Bố trí béc tưới, chia kênh và chọn bơm cho vườn sầu riêng

Biết được mỗi gốc cần bao nhiêu nước chỉ là bước đầu. Bước tiếp theo là đặt béc ở đâu để nước phủ đều mà không chồng lấn lãng phí, chia dòng chảy thành mấy kênh để ống không phải tải quá công suất, và cuối cùng là chọn bơm đủ mạnh nhưng không dư thừa. Cả ba việc này gắn chặt với nhau — sai một khâu thì khâu sau phải bù bằng chi phí.

Quy tắc phun đầu đến đầu

Theo Hunter Industries (HI, 2020), quy tắc quan trọng nhất khi bố trí đầu phun là phun đầu đến đầu: mỗi đầu tưới cần được đặt sao cho tia nước của nó vươn tới đúng vị trí đầu tưới kế cận, và ngược lại. Nói cách khác, bán kính tưới của béc phải bằng khoảng cách giữa hai béc. Quy tắc thứ hai đi kèm là tránh trộn lẫn các loại đầu tưới khác nhau trong cùng một khu vực, để tốc độ thấm nước đồng đều và không lãng phí ở những chỗ hai kiểu béc chồng lấn nhau.

Béc được chọn cho vườn Ri6 là model VINDRIP V9 R17-76 (Công ty VINDRIP, Việt Nam), bán kính tưới 0–3,5 m, lưu lượng 76–92–130 L/h tuỳ mức điều chỉnh, góc tưới xoay được trọn 360°. Vườn có 118 cây trồng theo hàng thẳng; áp quy tắc phun đầu đến đầu, béc được bố trí dọc hàng cây với khoảng cách 3,5 m, đặt ở giữa hai hàng để phân bố nước đều hai bên, cộng thêm các béc dọc ranh đất để phủ kín toàn bộ diện tích canh tác. Tổng số béc lắp trong hệ thống là 258 đầu tưới.

Chia bốn kênh để ống không phải tải quá lớn

Lưu lượng tổng của hệ thống tính bằng số lượng béc nhân lưu lượng trung bình mỗi béc: Q = 258 × 130 L/h = 33.540 L/h, tức khoảng 33,54 m³/h. Một đường ống duy nhất tải hết lưu lượng này sẽ phải dùng cỡ ống rất lớn, nên hệ thống được chia thành 4 kênh tưới, mỗi lần bơm hoạt động sẽ tưới lần lượt từng kênh. Lưu lượng của bốn kênh không bằng nhau vì số béc mỗi kênh khác nhau: kênh 1 gồm 57 béc, lưu lượng 7,41 m³/h; kênh 2 gồm 65 béc, 8,45 m³/h; kênh 3 gồm 76 béc, 9,88 m³/h; kênh 4 gồm 60 béc, 7,80 m³/h. Kênh 3, có lưu lượng lớn nhất, được chọn làm cơ sở tính toán thông số bơm và đường ống — nguyên tắc thiết kế theo trường hợp nặng nhất để các kênh còn lại đều đáp ứng được.

Theo bảng thông số kỹ thuật ống HDPE tiêu chuẩn ISO 4427 của Nhựa Tiền Phong (2023), ống nhánh DN40 mm cấp áp lực PN16 (SDR11), dày thành ống 3,7 mm, được khuyến nghị không tải quá 4 m³/h. Từ bơm, ống chính HDPE D90 dẫn toàn bộ 9,88 m³/h của kênh 3 tới đoạn ống HDPE D75, sau đó chia thành hai nhánh HDPE D63 mỗi nhánh 4,94 m³/h, rồi phân phối tiếp qua các nhánh HDPE D40 tới từng đầu béc.

Chọn bơm theo tổng tổn thất cột áp

Cột áp bơm cần đủ bù cho toàn bộ tổn thất trên đường ống, van và các thiết bị. Theo bảng thông số tổn thất áp suất qua van điện từ PGV của Hunter Industries (HI, 2020), tại lưu lượng 9,88 m³/h, van 1½ inch (40 mm) dạng Globe có tổn thất áp suất 0,3 bar. Bảng dưới tổng hợp tổn thất cột áp trên từng đoạn ống, tính theo vận tốc dòng chảy và chiều dài thực tế.

Tổng tổn thất áp lực qua toàn bộ hệ ống là 0,61 bar. Cộng thêm tổn thất qua van điện từ ở lưu lượng 9,88 m³/h là 0,30 bar, tổn thất qua bộ lọc 0,35 bar, áp tối thiểu để đầu phun hoạt động 0,50 bar, chênh cao độ 1,96 bar, và hệ số an toàn 1,20 — mức được chọn trong khoảng khuyến nghị 1,10–1,25 để dự phòng các tổn thất phát sinh và giữ hệ thống vận hành ổn định. Tổng áp để chọn bơm là 4,92 bar.

Công suất bơm tính theo công thức P = (Q × H × 1000) / (102 × S), trong đó Q là lưu lượng (m³/s), H là cột áp (m) và S là hiệu suất bơm, lấy S = 0,65 — mức trung bình cho hệ tưới phun mưa nhỏ và nhỏ giọt. Kết quả suy ra công suất bơm cần thiết là từ 7,5 kW (10 HP) trở lên. Bơm được chọn là máy bơm ly tâm Ebara 3M 65-160/7,5 (7,5 kW – 10 HP, Nhật Bản), lắp kèm rọ hút inox DN50 và van Y lọc JIS 10K (Wonil Industrial, Hàn Quốc). Hệ thống dùng 1 bơm hoạt động chính và 1 bơm dự phòng, chạy luân phiên theo chu kỳ.