Các vấn đề về búa nước trong các dự án phát triển nông nghiệp công nghệ cao.

Xin chào và chào mừng bạn đến với Controlling Water, không gian để chúng ta cùng trao đổi về van, đồng hồ nước và những góc nhìn thú vị về ngành nước. Mỗi tập, chúng tôi sẽ trò chuyện cùng các chuyên gia trong ngành, những người am hiểu về mọi khía cạnh của van, đồng hồ đo và kiến thức thực tiễn tốt nhất trong lĩnh vực nước. Hôm nay, chúng tôi có mặt cùng Colin Kirkland từ BERMAD Australia, một trong những kỹ sư và quản lý sản phẩm van khí tại Australia.

Với hơn 30 năm kinh nghiệm trong ngành, Colin sẽ cùng chúng ta bàn về việc phòng ngừa hiện tượng búa nước trong các hệ thống tưới tiêu. Trước đây, chúng ta đã thảo luận về các phương pháp kiểm soát búa nước. Trong tập này, chúng ta sẽ nói về các vấn đề búa nước xảy ra trong các dự án phát triển nông nghiệp lớn sử dụng nước cho mục đích tưới tiêu. Chào mừng trở lại, Colin. Thật tuyệt khi luôn có bạn đồng hành cùng chúng tôi.

Cảm ơn bạn. Rất vui khi có mặt ở đây.

Vậy hãy đi thẳng vào vấn đề. Bạn có thể giải thích về các loại trang trại trồng trọt và cây trồng nào mà hiện tượng búa nước có thể xảy ra không?

Chắc chắn rồi. Tại Bermad, chúng tôi có nhiều năm kinh nghiệm làm việc trong lĩnh vực tưới tiêu, làm vườn và nông nghiệp tại Úc. Hiện nay, chúng tôi hợp tác với nhiều trang trại lớn thuộc các tập đoàn, có diện tích từ 500 đến 3000 hecta, nơi họ trồng đa dạng các loại cây trồng như nho, ô liu, hạnh nhân và cam quýt.

Ở Úc, chi phí nước ở đây rất đáng kể. Đối với nhiều nông dân trồng các loại cây này, an ninh nguồn nước và khả năng cung cấp nước cho tưới tiêu là yếu tố then chốt để trang trại có thể hoạt động. Vì vậy, chúng tôi có rất nhiều kinh nghiệm trong những trường hợp mà nhiều trang trại không nhất thiết nằm gần nguồn cung cấp nước của họ.

Ví dụ, có nhiều con sông mà nhiều nông dân lấy nước từ đó, nhưng trang trại của họ có thể cách xa hàng kilômét. Vì vậy, ở những trang trại lớn này, họ thường lấy một lượng lớn nước, chuyển qua các đường ống chính và đưa vào các bể chứa nước trong trang trại, có thể cách đó 2, 3 hoặc 4 kilômét.

Cơ sở hạ tầng mà chúng tôi đề cập ở đây có quy mô lớn như những gì chúng ta thấy trong ngành cấp nước hoặc khai khoáng, rất lớn và độ tin cậy là yếu tố quyết định, bởi vì nếu chúng ta đang tưới tiêu cho các loại cây trồng này mà không có nước thì cây sẽ chết. Do đó, việc đảm bảo an ninh nguồn nước và kiểm soát hiện tượng búa nước là vô cùng quan trọng, đặc biệt ở những vùng xa thành phố lớn, nơi thường có sét, nguồn điện yếu hoặc gặp sự cố về lưới điện, v.v. Vì vậy, việc thiết kế đúng và kỹ lưỡng các giải pháp cho những trang trại lớn này là điều hết sức cần thiết.

Chắc chắn rồi. Colin, anh đã đề cập trong các tập trước rằng nguyên nhân gây ra hiện tượng búa nước thường là do sự thay đổi nhanh chóng của dòng nước trong đường ống, và tôi khuyến khích các thính giả của chúng ta hãy nghe lại các tập trước để tìm hiểu về chủ đề này. Có những ứng dụng cụ thể nào trên các trang trại này tạo ra sự thay đổi nhanh chóng đó không?

Vâng. Các ứng dụng mà chúng tôi sử dụng các thiết bị này trong tưới tiêu, hoặc rất cụ thể cho tưới tiêu, là khi chúng tôi có một trang trại nằm cách xa nguồn nước. Như tôi đã giải thích trước đó, chúng tôi có một đường ống rất lớn chuyển nước với lưu lượng rất cao đến các hồ chứa. Bây giờ, chúng tôi có thể có một hoặc hai ngày nước tưới trên hồ chứa. Vì vậy, đường ống và mạng lưới chuyển nước này rất quan trọng, cần phải hoạt động tốt. Nếu chúng tôi gặp sự cố mất điện hoặc hỏng hóc đường ống ở đó, hậu quả có thể rất nghiêm trọng, và chúng ta đang nói đến các kích thước ống lớn, 600 milimét, 900 milimét hoặc lớn hơn. Như vậy, chúng ta đang nói về cơ sở hạ tầng lớn chạy qua những vùng địa hình gồ ghề với điều kiện chất lượng nước thay đổi rất nhiều từ sông.

Vì vậy, các nguyên tắc cơ bản cũng tương tự. Đúng vậy, chúng tôi đến các trạm bơm và đảm bảo lắp đặt các thiết bị giảm dao động áp suất, v.v… và các thiết bị tương tự như vậy. Do đó, việc tuân thủ các nguyên tắc mà chúng tôi áp dụng cho tưới tiêu ở đây cũng cần được thực hiện trong mọi ứng dụng khác. Một trong những vấn đề chính mà nhiều nông dân gặp phải là ở vùng nông thôn, họ thường sử dụng điện để chuyển nước. Và thường thì khi nhiệt độ rất cao và nhiều người cùng bơm nước, lưới điện bị quá tải, dẫn đến nhiều sự cố mất điện, có thể do sét đánh hoặc hệ thống bị quá tải, và tình trạng mất điện xảy ra thường xuyên.

Việc lắp đặt các giải pháp tốt như van dự đoán tăng áp, van xả khí chống va đập và nhiều loại sản phẩm khác vào các hệ thống chuyển nước này là vô cùng quan trọng và cần được thực hiện một cách hiệu quả. Và như chúng tôi đã đề cập ở các phần trước, việc có các báo cáo dao động áp suất tốt, thông tin đầy đủ và thiết kế hợp lý là rất cần thiết.

Điều quan trọng là khi làm việc trong lĩnh vực tưới tiêu, chúng ta phải đối mặt với các điều kiện chất lượng nước khác nhau, và cần đảm bảo rằng mặc dù các sản phẩm này đều vận hành bằng thủy lực và không cần điện, chúng vẫn phải hoạt động tốt dù nước sạch hay bẩn, vì chất lượng nước sẽ thay đổi trong năm, tùy thuộc vào lưu lượng sông, v.v…

Rất đúng. Rất đúng. Khi nước đã được lưu trữ tại hồ chứa trên trang trại và các máy bơm tưới đang cung cấp nước cho hệ thống tưới, liệu còn có những vị trí nào khác cho phép phòng ngừa và giảm thiểu hiện tượng búa nước không?

Vâng, chắc chắn rồi. Điều mà hầu hết các trang trại đang làm sau khi đã có hệ thống lưu trữ nước số lượng lớn tại trang trại là họ lấy nước đó và bơm qua một hệ thống lọc lớn. Bởi vì điều họ muốn là lọc ra phần lớn các chất rắn trong nước để có thể sử dụng cho hệ thống tưới nhỏ giọt, tưới phun mưa nhỏ, hoặc có thể cho các hệ thống tưới pivot để tưới cây trồng. Có rất nhiều yếu tố cụ thể sẽ tạo ra sự thay đổi lưu lượng đột ngột, dẫn đến hiện tượng búa nước.

Một trong những vị trí chính mà hiện tượng búa nước thường xảy ra là tại trạm bơm và trạm lọc. Bởi vì chúng ta đang nói đến các dãy lọc lớn như lọc vật liệu, lọc đĩa hoặc lọc lưới, và những hệ thống này thường đều có chức năng tự động làm sạch hoặc tự động rửa ngược, do ở các trang trại này thường rất ít người làm việc thủ công, mọi thứ đều được tự động hóa. Vì vậy, có rất nhiều quy trình diễn ra tại các trang trại này tạo ra sự thay đổi lưu lượng đột ngột. Nếu bộ lọc bị tắc, chúng sẽ rửa ngược và khi đó lưu lượng sẽ thay đổi nhanh chóng, dẫn đến tăng áp suất đột ngột và máy bơm tăng giảm công suất liên tục. Có nhiều vị trí khác nhau trên các trang trại nơi điều này xảy ra.

Một khu vực quan trọng khác, cũng khá phức tạp, và đây là nơi kinh nghiệm của Bermad trong lĩnh vực tưới tiêu thực sự phát huy tác dụng. Ở nhiều trang trại, khu vực canh tác thường được chia thành các lô nhỏ hơn vì không thực tế để tưới cùng lúc 500 hoặc 3000 hecta. Họ sẽ chia thành các lô nhỏ hơn và tưới từng lô một cách tuần tự trong một khoảng thời gian nhất định.

Mỗi lô này sẽ có van điều khiển tự động riêng, sẽ mở hoặc đóng thông qua hệ thống điều khiển từ xa và các bộ điều khiển tưới tiêu. Vì vậy, trong hệ thống này, nước đi qua toàn bộ hệ thống lọc rồi phân phối ra các lô, lưu lượng luôn thay đổi vì lô 1 và 2 sẽ tắt, các lô tiếp theo sẽ bật. Do đó, sẽ có lúc lưu lượng tăng đột ngột rồi lại giảm xuống. Có rất nhiều yếu tố diễn ra cùng lúc. Khi bạn có mặt tại đó, quan sát các hệ thống lớn này và nhìn các đồng hồ đo hoạt động bất thường, cảm giác rất thú vị.

Điều quan trọng nhất đối với người trồng là đảm bảo cơ sở hạ tầng an toàn, và kinh nghiệm của Bermad thực sự phát huy khi chúng tôi có thể đảm bảo việc lên lịch chuyển đổi giữa các lô, khi chuyển từ lô A sang lô B, chúng tôi biết cách vận hành van ở tốc độ kiểm soát với các khoảng dừng khác nhau và đảm bảo các bộ lọc hoạt động đồng thời.

Bermad có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tưới tiêu, đặc biệt trong việc giảm thiểu hiện tượng búa nước. Đôi khi chỉ đơn giản là đảm bảo mỗi van lô mở ra trong 40 giây, các van khác đóng lại nhanh chóng, nhưng chúng tôi có thể điều chỉnh để van mở từ từ; như vậy sẽ không có quá nhiều nước chảy ra cùng lúc.

Vấn đề là khi có lưu lượng không đều trong đường ống, sau khi đã lọc nước, nếu lưu lượng quá cao, sẽ có nhiều màng sinh học bong ra từ bên trong ống, có thể làm tắc đầu nhỏ giọt hoặc đầu phun, v.v. Có rất nhiều yếu tố rất đặc thù trong tưới tiêu mà chúng tôi có nhiều kinh nghiệm làm việc với nông dân, nhà thiết kế và các công ty tưới tiêu để đảm bảo quy trình và hiện tượng búa nước được giảm thiểu tối đa.

Điều này có thể bao gồm các loại van dự đoán tăng áp, hoặc sử dụng van xả khí chống tăng áp để đảm bảo các đoạn ống được làm đầy với tốc độ chậm và kiểm soát. Chúng tôi luôn muốn mọi thứ diễn ra nhẹ nhàng. Nếu bật tắt thiết bị quá nhanh và tạo ra các đợt tăng áp, toàn bộ hệ thống sẽ bị căng thẳng.

Điều quan trọng đối với người trồng là họ đang trồng các loại cây lâu năm. Ví dụ, bạn có thể trồng hạnh nhân với kỳ vọng tồn tại 20-30 năm. Bạn có thể thấy các vườn ô liu ở châu Âu và Úc đã tồn tại hàng chục năm. Vì vậy, bạn không muốn phải đào bới lại cơ sở hạ tầng sau khi hệ rễ đã phát triển, bạn muốn hệ thống hạ tầng tồn tại lâu dài. Điều quan trọng là nhận được thông tin chính xác từ các kỹ sư để hiểu rõ điều gì tốt, hiệu quả, không phải lúc nào cũng rẻ nhất, mà là tốt nhất cho trang trại về lâu dài, và đó là điều mà Bermad làm rất tốt.

Chúng ta hãy nghỉ giải lao một chút. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào muốn được giải đáp trong podcast này, hãy liên hệ với chúng tôi qua trang web https://www.bermad.com.au hoặc gửi email đến info.au@bermad.com, và Colin sẽ chắc chắn trả lời các câu hỏi của bạn.

Quay trở lại chương trình. Colin, nghe có vẻ như những kỹ thuật mà bạn đề cập khá chuyên biệt và cụ thể liên quan đến bảo vệ nguồn nước, và điều này thực sự đòi hỏi rất nhiều kinh nghiệm về tưới tiêu và thủy lực để đạt được kết quả mong muốn. Việc xác định kết quả tốt nhất có trở nên phức tạp hơn bởi thực tế là bạn đang sử dụng nước tưới thay vì nước uống sạch không?

Vâng, chắc chắn rồi. Nếu tôi xem xét nhiều địa điểm mà người ta lấy nguồn nước, vì các van của chúng tôi là van thủy lực, điều đó có nghĩa là chúng được thiết kế để vận hành với chất lượng nước đã được lọc và đạt tiêu chuẩn, giúp các bộ điều khiển pilot, solenoid và các thành phần khác hoạt động ổn định mà không cần bảo trì thường xuyên.

Nếu bạn quan sát nhiều kênh dẫn nước cho các con sông, v.v., bạn sẽ thấy vào những thời điểm khác nhau trong năm, mức độ chất rắn lơ lửng hoặc hàm lượng đất sét keo hay các chất rắn trong nước có thể thay đổi rất lớn. Điều này ảnh hưởng rất nhiều đến sản phẩm mà chúng tôi lắp đặt. Đôi khi, chúng tôi phải đề xuất các mức lọc khác nhau hoặc các tiêu chuẩn sản phẩm khác nhau phù hợp nhất với điều kiện đó.

Trong nhiều trường hợp, không chỉ sử dụng nước sông hoặc nước hồ chứa, mà ngày nay, với xu hướng tái sử dụng, chúng ta còn sử dụng rất nhiều nước thải đã qua xử lý trong tưới tiêu, vì chúng tôi biết loại nước này giàu dinh dưỡng, rất tốt và giúp giảm sử dụng phân bón, đồng thời rất phù hợp cho việc trồng trọt.

Tuy nhiên, thực tế là những nguồn nước này, trừ khi bạn có kinh nghiệm thực sự hiểu rõ ý nghĩa của chúng đối với các sản phẩm vận hành ổn định ngoài thực địa, và bạn có thể đang nói về một trang trại có 2-300 van như vậy trên nhiều ki-lô-mét. Đó là một khối lượng bảo trì lớn, nên nếu hệ thống không được cấu hình đúng, lọc nước không đảm bảo và các yếu tố liên quan không được xem xét kỹ lưỡng, chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến khối lượng bảo trì hoặc hiệu quả của hệ thống tưới tiêu. Vì vậy, kinh nghiệm của Bermad thực sự là yếu tố nổi bật ở đây trong việc đưa ra những lời khuyên hữu ích về cách xử lý.

Thích điều đó, luôn hữu ích. Cuộc trò chuyện này thực sự rất bổ ích, Colin. Cảm ơn bạn lần nữa vì đã trò chuyện.

Rất hân hạnh. Cảm ơn bạn.

Để tìm hiểu thêm về ngành nước, bao gồm sản phẩm, mẹo, lắp đặt, vận hành và kỹ thuật bảo trì, hãy truy cập https://www.bermad.com.au và đăng ký nhận bản tin ngành của chúng tôi. Bạn sẽ gia nhập cộng đồng hơn 3000 chuyên gia trong ngành và học hỏi từ đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm của Bermad.

Cảm ơn bạn đã theo dõi tập này của Controlling Water. Để xem thêm các tập khác, tài nguyên và hướng dẫn, hãy truy cập https://www.bermad.com.au ngay hôm nay.