Irrigation
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L'irrigation est l'application artificielle d'eau dans le sol en général pour aider à la croissance des cultures. Dans la production de cultures il est principalement utilisé dans les zones arides et dans les périodes de déficits pluviométriques, mais aussi pour protéger les plantes contre le gel.
En outre l'irrigation aide à supprimer les mauvaises herbes de plus en plus dans les champs de riz. En revanche, l'agriculture qui se appuie uniquement sur les précipitations directes est désigné comme l'agriculture pluviale. L'irrigation est souvent étudiée en collaboration avec drainage, qui est l'élimination naturelle ou artificielle de surface et de l'eau sous-surface à partir d'une zone donnée.
L'irrigation est aussi un terme utilisé dans les domaines médicaux / dentaires et se réfère à rinçage et de lavage quoi que ce soit avec de l'eau ou un autre liquide.
Histoire
La recherche archéologique a identifié des preuves de l'irrigation dans la Mésopotamie et l'Egypte dès le 6e millénaire avant notre ère, où l'orge a été cultivé dans les zones où la pluviométrie naturelle était insuffisante pour soutenir une telle culture.
Dans la vallée de Zana des Andes dans le Pérou , les archéologues ont trouvé des restes de trois irrigation canaux datation par le radiocarbone de la 4e millénaire avant notre ère, le 3e millénaire avant notre ère et le 9e siècle CE. Ces canaux sont le premier record de l'irrigation dans le Nouveau Monde. Traces d'un canal datant probablement de la 5ème millénaire avant notre ère ont été trouvés sous le 4ème canal du millénaire. Les systèmes d'irrigation et de stockage sophistiqués ont été élaborés par l' civilisation de l'Indus dans le Pakistan et Inde du Nord, y compris les réservoirs à Girnar en 3000 BCE et un système d'irrigation du canal du début circa 2600 BCE. L'agriculture à grande échelle a été pratiquée et un vaste réseau de canaux a été utilisé aux fins de l'irrigation.
Il existe des preuves de l'Egypte ancienne pharaon Amenemhat III dans le XIIe dynastie (environ 1800 BCE) en utilisant le lac naturel de la Oasis du Fayoum comme un réservoir pour stocker les surplus d'eau pour une utilisation pendant les saisons sèches, comme le lac gonflé annuellement comme causée par la crue annuelle du Nil .
Le Qanats, développés dans l'ancienne Perse dans environ 800 BCE, sont parmi les plus anciennes méthodes d'irrigation connus encore en usage aujourd'hui. Ils se trouvent désormais en Asie, le Moyen-Orient et Afrique du Nord. Le système comprend un réseau de puits verticaux et tunnels en pente douce enfoncé dans les flancs de falaises et de collines escarpées à exploiter les eaux souterraines. Le noria, une roue de l'eau avec des pots d'argile autour de la jante alimenté par l'écoulement du flux (ou par les animaux où la source de l'eau était encore), a été mise en service à cette époque, par Colons romains en Afrique du Nord. En 150 avant notre ère les pots ont été équipés de vannes pour permettre le remplissage lisse comme ils ont été contraints à l'eau.
Les travaux d'irrigation de l'ancienne Sri Lanka , le plus ancien datant d'environ 300 avant notre ère, sous le règne du roi Pandukabhaya et en développement continu pour les mille prochaines années, était l'un des systèmes d'irrigation les plus complexes du monde antique. En plus de canaux souterrains, le Cinghalais furent les premiers à construire des réservoirs complètement artificiels pour stocker l'eau. Le système a été entièrement restauré et encore étendu pendant le règne du roi Parakrama Bahu (1153 - 1186 CE).
La plus ancienne connue ingénieurs hydrauliques de la Chine étaient Sunshu Ao (6e siècle avant notre ère) de la Printemps et Automnes et Ximen Bao (5e siècle avant notre ère) de la Warring période Unis, qui ont tous deux travaillé sur de grands projets d'irrigation. Dans le Szechwan région appartenant à la État de Qin de la Chine ancienne, le Système d'irrigation de Dujiangyan a été construit en 256 avant notre ère pour irriguer une énorme superficie des terres agricoles qui fournit aujourd'hui encore de l'eau. Par le 1er siècle après JC, au cours de la Dynastie des Han, les Chinois aussi utilisé pompes de la chaîne qui levaient l'eau de basse altitude à une altitude plus élevée. Ils ont été alimentés par le pied pédale manuel, hydraulique roues hydrauliques, ou rotation des roues mécaniques tiré par bœufs. L'eau a été utilisée pour travaux publics de fournir de l'eau pour les quartiers résidentiels urbains et les jardins du palais, mais surtout pour l'irrigation des canaux des terres agricoles et des canaux dans les champs.
Dans XVe siècle Corée première jauge d'eau du monde, courtiser ryang gyae ( Corée: 우량계), a été découvert en 1441 CE. L'inventeur était Jang Jeune Sil, un ingénieur coréenne de la Dynastie Choson, sous la direction active du roi, Se Jong. Il a été installé dans les réservoirs d'irrigation dans le cadre d'un système national pour mesurer et recueillir des précipitations pour les applications agricoles. Avec cet instrument, les planificateurs et les agriculteurs pourraient faire un meilleur usage des informations recueillies dans l'enquête.
Présent mesure
Vers le milieu du 20e siècle, l'avènement du diesel et de moteurs électriques a conduit pour la première fois à des systèmes qui pourraient pomper eaux souterraines sur majeure les aquifères plus vite qu'il a été rechargée. Cela peut conduire à une perte permanente de la capacité de l'aquifère, diminution de la qualité de l'eau, la subsidence du sol, et d'autres problèmes. L'avenir de la production alimentaire dans des domaines tels que le Grande plaine du Nord de la Chine, le Punjab, et Grandes Plaines des États-Unis est menacée.
À l'échelle 2.788.000 km² mondiale (689 millions d'acres) de terres agricoles a été équipé d'infrastructures d'irrigation autour de l'an 2000. Environ 68% de la superficie équipée pour l'irrigation est situé en Asie, 17% en Amérique, 9% en Europe, 5% en Afrique et 1% en Océanie. Les plus grandes zones contiguës à forte densité d'irrigation se trouvent dans le nord de l'Inde et le Pakistan le long des fleuves Gange et de l'Indus, dans le Hai He, Huang He et des bassins du Yangtsé en Chine, le long du fleuve du Nil en Egypte et au Soudan, dans la rivière Mississippi et du Missouri bassin et dans certaines régions de la Californie. Zones d'irrigation plus petits sont répartis sur la quasi-totalité des parties peuplées du monde.
Types d'irrigation
Divers types de techniques d'irrigation diffèrent dans la manière dont l'eau obtenue à partir de la source est distribué dans le champ. En général, le but est de fournir la totalité du champ uniformément avec de l'eau, de sorte que chaque plante a la quantité d'eau dont il a besoin, ni trop, ni trop peu.
L'irrigation de surface
Dans les eaux de surface des systèmes d'irrigation se déplace sur et à travers le pays par écoulement gravitaire simple afin de mouiller et de se infiltrer dans le sol. L'irrigation de surface peut être subdivisé en sillon, borderstrip ou l'irrigation du bassin. Il est souvent appelé l'irrigation par inondation lorsque les résultats d'irrigation dans les inondations ou à proximité des inondations des terres cultivées. Historiquement, cela a été la méthode la plus courante de l'irrigation des terres agricoles.
Lorsque les niveaux de permis de source d'irrigation de l'eau, les niveaux sont contrôlés par des digues, généralement branché par le sol. Ce est souvent vu dans les rizières en terrasses (de rizières), où le procédé est utilisé pour inonder ou de contrôler le niveau d'eau dans chaque domaine distinct. Dans certains cas, l'eau est pompée, ou soulevée par la force humaine ou animale pour le niveau de la terre.
L'irrigation localisée
L'irrigation localisée est un système où l'eau est distribuée sous faible pression à travers un réseau d'eau courante, dans un motif prédéterminé, et appliqué comme une petite décharge à chaque plante ou à côté de lui. irrigation goutte à goutte, aspersion ou par micro-irrigation par aspersion et l'irrigation de barboteur appartiennent à cette catégorie des méthodes d'irrigation.
Irrigation goutte à goutte
Irrigation goutte à goutte, aussi connu comme irrigation goutte à goutte, fonctionne comme son nom l'indique. L'eau est délivrée au niveau ou à proximité de la zone des racines des plantes, goutte à goutte. Cette méthode peut être la méthode la plus efficace de l'eau de l'irrigation, si elle est gérée correctement, car l'évaporation et le ruissellement sont minimisés. Dans l'agriculture moderne, irrigation goutte à goutte est souvent combiné avec paillis de plastique, réduisant encore l'évaporation, et est aussi le moyen de livraison d'engrais. Le procédé est connu sous le nom fertigation.
Percolation profonde, où l'eau se déplace en dessous de la zone des racines, peuvent se produire si un système de goutte à goutte est exploité depuis trop longtemps d'une durée ou si le taux de livraison est trop élevé. méthodes d'irrigation goutte à goutte sont de très haute technologie et informatisé pour low-tech et relativement main-d'œuvre. Des pressions plus basses sont généralement nécessaires que pour la plupart des autres types de systèmes, à l'exception de la faible énergie des systèmes à pivot central et des systèmes d'irrigation de surface, et le système peuvent être conçus pour l'uniformité à travers un champ ou pour la livraison précise de l'eau aux plantes individuelles dans un paysage contenant un mélange d'espèces de plantes. Bien qu'il soit difficile de réguler la pression sur les pentes raides, de compensation de pression les émetteurs sont disponibles, le domaine n'a pas à être de niveau. Solutions de haute technologie impliquent émetteurs situés le long de lignes de tubes qui se étendent d'un ensemble informatique de précision calibrés vannes. La réglementation et la pression de filtration pour éliminer les particules sont importantes. Les tubes sont généralement noirs (ou enfoui sous le sol ou paillis) pour empêcher la croissance des algues et pour protéger la polyéthylène à partir de la dégradation due à la lumière ultraviolette . Mais irrigation goutte à goutte peut être aussi low-tech comme poreuse argile navire coulé dans le sol et parfois rempli d'un tuyau ou un seau. L'irrigation souterraine au goutte à goutte a été utilisé avec succès sur les pelouses, mais il est plus cher qu'un système d'arrosage plus traditionnelle. systèmes de goutte à goutte de surface ne sont pas rentables (ou esthétique) pour les pelouses et terrains de golf. Dans le passé, l'un des principaux inconvénients de l'irrigation souterraine au goutte à goutte (SDI) systèmes, lorsqu'il est utilisé pour le gazon, ce est le fait de devoir installer des lignes de plastique très proches les uns des autres dans le sol, par conséquent, perturber la surface de gazon. Les récents développements de la technologie sur les installateurs de goutte à goutte comme l'installateur de goutte à goutte à l'Université de New Mexico State Flèche Centre Head, place la ligne de métro et couvre la fente laissant aucune sol exposé.
L'irrigation par aspersion
En irrigation par aspersion ou les frais généraux, l'eau est acheminée vers un ou plusieurs emplacements centraux dans le domaine et distribué par généraux gicleurs à haute pression ou pistolets. Un système utilisant arroseurs, sprays, ou canons monté en tête sur des entretoises installées en permanence est souvent désigné comme un système d'irrigation solide-set. Arroseurs de pressions plus élevées qui tournent sont appelés rotors et sont entraînés par un lecteur de boule, transmission par engrenages, ou d'un mécanisme d'impact. Rotors peuvent être conçus pour tourner dans un cercle complet ou partiel. Guns sont semblables à rotors, sauf qu'ils fonctionnent généralement à des pressions très élevées de 40 à 130 lbf / in² (275-900 kPa) et des flux de 50 à 1200 US gal / min (3-76 L / s), généralement avec buse des diamètres dans la plage de 0,5 à 1,9 pouces (10 à 50 mm). Des fusils sont utilisés non seulement pour l'irrigation, mais aussi pour des applications industrielles telles que la suppression de la poussière et l'exploitation forestière.
Système d'extinction automatique peuvent également être montés sur des plates-formes reliées à la source d'eau par un tuyau en mouvement. Déplacer automatiquement systèmes sur roues connus que de voyager gicleurs peuvent irriguer des domaines tels que les petites fermes, terrains de sport, les parcs, les pâturages et les cimetières sans surveillance. La plupart d'entre eux utilisent une longueur de tube de polyéthylène enroulé sur un tambour d'acier. Comme le tube est enroulé sur le tambour alimenté par l'eau d'irrigation ou un petit moteur à gaz, le gicleur est tiré à travers le champ. Lorsque l'arroseur arrive de retour à la bobine du système se éteint. Ce type de système est connu pour la plupart des gens comme un «waterreel" voyager Arrosage automatique et ils sont largement utilisés pour la suppression de la poussière, l'irrigation et l'épandage des eaux usées. Autres voyageurs utilisent un tuyau en caoutchouc plat qui est traîné derrière alors la plate-forme d'arrosage est tiré par un câble. Ces voyageurs de type câble sont certainement ancienne technologie et leur utilisation est limitée à des projets d'irrigation modernes.
Centre irrigation par pivot
Irrigation à pivot central est une forme de l'irrigation par aspersion constitué de plusieurs segments de tuyaux (acier galvanisé ou en aluminium en général) réunie et soutenue par fermes, montés sur des tours à roues de gicleurs positionnés le long de sa longueur. Le système se déplace dans un motif circulaire et est alimenté en eau à partir du point de pivotement au centre de l'arc. Ces systèmes sont courants dans certaines parties des États-Unis où le terrain est plat.
La plupart des systèmes de pivot central ont maintenant gouttes suspendues à un tuyau en forme de u-disant un col de cygne fixé au sommet de la conduite avec des têtes de gicleurs qui sont positionnés à quelques pieds (au plus) au-dessus de la culture, limitant ainsi les pertes par évaporation. Gouttes peuvent également être utilisés avec pendillards ou barboteurs qui déposent l'eau directement sur le sol entre les cultures. Les cultures sont plantées en cercle pour se conformer au pivot central. Ce type de système est connu comme LEPA ( Low Energy demande de précision). À l'origine, la plupart des pivots ont été eau alimentés. Ils ont été remplacés par des systèmes hydrauliques ( TL irrigation) et des systèmes entraînés par un moteur électrique (Lindsay, Reinke, Vallée, Zimmatic, Pierce, Grupo Chamartin. La plupart des systèmes d'aujourd'hui sont entraînés par un moteur électrique monté bas sur chaque travée. Ceci entraîne un réducteur et les arbres de transmission transversaux de puissance d'émission à un autre réducteur monté derrière chaque roue. contrôles de précision, certaines avec Emplacement GPS et la surveillance de l'ordinateur distant, sont maintenant disponibles.
Déplacement latéral (side roll, ligne de roue) l'irrigation
Une série de tuyaux, chacun avec une roue d'environ 1,5 m de diamètre fixé en permanence à son milieu et de gicleurs sur toute sa longueur, sont couplés à un bord d'un champ. L'eau est fournie à une extrémité en utilisant un grand tuyau. Après suffisamment d'eau a été appliquée, le tuyau est enlevé et l'assemblage restant tourné à la main ou avec un mécanisme construite à cet effet, de sorte que les gicleurs se déplacent 10 m à travers le champ. Le tuyau est reconnecté. Le processus est répété jusqu'à ce que le bord opposé du champ soit atteinte. Ce système est moins coûteux à installer que un pivot central, mais beaucoup plus de travail à utiliser, et elle est limitée à la quantité d'eau qu'il peut porter. La plupart des systèmes utilisent 4 ou 5 pouces (130 mm) diamètre du tuyau d'aluminium. Une caractéristique d'un système de déplacement latéral, ce est qu'il se compose de sections qui peuvent être facilement déconnectées. Ils sont le plus souvent utilisés pour les petits ou de forme bizarre domaines, tels que ceux trouvés dans les régions vallonnées ou montagneuses ou dans les régions où la main-d'œuvre est bon marché.
Sous-irrigation
Subirrigation parfois aussi appelé l'irrigation d'infiltration a été utilisé pendant de nombreuses années dans les grandes cultures dans les zones à forte nappes phréatiques. Ce est une méthode d'élever artificiellement la nappe phréatique pour permettre au sol d'être humidifié par le bas des plantes ' zone des racines. Souvent ces systèmes sont situés sur des prairies permanentes dans les plaines ou vallées fluviales et combinés avec l'infrastructure de drainage. Un système de stations de pompage, canaux, barrages et portes lui permet d'augmenter ou de diminuer le niveau de l'eau dans un réseau de fossés et ainsi contrôler la table de l'eau.
Sous-irrigation est également utilisé dans commercial la production en serre, généralement pour plantes en pot. L'eau est amenée par le bas, absorbé vers le haut, et l'excès recueillie pour le recyclage. Typiquement, une solution d'eau et d' éléments nutritifs ou inonde un récipient se écoule à travers une goulotte pendant une courte période de temps, de 10 à 20 minutes, et est ensuite réinjecté dans une exploitation réservoir pour réutilisation. Sous-irrigation dans les serres nécessite, de l'équipement et de la gestion coûteuse assez sophistiqué. Les avantages sont l'eau et la conservation des éléments nutritifs, et le travail d'économie grâce à la maintenance du système et réduit automatisation. Il est similaire dans son principe et l'action à l'irrigation souterraine au goutte à goutte.
Irrigation manuelle en utilisant des seaux ou des arrosoirs
Ces systèmes ont de faibles exigences en matière d'infrastructures et de l'équipement technique, mais ont besoin des intrants de travail élevées. Irrigation utilisant des arrosoirs se trouve par exemple dans l'agriculture péri-urbaine autour des grandes villes dans certains pays africains.
Arrosage automatique, non-électrique en utilisant des seaux et des cordes
Outre l'arrosage manuel commun par seau, un système automatisé, version naturelle de cette existent également. Utilisation des cordes de polyester lisses combinées avec un mélange de terre préparée peut être utilisée pour arroser les plantes à partir d'un récipient rempli d'eau. Le mélange de terre devrait être fait en fonction de la plante elle-même, mais serait essentiellement composé de terreau noir sols, vermiculite et perlite. Ce système (avec certaines cultures) permettra d'économiser les frais car il ne consomme pas d'électricité et seulement peu d'eau (contrairement arroseurs, des minuteries d'eau, ...). Cependant, il ne peut être utilisé avec certaines cultures (probablement des cultures surtout les grandes qui ne ont pas besoin d'un environnement humide, peut-être par exemple paprika'S).
Irrigation utilisant des pierres pour attraper l'eau de l'air humide
Dans les pays où la nuit, l'air humide balaie la campagne, les pierres sont utilisées pour recueillir l'eau de l'air humide par transpiration. Ce est par exemple pratiquée dans les vignes, au Lanzarote.
Terasses secs pour l'irrigation et la distribution de l'eau
Dans les pays subtropicaux que Mali et Sénégal , un type spécial de terrassing (sans irrigation par inondation ou l'intention d'aplatir terre agricole) est utilisé. Ici, un «escalier» est faite creux l'utilisation des différences au niveau du sol qui aide à réduire l'eau évaporation et distribue également l'eau à tous les patches (tri de l'irrigation).
Comment fonctionne un système d'irrigation dans le sol
La plupart des systèmes d'irrigation commerciaux et résidentiels sont " dans les "systèmes au sol, ce qui signifie que tout est enterré dans le sol. Avec le les tuyaux, arroseurs, et l'irrigation vannes étant cachée, il en fait un nettoyant, paysage plus présentable sans jardin tuyaux ou d'autres articles devant être déplacés manuellement.
Contrôleurs, les zones et les vannes
La plupart des systèmes d'irrigation sont divisés en zones. Une zone est une simple vanne d'irrigation et une ou un groupe de gicleurs qui sont connectés par des tuyaux. les systèmes d'irrigation sont divisés en zones, car il ne est généralement pas assez de pression et le débit disponible pour exécuter gicleurs pour un champ de cour ou les sports en une seule fois. Chaque zone a une électrovanne sur ce qui est commandé par l'intermédiaire d'un fil par Irrigation contrôleur. Le Irrigation contrôleur est soit un dispositif mécanique ou électrique qui signale une zone pour se allumer à une heure précise et le maintient pendant un laps de temps spécifié. «Smart Controller" est un terme utilisé pour décrire récent un contrôleur qui est capable d'ajuster le temps d'arrosage par lui-même en réponse à des conditions environnementales actuelles. Le contrôleur intelligent détermine les conditions actuelles au moyen de données météorologiques historiques pour la région, un capteur d'humidité (potentiel de l'eau ou la teneur en eau ), la station météo, ou une combinaison de ceux-ci.
Gicleurs
Lorsqu'une zone se allume, l'eau se écoule à travers les lignes latérales et finit à l'irrigation en fin de compte têtes de gicleurs. La plupart des gicleurs tuyaux filetés ont des entrées sur le fond d'entre eux qui permet un raccord et le tuyau pour être fixé à eux. Les gicleurs sont généralement installés avec le haut de la chasse de tête avec la surface du sol. Lorsque l'eau est sous pression, la tête se affichera sur le sol et l'eau la zone souhaitée jusqu'à ce que le clapet se ferme et se arrête cette zone. Une fois il n'y a pas plus de pression de l'eau dans la ligne latérale, la tête de gicleurs rétracter dans le sol.
Problèmes dans l'irrigation
- La concurrence pour la surface les droits d'eau.
- L'appauvrissement de métro aquifères.
- Sol subsidence (par exemple, Nouvelle-Orléans, Louisiane)
- Augmentation de la salinité du sol avec la construction conséquente d'toxique sels sur la surface du sol dans les zones à forte évaporation. Cela nécessite soit lessivage pour éliminer ces sels et une méthode de drainage de réaliser les sels loin ou utilisation de paillis pour minimiser l'évaporation.
- L'irrigation excessive raison de la mauvaise uniformité de distribution ou gestion l'eau de déchets, produits chimiques, et peuvent conduire à pollution de l'eau.
- Drainage profond (de plus-irrigation) peut entraîner une élévation des nappes d'eau qui, dans certains cas, mèneront à des problèmes d'irrigation de la salinité .
