دبي جريان آب
مقدار آبي که در يک ثانيه از يک منبع آب (چاه، چشمه، قنات، رودخانه، کانال و غيره) جريان پيدا مي کند دبي ، بده و يا آبدهي آن منبع مي گويند و با حرف Q نشان داده مي شود. دبي جريان آب را در سيستم متريک بر حسب متر مکعب در ثانيه ، متر مکعب در ساعت و يا ليتر در ثانيه بيان مي کنند. واحد مترمکعب در ثانيه براي دبي هاي زياد مثل رودخانه و کانال هاي بزرگ و واحد ليتر در ثانيه براي جريان هاي آب چاه ها و ابي که وارد نشتيها مي شود، بکار مي رود.

روش هاي اندازه گيري دبي جريان آب :

الف)روش اندازه گيري دبي جريان آب به روش وزني : در اين روش مقدار اب جريان يافته که از يک منبع آب را در واحد زمان بر حسب واحد وزني اندازه گيري مي کنيم.
وسايل لازم :
ظرف خالي، قپان يا ترازوي مناسب براي توزين و کرونومتر

شرح آزمايش :
ظرف خالي که وزن آن قبلاً تعيين شده باشد را در زير جريان آب قرار داده وحدت زماني را که طول مي کشد از آب پر شور شود(t) مشخص مي کنيم، سپس ظرف توأم با آب را با ترازوي و يا قپان وزن کرده و با استفاده از فرمول زير دبي را محاسبه مي کنيم.
Q = دبي يا بده جريان بر حسب ليتر در ثانيه
P1 = وزن خالي ظرف kg
P2 = وزن ظرف + آب kg
T = زمان بر حسب ثانيه
Y = وزن مخصوص آب بر حسب kg/I

ب) روش حجمي :
در اين روش مستقيماً حجم آب جريان يافته از منبع آب را بر حسب واحد حجمي در زمان معين اندازه گرفته و سپس دبي را در واحد زمان محاسبه مي کنيم. روش حجمي دقيقتر از روش وزني است.
وسايل لازم :
کرنومتر، ظرف با حجم مشخص که متناسب با ميزان دبي بوده و ممکن است از يک ظرف کوچک تا بشکه تغيير کند.
شرح آزمايش :
ابتدا حجم ظرف يا حوضچه را محاسبه کرده و سپس جريان منبع آب را وارد ظرف مي کنيم و زمان لازم براي پر شدن ظرف را با کرنومتر اندازه مي گيريم، دبي جريان از فرمول زير بدست مي آيد :
Q = دبي (ليتر در ثانيه)
v= حجم ظرف (ليتر)
T= زمان پر شده ظرف در ثانيه
Q = V / t

اندازه گيري دبي آب در کانالها با تعيين سرعت و سطح مقطع جريان آب :

با توجه به تعريف دبي، دبي آب را در کانالها مي توان از فرمول زير بدست آورد.
Q = دبي (حجم در ثانيه )
V = سرعت آب (مسافت در ثانيه)
S = مساحت سطح مقطع آب در کانال (سانتي متر مربع يا متر مربع)

Q = V × S
واضح ست که براي تعيين Q بايد سرعت متوسط آب در کانال و سطح مقطع جريان آب در کانال را تعيين کرد.

اندازه گيري سرعت آب در کانالها:

همان طور که مي دانيم سرعت هر جسم متحرک عبارتست از مسافت طي شده توسط آن جسم در واحد زمان .
L = مسافت
t = زمان
V = l / t

الف) اندازه گيري سرعت آب در کانال با جسم شناور ساده :
وسايل لازم :
جسم شناور، کرنومتر و متر

شرح آزمايش : براي تعيين سرعت آب در اين روش، دو نقطه را در مسير آب به طول 20 الي 30 متر که نسبتاً مستقيم و عاري از علف و گياهان آبي باشد انتخاب مي کنيم و جسمي را که حتي المقدور اثر باد در آن کمتر باشد در ابتداي مسير انتخاب شده (نقطه A) انداخته و فاصله زماني را که جسم شناور به انتهاي مسير (نقطه B) برسد را با کرنومتر اندازه مي گيريم. اگر فاصله زماني لازم t و فاصله بين دو نقطه (A,B) برابر با l باشد، سرعت سطحي آب از فرمول رو به رو دست مي آيد.
متر (m) مسافت = L
V = l / t

بايد توجه کرد که سرعت جريان آب در دو طرف نهر کمتر و در وسط بيشتر است. همچنين سرعت آب در اعمال مختلف نهر متفاوت است که بيشترين سرعت در سطح آب و کمترين آن در عمق نزديک به کف کانال است. لذا براي محاسبه سرعت، سرعت متوسط را اندازه گيري مي کنند.
(vm=kv) مقدار k به عمق آب بستگي دارد و حدوداً 8/0 در نظر مي گيرند.
ضريب = k
سرعت سطحي = V
سرعت متوسط = vm
براي اندازه گيري سرعت متوسط آب در کانالها از ميله شناور که انتهاي آنها کمي سنگين است و در داخل آب به طور عمودي قرار مي گيرند، استفاده مي شود. در پاره اي موارد نيز به جسم شناور وزنه اي با نخ متصل مي کنند که در اين حالت هنگامي که جسم در اب انداخته شود اگر در عمق معادل 6/0 عمق آب از کف روخانه قرار گيرد سرعت حرکت آب در اين وضعيت برابر با سرعت متوسط جريان آب (vm) است.
Dm = d × bN

که در اين فرمول a,b ضرايب مربوط به نوع سرعت سنج است و توسط کارخانه سازنده در دفترچه راهنماي دستگاه نوشته مي شود. در جريان هاي کم سرعت سنج با دست در داخل آب کار گذاشته مي شود، ولي در جريان هاي زياد وزنه اي به سرعت سنج متصل و از بالا توسط کابل سيمي آب قرار مي گيرد. محور پروانه ها در بعضي از مولنيدها، عمودي و در برخي افقي است. از متداولترين انواع مولينه هايي که داراي محور عمودي بوده و محور پروانه عمود به جهت جريان آب قرار مي گيرد مولينه پرايس است.

اندازه گيري سطح مقطع آب در کانال ها :

براي محاسبه سطح مقطع جريان آب (s) اگر چنانچه مقطع نهر دست ساز و داراي شکل هندسي منظم ( ذوزنقه اي ، مستطيل ، نيم دايره، مثلثي) باشد از قواعد هندسي استفاده مي شود.
در مواردي که سطح مقطع نهر شکل هندسي غيرمنظم داشته باشد در اين صورت از طريق محاسبه عمق متوسط و حاصلضرب آن در عرض جريان آب، سطح مقطع جريان را بدست مي آوريم.

اندازه گيري عمق متوسط آب در کانال هاي طبيعي با سطح مقطع غيرهندسي
وسايل لازم :
خط کش

شرح آزمايش : مقطعي از يک آبگذر را که جريان نسبتاً ملايمي داشته، انتخاب مي کنيم.
خط کش را در کف نهر قرار داده به طوري که صفر خط کش در کف واقع شود سپس در فواصل مختلف عمق آب را اندازه گرفته و معدل را پيدا مي کنيم. از ضرب عمق متوسط در عرض جريان، سطح مقطع جريان (s) بدست مي آيد.
S = سطح مقطع جريان
L = عرض مقطع جزر
dm = عمق متوسط
S = dm × L

انواع ساختمان هاي انتقال و توزيع آب
آبراهه هاي روباز : آبراهه هاي روباز از معمولترين روش هاي انتقال آب به شمار مي آيند. اين آبراهه ها در شبکه آبياري کانال و در شبکه زهکشي ، زهکش ناميده مي شوند. در آبراهه هاي روباز آب فقط در امتداد شيب زمين حرکت مي کند و به همين دليل کانال ها معمولاً در بالاترين قسمت زمين ساخته مي شوندتا آب بتواند از طريق کانال وارد مزرعه شود.

کانال پوشش نشده:
اين کانال معمول ترين نوع کانال به شمار مي ايند که بر روي زمين حفر مي شوند و خاک هاي حفاري شده به منظور تشکيل خاکريز کنار کانال مورد استفاده قرار مي گيرد.

کانال پوشش شده :
کانال ها را مي توان از مصالح مختلفي چون خاک رس کوبيده شده، بتن، آجر ، آسفالت و ورقه هاي (pvc) پوشش داد. در اين صورت از رشد علف هاي هرز، فرسايش خاک، نفوذ ، ديواره و ... جلوگيري کرده و بازده انتقال آب را افزايش داده ايم.

خطوط لوله :
گاهي در بعضي از سيستم هاي آبياري به جاي کانال هاي روباز و يا به جاي قسمتي از آنها از لوله استفاده مي شود، دلايل اين کار عبارتست از :
- کم کردن تلفات آب ناشي از نشت و تبخير
- عدم رويش علف هاي هرز
- کنترل بهتر بر نحوه توزيع آب
- اشغال زمين کمتر در سيستم آبياري
- جنبه هاي بهداشتي و کيفيت آب

تأسيسات کنترل آب :
دريچه تنظيم : دريچه اي است که در مسير جريان آب قرار مي گيرد و مقدار عبور آب از آن در حد دلخواه تنظيم مي شود

مقسم ها :
براي تقسيم آب کانال به دو يا چند بخش معين به طوري که هر کدام از قسمت ها حجم معيني از جريان آب کانال شامل شوند، از ساختمان ها به نام مقسم استفاده مي شود.

فلومها :
براي عبور آب از روي گودالها و يا دره هاي تنگ و نيز به منظور هدايت آب براي آبياري در امتداد دامنه تپه هاي شيبدار از فلومهاي چوبي، فلزي، و يا ترکيبي از چوب و فلز استفاده مي شود.
شيب شکن :

جايي که شيب زمين زياد است و بر اثر سرعت بيش از حد آب، امکان فرسايش کف و ديواره هاي کانال وجود دارد از شيب شکن استفاده مي شود.

سيفون معکوس :

از سيفون هاي معکوس به منظور انتقال آب، از زير جاده، رودخانه ، نهر زه کش و .. استفاده مي شود.

تعريف پمپ :

پمپ دستگاهي است که مي تواند انرژي مکانيکي را از يک منبع انرژي دريافت و به مايعي که در داخل آن جريان دارد، منتقل کند.

پمپ هاي سانتريفوژ :

الف) پمپ يک طبقه :
اين پمپ داراي يک پروانه (پره) در روي محور است. اکثريت پمپ هاي يک طبقه با پوسته حلزوني و افقي هستند ولي به صورت عمودي نيز مي توانند باشند.

ب) پمپ هاي چند طبقه :
در يک پمپ چند طبقه دو يا چند پروانه به طور متوالي روي يک محور قرار مي گيرند. آب از طبقه اول در پوسته همان طبقه جمع شده و به محور پروانه طبقه دوم تخليه مي شود و از دوم به سوم به همين ترتيب ادامه مي يابد.

پمپ هاي چاه عميق (پمپ توربيني ) :

اين پمپ عموماً از نوع توربيني قائم و چند طبقه هستند. موتور محرک اين پمپ ها ممکن است الکتروموتور، موتور ديزلي، بنزيني و يا توربين بخار باشد.
پمپ شناور :
در اين طرح پمپ چند طبقه توربيني قائم مستقيماً روي يک موتور الکتريکي به قطر کم سوار شده و همراه پمپ در زير آب قرار مي گيرد. وزن موتور و پمپ از طريق رانش به فونداسيون دهنده چاه منتقل مي شود و گاهي به منظور اطمينان بيشتر به وسيله سيم بکسل مهار مي شود. به موازات لوله رانش يک لوله روغن روانکار و يک کابل انتقال برق تا موتور امتداد پيدا مي کند.

ظرفيت پمپ :

عبارتست از حاصل ضرب سطح مقطع لوله رانش در سرعت فرضي جريان آب در اين مقطع که معمولاً در حدود 3 متر در ثانيه در نظر گرفته مي شود.
A = دبي يا ظرفيت بر حسب متر مکعب بر ثانيه
D = قطرلوله رانش (متر)
V= سرعت جريان آب (m/s)

ارتفاع پمپ: از سه طريق صورت مي گيرد:

ارتفاع مکش :
عبارتست از طول قائم بين خط محور پمپ و سطح آب

طرز محاسبه ارتفاع مکش :
براي محاسبه ارتفاع مکش بايد همانطور که کارخانه سازنده پمپها توصيه مي کنند، عمل کرد. 70 درصد آن در محاسبات در نظر گرفته مي شود و از فاکتورهاي زير محاسبه مي شود.
1 – ارتفاع عمودي مکش که از مرکز پمپ تا سطح آب مورد پمپاژ اندازه گيري مي شود.
2 – افت فشار در لوله هاي مکش
3 – افت فشار در صافي ، زانو، ساير اتصالات بکار رفته در قسمت مکش
4 – سرعت مکش
v2 /2g
ارتفاع رانش :
عبارتست از طول قائم بين خط محور پمپ و سطح آب در مخزن
طرز محاسبه ارتفاع رانش :
منظور فشاري است که پمپ بايد توليد کند و از فاکتورهاي ذيل محاسبه مي شود.
1 – ارتفاع عمودي که از مرکز پمپ تا محل تخليه آب از لوله اندازه گيري مي شود.
2 – افت فشار در لوله هاي دهنده
3 – افت فشار در لوله، زانو و ساير وسايل بکار رفته
4 – سرعت فشار

ارتفاع مانومتريک :
حاصل جمع ارتفاع مکش ، ارتفاع رانش و تأمين افت فشار در داخل لوله ها و پمپ و زانوها را ارتفاع مانومتريک مي نامند.

قدرت پمپ : عبارتست از کاري که پمپ بايد انجام دهد که تا مقدار معيني آب را تا ارتفاع مورد نظر بالاببرد و معمولاً کار انجام شده را در واحد زمان در نظرمي گيرند.
Q = دبي بر حسب ليتر بر ثانيه
e= راندمان پمپ
H = ارتفاع مانومتريک برحسب متر
P = قدرت پمپ بر حسب اسب بخار

P=Q*H/75*e