פתרונות מים יעילים

ליווי, ייעוץ והדרכה בתחום השימוש במים

כמי שעסק ועוסק גם כיום בתחום מערכות ההשקייה היעילה והטיפול באיכויות המים אני חורש את הארץ לאורכה ולרוחבה במגמה לעזור לחקלאים ולגננים הציבוריים בשני תחומים

1. לייעל את ההשקייה באופן שיאפשר לכם החקלאים למקסם את הרווח על הגידולים שלכם
2. ניצול מירבי של כל טיפת מים. חסכון במים הוא צו השעה ובזה אני יכול לעזור לכם לנצל את המים באופן היעיל ביותר.
3. לטפל באיכויות הקולחים המשתנות כדי לאפשר השקייה יעילה והגנה על ציוד ההשקייה שלא ייסתם.
4. הגנת קרה וצינון בקיץ. כאן תוכלו לקבל דרך יעילה להתמודד עם בעיות הקרה וצינון כדי למנוע נזק ליבול ולהכנסתכם.

בתחומים אלו היכולת שלי לעזור לכם להביא את מערכת המים וההשקייה למיצוי מירבי של יכולותיה כדי שאתם תוכלו לקטוף את פירות העבודה שלכם במלואם.

אתם מוזמנים לפנות אלי למפגש היכרות ראשוני ולאחר מכן אשלח לכם הצעה רעיונית ועלות הליווי והטיפול במערכות ההשקיה שלכם.

עקרונות תכנון מערכות השקייה

הגדרות לאיכויות מים
מים שאינם לשתייה
מים באיכות משנית שאינם לשתייה אבל מתאימים להשקייה כגון מים עם רמות חנקן גבוהות, מים ממקורות פתוחים כגון: אגמים, נהרות, מאגרים.

חשוב!!! איכות המים בכל מקורות המים משתנה כל הזמן

משנה לשנה

מעונה לעונה
מחודש לחודש
משבוע לשבוע
מיום ליום
ואפילו באותו היום

קולחים
שפכים מכילים 98% מים ורק 2% חומר אורגני.
לכן קולחים שהם שפכים מטופלים הם בהחלט מקור מים לגיטימי להשקייה בהתאם להנחיות משרדי הבריאות במדינות השונות

הגדרות לקולחים
איכות הקולחים לאחר הטיפול הראשוני שהוא הפרדת מוצקים וחול מוגדרת על פי 2 מדדים
BOD צריכת חמצן ביוכימית נמדד במג"ל

TSS מוצקים מרחפים במים.  נמדד כנ"ל

קולחים שיניוניים
איכות מים שיניונית מוגדרת כ – 20/30 (המספר הראשון יהיה BOD השני יהיה TSS)
המשמעות של הנתונים לעיל הם
BOD 20 משמעותו שצריך להוסיף לקולחים עוד 20 מג"ל חמצן כדי לפרק את החומר האורגני שבקולחים ולשפר את איכותם.
TSS 30 משמעותו שיש בקולחים 30 מג"ל של מוצקים מרחפים שיש לסלקם מהמים בעיקרו באמצעות שיקוע וסינון
בישראל למשל איכות קולחים זו מתאימה בעיקר להשקיית גידולים שלא נאכלים או מטעים במגבלות מסויימות.

קולחים שלישוניים

רמת קולחים זו מוגדרת כ – 10/10 איכות מים זו מתאימה להשקיית ירקות נאכלים מהשטח.
שתי רמות אלו מתאימות לגד"שים, מטעים וירקות.

לגינון ציבורי נוספו עוד 2 איכויות קולחים
איכות קולחים גבוהה
האיכות דומה לאיכות שלישונית אבל ההשקייה מוגבלת לאזורים סגורים ללא נוכחות בני אדם

איכות מים מעולה
מוגדרת כ BOD 10 מג"ל אבל כאן במקום TSS מודדים את העכירות במים והיא צריכה להיות ברמה של 2 יחידות NTU  יחידות מדידת עכירות המים.

בתכנון במקורות מים שונים צריכים קודם כל לדעת:

מקור המיםרצוי אנליזות של המים
איכות המים
סוג הגידולים המוצע
קרקע
דרישות משרד הבריאות בכל מדינה.

הנקודות שאגע בהנחיות הן:
טיפול במים  במקור המיםנקודת שאיבה ממקורות המים השונים
סינון במאגר
סינון לאחר השאיבה
סינון בראש חלקה
סינון ביקורת
ניטור צנרת ההולכה ממקור המים לשטחצנרת חלוקת המים לחלקות השונות
מערכת ההשקייה (בעיקר טפטוף)
טיפולים פיזיקליים
טיפולים כימיים
תכנון

תכנון הוא האחרון כי הוא הסיכום של כל הקטעים שלפניו

מקורות המים שונים ומגוונים וההנחיות נוגעות למקורות מים עיליים.
מקורות המים העיליים יכולים להיות אגמים, נהרות, מאגרים

שאיבה מנהר
בשאיבה מנהר יש לקבל החלטה בהתאם למהירות הזרימה בנהר מהיכן שואבים.
האם שואבים ממרכז הזרימה שם המים מכילים יותר חומר אורגני וסילט ופחות חול אבל רגישים יותר לפגיעות מיכניות

שאיבה מהגדה. כאן החול הוא המרכיב הבעייתי

בשני המצבים מוצע להתקין בריכות/ מאגרים תפעוליים ולשאוב את המים מהחלק העליון של המאגר התפעולי כלומר עם נזיר צף משתנה עומק.
צריך לקחת בחשבון בהתאם לאיכות המים את נפח המאגר בהתאם לזמן השיקוע שרוצים לקיים 2-6 שעות
ובהתאם לזה נפח המאגר התפעולי וכמובן ספיקת השטח.

תעלות
אספקת המים לחלקות החקלאיות נעשית ברוב המדינות באמצעות תעלות.
מהירות הזרימה בתעלות משתנה בהתאם לצריכה ושינוי זה גורם להתפתחות אצות וזואופלנקטון (תלוי בטמפרטורת המים).
מקור מים זה מגיע לשטח בגרוויטציה (השקייה בלחץ נמוך) או בשאיבה מבריכה והטיפול במקור זה דומה לטיפול במאגרים.

הגורמים המשפיעים על איכות מקורות המים המשניים

מיקום נקודת השאיבה.
רצוי שנקודת השאיבה תהיה מוגנת מתרחיפים של חומר אורגני כגון עלים ועוד.

אופן השאיבה
כללית יש שתי אופציות לשאיבה
שאיבה מתחתית המאגר
שאיבה מהחלק העליון של המאגר שאמצעות נזיר צף
כדי לקבל שליטה טובה יותר על איכות המים מומלץ לתכנן שאיבה מהחלק העליון של המאגר באמצעות נזיר צף משתנה עומק.

במאגרים קיימת שכבתיות של המים כאשר בקיץ בתנאים ללא רוח החלק העליון חמים יותר מאשר החלק המרכזי והתחתון וכאשר המים מתחממים מתחילה התפתחות של חומר אורגני כגון אצות וזואפלנקטון.

מעבר לתכנון של שאיבה מהחלק העליון של המאגר אבל מעומק שבו המים קרים יותר וללא אצות מומלץ לתכנן מערכות ערבול מים
שמונעות התפתחות אצות ומשפרות את איכות המים

גידול דגים
גידול דגים במאגרי מי שיטפונות ומים שפירים הוא מקובל ולדעתי בעת התכנון צריך לדעת את רמת החמצן במים.
רמה מעל 0.5 מג"ל חמצן מאפשר גידול דגים מתחת לזה אי אפשר.
גם במאגרי קולחים מעורבים עם מי שיטפונות בדיקת ריכוז החמצן תהיה המדד אם אפשר לגדל דגים במאגר

דגים הם מרכיב חשוב בשמירה על איכות המים להשקייה.
מדובר על זנים מיוחדים של דגים.

מאידך בהרבה מאגרים חקלאים רוצים לנצל את מקור המים לגידול נוסף כגון דגים לשווק מסחרי.
וכמובן ימקמו את נקודת ההאכלה של הדגים קרוב למשאבות כי שם יש מקור מתח
אבל בפועל מה שקורה שבנקודת השאיבה מצטבר תרחיף רב של מזון הדגים וגם הפרשות הדגים
וכל זה מקשה על ההתמודדות עם איכות המים במאגרים ולעתים גם באגמים

מי שטיפה של המסננים הראשיים
הדרך הקלה והפשוטה להחזיר את מי השטיפה במאגרים בהם יש נזיר צף היא לחבר את צינור החזרת מי השטיפה לכבל שמחזיק את הנזיר
וכך יוצא שמי השטיפה חוזרים ישר לנקודת השאיבה.

מומלץ להחזיר את מי השטיפה רחוק מנקודת השאיבה וכנגד כוון הרוח כך שהחומר המגיע עם מי השטיפה יהיה רחוק מנקודת השאיבה
ויקל על המסננים בפעולתם

מסנן רוטוסטריינר
מסנן זה מותקן בתחתית הנזיר הצף ובעצם מבצע סינון ראשוני של המים הנכנסים למשאבות.
מזנן זה בעיקרו מסנן רשת שנשטף ומתנקה כל הזמן ועוזר להורדת הגורמים המזהמים במים/קולחים

סינון ראשוני במאגר
ההמלצה לסינון ראשוני במאגר בשימוש בקולחים היא סינון טבעות או חצץ ולא סינון רשת.
במסנן רשת כאשר הפרש הלחץ העולה בין שני צידי הרשת גורם לחלקיקים גדולים להיחתך לחלקיקים קטנים יותר העוברים את הרשת
ומתלכדים בהמשך הדרך למערכת ההשקייה כתלכידים גדולים המגיעים למסנן בראש המערכת עוברים גם אותו וגם את מסנן הביקורת
ומגיעים לטפטפות ולכן לטפטפות עם שטח סינון גדול כגון היונרעם והדריפנט יש יתרון מובהק על פני טפטפות עם שטח סינון קטן.

סינון פרק כללי

 קיימות 4 סוגי מסננים:
הידרוציקלון להפרדת מוצקים מהמים בהשקייה הכוונה בעיקרה הפרדת חול.
מסנן רשת נועד בעיקר להרחקת חלקיקים מוצקים כגון חול אבנים שמגיעים עם המים
מסנן טבעות יעיל בעיקר לסינון חומר אורגני מהמים ואינו יעיל בהרחקת חלקיקים מוצקים
מסנן חצץ מסנן בעל יעילות הרחקה גבוהה של כל סוגי החלקיקים.

הדילמה – מסנן בודד או סוללת מסננים.

כללית יש 3 עד 4 עמדות סינון
במאגר
ראש מערכת
במרחק של כ 700 מטר מעמדת הסינון הקודמת
סינון ביקורת.

הדילמה היא האם לתכנן על מסנן אחד בודד בקוטר גדול או על סוללת מסננים.
ההמלצה הנהוגה בנטפים ישראל היא סוללה של מסננים קטנים יותר ולא מסנן אחד גדול.
ההנחה היא שכאשר מסנן מתקלקל במסנן בודד ההשקייה נעצרת באילו בסוללה של מסננים אם אחד מתקלקל האחרים עובדים קשה יותר
אבל ההשקייה ממשיכה ולכן ההמלצה שלי היא סוללה של מסננים

יחס ספיקה שטח סינון

ההחלטה על היחס בין ספיקת השטח וקוטר המסנן היא החלטה קשה.
אם נלך לפי הנחיות חברות הסינון התשובה שניתן לא תהיה מספקת כי ההנחיות של חברות הסינון לגבי הספיקה וקוטר המסנן נבדקו באיכות מים טובה.

מה קורה כאשר איכות המים היא בעייתית בין אם במאגר של מי שפירים ובין אם במאגר קולחים.
בשני המאגרים יתפתחו אצות ותתפתח אוכלוסיה של זואופלנקטון וההחלטה על התאמת שטח הסינון לספיקה היא בעייתית.

התאמה זו בעייתית גם מבחינת המחיר המוצע ללקוח של מערכת הסינון.

מתוך הניסיון בארץ המלצתנו ללקוחות היא להגדיל את שטח הסינון ביחס לספיקה ב – 30% (באיכות מים/קולחים סבירה??)
ועד 50% (באיכות מים קשה??)
סימני השאלה הם כי קשה להסביר מהי איכות מים סבירה ועוד יותר מהי איכות מים קשה.
ההמלצה מסתמכת על מקור המים וההיכרות שלנו עם מקורות המים השונים הקיימים בארץ.

כאשר אין ידע מספיק על איכות המים מומלץ להשאיר במניפולד מערכת הסינון מקום פנוי אחד או שניים להוספת מסננים אם איכות המים משתנה לרעה.

תכנון ספיקות מסננים
מומלץ כי תכנון הספיקות והתאמת המסננים לספיקות ייקח בחשבו את הספיקה המרבית ואת המקרה הקיצוני של איכות המים.
המשמעות היא מערכת סינון יקרה אבל במקרה קיצון השטח יקבל מים ולא תיסתם מערכת ההשקייה.

מש – מיקרון
המידה הנפוצה כיום לציון דרגת הסינון היא מש שהיא בעצם יחידת אריגה של בדים כלומר מספר החוטים בבגד לאורך אינץ (2.5 ס"מ).
מידת המש מציינת את גודל מעבר המים אבל לא את צורתו והיכולת שלו להתמודד עם חומרים אורגניים

כיום יותר ויותר עוברים לציין את רמת הסינון ביחידות של מיקרון המציינות את גודל מעבר המים.
יחס ההמרה בין מש למיקרון והפוך הוא 15000
מש / 15000 = מיקרון והפוך

שטיפת מסננים אוטומטיים
ההמלצה של כלל חברות הסינון בישראל הוא שטיפה בהפרש לחץ של0.5  אטמ' (5 מטר).
מומלץ לא להתפשר עם בקשות/דעות/תובנות של החקלאים ולהיצמד להמלצת החברות ואף להתריע לחקלאים על הנזק שהם גורמים
כאשר הם משנים את נתון הפרש הלחץ .

ככלל המסננים מתוכננים לשתי אופני שטיפה
שטיפה על פי זמן
שטיפה (גיבוי) על פי הפרש לחץ  (5 מטר)

המדד הראשון לשטיפה יהיה זמן.
מדד הזמן ייקבע על פי העונה ואיכות המים כלומר בתחילת העונה כאשר המאגרים מלאים אפשר לקצוב זמן שטיפה כל 4 שעות.
ככול שהעונה מתקדמת מדד השטיפה יתקצר לשעתיים או כל שעה.

מומלץ כי 2 המדדים זמן שטיפה והפרש הלחץ יפעלו ביחד.
כאשר איכות המים סבירה מדד הזמן יפעל אבל ייתכן ובין השטיפות על פי זמן איכות המים תשתנה ואז מדד הפרש הלחץ ייצור שטיפה.

שני המדדים האלה שחייבים להיות משולבים עוזרים לתת מענה סביר לאיכות המים.

• מסנן חצץ. בהתאם לקוטר המסנן חייבים לתכנן ולהציע מגוף מגביל ספיקה בשטיפה כדי למנוע שטיפה בלחץ גבוה
  שסוחף החוצה את החצץ ומשאיר את תווך הסינון  עם כמות חצץ קטנה עד ללא חצץ כלל.

מד שטיפות
מומלץ להתקין מד שטיפות במסננים באוטומטיים.
מד השטיפות יראה מתי היתה פעילות חריגה של המסננים והמשמעות היא שאיכות המים נעשתה גרועה יותר ויש לטפל בציוד ההשקייה
כלומר שטיפות של שלוחות, מחלקים ומאספים או הגברת הטיפולים הכימיים

שטיפה ידנית של מסננים אוטומטיים
חקלאים משוכנעים שברגע שהם עובדים עם מסננים אוטומטיים חייהם נעשו קלים יותר.
המסנן נסתם הפרש הלחץ מגיע ל 5 מטר והמסנן שוטף באופן אוטומט וחוזר לנקודת ההתחלה.
במציאות זה אחרת ומסנן אוטומטי נסתם לאט לאט ולעתים גם מהר. כלומר עם מקבלים רצף שטיפות בזמן קצר תיתכנה 2 אפשרויות

1. איכות המים נעשתה קשה יותר
2. המסנן האוטומטי הולך ונסתם

במצב כזה יש להוציא את גוף הסינון לשטוף אותו בלחץ גבוה (לעיתים עם גרניק המשמש לשטיפת מכוניות בלחץ גבוה) ולהחזיר את גוף הסינון למסנן.

תכנון צינור מי השטיפה.
תכנון צינור מי השטיפה וההמלצה לחקלאים היא כי צינור מי השטיפה יהיה תמיד למקום נמוך בלי שינויים בגובה הצינור לאורך הדרך.
שטיפה יעילה משמעותה זרימת מים במהירות גבוהה.
מים שעומדים בתוך הצינור ו"מתנגדים" לקצב זרימת מי השטיפה גורמים ליעילות שטיפה לקויה.

סינון ביקורת

דרגת הסינון הזו כשמה כן היא. היא תחנת הסינון האחרונה לפני השטח והטפטפות ולכן חשיבותה רבה.
מומלץ לתכנן סינון ביקורת  ידני ולא חצי אוטומטי ובמידה ויהיה מסנן אוטומטי עקב איכות מים קשה מומלץ מסנן טבעות ולא מסנן רשת.

חקלאים רבים נוטים להתפשר ואף לזלזל בסינון הביקורת וטוענים שקשה להם לבוא לשטח לשטוף את המסנן לעתים תכופות
ולכן עוברים לפתרונות קלים של מסנן חצי אוטומטי (רשת) אבל לא מודעים שבכך הם מעבירים את הבעיה לטפטוף עצמו
וגורמים לסתימת המערכת לאט אבל בטוח.

ולכן מתכננים צריכים לעמוד על דעתם בנושא ולהסביר לחקלאים מהי המשמעות של ויתור על תפקוד יעיל של מסנן הביקורת וסתימת מערכת ההשקייה.

מסנן חצי אוטומטי.
כיום נמצאים בשוק 2 סוגים של מסנן חצי אוטומטי
מסנן רשת
מסנן טבעות.

שני המסננים מקלים על חיי החקלאים בכך שלא צרך לפתוח  את המסנן ולנקות את גוף הסינון אלא מסובבים ידית פעמיים קדימה ואחורה והמסנן "נקי"

מסננים חצי אוטומטיים מחייבים לחץ לשטיפה של 3 אטמ'.
במצבים שש לחץ גבוה בקוו ופתיחת ברז השטיפה המעלה את הספיקה ומוריד את הלחץ ועדיים הלחץ הוא 3 אטמ'
אין בעיה ואין צורך לתכנן ולהוסיף ברזי הפרדה לשטח.
מתכנן חייב לבדוק את מערכת הלחצים סביב מסנן שכזה.
במקרה שאין לחץ מספק חייבים לתכנן ברזי הפרדה והשטיפה תיעשה כאשר ברזי ההפרדה לשטח סגורים.

מסנן חצי אוטומטי טבעות פועל רק כאשר ברז ההשקייה סגור

ניטור
איכות הקולחים משתנה באופן מהיר ולכן יש צורך לתכנן ולהציע ניטור של השינויים באיכות הקולחים.
הניטר יכול להתבצע אחרי הסינון במאגר או בראש המערכת.
הניטור חייב להיות מחובר למערכות הטיפול הכימי בקולחים ולהגיב בהתאם לשינויים באיכות הקולחים

ניטור המים הניטור כולל את המרכיבים הבאים:
מד EC ו pH
מד כלור נותר בקצה שלוחה.
מד EC מדווח על מליחות המים והשינויים במליחות

למד pH יש שתי מטרות

1. מראה על יעילות הטיפול הכימי בכלור
2. מצביע על האפשרות לבעייה של ריכוז אבנית גבוה במים

מד כלור נותר
מד כלור נותר ממוקם בקצה שלוחה ומצביע על רמת הכלור בקצה השלוחה.
בדרך כלל ההמלצה היא על ריכוז כלור כללי של 0.5 מג"ל.
שינוי בריכוז הכלור מצביע על שינוי באיכות ה'קולחים ומאפשר להגיב בהתאם

צנרת אספקת המים להשקייה מחלקים, מאספים ושלוחות הטפטוף

בתכנון צנרת אספקת המים וצנרת ראש המערכת לחלקת ההשקייה, מחלקים ומאספים צריך לקחת בחשבון 2 גורמים

1. מהירות זרימה
2. עמידות לכימיקלים

מהירות זרימה
מתוך הניסיון שנצבר בישראל ראינו שמהירות הזרימה בצנרת אספקת המים במחלקים ובמאספים היא הגורם הדומיננטי בהגנה על מערכת הולכת המים מסתימה.
במהירות זרימה איטית או במצבים של אין זרימה נוצרים משקעים על הצנרת עד כדי בניית "שיחים" של חומר אורגני.
הצטברות גורמת להורדת לחצים ועבודה לא יעילה של המערכת.

מצאנו כי לא רק הטפטפות או שלוחות הטפטוף נסתמות אלא גם מחלקים ומאספים נסתמים כתוצאה ממהירות זרימה איטית בתוכם.
ולכן התכנון צריך לקחת בחשבון מהירות זרימה של 1.5 מ'/שניה עד 2.5 מ'/שניה  במחלקים ועד 1.0 מ'/שניה במאספים

ניקוי פיזי של מחלקים.
בתכנון של המחלקים רצוי לתת את הדעת על האפשרות של הכנסת חזירים למחלקים או לצנרת הראשית.
"חזיר" הוא כינוי מקצועי בינלאומי לספוגים בדרגות קושי שונות מספוג רחצה ועד ספוג משונן בחלקיק ברזל לניקוי הצנרת.
השימוש בחזירים נפוץ מאוד בארץ ובעולם לניקוי צנרת ראשית ולצורך כך צריך לתכנן את ראש המערכת בצורה כזו שיתאים לניקוי עם ספוגים.

שלוחות טפטוף
מבחינת  שלוחות הטפטוף הגענו למסקנה שאורך שלוחה אופטימלי בשימוש בקולחים הוא עד 100 מטר ובמקרים קיצוניים עד 130-150 מטר
אבל לא 200 מטר כדי ליצור מהירות זרימה גבוהה גם בשלוחות.

הגורם הדומיננטי כאן אינו רק מהירות הזרימה בשלוחות בעת ההשקייה אלא מהירות הזרימה במחלקים ובשלוחות בזמן שטיפתם.
מצאנו שככול שמהירות הזרימה גבוהה בעת השטיפה יותר חומר אורגני נסחף החוצה.

טיפולים כימיים
שימוש במים מאיכות משנית והצורך להגן על מערכות הטפטוף מחייב טיפולים כימיים החומרים בהם ניתן להשתמש להגנה על מערכת הטפטוף הם:

כלור על סוגיו השונים בכל מקום החומר שונה וצריך הנחיות של המעבדה לגבי השימוש בכלור.
כלור משמש בעיקר למניעת שיקוע חומר אורגני בצנרת ובשלוחות ואף להרחיק חומר אורגני מהמערכת.
מי חמצן : בעל פעילות חזקה יותר מכלור ומשמש גם הוא כנגד משקעי חומר אורגני
חומצות למיניהן: משמשות בעיקר כנגד משקעי אבנית

הנחיות בטיחות
מגוון החומרים לעיל הינו מסוכן לחיי המפעילים ולשלומם ולכן בכל תכנון של מערכת השקייה בקולחים מומלץ להציע את החומרים הנ"ל בצירוף הנחיות בטיחות.

ככלל הנחיות הבטיחות הן:
כפפות
משקפי מגן
במקרים מסויימים מסיכות אב"כ
הימצאות מים חיים
הימצאות של שני אנשים לצורך פינוי הנפגע
אין למלא חומרים כימיים במיכלי דשן קיימים אלא באריזות ייעודיות

אשמח לעמוד לרשותכם בכל שאלה והבהרה