Sa Se Amenajeze O Suprafata de 234 Ha Utilizand Metoda de Irigare Prin Aspersiune cu Conducte Subterane

I. MEMORIU DESCRIPTIV

CADRUL NATURAL

Aradul este situat în extremitatea vestică a României, în Câmpia înaltă a Aradului, la 30 de km de Munții Zarand, parte a Carpaților Occidentali. Traversat de la est la vest de râul Mureș, cuprinde în perimetrul său, în zona Pădurice, un lac natural.

Câmpia Aradului este situată între Munții Zarandului și albiile Ierului și Muresului Mort, în continuarea Câmpiei Crișurilor la sud de linia localitaților Pancota, Caporal Alexa, Olari, Simand și Sânmartin pană în valea Mureșului între Paulis și Pecica. Spre rama muntoasă are altitudini de aproape 120 m, iar în vest puțin peste 100 m. La poalele Munților Zarandului se distinge o fâșie de câmpie piemontană care nu ajunge pană la Mureș și care trece treptat într-o fâșie ceva mai joasă (puțin peste 100 m) cu caractere de câmpie de divagare vizibilă la Curtici. Ca urmare a extinderii conului de dejectie al Muresului, Câmpia Aradului este formată din pietrișuri, nisipuri și argile. La est de Arad apar loessuri și depozite loessoide, iar în împrejurimile localitații Curtici, nisipuri eoliene cu relief de dune fixate. În cuprinsul câmpiei de divagare sunt frecvente albii și meandre părăsite, grinduri, lacoviști și sărături. (Geografia României Vol. IV, Ed. Academiei Române, 1992).

Judetul Arad este strabatut de o retea totala de drumuri de 1.811 km, 504 m împartita astfel:

Drumuri nationale 259 km, 615 m, din care Directia Generala a Drumurilor, întretine 248 km 062 m, (pietruiti si pavati) iar municipiul 11 km 553 m.

Drumuri judetene 864 km 593 m, (întretinute de administratia judetului) din care 17 km 340 m sunt pavati.

Drumuri comunale 687 km 296 m.

Lungimea podurilor este de 6.354,69 metri repartizata astfel: poduri nationale 1700,60 m, judetene 3.360,14 m si comunale 1.293,95 m.

Prin judet trec 3 drumuri nationale, legând urmatoarele localitati :

•  Deva – Arad

•  Oradea – Arad – Timisoara

•  Deva – Beius – Oradea

Judetul Arad este strabatut de o retea totala de cale ferata de 406 km din care 24 km linii principale, linii principale simple 120 km si linii secundare simple 262 km.

Itinerarii principale: Exprese si rapide: Bucuresti – Arad – Decebal

(Budapesta –Viena –Paris)

Accelerate: Bucuresti – Arad; Timisoara – Arad – Oradea.

Statii importante: Arad, Decebal, Sântana, Nadab, Otlaca, Ineu, Cermeiu.

Comuna Pilu se află situată în Câmpia Crișurilor, în nord-vestul județului Arad, la granița de vest a României. Comuna acoperă o suprafață de 7177 ha și are în componență satele: Pilu – centru administrativ al comunei, (situat la o distanță de 62 km față de municipiul Arad și 21 km distanță de Chișineu Criș) și localitatea Vărșand (la 5 km distanță de localitatea Pilu). Relieful este unul  de câmpie și este străbătut de râul Crișul Alb.

Clima este moderat – continentală; iernile nu sunt foarte geroase. Temperatura medie a verii: între 18˚C și 25˚C. Media precipitațiilor oscilează între 566 ml – 1200 ml, în funcție de altitudine.Temperature medie: 10˚C.     Media anuală a precipitațiilor: 650 m. Altitudine medie: 110 m.

MEMORIU JUSTIFICATIV

2.1 Alegerea tipului de amenajare si a metodei de udare

Sa se amenajeze o suprafata de 234 ha utilizand metoda de irigare prin aspersiune cu conducte subterane

2.2 Stabilirea elementelor regimului de irigare si a graficului udarilor

Regimurile de irigatie reprezinta un element ethnic complex care include principalele componente tehnice ale irigatiei:

1.Norma de irigatie M

2. Norma de udare m

3.Momentul udarii t

4.Intervalul dintre udari

Elementele pentru calculul regimului de irigatie sunt urmatoarele:

Precipitatiile utile lunare din perioada de vegetatie Pu

Pu=10·δ·H (m³/ha)

δ- coeficient de utilizare a precipitatiilor si are urmatoarele valori

-pentru zona de stepa – 0.8

– pentru zona de stepa moderata – 0.82

-pentru silvo-stepa – 0.75

-pentru zona de tranzitie – 0.76

H- cantitatea de precipitatii lunare cu asigurarea de 80% in mm

10- coefficient de transformare a mm in m³/ha

1mm=1l/m²

1m³/ha=10mm

2.Aportul apei freatice Af- acesta se determina in functie de textura solului si de adancimea apei freatice.

Af=500-3000 m³/ha

3.Rezerva initiala de apa din sol Ri – se determina la 1 aprilie si reprezinta cantitatea de apa din sol.

4.Capacitatea de apa in camp se determina cu relatia urmatoare

CA=100·H·DA·C% (m³/ha)

H- adancimea stratului activ de sol m

DA- densitatea aparenta a solului t/m³

C%- capacitatea de apa a solului exprimata in %.

1m³=1000l

5.Consumul de apa

Σ(e+t) – evapotranspiratie

Pentru determinarea consumului necesarului de apa trebuie sa cunoastem urmatoarele elemente:

a.perioada de vegetatie a plantei respective

b.consumul de apa zilnic in fiecare luna de vegetatie

c.consumul total din produsul consumului zilnic si numarul de zie ale lunii respective

2.2.1 NORMA DE UDARE (m)

m= 100·H·DA(CA-Pm) (m³/ha)

Pm – plafonul minim de umiditate din sol

CA – capacitatea de apă în câmp

CO- coeficientul de ofilire

IUA – intervalul umidității active

CS – coeficient de saturație

M – norma de udare

Plafonul minim se calculeaza in functie de textura solului

pm=CO+1/3(CA-CO) pentru textura nisipoasa

pm= CO+1/2(CA-CO) pentru soluri cu textura lutoasa

pm= CO+2/3(CA-CO) pentru soluri cu textura argiloasa

Norma de udare bruta

mb= (m³/ha)

η- randamentul udarii in camp

2.2.2 NUMARUL UDARILOR

2.2.3 NORMA DE IRIGATIE M

Se determina ca suma a normelor de udare

M= Σmb (m³/ha)

2.2.4 DURATA UDARII

Reprezinta intervalul de timp in care se administreaza o udare pentru o anumita cultura si este in functie de marimea suprafetei de udare si de instalatia de udare. In practica durata este intre 4-15 zile.

Data aplicarii udarilor

-stabilirea primei udari se face cu urmatoarea relatie

t= zile

unde t- data primei udari

R- rezerva de apa din sol la inceputul lunii respective

Pm- plafomul minim

Σ(e+t)- evapotranspiratia

P- precipitatiile medii zilnice din luna respectiva m³/ha zi

– t=

Norma udarii de aprovizionare

Se administreaza in perioada 1 octombrie- 30 martie

Rezerva finala a apei in sol Rf reprezinta cantitatea de apa prezenta IV Ri→30 IX Rf in sol la sfarsitul perioadei de vegetatie (30 IX).

2.2.5 HIDROMODULUL DE UDARE

q= (l/s/ha)

unde mb- norma de udare bruta

t- durata de udare in ore intr-o zi (18-20 ore)

T- durata de udare in zile

3.6- coeficient de trasformare a orelor in secunde si m³ in l.

Hidromodulul de udare reprezinta cantitatea de apa care se administreaza pe suprafata de 1ha in unitatea de timp (l/s/ha).

Hidromodulul de udare fractional

= q·α (l/s/ha)

α- ponderea culturii (%)

2.2.6 GRAFICUL UDARII

Graficul udarii se realizeaza cu ajutorul unui sistem de coordonate la care pe ordonata se noteaza hidromodulul ponderal (φ), iar pe abcisa timpul.

2.2.7 TRASAREA SCHEMEI HIDROTEHNICE PE PLANUL DE SITUATIE

Amenajarile cu conducte subterane si udare prin aspersiune cuprind urmatoarele elemente:

Statia de pompare de punere sub presiune

Reteaua de conducte de legatura dintre statia de punere sub presiune (SPP) sectorul de udare cu ajutorul unor conducte de legatura de diferite ordine I,II,III.

In functie de conditiile din teren statia de punere sub presiune poate fi amplasata astfel:

1.Amplasarea statiei se face in centrul suprafetei in conditiile in care panta terenului are valoare mica si este orientata de la sursa de apa spre SPP. In acest caz, prelucrarea apei din sursa se realizeaza mecanic sau gravitational si este trimisa la SPP prin intermediul unui canal de adictiune.

2.Amplasarea SPP langa sursa de apa, aceasta refuland apa sub presiune direct in reteaua de conducte.

3.In cazul terenurilor cu pante foarte mari preluarea apei din sursa de alimentare se realizeaza cu ajutorul unei statii de pomapre de baza SPB.

Calculul elemetelor necesare trasarii schemei hidrotehnice a amenajarilor cu conducte subterane.

Alegera aspersorului: se face tinand cont de urmatoarele elemente:

Viteza de infiltratie a paei in sol

Caracteristicile regimului eolian

Tipul de sol

Viteza de infiltratie a apei in sol este depedenta de textura solului astfel

Pentru sol cu textura argiloasa viteza de infiltratie este 6-8 mm/h

Pentru sol cu textura lutoasa sau luto-argiloasa Vinf.=8-12mm/h

Pentru sol cu textura nisipo-lutoasa sau nisipoasa Vinf.=12-30mm/h

2.Verificarea schemei de udare se face prin urmatoarele calcule:

Coeficientul de eficienta β

unde β-coeficient de eficienta

R – raza de stropire a aspersorului in m

Hasp – presiunea de lucru a aspersorului m/c.a

1atm=10m.c.a

β≤0.8

coeficientul de pulverizare α

=2.5-5.0 m

unde H- presiunea de lucru

Φ- diametrul diuzei

c)Indicele de uniformitate Ku- arata marimea pierderilor de sarcina si se determina cu relatia

mm.c.a

unde Ps- coeficient cu valoarea 0.2

H- presiunea de lucru la primul aspersor

3.Lungimea aripii de udare se stabileste in functie de numarul de aspersoare care pot functiona pe aripa si pe schema de udare aleasa.

Lungimea aripi de udare se determina cu relatia:

(m)

Lungimea aripi este de 200-300 m si se realizeaza din tronsoane de 6 m lungime

n- numarul de aspersoare de pe aripa de udare

d-distanta dintre aspersoare de pe aripa de udare

– distanta de la hidrant pana la primul aspersor

4.Lungimea de udare se determina cu relatia urmatoare:

(m)

Calculul debitului de aripi de udare

(m³/h)

unde Ra-debitul aripi de udare

na- numarul de aspersoare de pe aripa de udare

qa- debitul unui aspersor

5.Timpul de functionare intr-o pozitie a aripi de udare

(ore)

Ih- intensitatea medie orara

6.Numarul de cicluri zilnice de udare

in care Ncz- durata zilnica de udare in ore (18-20 ore)

tf- timpul de functionare a aripi intr-o pozitie (ore)

t1- timpul necesar cantarii solului dupa udare 0.5

t2- timpul necesar mutaruu aripi 1-1.5 ore

t1+t2=2 ore mutare manuala

t1+t2= 1 ora mutare mecanizata

7.Numarul de udari al unei aripi pe durata de aplicare al unei udari

unde T- durata de aplicare a unei udari

8.Lungimea tronsonului de antena deservita de o aripa de udare

(m)

9.Lungimea antenei se stabileste in functie de lungimea deservita de o aripa de numarul de aripi in functiune simultana si lungimea antenei posibila de trasat pe planul de situatie. (2000-3000 m/lungime).

(m)

unde Na- numarul de aripi in functiune simultana pe antena

Lap- lungimea antenei posibila de trasat

10.Distanta dintre antene

(m)

11.Distanta dintre hidranti

(m)

N2- numarul de poxitii de udare deversite de un hidrant (3-4)

12.Suprafata pe care o uda o aripa pe durata udarii

Sa1- suprafata unei aripi intr-o pozitie

13.Numarul de aspersoare se calculeaza in functie de debitul aripi de udare 600m³/l la o conducta care are diamtrul de 100mm la o viteza normala a paei de 1.5-2 mm/s.

14.Numarul de tronsoane- este lungimea conductei impartie la 6

ALEGEREA ASPERSORULUI

Ih – 9.5 mm/h

D1xD2 – 12×18 m

Diamentru de stropire- 35.0 m

Debit – 3.08 m³/h

Presiunea de lucru – 3.5 kgf/cm

Diametru diuzei – 7 mm

Verificarea aspersorului

2.2.9STABILIREA SCHEMEI DE LUCRU IN FUNCTIE DE PLUVIOMETRIA ORARA

NECESARUL DE ARIPI PENTRU FIECARE CULTURA

Debitul aripi de udare

(l/s; m³/h)

unde qa- debitul aripi de udare

na- numarul de aspersoare

Qa- debitul unui aspersor

CALCULUL DEBITELOR SI PRESIUNILOR PE RETEAAU DE CONDUCTE

Stabilirea debitului pe antena

(l/s; m³/h)

unde QA- debitul pe antena (l/s; m³/h)

η- pierderea de apa pe retea 0.90-0.95

Nafs- numarul de aripi cu functionare simultana

Qa- debitul unei antene

Determinarea debitului conductei secundare

(l/s; m³/h)

Nt- numarul total de aripi in functiune in sistem. Aceasta se stabileste prin insumarea numarului de aripi necesar culturilor ale caror udari se suprapun pe graficul anual al udarilor.

Se va lua suprapunerea maxima din zona hidromodului moderat maxim

(l/s; m³/h)

η- 0.90-0.95

Pe baza debitului si a vitezei apei se face dimensionarea antenelor si conductei secundare stabilind diametrul nomial in mm si pierderea de sarcina j (m.c.a/ml). Se folosesc abacele de dimensionare luand in considerare viteza apei 1.5-1.6 m/s.

Calculul presiunilor pe conducte

Presiunea la hidrant

(m.c.a)

unde P- presiunea la hidrant

Pasp- presiunea la ultimul aspersor

Δh1- pierderea de sarcina care se produce pe lungimea conductei de udare

Δh2- pierderea de sarcina datorita frecarii de pe conducta de legatura

Σh- totalul pierderilor locale de sarcina 6.3m.c.a

Δh se poate calcula cu relatia:

(m.c.a)

Lc- lungimea conductei

Pu- pierderea unitara 0.01-0.012

Cr- coeficient in functie de numarul de ordine sau aspersoare

Coeficientul de reducere a pierderilor prin frecare in functie de numarul de aspersoare

Δh2 se calculeaza astfel:

(m.c.a)

Calculul presiunii pe antena

(m.c.a)

J- pierderea de sarcina pe antena

Calculul presiunii pe conducta secundara

(m.c.a)

Calculul presiunii la statia de punere sub presiune

(m.c.a)

Δh- diferenta de nivel dintre cota nivelului in punctul de statie si punctul unde functioneaza cel mai indepartat aspersor din sistem.

Verificare

Din diferenta nu trebuie sa rezulte o presiune mai mica decat presiunea la hidrant.

TRASAREA PROFILULUI LONGITUDINAL PRIN ANTENA

Pentru trasarea profilului longitudinal prin antena este necesara determinarea urmatoarelor element:

a.adancimea de ingropare a conductei

(m)

– 0.9-1 cm

Dext- diametrul exterior al antenei

h- strat izolator de nisip 0.10 cm

H- inaltimea minima de uzare

Este recomandat ca adancimea santului sa urmareasca configuratia terenului pentru ca adancimea maxima sa nu depaseasca 2-2.5m.

Grosimea peretilor conductelor de azbociment

Premo

b.Panta conductei: -este necesar sa se urmareasca ca panta sa fie egala cu panta terenului.

Panta ascedenta trebuie sa fie 1:1000 in cazul conductei cu diametrul mai mic de 600m si 2:1000 cu diametrul mai mare de 600m.

Panta descedenta trebuie sa fie decat panta ascedenta.

c.Latimea santului

l=Dext+2d

Latimile recomandate pentru santurile de pozare a conductelor

d.Se determina cota fundului santului

e.Se detrmina cota axului conductei

CF=CT-H (m)

Cax=CF+h+ (m)

f.Se determina cota piezometrica

Cp=CT+Pa (m.c.a)

g.Sectiunea santului

CO=H·l (m²)

Vs=ω·L

unde Vs- volumul de sapaturi

ω- sectiunea santului

L- lungimea antenei

2.213 DIMENSIONAREA STATIEI DE POMPARE

1.Debitul statiei de pompare

(l/s; m³/h)

unde Qspp- debitul statiei de pompare

η- pierderea de apa pe retea 0.90

Qcs- debitul conductei secundare

2.Inaltimea totala de pompare

Hm=Hg+Ht (m)

unde Hm- inaltimea manometrica (m)

Hg- inaltimea geodezica (m)

Ht- pierderi totale de sarcina pe conducte

Inaltimea geodezica de aspiratie

Hga= Cax-NA (m)

unde Hga- inaltimea geodezica de aspiratie (m)

Cax- cota ax pompa (m)

NA- nivelul apei in canalul de adictiune (m)

Hgn- inaltimea geodezica de refulare

Hg=Hga+Hgr (m)

Cota ax pompei se determina insumand cota terenului cu 1m=1.2

Cax= CT+(1-1.2) (m)

Nivelul apei

Cna= CT-h1(0.7-1m)

Hgr se ia ca diferenta dintre cota terenului

Hgr=Pspp

Pspp- presiunea la statia de punere de presiune

Pierderile totale se calculeaza cu relatia urmatoare

H= hl+hlr (m.c.a)

hl- pierderi de sarcini liniare

hlr- pierderi de sarcina locale

unde λ- coeficient de pierderi depedent de numarul lui Reynolds de diametrul si rugozitatea conductei

L- lungimea conductei (m)

D- diametrul conductei (mm)

U- viteza apei pe conducte (m/s)

g- acceleratia gravitationala 9.8m/s²

λ=0.09 pentru conducte de otel

λ=0.086 pentru conducte zincate

λ=0.104 pentru conducte din fonta

Valorile lui λ in functie de diametrul conductei si coeficientul de rugozitate si se prezinta in urmatorul tabel.

Valorile lui λ in functie de diametrul conductei si de coeficientul de rugozitate

n- 0.011 – conducte din fonta , otel

n=0.012, conducte din fonta, otel, azbociment

n=0.013, conducte vechi de fonta, otel

n=0.014, conducte din fonta, otel dupa o perioada lunga de utilizare

n=0.015, conducte din fonta cu coroziuni vizibile sau foarte mare

Valorile coeficientului Σ

Puterea necesara la axul pompei

(CP)

Q- debitul statiei de pompare

H- inaltimea de pomapre

ξ- masa specifica a apei pompate

η- randamentul pompelor (0.4-0.9)

Catalog de pompe

III CALCULE

Tip sol – cernozioni levigat

CA= 24.7%

CO=9.5%

DA=1.26t/m³

Vinete

Ardei

Tomate

Cartofi

Castraveti

Vinete/ Ardei

Tomate

Hidranti

Schema de udare

< (2.5-5)

m

h (vinete, ardei, tomate)

h (cartofi)

h (castraveti)

=4 (vinete, ardei, tomate)

=4 (cartofi)

=5 (castraveti)

Trasarea schemei hidrotehnice

1:5000

1cm=50m

36cm=1800cm

S=L·l

585000=770xl

l=58

V

A

T

Cartofi

Castraveti

(l/s; m³/h)

Nt=2+2+2+3+2=11

269.06:3.6=74.74 l/s

739.9:3.6=205.5 l/s

dh=115-109=6

Verificare

61.19-32.89=28.3

49.19-32.89=16.3

la antena

pereti verticali cu sprijin

Distante partiale

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7