ΕΓΓΕΙΟΒΕΛΤΙΩΤΙΚΑ ΕΡΓΑ

Transcript

1 ΕΓΓΕΙΟΒΕΛΤΙΩΤΙΚΑ ΕΡΓΑ KΑΘΟΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΛΑΜΠΡΟΣ ΒΑΣΙΛΕΙΑ ΗΣ Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας KΑΘΟΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΕΚΤΙΜΗΣΗ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ

2 ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ 1. Ανάλυση µετρήσεων γεωργικής κατανάλωσης και χρήσης νερού. Καθορισµός ειδικής κατανάλωσης για κάθε είδος καλλιέργειας και απωλειών του συστήµατος µεταφοράς και διανοµής νερού, και µεθόδων άρδευσης 2. Έµµεση εκτίµηση υδατικών αναγκών Χρήση καταγραφών και απογραφών αρδευόµενων εκτάσεων ανά είδος καλλιέργειας Εκτίµηση µηνιαίων αναγκών των καλλιεργειών Εκτίµηση υδατικών απωλειών του συστήµατος µεταφοράς και διανοµής νερού καθώς και της εφαρµογής νερού στον αγρό Εκτίµηση υδατικών αναγκών (κατανάλωση + απώλειες) Υπολογισµοί σε µηνιαία βάση ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΜΗΝΙΑΙΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ 1. Εκτίµηση δυνητικής εξατµισοδιαπνοής (PET) µε τη χρήση µιας µεθόδου (π.χ. Pennman-Monteith, Blaney-Criddle, κλπ) 2. Εκτίµησηµηνιαίωνφυτικώνσυντελεστών (π.χ. µέθοδος FAO (Allen et al., 1998) και εθνικές εκτιµήσεις) σύµφωνα µε τα φαινολογικά στάδια ανάπτυξης κάθε καλλιέργειας

3 ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΜΗΝΙΑΙΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ 3. Εκτίµηση εξατµισοδιαπνοής αναφοράς (ETr) για κάθε καλλιέργεια: ΕΤr = Kc*PET 4. Εκτίµηση µηνιαίων καταναλώσεων κάθε καλλιέργειας µε την µέθοδοτου USDA (1970)και FAO (Dastane, 1974) σύµφωναµετο Near Irrigation Requirement (NIR): 1. Εκτίµηση της µηνιαίας ενεργής βροχόπτωσης: Peff = Ptot*(125-0,2*Ptot)/125 για Ptot <250 mm Peff = ,1*Ptot για Ptot>250 mm 2. Εκτίµηση του µηνιαίου NIR για κάθε καλλιέργεια: ΝΙR = ETr Peff αν ETr Peff > 0 ΝΙR = 0 αν ETr Peff < 0 ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΕΚΤΙΜΗΣΗ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ 5. Εκτίµηση υδατικών απωλειών συστήµατος µεταφοράς και διανοµής και µεθόδων εφαρµογής (µέθοδοι άρδευσης) Εξάτµιση Εξάτµιση Εξατµισοδιαπνοή Από πηγή προµήθειας Ταµιευτήρας ίκτυο διανοµής Εφαρµογή στο χωράφι Βαθιά διήθηση ιαρροή από πυθµένα ιαρροή από αγωγούς Λειτουργικές απώλειες Απορροή

4 ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΕΚΤΙΜΗΣΗ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ 5α. Εκτίµηση απωλειών δικτύου µεταφοράς και διανοµής νερού για επιφανειακό δίκτυο και δίκτυο υπό πίεση (Παπαζαφειρίου, 1999) ΤΥΠΟΣ ΙΚΤΥΟΥ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ &ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΑΠΟ ΟΤΙΚΟΤΗΤΑ ΙΑΝΟΜΗΣ, Ε d ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΟ πολύ καλή µέχρι άριστη ικανοποιητική ελλιπής κακή ΥΠΟ ΠΙΕΣΗ ικανοποιητική µέχρι άριστη ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΕΚΤΙΜΗΣΗ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ 5β. Εκτίµηση απωλειών στην εφαρµογή του νερού στον αγρό (Παπαζαφειρίου, 1999) ΚΑΤΑΚΛΥΣΗ (ΛΕΚΑΝΕΣ) ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΕΝΗ ΙΑΧΥΣΗ (ΛΩΡΙ ΕΣ) ΑΥΛΑΚΙΑ ΚΑΤΑΙΟΝΙΣΜΟ: ΚΛΑΣΣΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΥΤΟΚΙΝΟΥΜΕΝΟΣ ΕΚΤΟΞΕΥΤΗΡΑΣ ΥΨΗΛΗΣ ΠΙΕΣΗΣ (ΚΑΡΟΥΛΙ) ΑΥΤΟΚΙΝΟΥΜΕΝΗ ΓΡΑΜΜΗ ΑΡ ΕΥΣΗΣ ΠΕΡΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ (PIVOT) ΣΤΑΓ ΗΝ

5 ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΕΚΤΙΜΗΣΗ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ 5γ. Εκτίµηση συνολικών απωλειών στη λεκάνη απορροής (Παπαζαφειρίου, 1999) E = Μ Ε + Μ Ε µ. µ ε dεπιφ. π dυπο. E µ. α = Aσ Εσ + Aκ Εκ + Aε Εε E τ = Ε µ. µ 1 Ε µ. α ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΜΗΝΙΑΙΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ 6. Εκτίµηση των µηνιαίων καταναλώσεων για κάθε καλλιέργεια: Qκ = NIRκ*Aκ 7. Εκτίµηση των µηνιαίων καταναλώσεων στη λεκάνη: Σ Q = Q + Q καλλ. 8. Εκτίµηση υδατικών απωλειών 9. Εκτίµηση υδατικών αναγκών: 1 2 Q x YA Qkal = Eτ

6 ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ 1. Η εκτίµηση των µελλοντικών υδατικών αναγκών εξαρτώνται από ένα σύνολο παραγόντων (κοινωνικών, οικονοµικών, πολιτικών, κλιµατικών, κλπ) που επηρεάζουν την ανάπτυξη του πληθυσµού, την έκταση των καλλιεργειών, το είδος των καλλιεργειών, το µέγεθος των αρδευόµενων εκτάσεων, το µέγεθος και είδος των κτηνοτροφικών εκµεταλλεύσεων, το µέγεθος και είδος των βιοµηχανικών, το µέγεθος της τουριστικής ανάπτυξης 2. Καθορίζονται από κοινωνικές / οικονοµικές και άλλες µελέτες 3. Αποτελούν µέρος της ανάπτυξης των εναλλακτικών σεναρίων διαχείρισης των υδατικών πόρων ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΣΤΙΣ ΛΕΚΑΝΕΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ ΤΟΥ ΗΡΑΚΛΕΙΟΥ ΚΡΗΤΗΣ

7 ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ ΑΡ ΕΥΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ Μέθοδος εκτίµησης αρδευτικών αναγκών υπαίθριων καλλιεργειών Εκτίµηση δυνητικής εξατµισοδιαπνοής κατά Blaney Griddle Εύρεση Kc (φυτικός συντελεστής για την εκάστοτε καλλιέργεια) Χρήση του τύπου ETr = Kc * ETP για υπολογισµό πραγµατικής εξατµισοδιαπνοής Υπολογισµός αρδευτικών αναγκών ανά καλλιέργεια NIR = ETr Peff

8 ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΑΡ ΕΥΟΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ Καλλιεργούµενες εκτάσεις (στρέµµατα) Ποσοστό αρδευόµενων εκτάσεων ΑΜΠΕΛΙΑ ,6% ΑΡΟΤΡΑΙΕΣ ,8% ΕΛΙΕΣ ,6% ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΑ % ΚΗΠΕΥΤΙΚΑ ,5% ΟΠΩΡΩΝΕΣ ,8% ΜΠΟΣΤΑΝΙΑ ,2% ΑΓΡΑΝΑΠΑΥΣΕΙΣ % Σύνολο Μέσων Υδατικών Αναγκών Όγκος νερού (hm 3 ) Υφιστάµενη Μελλοντική αστικές τουριστικές γεωργικές κτηνοτροφικές βιοµηχανικές Υδατικές ανάγκες

9 ΕΚΤΙΜΗΣΗ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΣΤΗ ΛΕΚΑΝΗ ΑΠΟΡΡΟΗΣ ΠΗΝΕΙΟΥ ΠΜΣ Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών «Εφαρµογές Προσοµοίωσης σε Υδροσυστήµατα» ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ Õð üì í çì á ËåêÜí ç ÊÜñëáò ËåêÜí ç Ðç í åéï ý Äéáì Ýñéóì á Èåóóáëßáò Ðçí åéüò N W E S

10 ΕΚΤΙΜΗΣΗ εδοµένα : Αρδευόµενες γεωργικές περιοχές ανά καλλιέργεια και νοµό για το έτος 2002 (Νοµαρχίες του Υδατικού ιαµερίσµατος Θεσσαλίας) Εκτίµηση της δυνητικής εξατµισοδιαπνοής µε την Μέθοδο Blanney-Criddle για κάθε καλλιέργεια και χρησιµοποιώντας τον µηνιαίο συντελεστή βλάστησης, Κc του FAOγιαµεσογειακέςσυνθήκες (Αllen et al., 1998) Εκτίµηση της µηνιαίας ωφέλιµης βροχόπτωσης, Peff, χρησιµοποιώντας την µέθοδο του U.S. Soil Conservation Service (Dastane, 1974) Εκτίµηση των µηνιαίων αρδευτικών απαιτήσεων, NIR, για κάθε καλλιέργεια σε κάθε υπολεκάνη ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ Εκτίµηση της µηνιαίας ζήτησης για κάθε καλλιέργεια σε κάθε υπολεκάνη Εκτίµηση της συνολικής µηνιαίας ζήτησης σε κάθε υπολεκάνη ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ

11 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ

12 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΑΠΟ ΟΤΙΚΟΤΗΤΑ ΑΡ ΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΤΕΛΙΚΕΣ ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ Υ ΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ Προσδιορισµός συντελεστών προσαύξησης της ζήτησης (Παπαζαφειρίου 1999), λόγω απωλειών, κατά µεταφορά και άρδευση για κάθε υπολεκάνη Εκτίµηση της τελικής αρδευτικής ζήτησης για κάθε υπολεκάνη µε βάση την προσαύξηση Αιτίες απωλειών του αρδευτικού νερού (Παπαζαφειρίου 1999) Εξάτµιση Εξάτµιση Εξατµισοδιαπνοή Από πηγή προµήθειας Ταµιευτήρας ίκτυο διανοµής Εφαρµογή στο αγρό Βαθιά διήθηση ιαρροή από πυθµένα ιαρροή από αγωγούς Λειτουργικές απώλειες Απορροή KΑΘΟΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΑΓΚΩΝ ΣΕ ΑΡ ΕΥΤΙΚΟ ΕΡΓΟ

13 ΑΝΑΓΚΕΣ ΣΕ ΑΡ ΕΥΤΙΚΟ ΝΕΡΟ Οι ανάγκες σε αρδευτικό νερό (Irrigation Water Requirements) αποτελούν τη βασική παράµετρο για τον προγραµµατισµό και σχεδιασµό των αρδευτικών έργων Αν ο υπολογισµός των αναγκών δεν είναι σωστός η απόδοση του έργου είναι µικρή Με τον όρο "ανάγκες σε αρδευτικό νερό" εννοούµε το ύψος νερού που απαιτείται να χορηγηθεί στις καλλιέργειες µε άρδευση επιπλέον τουνερούπουσυνεισφέρεταιµεάλλουςτρόπους (π.χ. Βροχόπτωση) για την κανονική τους ανάπτυξη Στις ανάγκες περιλαµβάνονται η ποσότητα του νερού που καταναλίσκεται από τις καλλιέργειες (διαπνοήκαισχηµατισµόςτωνιστών), ηποσότηταπουεξατµίζεταιαπότοέδαφοςήταυγράµέρητου φυτού, οιαπώλειεςκατάτηνεφαρµογή, η ποσότητα που απαιτείται για την έκπλυση των αλάτων καθώς και για άλλες λειτουργίες όπως η αντιπαγετική προστασία ΑΝΑΓΚΕΣ ΣΕ ΑΡ ΕΥΤΙΚΟ ΝΕΡΟ Για το σχεδιασµό των αρδευτικών έργων το ύψος των αναγκών πρέπει να εξετάζεταισεσχέσηµετηµεταβολήτουστοχρόνοκαιτόπο. Συνήθως από τα ιστορικά δεδοµένα υπολογίζονται οι συνολικές ανάγκες της περιόδου, ηεποχιακήτιµήκαιητιµήτωναναγκώνκατάτηνπερίοδο τηςµέγιστηςζητήσεως (seasonal & peak period water requirement) Η εποχιακή τιµή των αναγκών σε αρδευτικό νερό χρησιµοποιείται για αδροµερείς υπολογισµούς στην προκαταρκτική φάση µελέτης των αρδευτικώνέργων. Η τιµή των αναγκών κατά την περίοδο της µέγιστης ζητήσεως χρησιµοποιείται για τη διαστασιολόγηση των αρδευτικών δικτύων καθώςεπίσηςκαιγιατονέλεγχοτηςεπάρκειαςτωνυδατικώνπόρων. Και οι δύο παράµετροι είναι χρήσιµες για τον οικονοµικό υπολογισµό και τη βελτιστοποίηση των αρδευτικών έργων

14 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΣΕ ΑΡ ΕΥΤΙΚΟ ΕΡΓΟ Για τον υπολογισµό των αναγκών για µια καθορισµένη περίοδο θεωρούµε τον όγκο που ορίζεται από µια εδαφική στήλη βάθους ίσου µε το βάθος του ριζοστρώµατος της καλλιέργειας που µας ενδιαφέρει. Η εξίσωση του ισοζυγίου του νερού στον όγκο αυτό µέσα σ ένα ορισµένο χρονικό διάστηµα είναι: ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΣΕ ΑΡ ΕΥΤΙΚΟ ΕΡΓΟ

15 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΣΕ ΑΡ ΕΥΤΙΚΟ ΕΡΓΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΣΕ ΑΡ ΕΥΤΙΚΟ ΕΡΓΟ Ο υπολογισµός των αναγκών κατά την περίοδο της ξηρασίας, οπότε οι ανάγκες γίνονται συνήθως µέγιστες, µπορεί να γίνει από την (4.3) µετά από παράλειψη της ενεργού βροχοπτώσεως Ο υπολογισµός των µέγιστων αναγκών πρέπει να γίνει µε βάση µικρά σχετικώς διαστήµατα (µιας εβδοµάδας ή ίσο µε το χρόνο µεταξύ δύο αρδεύσεων) ώστε να µπορούν να καταγραφούν επαρκώς οι µεταβολές του µεγέθους αναγκών. ή και απλούστερα:

16 ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ Ο όρος εξατµισοδιαπνοή (evapotranspiration) ορίζεται σαν την ποσότητα που καταναλίσκεται στη διαπνοή των φυτών και στην εξάτµιση των υγρών µερών του φυτού και του εδάφους κατά τη διάρκεια µιας ορισµένης περιόδου Οι µέθοδοι που χρησιµοποιούνται για τον υπολογισµό της εξατµισοδιαπνοής υποθέτουν συνήθως ότι υπάρχει πάντα επαρκές διαθέσιµο νερό στο έδαφος το οποίοκαταναλίσκεταιµετηνεξατµισοδιαπνοή. Συνήθωςσανκαλλιέργειααναφοράςπαίρνεταιτογρασίδι. Η δυναµική (δυνητική) εξατµισοδιαπνοή της καλλιέργειας αναφοράς (potential evapotranspiration of reference crop, ΡΕΤ) είναι η εξατµισοδιαπνοή απόµιαεπιφάνειαπλήρωςκαλυµµένηαπόγρασίδιοµοιόµορφουύψους 8-15 cm, ελεύθερου από οποιαδήποτε ασθένεια µε επαρκές διαθέσιµο εδαφικό νερό για την ανάπτυξη του. ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ Η δυναµική εξατµισοδιαπνοή της καλλιέργειας PETc µπορεί να προβλεφθεί αν είναι γνωστή η εξατµισοδιαπνοή της καλλιέργειας αναφοράς ΡΕT µε την εισαγωγή ενός φυτικού συντελεστή που χαρακτηρίζει τη διαφορά των χαρακτηριστικών της καλλιέργειας από την καλλιέργεια αναφοράς (Κc) PETc = Kc PET

17 ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ PETc = Kc PET ή ΕΤ c = K c *ET r ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ Μέθοδος Blaney-Criddle Από τις πιο διαδεδοµένες εµπειρικές µεθόδους είναι και αυτή που προτάθηκε από τους Blaney-Criddle (1950) και χρησιµοποιείται για µελέτες αρδευτικών έργωνσεπολλέςχώρεςµεταξύτωνοποίωνκαιηελλάδα ET 0 = k f όπου f κλιµατικός παράγοντας υπολογισµένος ως εξής Η εξίσωση των Blaney-Criddle για µηνιαίο διάστηµα γράφεται: f=p (0.46T mean ) (4.16) όπου f είναι ο κλιµατικός παράγοντας σε mm/ηµέρα p είναι το µέσο ηµερήσιο ποσοστό της συνολικής ετήσιας διάρκειας των ωρών ηµέρας. ίνεται ως συνάρτηση του µήνα και του γεωγραφικού πλάτους της περιοχής, Πίν.4.8. T mean είναιηµέσηθερµοκρασίατουµήνασε C.

18 ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ Μέθοδος Blaney-Criddle ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ Τροποποιηµένη Μέθοδος Blaney-Criddle Η τροποποιηµένη µέθοδος Blaney-Criddle υπολογίζει τη δυναµική εξατµισοδιαπνοή της καλλιέργειας αναφοράς λαµβάνοντας υπόψη και άλλες κλιµατικές παραµέτρους, που δεν περιλαµβάνονται στον αρχικό τύπο. Οι διορθώσεις που προτείνονται χρησιµοποιούν τις ακόλουθες κλιµατικές παραµέτρους της υπό µελέτη περιοχής: -τηνελάχιστησχετικήυγρασία, RHmin [%] -τοποσοστό (λαµπρής) ηλιοφάνειας, n/νκαι -τηµέσηταχύτηταανέµουστο 24ωροσεύψος 2m, u 2 [m/sec] Αν τα στοιχεία αυτά δεν είναι διαθέσιµα µπορούν να ληφθούν κατ εκτίµηση ή από προέκταση των δεδοµένων γειτονικών περιοχών. Η δυναµική εξατµισοδιαπνοή της καλλιέργειας αναφοράς ΡΕΤ δίνεται από τη σχέση: ΡΕΤ =a+b f mm/ηµέρα (4.17) όπου fείναιοκλιµατικόςπαράγονταςπουυπολογίζεταιαπότηνεξ καια, b είναισταθερέςπουυπολογίζονταιαπότιςτοπικέςτιµές RHmin, n/νκαι u 2.

19 ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ Τροποποιηµένη Μέθοδος Blaney-Criddle Η δυναµική εξατµισοδιαπνοή της καλλιέργειας αναφοράς ΡΕΤ δίνεται από τη σχέση: ΡΕΤ =a+b f mm/ηµέρα (4.17) Οι τιµές του a υπολογίζονται από τη σχέση: a = RHmin n/ν 1.41 (4.18) Οι τιµές του b παίρνονται από τον Πίν. 4.9 σαν συνάρτηση των ίδιων παραµέτρων. Οι σχέσεις µε τις οποίες προσδιορίζονται τα a και b προέκυψαν από την ανάλυση µεγάλου αριθµού δεδοµένων από διάφορα µέρη του κόσµου ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ Τροποποιηµένη Μέθοδος Blaney-Criddle Τιµές της σταθεράς b της σχέσεως ΡΕΤ = a+b*f (Πίνακας 4.9):

20 ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ Τροποποιηµένη Μέθοδος Blaney-Criddle - Εφαρµογή εδοµένα: Περιοχήγεωγρ. πλάτους 41 Β Μήνας: Ιούλιος Μέσηθερµοκρασία: 25.5 C Κατ εκτίµηση: RΗmin 55% n/ν 0.80 u 2 2 m/sec Υπολογισµός: p = 0.33 (Πίν. 4.8) f = p (0.46Τ ) = mm/ηµέρα (4.16) a= (4.18) b=1.255 (Πιν. 4.9) PET=a+b f= 5.96 mm/ηµέρα (4.17) ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ Μέθοδος της λεκάνης εξατµίσεως Η λεκάνη εξατµίσεως αποτελεί ένα από τα βασικά όργανα των αγροτοµετεωρολογικών σταθµών. Συχνές και προσεκτικές µετρήσεις της εξάτµισης από τη λεκάνη (µε ταυτόχρονη προστασία της από τα πουλιά) µπορεί να δώσει σειρά από αξιόπιστα δεδοµένα που µπορούν να χρησιµοποιηθούν για τον προσδιορισµό της δυναµικής εξατµισοδιαπνοής της καλλιέργειας αναφοράς σύµφωνα µε την ακόλουθη εξίσωση: ΡΕΤ = Κp Ε όπουεείναιηεξάτµισηαπότηλεκάνη (mm/ηµέρα), Κp είναι ένας αδιάστατος συντελεστής της λεκάνης. Συνήθωςχρησιµοποιούνταιδύοτύποιλεκανών, ηλεκάνητύπου A (U.S Class A Pan) καιηλεκάνητου Colorado (Colorado Sunken Pan). ΗλεκάνητύπουΑ έχει διάµετρο 121 cm, βάθος 25.5cm και κατασκευάζεται από γαλβανισµένο χάλυβα. Τοποθετείται σε ξύλινη βάση και οριζοντιώνεται σε ύψος 15cm πάνω απότοεπίπεδοτουεδάφους. Ηεπιφάνειατουνερούπαραµένειαπό 5 έως 7.5 cm κάτω από το χείλος τηςλεκάνης. Οι µετρήσεις στο βάθος του νερού στη λεκάνη γίνονται µε σταθµήµετρο µε ακίδα και σύστηµα βερνιέρου.

21 ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ Μέθοδος της λεκάνης εξατµίσεως ΤιµέςτουσυντελεστήΚp γιατηλεκάνητύπουαδίνονταιστονπίν για δύοκατηγορίεςσυνθηκών (ΑκαιΒ) πουπροκύπτουναπότοσχήµα 4.6. ΣτηνκατηγορίαΑοάνεµοςπνέειπάνωαπόχέρσοέδαφος (50m ήπερισσότερο) προςπεριοχήκαλυµµένηαπόφυτά (1 έως 1000m). Το αντίθετο συµβαίνει για την κατηγορία Β. Κατηγορίες συνθηκών για τον προσδιορισµό του συντελεστή Κp της λεκάνης εξατµίσεως τύπου Α (Σχήµα 4.6) ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ Μέθοδος της λεκάνης εξατµίσεως

22 ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ Μέθοδος της λεκάνης εξατµίσεως - Εφαρµογή εδοµένα: Μήνας Ιούλιος ΕξάτµισηλεκάνηςΕp = 10 mm/ηµέρα RHmean: µέση Άνεµος ασθενής Ο µετεωρολογικές σταθµός βρίσκεται, σε περιοχή µε φυτική κάλυψη σε απόσταση 100 m από χέρσο επιφάνεια. Υπολογισµός: ΚατηγορίαΑ (Σχ. 4.6) Απόσταση από χέρσο επιφάνεια 100m (δεδοµένα) Κp=0.80 (Πίν. 4.10) PET =Κp Ε = = 8 mm/ηµέρα

23 Εξατµισοδιαπνοή FAO-56 Penman-Monteith εδοµένα που απαιτούνται για την εφαρµογή της FAO-56 Penman- Montheith (FAO56-PM) είναι: µέγιστη και ελάχιστη θερµοκρασία, Tmax, και Tmin, αντίστοιχα; R S =ηλιακήακτινοβολία (MJ/m 2 /d); RHmax, RHmin µέγιστη και ελάχιστη σχετική υγρασία u =ταχύτηταανέµουσε 2m ύψος (m/s) 45 Εξατµισοδιαπνοή Απλοποιηµένες Εξισώσεις Penman-Monteith (Valiantzas, 2013) Απλοποιηµένη Εξίσωση - εδοµένα(rs,t,rh,u) Απλοποιηµένη Εξίσωση χωρίς ταχύτητα ανέµου- εδοµένα(rs,t,rh) Απλοποιηµένη Εξίσωση χωρίς ταχύτητα ανέµου και σχετική υγρασία - εδοµένα(rs,t) Valiantzas, J. (2013). Simple ET 0 Forms of Penman s Equation without Wind and/or 46 Humidity Data. I: Theoretical Development. J. Irrig. Drain Eng., 139(1), 1 8.

24 ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ Σύνοψη Μεθόδων Η πιο αξιόπιστη έµµεση µέθοδος είναι η µέθοδος Penman-Monteith για µια ευρείαπεριοχήκλιµάτωνσ' όλο τον κόσµο. Οι µέθοδοι συνδυασµού Penman µπορεί να χρησιµοποιηθούν για την εκτίµηση της δυναµικής εξατµισοδιαπνοής µικρών περιόδων σε αντίθεση µε τις περισσότερες εµπειρικές µεθόδους που µπορούν να χρησιµοποιούνται για τον προσδιορισµό τιµών µεγαλυτέρων περιόδων (συνήθωςµηνιαίων). Σε προκαταρκτικό στάδιο µελέτης ενός εγγειοβελτιωτικού έργου, η διορθωµένη µέθοδος Blaney Criddle µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την εκτίµηση των αναγκών σε νερό των καλλιεργειών στην Ελλάδα. Όλες οι µέθοδοι υπολογίζουν την δυναµική εξατµισοδιαπνοή της καλλιέργειας δηλαδή την πραγµατική εξατµισοδιαπνοή της καλλιέργειας µε την υπόθεση ότι τονερόστοριζόστρωµαπαραµένεικοντάστηνυδατοΐκανότητα. Η πραγµατική εξατµισοδιαπνοή µπορεί να προβλεφθεί: (i) απ ευθείας µε µετρήσεις της εδαφικής υγρασίας (ii) από την δυναµική εξατµισοδιαπνοή PETc µε τη διόρθωση ελαττώσεως της υγρασίας στη ζώνη του ριζοστρώµατος. ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ET = f(x/x o ) PETc (4.19) όπου f(x/x o ) είναιησυνάρτησηδιαθεσιµότηταςτηςεδαφικήςυγρασίας, x είναιτούψοςτουδιαθέσιµουεδαφικούνερούστοριζόστρωµακαι x o είναιτο ίδιούψοςεδαφικούνερούστηνυδατοΐκανότητα. Γραμμή Α : Veihmeyer & Hendrickson (1955) Γραμμή Β : Thornthwaite & Mather (1955) Γραμμή G : Havens (1956) Γραμμή D&E : Pierce (1958) και Mustonen & McGuinnes (1968) Γραμμή Γ : Holmes ft Robertson (1963) Στην πράξη σήµερα στο σχεδιασµό όπως και στη λειτουργία των έργων (π.χ. κατάρτιση προγραµµάτων αρδεύσεως) η πραγµατική εξατµισοδιαπνοή θεωρείται πρακτικά ίση µε τη δυναµική (βλ. Σχήµα, γραµµή Α).

25 ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ιάγραµµα Ροής ΕΝΕΡΓΟΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Η ενεργός βροχόπτωση (ή ωφέλιµη ή χρήσιµη) είναι το µέρος εκείνο της βροχοπτώσεως που εισχωρεί στο ριζόστρωµα και χρησιµοποιείται από τις καλλιέργειες για την ανάπτυξη τους Εξαρτάται: - το ύψος και η ένταση βροχοπτώσεως - η αποθηκευτικότητα του ριζοστρώµατος της καλλιέργειας - η κατάσταση της επιφάνειας του εδάφους (ξηρό έδαφος, φύλλωµα δένδρων) - η διηθητικότητα του εδάφους - το έλλειµµα υγρασίας πριν τη βροχόπτωση που καθορίζεται από το καθεστώς της υγρασίας (αρδευόµενες περιοχές) -ηεξάτµιση

26 ΕΝΕΡΓΟΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Υπολογισµός Βροχόπτωσης Επειδήηβροχόπτωσηδιαφέρειαπόέτοςσεέτοςηπρόβλεψητηςθαπρέπει νασυνδυάζεταιµετηνπιθανότηταεµφανίσεωςτης. Στις µελέτες των αρδευτικών έργων το ύψος βροχοπτώσεως που λαµβάνεται υπόψη είναι αυτό που έχει συχνότητα (εµφανίσεως και) υπερβάσεως 80 ή 75%. ηλαδή κατά µέσο όρο (προκειµένου για πιθανότητα υπερβάσεως 75%) σε 3 από τα 4 έτη εµφανίζεται το ύψος αυτό βροχοπτώσεωςήµεγαλύτερο. Αν η ανάλυση αναφέρεται στον κρίσιµο µήνα από πλευράς αναγκών και οι καλλιέργειες είναι ιδιαίτερα ευαίσθητες στην έλλειψη νερού σ αυτό το διάστηµα, πρέπει να εκλέγεται ακόµα µεγαλύτερη τιµή πιθανότητας υπερβάσεως. Για την εύρεση του ύψους βροχοπτώσεως που χρησιµοποιείται για τον υπολογισµό της ενεργού βροχοπτώσεως είναι καλύτερα να γίνεται ανάλυση συχνότητας µε τη χρησιµοποίηση παρατηρήσεων πολλών ετών ΕΝΕΡΓΟΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Υπολογισµός Ενεργούς Βροχόπτωσης Μετά τον καθορισµό του ύψους βροχοπτώσεως η ενεργός βροχόπτωση, που υπεισέρχεται στον προσδιορισµό των αναγκών των καλλιεργειών σε αρδευτικόνερό, εκτιµάταισυνήθωςεµπειρικά. Σε µια πρώτη προσέγγιση το ύψος ενεργού βροχοπτώσεως είναι 80% του συνολικού ύψους βροχοπτώσεως. Σύµφωνα µε ένα εµπειρικό τύπο το ύψος ενεργού βροχοπτώσεως Ρ υπολογίζεται: όπου: Ρ είναι το συνολικό µηνιαίο ύψος βροχοπτώσεως Ρ 7 mm c είναι εµπειρική σταθερά c=10 προτείνεται για πεδινές περιοχές κοντά στη θάλασσα c=20 προτείνεται για ηπειρωτικές επικλινείς περιοχές.

27 ΕΝΕΡΓΟΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Υπολογισµός Ενεργούς Βροχόπτωσης Η µέθοδος που προτάθηκε από την υπηρεσία U.S. Bureau of Reclamation (Stamm, 1967) φαίνεταιστονπιν καιαναφέρεταισεµηνιαίεςτιµές. Η µέθοδος είναι κατάλληλη για περιοχές ξηρού και ηµίξηρου κλίµατος. Σύµφωνα µε τον Stamm η µέθοδος πρέπει να εφαρµόζεται στα 5 πιο ξηρά διαδοχικά έτη. H ενεργός βροχόπτωση ενός µήνα µε συνολικό ύψος βροχής 76.2mm βρίσκεται σύµφωνα µε τα µέσα ποσοστά τουπιν ωςεξής: Peff = ( ) ( ) = = mm ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΟΥΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Mέθοδος του FAO Dastane (1974) Εκτίµηση µηνιαίων καταναλώσεων κάθε καλλιέργειας µε την µέθοδο του FAO (Dastane, 1974) σύµφωνα µε το Near Irrigation Requirement (NIR): 1. Εκτίµηση της µηνιαίας ενεργής βροχόπτωσης: Peff = Ptot*(125-0,2*Ptot)/125 για Ptot <250 mm Peff = ,1*Ptot για Ptot>250 mm 2. Εκτίµηση του µηνιαίου NIR για κάθε καλλιέργεια: ΝΙR = ETr Peff αν ETr Peff > 0 ΝΙR = 0 αν ETr Peff < 0

28 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΟΥΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ µέθοδος του υπουργείου Γεωργίας των Η.Π.Α. USDA Soil Conservation Service (1970) Η µέση µηνιαία ενεργός βροχόπτωση προκύπτει σαν συνάρτηση του µηνιαίου ύφους βροχοπτώσεως και µηνιαίας τιµής της εξατµισοδιαπνοής της καλλιέργειας, µε την προϋπόθεση ότι το µέγιστο έλλειµµα υγρασίας στο ριζόστρωµαείναιίσοµε 75 mm. Αν η διαθέσιµη αποθηκευτικότητα του ριζοστρώµατος είναι διαφορετική από 75 mm γίνεται η σχετική διόρθωση (Πιν. 4.13). ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΟΥΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ µέθοδος του υπουργείου Γεωργίας των Η.Π.Α.

29 P ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΟΥΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ µέθοδος του υπουργείου Γεωργίας των Η.Π.Α. = f USDA Soil Conservation Service (1970) ( ) [ ] ET D c e P t f ( D) = D D D Τα P e, P t καιετ c είναισε mmανάµήνα Το f(d) είναι ένας παράγοντας προσαρµογής που ισούται µε τη µονάδα όταν D = 75 mm. Γιαοποιαδήποτεάλλο D, το f(d)υπολογίζεταιαπότηνάνωσχέση όπου Dείναισε mm. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΟΥΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Εφαρµογή ίνονται, τα ύψη βροχοπτώσεως σε mm, που εµφανίστηκαν κατά το µήνα Μάιο την περίοδο στο βροχοµετρικό σταθµό που βρίσκεται, στη περιοχή που πρόκειται να κατασκευαστεί αρδευτικό έργο. (Στήλη 1 και, 2 του Πιν. 4.14). Ζητείται να υπολογιστεί: το ύψος ενεργού βροχοπτώσεως για τον υπολογισµότωναναγκώνσεαρδευτικόνερό, µεπιθανότηταυπερβάσεως 75%, αν η εξατµισοδιαπνοή της καλλιέργειας το Μάιο εκτιµάται 125 mm και το διαθέσιµο για πλήρωση έλλειµµα στο ριζόστρωµα είναι 100mm Η διαδικασία που ακολουθείται φαίνεται στον Πίν Τα ύψη βροχοπτώσεως κατατάσσονται, σε φθίνουσα κατά µέγεθος σειρά (Στήλη 3). Η σειρά των µεγεθών στην κατάταξη αυτή γράφεται στη στήλη 4. Τελικά υπολογίζεται, η ποσότητα 100 m/(n+1) που αντιπροσωπεύει, το ποσοστό στα εκατό του χρόνου που η βροχόπτωση είναι, ίση η µεγαλύτερη, από την αντίστοιχη τιµή (Στήλη 5).

30 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΟΥΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Εφαρµογή - Λύση ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΟΥΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Εφαρµογή - Λύση

31 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΟΥΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Εφαρµογή Αν παρασταθεί η σχέση ύψους βροχής και 100 m/(n+1), σε χαρτί πιθανότητας της κανονικής κατανοµής, Σχ.4.13, το ύψος βροχοπτώσεως που αντιστοιχεί στην πιθανότητα 75% βρίσκεται εύκολα ίσο µε 18 mm. Από τον Πίν.4.13 για µηνιαία βροχόπτωση 18 mm και, PETc = 120 mm προκύπτει η ενεργός βροχόπτωση Ρe =14.4 mm µε την υπόθεση ότι η διαθέσιµη αποθηκευτικότηταστοριζόστρωµαείναι, e = 75 mm. Εποµένως για e =100 mm το ύψος ενεργού βροχοπτώσεως Ρeff =14.7 mm. Χρήση της µεθόδου του FAO δίνει: ύψος Ρeff =17.48 mm Εκτίµηση της µηνιαίας ενεργής βροχόπτωσης: Peff = Ptot*(125-0,2*Ptot)/125 για Ptot <250 mm Peff = ,1*Ptot για Ptot>250 mm ΕΙΣΡΟΗ ΑΠΟ ΤΗΝ ΥΠΟΓΕΙΑ ΣΤΑΘΜΗ Συχνά σηµαντική είναι και η συµβολή στο υδατικό ισοζύγιο στη ζώνη του ριζοστρώµατος της υπόγειας στάθµης. Η συµβολή αυτή είναι δύσκολο να εκτιµηθεί και γι αυτό πολλές φορές δεν λαµβάνεται υπόψη κατά την εκτίµηση τωναναγκώνσεαρδευτικόνερό (Εξ. 4.4, 4.5). Γενικάηεισροή W G εξαρτάται από το βάθος της υπόγειας στάθµης κάτω από το ριζόστρωµα, από τις ιδιότητες του εδάφους και από την περιεκτικότητα του εδάφους του ριζοστρώµατος σε νερό. Ενδεικτικά η συµβολή της υπόγειας στάθµης σε mm/ηµέρα φαίνεται στο Σχ για διάφορα εδάφη και αποστάσεις της υπόγειας στάθµης από το ριζόστρωµα µε τη υπόθεση ότι το έδαφος στο ριζόστρωµα είναι σχετικά υγρό.

32 ΕΙΣΡΟΗ ΑΠΟ ΤΗΝ ΥΠΟΓΕΙΑ ΣΤΑΘΜΗ Σχ Η συµβολή της υπόγειας στάθµης (mm/ηµέρα) για έδαφος στο ριζόστρωµα σχετικά υγρό. 1.Κολλώδης άργιλος, 2 Πηλώδηςάµµος, 3.Άργιλος, 4 peat, 5 Άργιλος, 6 humus LS, 7 Αµµώδηςπηλός, 8 Λεπτόςαµµώδηςπηλός, 9 Πολύ λεπτός αµµώδης πηλός ΕΥΡΟΣ ΑΡ ΕΥΣΕΩΣ Αντοκαθαρόύφοςτωναναγκών IR n ( Εξ. 4.3 και 4.4) µιαςπεριόδουεκφραστεί σεµέσούψοςανάηµέραπ.χ mm/ηµέρατότε: IR n = x/ t (4.21) όπου x είναι η µείωση της διαθέσιµης υγρασίας στο ριζόστρωµα στη διάρκεια χρόνου t ίσον µια ηµέρα Έστω τώρα ένα ύψος διαθέσιµης υγρασίας στο ριζόστρωµα µιας καλλιέργειας x = x o - x c =d n (4.22) όπου x o είναιτοδιαθέσιµούψοςεδαφικήςυγρασίαςστοριζόστρωµαότανηεδαφική υγρασία βρίσκεται στην υδατοϊκανότητα και x c είναιτοελάχιστοεπιτρεπόµενοόριοµειώσεωςτηςυγρασίαςστοριζόστρωµα d το καθαρό ύφος εφαρµογής

33 ΕΥΡΟΣ ΑΡ ΕΥΣΕΩΣ Οχρόνοςπουαπαιτείταιγιατονκαταβιβασµότηςυγρασίαςαπό x o έωςστην x c υπολογίζεταιµετηχρησιµοποίησητουµέσουηµερήσιουύψουςαναγκών IR n. Αν η Eξ λυθεί ως προς t λόγω της Εξ δίνει Τ = (x o x c )/IR n =d n / IR n (4.23) όπου: Τ είναι ο χρόνος µεταξύ δύο διαδοχικών αρδεύσεων γνωστός σαν "Εύρος αρδεύσεως" σε ηµέρες και τα άλλα σύµβολα όπως προηγουµένως. Mε τον υπολογισµό του ύψους εφαρµογής όσο και της συχνότητας αρδεύσεως καθορίζονται τα βασικά κριτήρια για τον καθορισµό των παραµέτρωνσχεδιασµούτουδικτύου. Στο Σχ φαίνεται το καθεστώς µεταβολής υγρασίας µε βάση το οποίο υπολογίζεται το εύρος αρδεύσεως. Η κλίση της γραµµής της εδαφικής υγρασίας ισούται κατά απόλυτη τιµή µε το µέσο ηµερήσιο ύψος αναγκών σε αρδευτικό νερό IRn που θεωρείται σταθερό για την περίοδο που φαίνεται στο Σχ ΕΥΡΟΣ ΑΡ ΕΥΣΕΩΣ Σχ ιάγραµµα µεταβολής της εδαφικής υγρασίας και υπολογισµού τουεύρουςαρδεύσεως.

34 ΕΥΡΟΣ ΑΡ ΕΥΣΕΩΣ Ο χρόνος που απαιτείται για την εφαρµογή της δόσεως της αρδεύσεως εξαρτάται, εκτόςαπότιςιδιότητεςτουεδάφους, τηνυγρασίαστοέδαφοςκτλ., από τη µέθοδο εφαρµογής. Γιαπαράδειγµαοχρόνοςπαραµονής t µιαςγραµµήςαρδεύσεωςστηνίδιαθέση, στην άρδευση µε τεχνητή βροχή, υπολογίζεται ως εξής όπου d είναιηδόσηαρδεύσεως, t = (d E) /r (4.24) r είναιηµέσηέντασητηςβροχήςαπότουςεκτοξευτήρεςµετηνυπόθεσηότι r < i f (τελικήδιηθητικότητα) και Ε είναι το ύφος απωλειών λόγω εξατµίσεως. Στην πράξη παίρνεται: t = d / r (4.25) ΕΥΡΟΣ ΑΡ ΕΥΣΕΩΣ Ο χρόνος που απαιτείται για την άρδευση όλης της υπό άρδευση εκτάσεως είναι γνωστόςσανπερίοδοςαρδεύσεως (irrigation period) έχει µεγάλη σηµασία για τον υπολογισµό της παροχής σχεδιασµού και την οργάνωσηεργοταξίουαρδεύσεως. Ιδιαίτερα πρέπει (και εποµένως και στην περίοδο αιχµής) η περίοδος αρδεύσεως να είναι πάντοτε µικρότερη από το εύρος αρδεύσεως της πιο απαιτητικήςκαλλιέργειας. Έτσι θα δίνεται η ευκαιρία περιοδικά να συντηρείται ή να επισκευάζεται το δίκτυο αν χρειαστεί.

35 ΕΙ ΙΚΗ ΠΑΡΟΧΗ ΑΡ ΕΥΣΗΣ Οι ανάγκες σε αρδευτικό νερό εκφράζονται συνήθως σε ισοδύναµο ύψος υδάτινουστρώµατοςανάηµέραήσεόγκονερούανάµονάδαεκτάσεωςκαιανά ηµέρα. Αν οι ανάγκες σε αρδευτικό νερό της µονάδας εκτάσεως κατά την περίοδο αιχµής εκφραστούν σε συνεχή παροχή οδηγούµαστε στην έννοια της ειδικής παροχής αρδεύσεως (Hydrοmodule ή water duty ή water modulus ή specific discharge). Η ειδική παροχή αρδεύσεως του δικτύου ορίζεται σαν τη συνεχή παροχή σε lt/sec στρέµµα (ή lt/sec Ha) της υπό άρδευση εκτάσεως στο σηµείο εκτροπής ή γενικότεραστηναρχήτουαρδευτικούδικτύου. Η ειδική παροχή του δικτύου χρησιµοποιείται συνήθως για τον έλεγχο της επάρκειας µιας δεδοµένης διαθέσιµης παροχής ή για τον καθορισµό του µεγέθους της εκτάσεως που µπορεί να αρδευτεί από τη διαθέσιµη παροχή Υπάρχουν δύο τρόποι υπολογισµού της ειδικής παροχής του δικτύου ο εµπειρικός και ο συνθετικός: Κατά τον εµπειρικό τρόπο η ειδική παροχή εκτιµάται από αντίστοιχα έργα που έγιναν στο παρελθόν. Η πείρα που αποκτήθηκε σ αυτά τα έργα χρησιµοποιείται για τον καθορισµό της ειδικής παροχής. ΕΙ ΙΚΗ ΠΑΡΟΧΗ ΑΡ ΕΥΣΗΣ Συνθετικός τρόπος υπολογισµού i) Θεωρείται µια πιθανή κατανοµή των καλλιεργειών στην υπό άρδευση έκταση. ii) Υπολογίζεται το µέσο καθαρό ύφος αναγκών σε αρδευτικό νερό κάθε καλλιέργειας (π.χ. µηνιαία διαστήµατα). iii) Εκτιµούνται οι απώλειες νερού κατά την εφαρµογή (και ενδεχόµενα η ποσότητα νερού που χρησιµοποιείται για την έκπλυση των αλάτων) iv) Υπολογίζονται οι ανάγκες σε αρδευτικό νερό που προκύπτουν µε τη χρησιµοποίηση βαρών για τις καλλιέργειες ανάλογα µε τα ποσοστά καλύψεως της όλης εκτάσεως. Εκλέγεται το χρονικό διάστηµα (π. χ. µήνας) που δίνει τις µεγαλύτερες ανάγκες. v) Εκτιµούνται οι απώλειες κατά τη µεταφορά και διανοµή του αρδευτικού νερού και εποµένως οι ανάγκες στο σηµείο εκτροπής. vi) Οιανάγκεςστοσηµείοεκτροπήςεκφράζονταισε lt/sec στρέµµαήlt/ sec Ha πουαποτελείτηνειδικήπαροχήαρδεύσεωςόλουτουδικτύου, q ολ.

36 ΕΙ ΙΚΗ ΠΑΡΟΧΗ ΑΡ ΕΥΣΗΣ Ειδική παροχή στο αγροτεµάχιο Ανδεναναφέρεταιοαριθµόςωρώνλειτουργίαςσυνήθωςπαίρνεταιίσοςµε 24 hr. Στο παρελθόν, για την κάλυψη των αναγκών η ειδική παροχή στο αγροτεµάχιο πολλαπλασιάζεται µε ένα συντελεστή προσαυξήσεως c που για τις Ελληνικές συνθήκες κυµαίνεται από (πρέπει να αποφεύγεται λόγω υπερσχεδιασµού) q = c q o ΕΙ ΙΚΗ ΠΑΡΟΧΗ ΑΡ ΕΥΣΗΣ Ειδική παροχή στο αγροτεµάχιο

37 ίνονται: Περιοχή γεωγραφικού Πλάτους 40 Β Μήνας: Ιούλιος Μέσούψοςβροχοπτώσεως: 25.2 mm ΕΙ ΙΚΗ ΠΑΡΟΧΗ ΑΡ ΕΥΣΗΣ Εφαρµογή Μέση θερµοκρασία 26.3 C Μέση ταχύτητα ανέµου στα 2 m: 2 m/sec Ελάχιστη σχετική υγρασία: 40% Σχετική λαµπρή ηλιοφάνεια: n/ν=0.60 Φυτικοίσυντελεστές: k = 1.20 (Μηδική), 1.12 (Βαµβάκι), 1.17 (Καλαµπόκι) Ποσοστά εκτάσεις των καλλιεργειών: Μηδική 20%, Βαµβάκι 40%, Καλαµπόκι 40% ιάρκειαλειτουργίαςτο 24ωρο, t d = 24 hr/ηµέρα ΣυντελεστήςαποδόσεωςκατάτηνεφαρµογήΕ a =0.70 Συντελεστής προσαυξήσεως των αναγκών κατά το µήνα αιχµής c=1.20 Ζητούνται: Το καθαρό ύψος αναγκών σε αρδευτικό νερό των καλλιεργειών και η µέση ειδική παροχή στο αγροτεµάχιο (µε και χωρίς συντελεστή προσαύξησης). ΕΙ ΙΚΗ ΠΑΡΟΧΗ ΑΡ ΕΥΣΗΣ Εφαρµογή - Λύση α) Η διαδικασία υπολογισµού του καθαρού ύψους αναγκών φαίνεταιστονπίνακα. Ο υπολογισµός της δυναµικής εξατµισοδιαπνοής γίνεται µε τη τροποποηµένη µέθοδο Blaney- Criddle. Η ενεργός βροχόπτωση υπολογίζεται, κατάταγνωστά. Σαν µηνιαίο ύψος βροχοπτώσεως παίρνεται το µέσο µηνιαίο ύψος µιας σειράς ετών. Όπου n d, είναιοαριθµόςηµερών του µήνα

38 ΕΙ ΙΚΗ ΠΑΡΟΧΗ ΑΡ ΕΥΣΗΣ Εφαρµογή - Λύση β) Ειδική παροχής άρδευσης για κάθεκαλλιέργεια. για κάθε καλλιέργεια Τελικά µέση q o =0.107 και q=cq o =0.128 lt/secστρέµµα ΑΠΟ ΟΤΙΚΟΤΗΤΑ TON ΑΡ ΕΥΣΕΩΝ Ο βαθµός αποδοτικότητας (αποτελεσµατικότητας) ενός έργου είναι ο λόγος µιας ωφέλιµης ποσότητας που παίρνεται στην έξοδο του έργου από µια δεδοµένη ποσότητα στην είσοδο. Με τον όρο παραγωγικότητα του αρδευτικού νερού ορίζεται ο λόγος της αυξήσεως της οικονοµικής προσόδου προς την επιπλέον κατανάλωση νερού πουοφείλεταιστιςαρδεύσεις. Η παραγωγικότητα του αρδευτικού νερού (water use efficiency) εκφράζεται ως η µάζα των παραγοµένων προϊόντων ανά µονάδα όγκου νερού kg/m. (Για παράδειγµα τιµές από 1-2 kg/m 3 είναι συνήθεις για καλλιέργειες όπως το καλαµπόκι). Στην πράξη ένας απλός τρόπος εκτιµήσεως της αποδοτικότητας ενός αρδευτικού έργου επιτυγχάνεται µε τη χρησιµοποίηση των βαθµών αποδόσεως που λαµβάνουν υπ όψη τις απώλειες σε αρδευτικό νερό στα διάφορα τµήµατα του δικτύου.

39 ΑΠΟ ΟΤΙΚΟΤΗΤΑ TON ΑΡ ΕΥΣΕΩΝ Bαθµός αποδόσεως του έργου (Project Efficiency), Εp σε εκατοστιαίο ποσοστό είναι Ep=V 3 /V o (%) Για τον καλύτερο έλεγχο του νερού και των απωλειών ο βαθµός αποδόσεως του έργου χωρίζεται συνήθως σε δύο επί µέρους όρους: τον βαθµό αποδόσεως κατά τη µεταφορά, Ε C (Conveyance Efficiency) που αναφέρεται στην κίνηση του νερού δια µέσου των αγωγών και τον βαθµό αποδόσεως κατά την εφαρµογή, Εa (application Efficiency) που αναφέρεται στην κίνηση του νερού από την υδροληψία του αγρού έως την αποθήκευσή του στο ριζόστρωµα των καλλιεργειών. ΑΠΟ ΟΤΙΚΟΤΗΤΑ TON ΑΡ ΕΥΣΕΩΝ Προτείνεται η χρησιµοποίηση δύο βαθµών αποδόσεως που αντικαθιστούν το γενικό βαθµό αποδόσεωςκατάτηµεταφορά. ηλαδή το σύστηµα των αγωγών µεταφοράς, όπως χρησιµοποιήθηκεπροηγούµενα, διακρίνεται : α) στο σύστηµα µεταφοράς (conveyance net work) που περιλαµβάνει, τοκύριο,πρωτεύον και δευτερεύον δίκτυο και β) στο σύστηµα διανοµής (distribution network) που περιλαµβάνει το τριτεύον δίκτυο

40 ΑΠΟ ΟΤΙΚΟΤΗΤΑ TON ΑΡ ΕΥΣΕΩΝ ΑΠΟ ΟΤΙΚΟΤΗΤΑ TON ΑΡ ΕΥΣΕΩΝ Σχηµατική παράσταση της διανοµής του νερού µέσα στο δίκτυο για τον υπολογισµό των βαθµών αποδόσεως

41 ΑΠΟ ΟΤΙΚΟΤΗΤΑ TON ΑΡ ΕΥΣΕΩΝ Ενδεικτικές τιµές αποδοτικότητας διανοµής και εφαρµογής άρδευσης Τύπος δικτύου Συντήρηση και λειτουργία Αποδοτικότητα διανοµής και µεταφοράς(ε δ ) Επιφανειακό Υπό πίεση Μέθοδος άρδευσης Κατάκλυση Περιορισµένη διάχυση(λωρίδες) Αυλάκια Καταιονισµός Κλασσικό σύστηµα Πολύ καλή έως άριστη Ικανοποιητική Ελλιπής Κακή Ικανοποιητική έως άριστη 0,60-0,75 0,50-0,60 0,35-0,50 0,20-0,35 0,80-0,95 Αποδοτικότητα εφαρµογής(ε ε ) 0,60-0,80 0,60-0,75 0,50-0,75 0,60-0,80 Καταιονισµός Αυτοκινούµενος εκτοξευτήρας υψηλής πίεσης(καρούλι) 0,55-0,75 Καταιονισµός- Αυτοκινούµενη γραµµή άρδευσης Καταιονισµός Περιστροφικό σύστηµα(pivot) Στάγδην 0,75-0,90 0,75-0,90 0,80-0,95