آبیاری هوشمند چیست؟

سیستم آبیاری هوشمند،سیستمی است که به کمک آن میتوان با برنامه هایی از پیش تعیین شده،که بطور ثابت یا از طریق کاربر تعریف میشوند،گیاهان مختلفی را در هر نوع توپوگرافی زمین متناسب با نوع نیاز آن گیاه آبیاری نماید.از عوامل تاثیرگذاری که باعث گرایش به بهره گیری از سیستم آبیاری هوشمند در، گلخانه ها و در زمینه ی کشاورزی هوشمند و یا در خانه هوشمند می گردد، اولاً صرفه جویی بالای آب در استفاده از این سیستم ها و ثانیاً انعطاف پذیری این نوع سیستمها با شرایط گوناگون زمین و منطبق شدن با نوع نیاز گیاه در مصرف آب است.با نصب سیستم به فضاهای سبز میتوان پخش کننده های آب نصب شده در محیط (سیستم قطره ای،بارانی و …) را نیز کنترل نمود.با توجه به وضعیت فعلی بحران آب در کشور و این نکته که تقریبا ۸۰ درصد از هدر رفت آب در بخش کشاورزی است، استفاده از راه حل های هوشمندسازی می تواند یک راه حل مطمئن و مطلوب برای خارج شدن از بحران آب و مدیریت مناسبی در این زمینه باشد.انواع کنترل کننده های آبیاری هوشمنددر واقع دو نوع کنترلر (کنترل کننده) سیستم آبیاری هوشمند وجود دارد:کنترلر های بر پایه ی آب و هوا (ET)و سنسورهای رطوبت خاک محلاینکه کدام یک گزینه ی بهتری است، بستگی به منطقه ی جغرافیایی شما و ویژگی های آن دارد.کنترلر های بر پایه ی آب و هواکنترلر های بر پایه ی آب و هوا از اطلاعات آب و هوایی محلی استفاده می کنند تا زمانبندی های آبیاری را تنظیم کنند.در چنین شرایطی، زمین و گیاهان به اندازه ی کافی آب دریافت خواهند کرداین کنترلر، ترکیبی از تبخیر سطح خاک و تعرق گیاهان است.کنترلر تعرق و تبخیر (Evapotranspiration) از چهار پارامتر آب و هوایی استفاده می کند:دمابادتابش خورشیدو رطوبتهمین چهار پارامتر، دقیق ترین راه برای اندازه گیری آب مورد نیاز محل هستند.کنترلرهای حسی رطوبت خاککنترلرهای سنسور رطوبت خاک، یکی از چندین فناوری سنجش رطوبت خاک است.زمانی که دستگاه در داخل زمین و زیر ریشه ی چمن ها، درختان یا درختچه ها به کار گذاشته می شود،سنسورها میزان دقیق رطوبت خاک را تعیین می کنندو اطلاعات به دست آمده را به کنترلرها می فرستند.دو نوع مختلف از سیستم های حسگر رطوبت خاک وجود دارد:1- آبیاری برحسب نیاز: این سیستم به هیچ برنامه ریزی برای مدت آبیاری احتیاج ندارد و فقط زمان شروع و روزهای هفته برای آبیاری در آن تنظیم می شوند. در این سیستم یک آستانه ی بالا و پایین توسط کاربر مشخص می گردد که بر اساس آن، هر زمان که خاک نیاز به آب داشته باشد، سیستم هوشمند شروع به آبیاری می کند.2- سیستم آبیاری چرخه ی توقفی: در این سیستم مانند کنترلرهای قدیمی، برنامه های آبیاری، زمان شروع و مدت آبیاری تنظیم می شود.تفاوت این سیستم با کنترلرهای قدیمی در این است که اگر رطوبت کافی در خاک وجود داشته باشد، برنامه ی آبیاری بعدی را متوقف می سازد.مشکلات آبیاری‌های قطره‌ای و بارانیروش قطره‌ای از نظر اقتصادی مناسب نیست؛ زیرا اگر قرار باشد یک هکتار زمین کشاورزی را به سیستم آبیاری قطره‌ای مجهز کنیم، به هزاران متر کابل و چند مخزن آب نیاز داریم. با وجود این، در صورت آسیب دیدن شبکه خسارات زیادی به بار می‌آید و اگر کابل مسدود شود، این سیستم کارایی خود را از دست می‌دهد. از سوی دیگر هنگام شخم زدن زمین باید شبکه جمع‌آوری و دوباره نصب شود که مستلزم هزینه بالایی است. هنگام انتقال آب در شبکه کابلی دمای آن بالا می‌رود و هنگام خروج، آب تبخیر شده و هدر می‌رود.نوع دیگر آبیاری، آبیاری بارانی است. مهم‌ترین مشکل این روش این است که هنگام پخش شدن آب در هوا، سطح آزاد آب افزایش می‌یابد و در نتیجه قسمت قابل توجه آن تبخیر می‌شود. همچنین یک قطعه زمین به مساحت بالغ بر یک هکتار به چند صد فواره و چند نفر نیاز است تا فواره‌های آب را جابه‌جا کنند که همین مساله به نیروی انسانی زیاد و زمان قابل توجهی نیاز دارد. مشکل سوم مصرف انرژی زیاد برای پخش آب در سطح وسیع است.مزایای سیستم آبیاری هوشمندچند مورد از مزایای سیستم آبیاری هوشمند عبارتست از:1- آبیاری و کود دهی همزمانآبیاری از طریق سیستم آبیاری هوشمند بسیار موثرتر و کارآمدتر از سیستم های آبیاری قدیمی است؛زیرا این سیستم ها بطور خودکار هر منطقه را که نیاز به آب و رطوبت داشته باشند شناسایی، آبیاری و کوددهی می نمایند.در حالی که سیستم های قدیمی فقط طبق برنامه ای که به آنها داده شده عمل می کندو برخی مناطق بیش از حد آب دریافت می کنند و بعضی دیگر خشک می مانند.2- قرارگیری سیستم آبیاری هوشمند در زیر زمیناین سیستم ها در زیر زمین کار گذاشته می شون؛ بنابراین، هیچ شلنگ مزاحمی در سراسر زمین وجود نخواهد داشت.آبپاش ها در مواقع لزوم از داخل زمین بیرون می آیند و پس از اسپری کردن آب، به داخل برمی گردند.سیستم آبیاری قطره ای هوشمند زیرزمینی هم کارش را خارج از دید انجام می دهد.3- آبیاری به روش قطره ایسیستم آبیاری هوشمند به صورت قطره ای عمل می کندو از آنجاییکه حسگر تشخیص رطوبت خاک دارد، جایگزین بسیار مناسبی برای روش های آبیاری قدیمی است و می توان آن را بهترین راهکار صرفه جویی در مصرف آب دانست.4- توقف آبیاری در برابر بارش بارانسیستم آبیاری هوشمند می داند که چه زمانی آبیاری را شروع کند، چقدر طول بکشد و چه زمانی تمام شود.حتی می داند که چه روزهایی از هفته باید زمین را آبیاری کند.سیستم متوجه رطوبت خاک می شود و اگر در طول هفته باران ببارد، برنامه آبیاری بعدی را متوقف می کند.پس دیگر نیاز نیست نگران گیاهان خود باشید و بخاطر آبیاری آنها مسافرت خود را نصفه و نیمه رها کنید و بازگردید.زیرا از طریق گوشی هوشمند یا کامپیوتر خود و از راه دور می توانید شرایط محل را کنترل نمایید.معایب سیستم آبیاری هوشمند چیست؟سیستم آبیاری هوشمند کمی گران است و هر چه مساحت محل مورد نظر بیشتر باشد، تعداد بیشتری از این سیستم ها را باید به کار گرفت.البته صرفه جویی در هزینه های قبوض آب این عیب سیستم های آبیاری هوشمند را از بین می برد.اگر به منظور آبیاری چمن قصد استفاده از این سیستم ها را دارید،بهتر است قبل از چمن کاری سیستم ها را در زیر زمین کار بگذارید زیرا بعد از آن، قسمت های کوچکی از چمن برای حفاری کنده خواهد شد.اجزای سیستم آبیاری هوشمندکنترل مرکزی دارای ۲ بخش عمده سخت افزاری و نرم‌افزاری است و اجزای آن شامل بخش مرکزی، ایستگاه پمپاژ، ایستگاه هواشناسی، شبکه رطوبت و دماسنجی، مدار محافظتی و مدار ارتباطی است. که اجزای اصلی آن به شرح زیر است :کامپیوتر مرکزیدر سیستم آبیاری هوشمند مهمترین وظیفه را کامپیوتر مرکزی انجام می دهد. از طریق کامپیوتر مرکزی می توان کنترل کننده ها را بر اساس نیازی که گیاه و یا گیاهان مورد نظر به آب و مواد غذایی دارند، برنامه ریزی کرد و بر عملکرد صحیح سیستم نظارت داشت. در این نوع آبیاری تمامی اطلاعات به دست آمده از اجزای مختلف سیستم (ایستگاه هواشناسی ، کنترل کننده ، عوامل مربوط به خاک و …) با ذکر تاریخ و ساعت در کامپیوتر مرکزی ذخیره می شود.دستگاه کنترل کنندهاین دستگاه بسیار هوشمند بوده و می تواند با توجه به برنامه ای که از طریق کامپیوتر مرکزی به آن داده شده است، اطلاعات را از اجزای مختلف سیستم گرفته و بعد از آنالیز کردن آنها به آبیاری زمین بپردازد. لازم به ذکر است که در این مورد وسعت زمین به هیچ وجه مهم نبوده واین کار بدون دخالت انسان انجام می گیرد .از دیگر قابلیت های آبیاری هوشمند این است که در مواقع اضطراری و زمانی که کامپیوتر مرکزی در دسترس نمی باشد می توان از طریق موبایل وشبکه اینترنت برای تغییر برنامه کنترل کننده استفاده کرد.حسگرهااز مهمترین این حسگرها می توان حسگرهای رطوبتی خاک، حسگر انجماد، رطوبت هوا، باران، حرارتی و تبخیر و تعرق و … را نام برد. این حسگرها به طور دایم با کامپیوتر مرکزی و دستگاه کنترل کننده در ارتباط هستند و اطلاعات را ارسال می کنند.ایستگاه هوا شناسیاین ایستگاه از نوع اتوماتیک می باشد و تمامی اطلاعات مربوط به جو را ارسال می کند. این ایستگاه مجهز به سیستم اعلام خطر می باشد و با هرگونه تغییر در جو اعلام خطر می کند و کنترل کننده آبیاری را به طور موقت قطع می کند.نتیجه گیریمکانیزه شدن تمام فعالیت‌ های کشاورزی و آبیاری مناطق مختلف، ما را به فکر استفاده از سیستم آبیاری هوشمند می ‌اندازد. ضرورت صرفه جویی در مصرف آب و کاهش هزینه نیز امروزه شرایطی را به وجود آورده اند که ما برای فعالیت های خود اقداماتی جهت بهینه سازی مصرف انجام دهیم. برای نظارت دقیق بر مصرف آب و همچنین کنترل و نظارت هوشمند بر فرآیند آبیاری، توصیه ما به شما این است که از این سیستم هوشمند استفاده نمایید.منابعهوشمند بی ام اساویوانجمن علوم آب