( καθορίζεται από τις γραμμές φύτευσης ), Sl σε m, εδώ 4,0 m Από σχετικό Πίνακα ( εδώ Πίνακας 6.1) παίρνουμε τη διάμετρο διαβροχής σε m που αναφέρεται ως Se. Εδώ Se=1.3 m

28

29 Εισαγωγή διαστάσεων καλλιέργειας και παροχής δικτύου 72 m πλάτος και 60 m μήκος Για τους τριτεύοντες αγωγούς 60 m / 1,3 m = 47 σταλακτήρες Για το δευτερεύοντα αγωγό μήκους 72 m υπάρχουν 72/4 = 18 γραμμές / ενώσεις ΣΥΝΟΛΙΚΗ παροχή κάθε τριτεύοντα : Q Σ 3 = ΝΣ x Q Σ ΝΣ : αριθμός σταλακτήρων Q Σ : παροχή κάθε σταλακτήρα σε l / h Εδώ : Q Σ 3 = 47 x 4 = 188 l / h

30 Εισαγωγή διαστάσεων καλλιέργειας και παροχής δικτύου Q Σ 3 = 47 x 4 = 188 l / h Από νομογράφημα για PE βρίσκουμε στην παροχή των 188 l/ h βρίσκουμε : Διάμετρο αγωγού στις 4 atm που είναι Φ 16 Πτώση μανομετρικού / πίεσης 2,2 m / 100 m Αυτή η πτώση αντιστοιχεί στον ΑΓΩΓΟ

31

32 Εισαγωγή διαστάσεων καλλιέργειας και παροχής δικτύου Q Σ 3 = 47 x 4 = 188 l / h Από νομογράφημα για PE βρίσκουμε στην παροχή των 188 l/ h βρίσκουμε : Διάμετρο αγωγού στις 4 atm που είναι Φ 16 Πτώση μανομετρικού / πίεσης 2,2 m / 100 m Αυτή η πτώση αντιστοιχεί στον ΑΓΩΓΟ Ποια η πτώση όμως εξαιτίας των σταλακτήρων ? ΔΗ = F x 2.2 Από Πίνακα ( εδώ Πίνακας 8.1) υπολογίζουμε συντελεστή F για 47 σταλακτήρες

33

34 Εισαγωγή διαστάσεων καλλιέργειας και παροχής δικτύου Πτώση εξαιτίας των σταλακτήρων ΔΗ = 0.344 x 2.2 = 0,7568 m Η παραπάνω τιμή αφορά τα 100 m και πρέπει να αναχθεί στο μήκος του τριτεύοντα αγωγού. Άρα η ΔΗ είναι 0,45 m / τριτεύοντα αγωγό 18 τριτεύοντες x 0.45 = 8,1 m ΣΥΝΟΛΙΚΗ πτώση πίεση τριτεύοντος δικτύου = 8,1 m

35 Αρδευτική Μελέτη ΙΙΙ Ασκήσεις Πράξης # 2

36 Εκτίμηση παροχής και πτώσης πίεσης δευτερευόντων αγωγών ΣΥΝΟΛΙΚΗ παροχή κάθε δευτερεύοντα : Q Σ 2 = ΝΣ 3 x Q Σ 3 ΝΣ 3: αριθμός τριτευόντων Q Σ 3: παροχή κάθε τριτεύοντα Εδώ : Q Σ 3 = 188 l / h Q Σ 2 = 18 x 188 l /h = 3,384 m3 / h Βλέπε Νομογράφημα

37

38 Εκτίμηση παροχής και πτώσης πίεσης δευτερευόντων αγωγών Q Σ 2 = 3,384 m3 / h Από νομογράφημα για PE βρίσκουμε στην παροχή των 3,384 m3/ h βρίσκουμε : Διάμετρο αγωγού στις 4 atm που είναι Φ 40 Πτώση μανομετρικού / πίεσης 4,0 m / 100 m Αυτή η πτώση αντιστοιχεί στον ΑΓΩΓΟ Ποια η πτώση όμως εξαιτίας των σταλακτήρων ? ΔΗ = F x 4 Από Πίνακα ( εδώ Πίνακας 8.1) υπολογίζουμε συντελεστή F για 18 αγωγούς

39

40 Εκτίμηση παροχής και πτώσης πίεσης δευτερευόντων αγωγών Πτώση εξαιτίας των τριτευόντων ΔΗ = 0,361 x 4,0 = 1,444 m Η παραπάνω τιμή αφορά τα 100 m και πρέπει να αναχθεί στο μήκος του δευτερεύοντα αγωγού. Ελάχιστο μήκος δευτερεύοντα 72 m Άρα στα 72 m η πτώση πίεσης θα είναι 1,03 m Μέχρι τώρα : Πτώση πίεσης σε τριτεύοντες από σταλακτήρες : 8,1 m Πτώση πίεσης σε δευτερεύοντα από τους τριτεύοντες : 1,03 m

41 Εκτίμηση παροχής και πτώσης πίεσης πρωτεύοντα αγωγού Παροχή πρωτεύοντα : 3,384 m3 / h Διατομή με βάση νομογράφημα στις 4 atm : Φ 40 Πτώση πίεσης στα 100 m από τα νομογράφημα : 4 m Συνολική πτώση πίεσης στα 50 m : 2 m

42 Αρδευτική Μελέτη IV Ασκήσεις Πράξης # 2

43 Άσκηση : Διαστασιολόγηση Αρδευτικού Δικτύου Διαστασιολογήστε ένα αρδευτικό δίκτυο για καλλιέργεια ελιάς σε οικόπεδο 84 m μήκος ( πλευρά δευτερεύοντος αγωγού ) και 72 m πλάτος. Οι ελιές έχουν φυτευτεί σε αποστάσεις 6 x 6 m, το έδαφος είναι μέσο. Υψομετρικά το οικόπεδο βρίσκεται 12 m υψηλότερα από την πηγή άντλησης, και σε απόσταση 120 m από αυτή.

44 Ποσοστό διαβρεχόμενου εδάφους με βάση την καλλιέργεια ΚαλλιέργειαΠοσοστό διαβρεχόμενου εδάφους (p) Ανθοκηπευτικά 80 - 100 Δενδρώδεις 20 – 35 Εσπεριδοειδή 40 – 45 Αμπέλι 30 – 40

45 Λύση (1) Από τη στιγμή που είναι δενδρώδεις καλλιέργεια το ποσοστό διαβροχής είναι 20 με 35 %. Επιλέγουμε το μέσο, δηλαδή 27 %. Πρέπει να βρούμε τις παροχές των σταλακτήρων και την απόσταση μεταξύ τους.

46

47 Λύση (1) Από τη στιγμή που είναι δενδρώδεις καλλιέργεια το ποσοστό διαβροχής είναι 20 με 35 %. Επιλέγουμε το μέσο, δηλαδή 27 %. Πρέπει να βρούμε τις παροχές των σταλακτήρων και την απόσταση μεταξύ τους. Επιλέγουμε σταλακτήρες 8,0 l / h και 1,3 m διάμετρο διαβροχής Άρα στον δευτερεύοντα αγωγό έχουμε 84/6 = 14 τριτεύοντες και σε κάθε τριτεύοντα 72/1,3 = 55 σταλακτήρες x 8 l ο καθένας

48 Λύση (2) Συνολική παροχή κάθε τριτεύοντα 55 x 8 = 440 L Από νομογράφημα ψάχνουμε ΡΕ που να έχει παροχή 0,44 m3 / h

49

50 Λύση (2) Συνολική παροχή κάθε τριτεύοντα 55 x 8 = 440 L Από νομογράφημα ψάχνουμε ΡΕ που να έχει παροχή 0,44 m3 / h Φ 25, 4 atm και πτώση πίεσης 1,25 m / 100 m Έχουμε 55 σταλακτήτες άρα η τιμή F είναι

51

52 Λύση (2) Συνολική παροχή κάθε τριτεύοντα 55 x 8 = 440 L Από νομογράφημα ψάχνουμε ΡΕ που να έχει παροχή 0,44 m3 / h Φ 25, 4 atm και πτώση πίεσης 1,25 m / 100 m Έχουμε 55 σταλακτήτες άρα η τιμή F είναι 0,342 Άρα πτώση πίεσης σε κάθε τριτεύοντα αγωγό : (0,342 x 1,25 ) x 72/100 = 0,308 m Άρα από τους 14 τριτεύοντες έχουμε : Παροχή : 14 x 0,44 = 6,16 m3 / h Πτώση πίεσης : 14 x 0,308 = 4.309 m

53

54 Λύση (3) Από νομογράφημα ψάχνουμε ΡΕ που να έχει παροχή 6,16 m3 / h Φ 40, 4 atm και πτώση πίεσης 12 m / 100 m Έχουμε 14 τριτεύοντες η τιμή F είναι 0,370 Πτώση πίεσης : (0,370 x 12) x 84 / 100 = 3,729 m Πρωτεύον αγωγός : 120 m Φ 40, 4 atm, συνολική πτώση πίεσης : 12 x 120 / 100 = 14.4 m

55 Λύση (4) ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΠΤΩΣΗ ΠΙΕΣΗΣ Τριτεύον : 4,309 m Δευτερεύον : 3,729 m Πρωτεύον :14,4 m Υψομετρικό :12,0 m ΣΥΝΟΛΟ :34,438 m ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΠΑΡΟΧΗ : 6,16 m3 / h