ברמד > מרכז הידע > סיפורי הצלחה > המודרניזציה של רשת הפצת ההשקיה במחוז ההשקיה מקאליסטר, אוסטרליה

סיפורי הצלחה

המודרניזציה של רשת הפצת ההשקיה במחוז ההשקיה מקאליסטר, אוסטרליה

רקע הסבת רשת השקיה בלחץ למערכת מודרנית

מסע המודרניזציה של מחוז ההשקיה מקאליסטר

מגזר תשתיות ההשקיה באוסטרליה עובר שינוי מבני. בעוד שבעבר התבסס בעיקר על מערכות תעלות פתוחות נרחבות, כיום מחוזות השקיה רבים עוברים לרשתות הפצה בלחץ, מבוססות צנרת, שנועדו לשפר את יעילות המים, השליטה התפעולית והעמידות לאקלים.

מעבר זה מונע על ידי מחסור גובר במים, עלויות תפעול עולות והצורך לספק מים בדיוק רב יותר באזורים חקלאיים גדולים ומגוונים. רשתות ההפצה המודרניות אינן עוד מערכות הולכה פסיביות. הן פועלות כתשתיות הידראוליות מנוהלות באופן פעיל, שבהן ויסות ספיקה, ניהול לחץ, בקרת אוויר, מדידת מים, ותפעול ובקרה מרחוק הם חיוניים לביצועים אמינים.

מחוז ההשקיה מקאליסטר בגיפסלנד, ויקטוריה, הוא דוגמה מובילה לשינוי זה. המחוז, המופעל על ידי Southern Rural Water, משתרע על שטח של כ-53,000 דונם, מה שהופך אותו לאחד ממחוזות ההשקיה הגדולים והפוריים ביותר באוסטרליה ולגדול ביותר מדרום לרכס ההפרדה הגדול. המחוז מוזן בעיקר מאגם גלנמגי ומנהר מקאליסטר, ותומך בחקלאות כבר למעלה ממאה שנה, הודות לשילוב של קרקעות פוריות, משאבי מים אמינים ופיתוח תשתיות מתמשך.

משלביה הראשונים במאה ה-20, המערכת התבססה על תעלות בהזנה בכוח הכבידה ועל ויסות ידני. מערכות אלו תוכננו להתמודד עם זמינות מים משתנה, שהתאפיינה בתקופות של בצורת ושיטפונות לסירוגין. עם זאת, הן הציעו שליטה מוגבלת, דרשו התערבות ידנית מרובה והיו לא יעילות. כדי להתמודד עם מגבלות אלו, הושק ב-2013 פרויקט מודרניזציה רחב היקף, שהושלם ב-2024.

הפרויקט כלל שדרוגים נרחבים בתשתיות, לרבות התקנת צנרת, שיפור ווסתים ומערכות אוטומציה, שהביאו לחיסכון משמעותי במים ולשיפור תפעולי בכל רחבי האזור.

בתוך תהליך השינוי הרחב הזה, אזורי מפרא וטינמבה הפכו לאזורי מיקוד עיקריים לשדרוג קווי ההפצה ולמעבר מאספקת מים ידנית למערכות השקיה מבוקרות ואוטומטיות.

האתגר התמודדות עם אתגרים מרכזיים בשדרוג תשתית הפצת ההשקיה

מאספקת מים ידנית לרשת הפצת השקיה מבוקרת בדיוק

לפני המודרניזציה, אספקת המים התבססה על שערים נגררים המופעלים ידנית, שדרשו התערבות ישירה של החקלאי לצורך גישה לספיקות שהוקצו. גישה זו יצרה אתגרים תפעוליים והידראוליים רבים.

החלפת תשתית ידנית בבקרת ספיקה אוטומטית

הפעלת שערים ידנית הגבילה את היכולת לווסת את הספיקה בדיוק ובעקביות לאורך הרשת. שונות בהפעלה הובילה לחלוקה לא אחידה, טעויות אנוש, חוסר יעילות, והגברת התלות במיומנות ובתזמון של המפעיל.

שיפור דיוק וזמינות האספקה

באזורי השקיה גדולים, יש לספק מים בהתאם להקצאות מוגדרות מראש. ללא שליטה עקבית, המערכות מתקשות להגיב לשינויים בביקוש, להבדלי גובה, לאירועים הידראוליים ולשינויים בתנאי ההפעלה, מה שמוביל לעודף או חוסר באספקה.

אפשרות הפעלה מרחוק באמצעות טלמטריה

היעדר ניטור ושליטה מרחוק מחייב נוכחות פיזית בשטח, מפחית את יעילות התפעול ומגביל את היכולת לנהל ולהגיב לשינויים בזמן אמת בתנאי המערכת בחוות הפזורות גאוגרפית.

מזעור תחזוקה והשפעה סביבתית

התשתית הקיימת הייתה חשופה לבלאי, סתימות וחשיפה לסביבה. תנאי חורף קרים יצרו סיכון לקפיאה שהשפיע על ביצועי המגופים ואמינותם.

תמיכה ביישומים חקלאיים מגוונים

האזור כולל רפתות המשתמשות במערכות קוונוע מחוגי לצד גידולי ירקות יקרי ערך. כל יישום דורש ספיקה ולחץ שונים, מה שמחייב פתרון הפצה גמיש וניתן להרחבה.

אתגרים אלו הדגישו את הצורך להפוך את רשת ההפצה מהפעלה ידנית לתשתית מדויקת, אוטומטית ומנוהלת מרחוק.

הפתרון מאפשר שליטה מדויקת בזרימה עם ניהול מרחוק

פתרונות בקרה אוטומטיים לספיקה בקווי ההפצה

הפתרון שיושם ברחבי רשת ההפצה התמקד בהפיכת המערכת לתשתית הידראולית מבוקרת ואוטומטית לחלוטין. הוא שילב פתרון טלמטריה מתקדם בזמן אמת לניטור ובקרה. פתרון זה מספק שקיפות בזמן אמת לביצועי המערכת ואת היכולת לכוון ולהגיב לאירועים מקוונים מבלי להגיע לאתר.

בלב הפתרון פועלות מעל 100 יחידות של מגופי בקרה אלקטרוניים BERMAD 718-03 המותקנות ביציאות בודדות ובנקודות הפצה מרכזיות ברחבי הרשת. מגופי בקרה הידראוליים אלו, המופעלים באמצעות סולנואידים, מגבילים את הספיקה לערכים שנקבעו מראש ופועלים אוטומטית ללא תלות בשינויים בביקוש או בלחץ האספקה. כל מגוף משולב במערכת הבקרה ופועל אוטומטית באמצעות אותות מהבקר. בתגובה לאותות אלו, המגוף מתאים את מיקום הפתיחה שלו בהתאם לערכים שנקבעו מראש בתכנות הבקר. מהירויות הפתיחה והסגירה ניתנות לכיול באתר.

גישה תכנונית ברמת מערכת

במקום לטפל בנקודות בודדות בנפרד, הפרויקט יישם ארכיטקטורת בקרה מבוזרת ברחבי הרשת:

וויסות ספיקה בזמן אמת במספר נקודות אספקה
שילוב מערכת טלמטריה לניהול ובקרה מרחוק באמצעות בקרים ייעודיים
הסתגלות לתנאים הידראוליים משתנים, כתוצאה מהבדלי גובה ותנודות לחץ.
תשתית הניתנת להרחבה, המאפשרת למערכת לתמוך בגידול עתידי בביקוש

מרכיבים טכניים עיקריים

וויסות אלקטרוני: כיול רציף של הספיקה על בסיס אותות בקרה, באמצעות מגוף בקרה אלקטרוני מווסת
ניהול מרחוק משולב: שליטה תפעולית מלאה ובקרת ביצועים מרחוק באמצעות בקרים ייעודיים
מסנני פיקוד כפולים וגדולים: כל לולאת פיקוד של מגוף אלקטרוני כוללת שני מסנני פיקוד גדולים, להפחתת סיכון לסתימות והארכת מרווחי תחזוקה, מותאם לאיכות מי השקיה
הגנה תרמית: שמיכות תרמיות מותאמות אישית לכל מגוף ויסות ספיקה, להבטחת פעולה אמינה בתנאי כפור
קטרי מגוף: 8”, 12”, ו-16”

ביצועים הידראוליים

המערכת תוכננה לפעול בתנאים הידראוליים משתנים ברחבי הרשת:

גובה סטטי של כ-30 מטר
תחום לחצי העבודה נע בין 5 ל-30 מטר, בהתאם למיקום ולגובה
קטרי מגופים בטווח DN200 עד DN400

בקרת אוויר

בקרה יעילה של אוויר חיונית למערכות הידראוליות על מנת להבטיח ביצועים ויעילות לאורך זמן. במסגרת שדרוג מקאליסטר, הותקנו ברחבי הרשת מעל 300 שסתומי אוויר ברמד, המבצעים את הפונקציות המרכזיות הבאות:

שחרור אוויר במהלך מילוי והפעלה בלחץ
יניקת אוויר בעת פריצות קו ואירועי ניקוז
הגנה מפני הלם מים במצבים חולפים

כ-300 יחידות של שסתומי אוויר משולבים מסדרת C30 להבטחת ניהול אוויר יעיל והגנה על המערכת

שלבי יישום

הפרויקט בוצע בשלבים ומספק דוגמה מעשית לאופן שבו יישום פתרונות הידראוליים ודיגיטליים של ברמד יכול לשפר את ביצועי המערכת הכוללת ולחזק את תשתית ההשקיה.

הפריסה החלה בשנת 2018 והתקדמה בשלבים, מה שאפשר מעבר הדרגתי ויכולת הרחבה:

אוטומציה ראשונית ופריסת מגופים
הרחבה ליותר מ-100 מכלולי יציאה
הרחבה עתידית מתוכננת עם נקודות בקרה נוספות

תשתיות משלימות

מגופי בקרה גדולים בקוטר DN400 לוויסות מצינור לתעלה ואספקה במורד הזרם

תוצאות והשפעה

רשת ההפצה המשודרגת מספקת שיפורים מדידים בביצועים תפעוליים, הידראוליים וחקלאיים:

ביטול ההפעלה הידנית שיפר משמעותית את היעילות.
אספקת מים מדויקת במיוחד בהתאם לדרישות ההקצאה
שיפור בחוויית המגדל, עם גישה אמינה ואוטומטית למים
צמצום הצורך בתחזוקה ובהתערבות ידנית, הודות להפעלה מרחוק עם ניטור ביצועי המערכת אונליין, המאפשר תגובה לאירועים בזמן אמת ללא צורך בהגעה לאתר
תשתית מוכנה לעתיד, המתוכננת להתרחבות ולהתאמה מתמשכת.

רוצים לגלות כיצד רשתות הפצת השקיה מודרניות מתוכננות ומופעלות בפועל?

בווובינר שלנו "פתרונות לרשתות הפצה בפרויקטי תשתיות השקיה", אנו בוחנים את עקרונות ההנדסה שמאחורי מערכות הולכת מים עמידות, החל מהסדרה של לחץ וספיקה לאורך קווי ההפצה ועד בקרה מתקדמת של אוויר והגנה מפני אירועים הידראוליים כגון הלם מים ועליות לחץ.

באמצעות דוגמאות מפרויקטים אמיתיים, כולל מחוז ההשקיה מקאליסטר, אנו מדגימים כיצד שילוב של בקרה הידראולית מדויקת עם קישוריות מתקדמת וכלים דיגיטליים מאפשר מדידת ספיקה מדויקת, ניהול מרחוק של המערכת ותגובה בזמן אמת לתנאי הרשת.

צפו בהקלטת הוובינר כדי לקבל תובנות מעשיות בתכנון רשתות הפצה להשקיה יעילות, אמינות ומוכנות לעתיד.