NAVODNJAVANJE MODELI DISTRIBUCIJE VODE U SISTEMIMA ZA NAVODNJAVANJE ŠKOLSKA 2016/2017 UNIVERZITET U BEOGRADU GRAĐEVINSKI FAKULTET

Transcript

1 UNIVERZITET U BEOGRADU GRAĐEVINSKI FAKULTET NAVODNJAVANJE ŠKOLSKA 2016/2017 MODELI DISTRIBUCIJE VODE U SISTEMIMA ZA NAVODNJAVANJE Predmetn profesor: dr Mloš Stanć, dpl. građ. nž. Predmetn asstent: Željko Vaslć, dpl. građ. nž. Beograd, 2016

2 Režm navodnjavanja Kada kolko navodnjavat? Podmrenje potreba za vodom kultura uz ogrančenje da kolčne vode budu takve da ne dođe do degradacje zemljšta (zasoljavanje, zabarvanje, erozja). Odgovor na ptanje kada navodnjavat se kvantfkuje kroz hdrološk proračun. Kroz ovaj proračun se uvode specfčnost koje su vezane za određeno područje: klmatske karakterstke područja (referentna evapotranspracja, padavne) karakterstke kulture - setvena struktura na razmatranom području (uvode se kroz koefcjent kulture) Režm navodnjavanja se može proračunat za svaku kulturu posebno, što se rad na detaljnjm nvoma projektovanja, l se proračun sprovod na nvou uprosečenh vrednost za čtavo područje.

3 Režm navodnjavanja Jednačna vertkalnog blansa: S S 1 P ET PV (mm) e Kolčna vode u zemljštu (vlažnost) se drž u grancama koje garantuju ostvarenje maksmalnh prnosa: p T p E p PV=kD n P P ot w mn h a S mn S S max w p h a Voda se na parcelu dovod u porcjama. Ona kolčna vode koja se na jedncu površne dovod u jednom zalvanju nazva se norma zalvanja (Dn). h a S = wh a PV k D n k - broj zalvanja u toku -tog peroda (mesec l dekada). q d

4 Režm navodnjavanja Norma zalvanja (D n ) Norma zalvanja je ogrančena akumulaconom sposobnošću zemljšta: D max n RAW h a ( w wmn ) p (mm) Dubna aktvnog sloja se menja (povećava) u toku vegetaconog peroda, tako da se akumulacona sposobnost povećava. Norma zalvanja (D n ) mora bt odabrana tako da uvek bude manja od ove grančne vrednost (D n max ). Izbor norme zalvanja uslovljen je karakterstkama zemljšta, al upravljačkom odlukom kojom se rešava da l će se zalvat sa manjom normom češće l obrnuto. Norma navodnjavanja (V n ) Ukupna kolčna vode koja se u toku vegetaconog peroda potroš za zalvanje V n PV (mm/god)

5 Režm navodnjavanja Turnus (τ) Turnus je vreme koje protekne zmedju dva uzastopna zalvanja. Občno se računaju: Prmer prosečan turnus u toku vegetaconog peroda turnus u perodu najveće potrošnje (mnmalan turnus) Karakterstke zemljšta: w p =0.36, w mn =0.23 Početna vlažnost: w o =0.32, D n =35 mm Mesec IV V VI VII VIII IX ET p (mm) Pe (mm) ha (mm) S mn (mm) S max (mm) S (mm) k

6 Režm navodnjavanja Hdromodul sstema q s Specfčna potrošnja vode u sstemu u merodavnom perodu. Jednce: l/(s ha) l mm/dan (1mm/dan = 10000/86400 l/(s ha)) Merodavn perod, u našm uslovma, se javlja u julu l avgustu traje oko 10 dana, kada je potreba za vodom u sstemu maksmalna a nema padavna. Merodavna potrošnja zavs od: klmatskh uslova (temperatura, nsolacja, brzna vetra, relatvna vlažnost, padavna) setvene strukture Hdromodul sstema je ekonomska kategorja. Povećanje q s dovod do povećanja nvestcje u mrežu al je teško kvantfkovat ekonomske efekte ovog povećanja.

7 Režm navodnjavanja Metode za proračun hdromodula sstema q s Emprjske metode (USBR): q s = ET p 1.09 D n (mm/dan) Smsao ove metode je da se sstem dmenzonše na prosečnu potrebu za vodom u perodu maksmalne potrošnje koja se javlja u prosečnoj godn kada nema padavna. Statstčka metoda: Izbor fktvne sušne godne određenog povratnog peroda (5 godna) Metod zasnovan na vodoprvrednoj analz: Hdromodul sstema se računa na osnovu obezbeđenost u sporuc vode. PV q s

8 Model dstrbucje vode Kada navodnjavat (model dstrbucje vode)? 1. Vreme kada se voda stavlja na raspolaganje korsncma (t ) 2. Vreme zalvanja - kolko dugo m je voda na raspolaganju (τ z ) 3. Zapremna koja se u tom perodu troš (V ) Mogu postojat ogrančenja po blo kom od ova tr parametra. Rotacona dstrbucja vode Varjante: 1. Razlčte zapremne vode u stm vremenskm ntervalma 2. Iste zapremne vode u razlčtm vremenskm ntervalma 3. Razlčte zapremne vode u razlčtm ntervalma

9 Model dstrbucje vode Rotacona dstrbucja vode Deončn hdromodul (q d ): Merodavan protok: Q p q q d q s d A t t z [l/(s ha)] t z - Efektvno vreme zalvanja Merodavan perod Potrošja u čvoru - I rotacja Stvarna potreba t t z Q d = q d A q s A Potrošnja u čvoru - II rotacja 10 t t+1 I rotacja II rotacja 0 vegetacon perod

10 Model dstrbucje vode Rotacona dstrbucja vode Efektvno vreme zalvanja (t z ) zavs od: 1. Broja rotacja 2. Prmenjene metode zalvanja /l uređaja koj će se korstt 3. Vremena rada sstema u toku dana (občno se usvaja vreme rada od 16 do 20 sat) 4. Broja radnh dana u nedelj (6-7 dana) Grupsanje parcela olakšava upravljanje al povećava protoke. Rotacona dstrbucja se prmenjuje na područjma na kojma su parcele relatvno velke (>5ha) l kod staconarnh sstema za zalvanje, kod kojh ukupan protok svh potrošača (uređaja, prskača l kapljača) značajno prevazlaz potrebe u merodavnom perodu (q s. A). Merodavan perod Stvarna potreba Potrošnja u čvoru - II rotacja 10 0 t t z vegetacon perod t Potrošja u čvoru I rotacja t+1 Qd= qd A qs A I rotacja II rotacja

11 Model dstrbucje vode Slobodna dstrbucja vode Prmenjuje se kod sstema sa ustnjenm posedom. Jedno ogrančenje je u kapactetu spusta (Q d ). Klasa spusta Površna Q d (m 3 /h) A p (ha) 10 < t t z A p Potrošnja na parcel Q d q s A p 0 t t +1

12 Model dstrbucje vode Slobodna dstrbucja vode Sstem se ne dmenzonše na malo verovatan slučaj stovremenog rada svh potrošača već na osnovu verovatnoće. Verovatnoća p da je jedan spust otvoren: qs A p, q 1 rrq gde je R ukupan broj korsnka na površn A. Radna karakterstka mreže (r): parametar r predstavlja stepen vremena koršćenja mreže u toku dana (0.67 do 0.75). Sa r se uvod očekvana neravnomernost u potrošnj vode u toku dana. Verovatnoća da stovremeno rad k od R spusta može se odredt prmenom Bnomne formule: d p P R! ( k!( R k)! ) k q R p k

13 Model dstrbucje vode Slobodna dstrbucja vode Verovatnoća P q da stovremeno rad N l manje spusta nazva se kvaltet funkconsanja mreže: N R k R k Pq! ( p q k!( R k)! ) k0 Prlkom dmenzonsanja cevovoda (sa koga se snabdeva površna A sa R korsnka), zadatak je nać najveć broj spusta N koj mogu stovremeno da rade tako da bude zadovoljen željen kvaltet funkconsanja mreže (P q ). Ovaj problem b se mogao rešavat za prethodno napsanu bnomnu raspodelu, al se rešenje dobja eksplctno ako se za dovoljno velko R bnomna raspodela aproksmra normalnom: N(Rp, (Rpq) 1/2 ), gde je R. p srednja vrednost (R. p. q) 1/2 standardna devjacja. Nepoznat broj spusta N koj stovremeno rade, se računa z zraza: N Rp Z( Pq) Rpq gde je Z(P q ) vrednost standardzovane slučajne promenljve.

14 Model dstrbucje vode Slobodna dstrbucja vode Protok na koj se dmenzonše cevovod određuje se prema protoku spusta: Q NQ d RpQ d Z 2 ( Pq ) RpqQd Merodavan protok se može zrazt preko koefcjenta časovne neravnomernost K, koj predstavlja odnos zmeđu merodavnog protoka Q prosečne dnevne potrošnje u merodavnom perodu q s. A: Q K q s A 1 1 K 1 Z( P ) ( x 1) q r R rrqd x 1 10 p q A s K 4 K 4 Pq=99% r= r= x=10 x=10 x=4 2 x=4 x=2 x=2 x=1 1.5 x= R r=0.75 Pq=99% Pq=95% R