Sulama - Irrigation

Center-pivot sulama sisteminin merkezi
Mikro sulama damlama hatlarındaki sızıntılar

Sulama , mahsullerin üretimine yardımcı olmak için araziye kontrollü miktarlarda su uygulama ve aynı zamanda sulama olarak bilinebileceği peyzaj bitkileri ve çimler yetiştirmenin yapay sürecidir . Sulama , kuru alanlarda ve ortalama yağıştan daha az yağışlı dönemlerde tarımsal ürünlerin yetiştirilmesine, peyzajların korunmasına ve bozulmuş toprakların yeniden bitkilendirilmesine yardımcı olur . Sulamanın ayrıca ekin üretiminde dona karşı koruma, tahıl tarlalarında yabancı ot büyümesini bastırma ve toprak konsolidasyonunu önleme gibi başka kullanımları da vardır . Buna karşılık, yalnızca doğrudan yağışa dayanan tarım , yağmurla beslenen olarak adlandırılır . Mikro sulama , üstten sulamaya göre daha az basınç ve su akışı kullanır. Damla sulama , kök bölgesinde damlar.

Sulama sistemleri ayrıca çiftlik hayvanlarının soğutulması , tozun bastırılması , kanalizasyonun bertaraf edilmesi ve madencilikte de kullanılmaktadır . Sulama, genellikle , belirli bir yerden yüzey ve yüzey altı suyunun çıkarılması olan drenaj ile birlikte incelenir .

Osmaniye , Türkiye'de sulama kanalı
Arasında Yağmurlama sulama yaban mersini içinde Plainville, New York , Birleşik Devletler

Sulama, 5.000 yılı aşkın bir süredir tarımın merkezi bir özelliği olmuştur ve birçok kültürün ürünüdür. Tarihsel olarak, Asya'dan Amerika'ya kadar dünya çapındaki ekonomilerin ve toplumların temeliydi.

Tarih

Hayvan gücüyle çalışan sulama, Yukarı Mısır, ca. 1846

Arkeolojik araştırmalar, yağmurla beslenen tarım için mahsulleri desteklemek için yeterli doğal yağıştan yoksun bölgelerde sulama olduğuna dair kanıtlar bulmuştur . Teknolojinin bilinen en eski kullanımı , günümüz İran'ının güneybatısındaki Khuzistan'da MÖ 6. binyıla kadar uzanıyor .

Sulama, uygulaması MÖ 4500 civarında başladığı tahmin edilen İndus vadisi uygarlığının alüvyonlu ovalarında suyun manipülasyonu aracı olarak kullanılmış ve tarımsal yerleşimlerinin büyüklüğünü ve refahını önemli ölçüde artırmıştır. İndus Vadisi Uygarlığı suni dahil sofistike sulama ve su depolama sistemlerini geliştirdi rezervuarların en Girnar 3000 M.Ö. tarihli ve erken bir kanal gelen sulama sistemi c. 2600 M.Ö. Sulama amacıyla kullanılan geniş bir kanal ağı ile büyük ölçekli tarım uygulandı.

Mezopotamya ovasındaki çiftçiler , en azından MÖ üçüncü binyıldan itibaren sulama kullandılar. Tarlada oluşturulan küçük kanallardan oluşan bir matris yoluyla suyu ikna ederek, büyüme mevsimi boyunca mahsulleri düzenli olarak sulayan çok yıllık sulama geliştirdiler . Eski Mısırlılar , bentlerle çevrili arazileri sular altında bırakmak için Nil'in taşmasını kullanarak havza sulaması uyguladılar . Mühendisler fazlalığı su yoluna geri vermeden önce, sel suyu verimli tortu çökene kadar kaldı . Eski Mısır kanıtlar vardır firavun Amenemhet III içinde on ikinci hanedanı (1800 M.Ö. doğal göl kullanılarak) Faiyum Oasis kuru mevsim sırasında kullanmak için su deposu fazlaları için bir rezervuar olarak. Göl, Nil'in taşmasından her yıl şişerdi .

Hindistan alt kıtasında Babür İmparatoru II . Bahadur Şah'ın hükümdarlığı sırasında 1847'de eski Babür sulama sistemini restore eden ve geliştiren genç mühendisler

Antik Nubians bir kullanarak sulama biçimi geliştirdi çarkı cihazı bir adlandırılan benzeri Sakia . Nubia'da sulama, MÖ üçüncü ve ikinci binyıllar arasında bir süre başladı. Büyük ölçüde, Nil Nehri ve şu anda Sudan olan diğer nehirlerden akacak olan sel sularına bağlıydı .

In Sahraaltı Afrika'da sulama ulaştı Nijer Nehri birinci veya ikinci milenyum M.Ö. tarafından bölge kültürleri ve medeniyetleri ve ıslak mevsim sel ve su toplama dayanıyordu.

Teras sulama kanıtı Kolomb öncesi Amerika'da, Suriye'nin başlarında, Hindistan ve Çin'de görülür. Zana Vadisi yılında And Dağları bölgesindeki Peru , arkeologlar üç sulama kalıntılarını bulduk kanallar -tarihli radyokarbon gelen 4 bin M.Ö. , 3 bin M.Ö. 9. yüzyıla CE . Bu kanallar, Yeni Dünya'daki en erken sulama kaydını sağlar . 4. binyıl kanalının altında muhtemelen MÖ 5. binyıla tarihlenen bir kanalın izleri bulunmuştur.

Antik Pers (günümüzde İran ) , yetersiz doğal yağış alan bölgelerde arpa yetiştirmek için MÖ 6. binyıl kadar geriye doğru sulama kullandı . Qanats antik geliştirilen, Pers 800 M.Ö. hakkında hala kullanımda en eski bilinen sulama yöntemleri arasında bugün. Şimdi Asya, Orta Doğu ve Kuzey Afrika'da bulunurlar. Sistem, yer altı suyunu kullanmak için uçurumların ve dik tepelerin kenarlarına sürülen dikey kuyular ve hafif eğimli tünellerden oluşan bir ağdan oluşur. Noria , dere akışı tarafından desteklenmektedir ağız çevresinde kil kaplar su çarkı (veya su kaynağı hala hayvanlar tarafından), ilk ülkelerden bu zamanda kullanıma hazır hale geldi Roma Kuzey Afrika'da yerleşimciler. 150 BCE'ye kadar, çömlekler, suya zorlandıklarında daha yumuşak bir doldurma sağlamak için valflerle donatıldı.

Sri Lanka

En erken, Kral Pandukabhaya'nın saltanatında yaklaşık 300 BCE'den kalma ve sonraki bin yıl boyunca sürekli gelişme halinde olan antik Sri Lanka'nın sulama işleri, antik dünyanın en karmaşık sulama sistemlerinden biriydi. Yeraltı kanallarına ek olarak, Sinhaleseler su depolamak için tamamen yapay rezervuarlar inşa eden ilk kişilerdi. Bu rezervuarlar ve kanal sistemleri, öncelikle yetiştirmek için çok su gerektiren çeltik tarlalarını sulamak için kullanıldı . Bu sulama sistemlerinin çoğu , gelişmiş ve hassas mühendislik sayesinde, Anuradhapura ve Polonnaruwa'da bugüne kadar hasar görmeden varlığını sürdürmektedir . Sistem, Kral Parakrama Bahu (1153-1186 CE ) döneminde kapsamlı bir şekilde restore edildi ve daha da genişletildi .

Çin

Turpan , Sincan , Çin'de bir karez tüneli içinde

Bilinen en eski hidrolik mühendisleri Çin idi Sunshu Ao arasında (6 yüzyıl) İlkbahar ve Sonbahar dönemi ve Ximen Bao ait (5. yy M.Ö.) Savaşan Devletler büyük sulama üzerinde çalıştı her ikisi de dönemin, projelerin . In Sichuan ait bölgenin Qin eyaletinin eski Çin, Dujiangyan Sulama Sistemi Qin Çin Subilimcisi ve sulama mühendisi tarafından geliştirilen Li Bing bugün hala su sağladığını tarım arazisi geniş bir alanın sulanmasında 256 M.Ö. inşa edilmiştir. MS 2. yüzyılda, Han Hanedanlığı döneminde Çinliler, suyu daha düşük bir kottan daha yüksek bir seviyeye taşıyan zincir pompalar da kullandılar . Bunlar, manuel ayak pedalı, hidrolik su çarkları veya öküz tarafından çekilen döner mekanik çarklar tarafından destekleniyordu . Su, bayındırlık işleri için, kentsel yerleşim bölgelerine ve saray bahçelerine su sağlamak için kullanıldı , ancak çoğunlukla tarım arazilerindeki kanalların ve tarlalardaki kanalların sulanması için kullanıldı .

Kore

Kore , Joseon Hanedanlığı'nın Koreli bir mühendisi olan Jang Yeong-sil , kralın aktif yönetimi altında, Büyük Sejong , dünyanın ilk yağmur ölçeri uryanggye'yi ( Korece : 우량계 ) 1441'de icat etti . Sulama tanklarına kuruldu. tarımsal uygulamalar için yağışları ölçmek ve toplamak için ülke çapında bir sistemin parçası olarak. Bu araçla, planlamacılar ve çiftçiler ankette toplanan bilgileri daha iyi kullanabilirler.

Kuzey Amerika

Montour County , Pensilvanya , ABD'deki sulama kanalı

Günümüz Amerika Birleşik Devletleri bölgesinde bilinen en eski tarımsal sulama kanalı sistemi MÖ 1200 ile MÖ 800 arasına tarihlenmektedir ve 2009 yılında Marana, Arizona'da (Tucson bitişiğinde) Desert Archaeology, Inc. tarafından keşfedilmiştir. sistem Hohokam kültüründen iki bin yıl önceye dayanır ve kimliği belirsiz bir kültüre aittir. Kuzey Amerika'da, Hohokam, mahsullerini sulamak için sulama kanallarına güvendiği bilinen tek kültürdü ve sulama sistemleri, MS 1300'e kadar Güneybatı'daki en büyük nüfusu destekledi. Hohokam , çeşitli şekillerde savaklarla birleştirilmiş bir dizi basit kanal inşa etti. tarımsal arayışlar. 7. ve 14. yüzyıllar arasında, aşağı Tuz ve orta Gila Nehirleri boyunca , antik Yakın Doğu, Mısır ve Çin'de kullanılanların karmaşıklığına rakip olan kapsamlı sulama ağları inşa ettiler ve sürdürdüler . Bunlar, ileri mühendislik teknolojilerinden faydalanmadan, nispeten basit kazı aletleri kullanılarak inşa edildi ve erozyon ve siltasyonu dengeleyerek mil başına birkaç fit düşüş elde etti. Hohokam, pamuk, tütün, mısır, fasulye ve kabak çeşitlerinin yanı sıra çeşitli yabani bitkileri hasat etti. Hohokam Kronolojik Dizinin sonlarında, aynı zamanda, öncelikle gıda ve lif için agav yetiştirmek için kapsamlı kuru tarım sistemleri kullandılar . Misafirperver olmayan çöl ortamlarında ve kurak iklimlerinde hayati önem taşıyan kanal sulamaya dayalı tarım stratejilerine güvenmeleri, kırsal nüfusun istikrarlı kentsel merkezlerde toplanması için temel sağladı.

Güney Amerika

Amerika'da bilinen en eski sulama kanalları mezrasında yakın Zana vadide kuzey Peru çölünde olan Nanchoc . Kanallar olmuştur radyokarbon en az 3400 M.Ö. ve muhtemelen 4700 M.Ö. kadar eski o zaman kanallar gibi ekinler sulanan fıstık , kabak , manyok , Chenopodiun , bir akrabası Quinoa ve daha sonra mısır .

Mevcut kapsam

Sulanan tarım arazilerinin payı (2015)

2000 yılında, toplam verimli topraklar 2788000 km idi 2 (689 milyon dönüm) ve sulama altyapısı dünya çapında ile donatılmıştı. Bu alanın yaklaşık %68'i Asya'da, %17'si Amerika'da, %9'u Avrupa'da, %5'i Afrika'da ve %1'i Okyanusya'dadır. Yüksek sulama yoğunluğunun en büyük bitişik alanları bulunur:

  • Kuzey ve Doğu Hindistan ve Pakistan'da Ganj ve İndus nehirleri boyunca
  • Çin'deki Hai He, Huang He ve Yangtze havzalarında
  • Mısır ve Sudan'da Nil nehri boyunca
  • Mississippi-Missouri nehir havzasında, Güney Great Plains ve Amerika Birleşik Devletleri'nde Kaliforniya'nın bazı bölgelerinde

Daha küçük sulama alanları, dünyanın hemen hemen tüm nüfuslu bölgelerine yayılmıştır.

Sigiriya , Sri Lanka'daki su bahçeleri

2012 yılına, sulanan arazilerinin 3242917 km'lik tahmini toplam artmıştı 2 Hindistan'ın neredeyse boyutudur (801 milyon dönüm). Tarım arazilerinin %20'sinin sulanması, gıda üretiminin %40'ının üretimine karşılık geliyor.

Sulama türleri

Birkaç sulama yöntemi vardır. Suyun bitkilere nasıl sağlandığına göre değişirler. Amaç, suyu bitkilere mümkün olduğunca eşit bir şekilde uygulamak, böylece her bitkinin ihtiyaç duyduğu su miktarı ne çok fazla ne çok az olsun. Sulamanın , dünyanın birçok yerinde olduğu gibi yağışa ek olup olmadığı veya mahsullerin nadiren yağıştan herhangi bir katkıya bağlı olduğu ' tam sulama' olup olmadığı da anlaşılabilir . Tam sulama daha az yaygındır ve yalnızca çok az yağış alan kurak arazilerde veya herhangi bir yağışlı mevsimin dışında yarı kurak alanlarda ekinler yetiştirildiğinde gerçekleşir.

Yüzey sulama

Havza sel sulama ait buğday

Yerçekimi sulama olarak da bilinen yüzey sulama, en eski sulama şeklidir ve binlerce yıldır kullanılmaktadır. Olarak yüzey ( karık, sel veya seviye lavabo ) sırayla sulama sistemleri, bir tarım alanlarının yüzeyi boyunca su hareket ettiğinde, toprak içine ve infiltrat ıslak. Su, yerçekimini veya arazinin eğimini takip ederek hareket eder. Yüzey sulama karık, sınır şeridi veya havza sulamaya bölünebilir . Sulama , ekili arazinin taşmasına veya taşmasına neden olduğunda , genellikle taşkın sulama olarak adlandırılır . Tarihsel olarak, yüzey sulama, tarım arazilerinin sulanmasında en yaygın yöntem olmuştur ve halen dünyanın birçok yerinde kullanılmaktadır.

Sulama kaynağından gelen su seviyelerinin izin verdiği yerlerde, seviyeler genellikle toprakla tıkanan bentlerle kontrol edilir. Bu genellikle, yöntemin her bir tarladaki su seviyesini sel veya kontrol etmek için kullanıldığı teraslı pirinç tarlalarında (çeltik tarlalarında) görülür. Bazı durumlarda su pompalanır veya insan veya hayvan gücüyle arazi seviyesine kadar kaldırılır. Yüzey sulamanın su uygulama verimliliği tipik olarak diğer sulama biçimlerinden daha düşüktür.

Phoenix, Arizona, ABD'de konutsal taşkın sulama

Yüzey sulama, örneğin Phoenix, Arizona gibi belirli alanlardaki peyzajları sulamak için bile kullanılır . Sulanan alan bir sedde ile çevrilidir ve su yerel bir sulama bölgesi tarafından belirlenen bir programa göre verilir .

Mikro sulama

Damla sulama – çalışan bir damlatıcı

Bazen lokalize sulama , düşük hacimli sulama veya damlama sulama olarak da adlandırılan mikro sulama , suyun önceden belirlenmiş bir düzende borulu bir ağ aracılığıyla düşük basınç altında dağıtıldığı ve her bitkiye veya bitişiğine küçük bir deşarj olarak uygulandığı bir sistemdir. o. Geleneksel damla sulamada bireysel emitörler, yüzey altı damla sulama (SDI), mikro sprey veya mikro sprinkler ve mini kabarcıklı sulama bu sulama yöntemleri kategorisine aittir.

Damla sulama

Damla sulama düzeni ve bölümleri
Mikro sprinkler

Damlama sulama olarak da bilinen damlama (veya mikro) sulama, adından da anlaşılacağı gibi işlev görür. Bu sistemde su, sadece köklerin bulunduğu yere damla damla düşer. Su, bitkilerin kök bölgesine veya yakınına damla damla verilir. Bu yöntem, uygun şekilde yönetilirse buharlaşma ve yüzey akışı en aza indirilirse, su açısından en verimli sulama yöntemi olabilir. Damla sulamanın tarla suyu verimliliği , doğru yönetildiğinde tipik olarak yüzde 80 ila 90 aralığındadır.

Modern tarımda, damla sulama genellikle plastik malç ile birleştirilir , buharlaşmayı daha da azaltır ve aynı zamanda gübre verme aracıdır. İşlem fertigasyon olarak bilinir .

Bir damlama sistemi çok uzun süre çalıştırılırsa veya dağıtım hızı çok yüksekse, suyun kök bölgesinin altına hareket ettiği derin sızma meydana gelebilir. Damla sulama yöntemleri, çok yüksek teknolojili ve bilgisayarlı yöntemlerden düşük teknolojili ve emek yoğun yöntemlere kadar çeşitlilik gösterir. Düşük enerjili merkezi pivot sistemler ve yüzey sulama sistemleri hariç, genellikle diğer sistem türlerinin çoğundan daha düşük su basınçlarına ihtiyaç duyulur ve sistem, bir tarla boyunca tekdüzelik veya bir peyzajdaki ayrı bitkilere hassas su dağıtımı için tasarlanabilir. bitki türlerinin bir karışımını içerir. Dik yokuşlarda basıncı düzenlemek zor olsa da, basınç dengeleyici emitörler mevcuttur, bu nedenle alanın düz olması gerekmez. Yüksek teknoloji çözümleri, bilgisayarlı bir vana setinden uzanan boru hatları boyunca yerleştirilmiş hassas şekilde kalibre edilmiş emitörleri içerir .

Yağmurlama sulama

Rio Vista, California , ABD yakınlarındaki mahsul sprinkler
Millets Farm Centre, Oxfordshire , Birleşik Krallık'ta gezici bir sprinkler

İçinde yağmurlama veya üstten sulama, su, bir veya alanında daha merkezi yerlere taşınıyor ve genel yüksek basınçlı fıskiye veya silah tarafından dağıtımı yapılmaktadır. Kalıcı olarak monte edilmiş yükselticilere monte edilmiş sprinkler, sprey veya tabanca kullanan bir sistem, genellikle katı setli bir sulama sistemi olarak adlandırılır. Dönen daha yüksek basınçlı sprinkler rotorları olarak adlandırılır ve bilyeli tahrik, dişli tahrik veya darbe mekanizması ile tahrik edilir. Rotorlar, tam veya kısmi bir daire içinde dönecek şekilde tasarlanabilir. Tabancalar, genellikle 275 ila 900 kPa (40 ila 130 psi) gibi çok yüksek basınçlarda ve 3 ila 76 L/s (50 ila 1200 US gal/dak) akışlarda çalışmaları dışında, rotorlara benzerdir. 10 ila 50 mm (0,5 ila 1,9 inç) aralığı. Tabancalar sadece sulama için değil aynı zamanda toz bastırma ve tomruk gibi endüstriyel uygulamalar için de kullanılmaktadır .

Sprinkler, su kaynağına hortumla bağlanan hareketli platformlara da monte edilebilir. Gezici sprinkler olarak bilinen otomatik hareketli tekerlekli sistemler , küçük çiftlikler, spor alanları, parklar, meralar ve mezarlıklar gibi gözetimsiz alanları sulayabilir. Bunların çoğu, çelik bir tambur üzerine sarılmış bir uzunlukta polietilen boru kullanır. Hortum, sulama suyu veya küçük bir gaz motoru ile çalışan tambura sarıldığından, sprinkler tarla boyunca çekilir. Sprinkler makaraya geri döndüğünde sistem kapanır. Bu tip bir sistem çoğu insan tarafından "su makaralı" gezici sulama sprinkleri olarak bilinir ve toz bastırma, sulama ve atık suyun araziye uygulanması için yaygın olarak kullanılırlar.

Diğer gezginler, sprinkler platformu bir kablo ile çekilirken arkadan sürüklenen düz bir lastik hortum kullanır.

Merkez pivot

Baştan sona küçük bir merkez pivot sistemi
Rotator tarzı pivot aplikatör fıskiyesi
Damla sprinkler ile merkez pivot
Idaho'da tekerlek hattı sulama sistemi , ABD, 2001

Merkezi pivot sulama, uzunluğu boyunca yerleştirilmiş sprinkler ile tekerlekli kulelere monte edilmiş, birbirine birleştirilmiş ve kafes kirişlerle desteklenen birkaç boru parçasının (genellikle galvanizli çelik veya alüminyum) kullanıldığı bir yağmurlama sulama şeklidir . Sistem dairesel bir düzende hareket eder ve yayın merkezindeki pivot noktasından su ile beslenir. Bu sistemler dünyanın her yerinde bulunur ve kullanılır ve her türlü arazinin sulanmasına izin verir. Daha yeni sistemler, aşağıdaki resimde gösterildiği gibi damla sprinkler başlıklarına sahiptir.

2017 itibariyle, çoğu merkez pivot sisteminde, mahsulün birkaç fit (en fazla) üzerinde konumlandırılan sprinkler başlıklarına sahip borunun üst kısmına bağlı U şeklinde bir borudan sarkan damlalar bulunur, böylece buharlaşma kayıpları sınırlandırılır. Damlalar, suyu ekinler arasında doğrudan zemine bırakan çekme hortumları veya fıskiyelerle de kullanılabilir. Mahsuller genellikle merkez eksene uyması için bir daire içinde ekilir. Bu sistem türü LEPA ( Düşük Enerji Hassasiyeti Uygulaması ) olarak bilinir . Başlangıçta, çoğu merkez pivot su ile çalışıyordu. Bunların yerini hidrolik sistemler ( TL Irrigation ) ve elektrik motorlu sistemler (Reinke, Valley, Zimmatic) aldı. Birçok modern pivot, GPS cihazlarına sahiptir.

Yanal hareketle sulama (yan yuvarlanma, tekerlek çizgisi, tekerlek hareketi)

Bir bir tekerlekle birlikte boru dizisi, her biri yaklaşık 1.5 m çapında kalıcı olarak orta yapıştırılmış, ve uzunluğu boyunca sprinkler, bir araya getirilmiştir. Su, büyük bir hortum kullanılarak bir uçtan sağlanır. Tarlanın bir şeridine yeterli sulama yapıldıktan sonra hortum çıkarılır, sistemden su boşaltılır ve tertibat, sprinklerlerin farklı bir konuma taşınması için elle veya özel olarak yapılmış bir mekanizma ile yuvarlanır. alan boyunca. Hortum yeniden bağlanır. İşlem, tüm alan sulanana kadar bir düzende tekrarlanır.

Bu sistemin kurulumu bir merkez pivottan daha ucuzdur, ancak çalışması çok daha fazla emek gerektirir - tarla boyunca otomatik olarak hareket etmez: sabit bir şeritte su uygular, boşaltılması ve ardından yeni bir şerit haline getirilmesi gerekir. Çoğu sistem 100 veya 130 mm (4 veya 5 inç) çapında alüminyum boru kullanır. Boru, hem su taşıma hem de tüm tekerlekleri döndürmek için bir aks görevi görür. Bir tahrik sistemi (genellikle tekerlek hattının merkezine yakın bulunur), birbirine kenetlenmiş boru bölümlerini tek bir aks olarak döndürür ve tüm tekerlek hattını yuvarlar. Sistem yanlış hizalanırsa, ayrı tekerlek konumlarının manuel olarak ayarlanması gerekebilir.

Tekerlekli sistemlerin taşıyabilecekleri su miktarı ve sulanabilecek mahsul yüksekliği ile sınırlıdır. Yanal hareket sisteminin kullanışlı bir özelliği, hat hareket ettikçe alan şekline uyum sağlayan, bağlantısı kolayca kesilebilen bölümlerden oluşmasıdır. Genellikle küçük, doğrusal veya garip şekilli tarlalar, tepelik veya dağlık bölgeler veya işçiliğin ucuz olduğu bölgelerde kullanılırlar.

Çim yağmurlama sistemleri

Taşınabilir bir hortum ucu sprinkler yerine, bir çim sprinkler sistemi kalıcı olarak kurulur. Sprinkler sistemleri konutların çimlerine, ticari arazilere, kiliselere ve okullara, halka açık parklara ve mezarlıklara ve golf sahalarına kurulur . Bir peyzajda estetik önemli olduğundan, bu sulama sistemlerinin bileşenlerinin çoğu yer altına gizlenmiştir. Tipik bir çim sprinkler sistemi, boyutu su kaynağının kapasitesi ile sınırlı olan bir veya daha fazla bölgeden oluşacaktır. Her bölge, peyzajın belirlenmiş bir bölümünü kapsayacaktır. Peyzajın bölümleri genellikle mikro iklim , bitki materyali tipi ve sulama ekipmanı tipine göre bölünecektir . Peyzaj sulama sistemi, sprinklerlerin yanı sıra damla sulama, fıskiyeler veya diğer ekipman türlerini içeren bölgeleri de içerebilir.

Hala manuel sistemler kullanılıyor olsa da, çoğu çim sprinkler sistemi , bazen saat veya zamanlayıcı olarak adlandırılan bir sulama kontrolörü kullanılarak otomatik olarak çalıştırılabilir . Çoğu otomatik sistem elektrikli solenoid valfler kullanır . Her bölge, kontrolöre bağlanan bu vanalardan bir veya daha fazlasına sahiptir. Kontrolör vanaya güç gönderdiğinde vana açılır ve suyun o bölgedeki sprinklerlere akmasına izin verir.

Çim sulamada kullanılan iki ana tip sprinkler vardır, pop-up sprey başlıkları ve rotorlar. Püskürtme kafaları sabit bir püskürtme düzenine sahipken, rotorlar dönen bir veya daha fazla akışa sahiptir. Püskürtme başlıkları daha küçük alanları kaplamak için kullanılırken, rotorlar daha büyük alanlar için kullanılır. Golf sahası rotorları bazen o kadar büyüktür ki, tek bir sprinkler bir valf ile birleştirilir ve 'baştaki valf' olarak adlandırılır. Çim alanda kullanıldığında, sprinkler başlığın üst kısmı zemin yüzeyi ile aynı hizada olacak şekilde kurulur. Sistem basınçlandırıldığında, başlık yerden dışarı fırlayacak ve vana kapanana kadar istenen alanı sulayacak ve o bölgeyi kapatacaktır. Yan hatta daha fazla basınç kalmadığında, sprinkler başlığı yere geri çekilir. Çiçek tarhlarında veya çalılık alanlarda, sprinkler yer üstü yükselticilere monte edilebilir veya hatta daha uzun açılır sprinkler kullanılabilir ve bir çim alanda olduğu gibi aynı hizada kurulabilir.

Bir çimi sulayan darbeli sprinkler , hortum uçlu sprinkler örneği

Hortum uçlu sprinkler

Birçok hortum ucu sprinkler türü vardır. Bunların çoğu, tipik bir bahçe hortumu ile çalışacak şekilde boyutlandırılmış, daha büyük tarım ve peyzaj sprinklerlerinin daha küçük versiyonlarıdır. Bazıları, geçici olarak yere yapışmalarını sağlayan çivili bir tabana sahipken, diğerlerinde hortuma takılıyken sürüklenmek üzere tasarlanmış bir kızak tabanı vardır.

alt sulama

Alttan sulama yüksek olduğu bölgelerde tarla bitkilerinde yıllardır kullanılmaktadır su tablolar . Bu yapay izin vermek için su seviyesinin yükseltilmesi için bir yöntem olup , toprak için nemlendirilmiş bitkilerin aşağıdaki kök bölgesinden. Genellikle bu sistemler, ovalardaki veya nehir vadilerindeki kalıcı otlaklarda bulunur ve drenaj altyapısı ile birleştirilir. Bir pompa istasyonları, kanallar, bentler ve kapılar sistemi, bir hendek ağındaki su seviyesini arttırmasına veya azaltmasına ve böylece su tablasını kontrol etmesine izin verir.

Subbirrigation , genellikle saksı bitkileri için ticari sera üretiminde de kullanılır . Su aşağıdan verilir, yukarı doğru emilir ve fazlası geri dönüşüm için toplanır. Tipik olarak, bir su ve besin çözeltisi bir kabı doldurur veya 10-20 dakika gibi kısa bir süre için bir oluktan akar ve daha sonra yeniden kullanım için bir tutma tankına geri pompalanır . Seralarda alt sulama oldukça karmaşık, pahalı ekipman ve yönetim gerektirir. Avantajları, su ve besin maddelerinin korunması ve azaltılmış sistem bakımı ve otomasyonu sayesinde işçilikten tasarruf edilmesidir . Prensip ve eylem olarak yer altı havza sulamasına benzer.

Başka bir alt sulama türü, alttan sulanan ekici olarak da bilinen kendi kendine sulanan kaptır . Bu, polyester halat gibi bir tür fitilleme malzemesiyle bir rezervuar üzerinde asılı duran bir saksıdan oluşur. Su, kılcal hareketle fitili çeker. Benzer bir teknik, fitil yatağıdır ; bu da kılcal hareketi kullanır.

Yeraltı tekstil sulama

Örnek bir SSTI kurulumunun yapısını gösteren diyagram

Subsurface Textile Sulama (SSTI), çöl kumlarından ağır killere kadar tüm toprak dokularında alt sulama için özel olarak tasarlanmış bir teknolojidir. Tipik bir yüzey altı tekstil sulama sistemi geçirgen olmayan bir taban tabakası (genellikle olan polietilen veya polipropilen ), bu temel boyunca uzanan bir damlatma hattı, bir tabaka jeotekstil son olarak, geo-tekstil üzerine dar bir geçirgen olmayan tabakayı (damla hattının üstünde ve şemaya bakın). Standart damla sulamadan farklı olarak, geotekstil suyu kumaş boyunca damlatıcıdan 2 m'ye kadar hareket ettirdiği için damlama borusundaki emitörlerin aralığı kritik değildir. Geçirimsiz katman, etkin bir şekilde yapay bir su tablası oluşturur.

Maddu veya Madda Sulama sistemi

Madda

Nai Gaj'ın suyu üzerinde bir sulama sistemidir . Maddu veya Madda, çubuklardan ve çarşaflardan yapılmış bir su yolu. Çarşaflar, hurma ağacına benzeyen tepelik çalıların yapraklarından yapılmıştır. Gaj akar Belucistan için Sindh eyaletinde Pakistan aracılığıyla Kirthar Dağları tepelik alanlarda. Tepelik bir alanda insanlar, dağlık alanlarda mahsul ve sebze yetiştirmek için Maddu sisteminin yardımıyla Gaj'ın suyunu yüksek vadilere yükseltir. Bu sistem yüzyıllardan beri var.

Su kaynakları

Sulama ile sürüyor pompa özellikli doğrudan çıkarma Gumti arka planda görülen, Comilla , Bangladeş .

Sulama suyu yeraltı suyundan ( kaynaklardan veya kuyulardan elde edilen ), yüzey suyundan ( nehirlerden , göllerden veya rezervuarlardan çekilen ) veya arıtılmış atık su , tuzdan arındırılmış su , drenaj suyu veya sis toplama gibi geleneksel olmayan kaynaklardan gelebilir . Yüzey suyu kullanan özel bir sulama şekli, taşkın suyu hasadı olarak da adlandırılan serpme sulamadır . Bir sel (sel) durumunda, su bir baraj, kapı ve kanal ağı kullanılarak normal olarak kuru nehir yataklarına (wadis) yönlendirilir ve geniş alanlara yayılır. Toprakta depolanan nem daha sonra ekin yetiştirmek için kullanılacaktır. Spate sulama alanları özellikle yarı kurak veya kurak, dağlık bölgelerde yer almaktadır. Sel suyu hasadı kabul edilen sulama yöntemleri arasında yer alırken, yağmur suyu hasadı genellikle bir sulama şekli olarak görülmemektedir. Yağmur suyu hasadı, çatılardan veya kullanılmayan arazilerden akan suların toplanması ve bunun yoğunlaşmasıdır.

Küresel olarak üretilen atık suyun yaklaşık %90'ı arıtılmadan kalıyor ve özellikle düşük gelirli ülkelerde yaygın su kirliliğine neden oluyor . Tarımda, sulama suyu kaynağı olarak arıtılmamış atık su giderek daha fazla kullanılmaktadır. Şehirler taze ürünler için kazançlı pazarlar sağlar ve bu nedenle çiftçiler için çekicidir. Bununla birlikte, tarımın endüstri ve belediye kullanıcıları ile giderek daha az kıt olan su kaynakları için rekabet etmesi gerektiğinden (aşağıdaki Su kıtlığına bakınız), çiftçiler için çoğu zaman, kanalizasyon da dahil olmak üzere kentsel atıklarla kirlenmiş suyu doğrudan mahsullerini sulamak için kullanmaktan başka bir alternatif yoktur. Özellikle insanlar kirli suyla sulanmış çiğ sebzeleri yerlerse, patojenlerle yüklü suyun bu şekilde kullanılması önemli sağlık tehlikelerine neden olabilir. Uluslararası Su Yönetimi Enstitüsü değerlendirilmesi ve atık su sulama risklerini azaltmaya yönelik çeşitli projeler üzerinde Hindistan, Pakistan, Vietnam, Gana, Etiyopya, Meksika ve diğer ülkelerde çalıştı. Çiftçilerin çeşitli risk azaltıcı davranışları benimsemeye teşvik edildiği, atık su kullanımına yönelik 'çoklu engel' yaklaşımını savunuyorlar. Bunlar arasında patojenlerin güneş ışığında ölmesine izin vermek için hasattan birkaç gün önce sulamayı durdurmak, çiğ olarak yenebilecek yaprakları kirletmeyecek şekilde dikkatli bir şekilde su uygulamak, sebzeleri dezenfektanla temizlemek veya tarımda kullanılan dışkı çamurunun kullanılmadan önce kurumasını sağlamak yer alır. insan gübresi olarak Dünya Sağlık Örgütü güvenli su kullanımı için gelişmiş kurallar vardır.

Geceleri nemli havanın geçtiği ülkelerde, soğuk yüzeylerde yoğuşma yoluyla su elde edilebilir . Bu, Lanzarote'deki üzüm bağlarında suyu yoğunlaştırmak için taşlar kullanılarak uygulanmaktadır. Sis toplayıcılar ayrıca kanvas veya folyo levhalardan yapılır. Klima ünitelerinden gelen yoğuşmanın su kaynağı olarak kullanılması da büyük kentsel alanlarda daha popüler hale geliyor.

Kasım 2019 itibariyle Glasgow merkezli bir girişim, İskoçya'daki bir çiftçinin deniz suyuyla sulanan yenilebilir tuzlu su bitkileri kurmasına yardımcı oldu. Daha önce marjinal Bir dönüm arazi büyümeye ekimi altına alındı andız , deniz blite ve deniz aster ; bu bitkiler patatesten daha fazla kazanç sağlar. Arazi, gelgit taşmasını simüle etmek için günde iki kez taşkın sulanır; su, rüzgar enerjisi kullanılarak denizden pompalanır. Ek faydalar, toprak iyileştirme ve karbon tutmadır .

Brezilya Petrolina'daki üzümler sadece bu yarı kurak bölgede damla sulama ile mümkün oldu

Yeterlik

Modern sulama yöntemleri, tüm tarlaya eşit miktarda su sağlayacak kadar verimlidir, böylece her bitki ihtiyaç duyduğu su miktarına sahip olur, ne çok fazla ne de çok az. Sahada su kullanım verimliliği şu şekilde belirlenebilir:

  • Tarla Su Verimliliği (%) = (Ürünün Aldığı Su ÷ Tarlaya Uygulanan Su) x 100

1960'lara kadar su kıt bir kaynak olarak kabul edilmedi. O zaman, gezegendeki mevcut insan sayısının yarısından azı vardı. İnsanlar bugünkü kadar zengin değillerdi, daha az kalori tüketiyorlardı ve daha az et yiyordu , bu yüzden yiyeceklerini üretmek için daha az suya ihtiyaç vardı. Şu anda nehirlerden aldığımız su hacminin üçte birine ihtiyaç duyuyorlardı. Günümüzde su kaynakları için rekabet çok daha yoğundur. Bunun nedeni, şu anda gezegende yedi milyardan fazla insanın olması, suya susamış hayvan tarımı ve yoğun çiftçilik uygulamaları tarafından üretilen gıdaların aşırı tüketiminin muhtemel başlığını artırıyor ve endüstri , şehirleşme ve biyoyakıt mahsullerinden gelen su için artan rekabet var . Küresel bir su krizinden kaçınmak için çiftçiler artan gıda taleplerini karşılamak için üretkenliği artırmak için çabalarken , sanayi ve şehirler suyu daha verimli kullanmanın yollarını bulmak zorunda kalacaklar .

Artan sulama verimliliği, çiftçi, toplum ve daha geniş çevre için bir dizi olumlu sonuca sahiptir. Düşük uygulama verimliliği, tarlaya uygulanan su miktarının mahsul veya tarla gereksinimlerinden fazla olduğu anlamına gelir. Uygulama verimliliğinin arttırılması, birim su başına üretilen mahsul miktarının artması anlamına gelir. Geliştirilmiş verimlilik, ya mevcut bir alana daha az su uygulanarak ya da suyu daha akıllıca kullanarak ve böylece aynı arazi alanında daha yüksek verim elde ederek elde edilebilir. Dünyanın bazı bölgelerinde, çiftçilerden sulama suyu ücreti alınmaktadır, bu nedenle aşırı uygulama çiftçiye doğrudan finansal maliyet getirmektedir. Sulama, sahaya su vermek veya doğru çalışma basıncını sağlamak için genellikle enerji (elektrik veya fosil yakıt) pompalanmasını gerektirir. Dolayısıyla artan verimlilik, tarımsal üretim birimi başına hem su maliyetini hem de enerji maliyetini azaltacaktır. Bir tarlada su kullanımının azaltılması, çiftçinin daha geniş bir alanı sulayabilmesi ve toplam tarımsal üretimi artırabilmesi anlamına gelebilir. Düşük verimlilik genellikle, her ikisi de çevredeki çevre üzerinde potansiyel olumsuz etkilerle birlikte mahsul besinlerinin veya pestisitlerin kaybına neden olabilecek sızıntı veya akış yoluyla fazla suyun kaybolması anlamına gelir.

Sulamanın verimliliğini artırmak, genellikle iki yoldan biriyle sağlanır, ya sistem tasarımının iyileştirilmesi ya da sulama yönetiminin optimize edilmesi. Sistem tasarımının iyileştirilmesi, bir sulama biçiminden diğerine (örneğin karık sulamadan damla sulamaya) ve ayrıca mevcut sistemdeki küçük değişiklikler (örneğin değişen akış hızları ve çalışma basınçları) yoluyla dönüşümü içerir. Sulama yönetimi, sulama olaylarının programlanması ve ne kadar su uygulanacağına ilişkin kararlar anlamına gelir.

Başarılı tarım, suya yeterli erişimi olan çiftçilere bağlıdır. Bununla birlikte, su kıtlığı, dünyanın birçok yerinde çiftçilik için halihazırda kritik bir kısıtlamadır. Tarımla ilgili olarak, Dünya Bankası, gıda üretimi ve su yönetimini, büyüyen bir tartışmayı besleyen, giderek daha küresel bir sorun olarak hedeflemektedir. Fiziksel su kıtlığı , ekosistemlerin etkin bir şekilde çalışması için gerekli olanlar da dahil olmak üzere tüm talepleri karşılamak için yeterli suyun olmadığı durumdur. Kurak bölgeler sıklıkla fiziksel su kıtlığından muzdariptir. Aynı zamanda suyun bol göründüğü, ancak kaynakların aşırı tahsis edildiği yerlerde de ortaya çıkar. Bu, genellikle sulama için hidrolik altyapının aşırı geliştiği durumlarda olabilir. Fiziksel su kıtlığının belirtileri arasında çevresel bozulma ve azalan yeraltı suyu yer alır . Bu arada ekonomik kıtlık, suya yatırım eksikliğinden veya su talebini karşılamak için yetersiz insan kapasitesinden kaynaklanmaktadır. Belirtileri ekonomik su kıtlığı insanlar genellikle yerli ve tarımsal kullanımlar için nehirlerden su almak zorunda olan altyapı eksikliği bulunmaktadır. Şu anda yaklaşık 2,8 milyar insan su kıtlığı olan bölgelerde yaşıyor.

Teknik zorluklar

Sulama planları, olumsuz çevresel sonuçları en aza indirirken sayısız mühendislik ve ekonomik problemin çözülmesini içerir. Bu tür sorunlar şunları içerir:

  • Yüzey suyu hakları için rekabet .
  • Yeraltı akiferlerinin aşırı yüklenmesi (tükenmesi) . 20. yüzyılın ortalarında, dizel ve elektrik motorlarının ortaya çıkışı , büyük akiferlerdeki yeraltı suyunu drenaj havzalarının yeniden doldurabileceğinden daha hızlı pompalayabilen sistemlere yol açtı . Bu, akifer kapasitesinin kalıcı olarak kaybolmasına, su kalitesinin düşmesine, zemin çökmesine ve diğer sorunlara yol açabilir. Kuzey Çin Ovası , Hindistan ve Pakistan'daki Pencap bölgesi ve ABD'nin Büyük Ovaları gibi alanlarda gıda üretiminin geleceği bu fenomen tarafından tehdit ediliyor.
  • Yer çökmesi (örn. New Orleans, Louisiana )
  • Yetersiz sulama veya bitki için sadece yeterli su veren sulama (örneğin damlama hattı sulamasında) zayıf toprak tuzluluğu kontrolü sağlar ve bu da yüksek buharlaşmanın olduğu bölgelerde toprak yüzeyinde toksik tuzların birikmesine yol açan artan toprak tuzluluğuna yol açar . Bu, ya bu tuzları uzaklaştırmak için süzdürmeyi ve tuzları uzaklaştırmak için bir drenaj yöntemini gerektirir . Damlama borularını kullanırken, süzme en iyi şekilde belirli aralıklarla (sadece biraz fazla su ile) düzenli olarak yapılır, böylece tuz bitkinin köklerinin altına geri döner.
  • Drenaj önü kararsızlığı , aynı zamanda viskoz parmak izi olarak da bilinir, burada dengesiz bir drenaj cephesi parmak deseni ve viskoz sıkışmış doymuş bölgelerle sonuçlanır.
  • Yetersiz dağıtım homojenliği veya yönetim nedeniyle aşırı sulama, suyu, kimyasalları israf eder ve su kirliliğine neden olabilir .
  • Derin drenaj (aşırı sulamadan kaynaklanan), bazı durumlarda bir tür yeraltı arazi drenajı ile su tablası kontrolünü gerektiren sulama tuzluluğu sorunlarına yol açacak olan su tablalarının yükselmesine neden olabilir .
  • Tuzlu veya yüksek sodyumlu su ile sulama , alkali toprak oluşumu nedeniyle toprak yapısına zarar verebilir .
  • Filtrelerin tıkanması: algler filtreleri, damlama tesisatlarını ve memeleri tıkayabilir. Sulama sistemlerinde yosun kontrolü için klorlama, yosun öldürücü, UV ve ultrasonik yöntemler kullanılabilir.
  • Sulama teknolojisini ve teknolojideki değişiklikleri sürdürülebilir ve toplu olarak yönetmede küçük çiftçilere yardımcı olmak.
  • Verimlilik, verimlilik, eşitlik ve yeterlilik gibi ölçütleri kullanarak zaman ve mekan içinde değişen sulama performansının doğru bir şekilde ölçülmesindeki komplikasyonlar.

toplum üzerindeki etkisi

2016 yılında yapılan bir araştırma, tarımı sulamaya bağlı olan ülkelerin diğer ülkelere göre otokratik olma olasılığının daha yüksek olduğunu buldu. Çalışmanın yazarları, "etkinin tarihsel kökenleri olduğunu savunuyorlar: sulama, kurak bölgelerdeki toprak sahibi seçkinlerin suyu ve ekilebilir arazileri tekellerine almalarına izin verdi. Bu, seçkinleri daha güçlü ve demokratikleşmeye daha iyi karşı koyabilir hale getirdi."

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

  • Elvin, Mark. Fillerin geri çekilmesi: Çin'in çevre tarihi (Yale University Press, 2004)
  • Hallows, Peter J. ve Donald G. Thompson. Avustralya'da Sulamanın Tarihçesi ANCID, 1995.
  • Howell, Terry. "Sulama tarihinde yaşam damlaları." Sulama günlüğü 3 (2000): 26-33. yağmurlama sistemlerinin tarihi çevrimiçi
  • Hasan, John. Modern İngiltere ve Galler'de bir su tarihi (Manchester University Press, 1998)
  • Vaidyanathan, A. Su kaynakları yönetimi: Hindistan'da kurumlar ve sulama gelişimi (Oxford University Press, 1999)

dergiler

Dış bağlantılar