استخر کشاورزی چیست؟

استخر کشاورزی یا استخر ذخیره آب، یک استخر بزرگ روی زمین است که ساخت آن با توجه به جمع آوری و ذخیره آب فصلی ضروری است تا از این آب ذخیره شده، در فصول پرباران و خشک برای کشاورزی و دامداری استفاده شود. این استخرها دارای ورودی هایی برای تنظیم جریان ورودی و خروجی برای تخلیه آب اضافی هستند. یکی از کاربردهای مهم استخرهای کشاورزی آبیاری زمین های کشاورزی، باغات و دام است. از این استخرها می توان برای آبیاری محصولات کشاورزی، ایجاد محیطی برای آبزی پروری یا دامپروری استفاده کرد.

استخرهای ذخیره آب همچنین می توانند منبع مناسب و پایداری برای ذخیره آب برای شهرها و روستاها باشند. در این حوضچه ها می توان جانوران آبزی مانند ماهی، صدف، گیاهان آبزی و یا جلبک های استخر را پرورش داد. این استخرها نه تنها برای مصارف ذکر شده، بلکه برای مصارف تفریحی و زیبایی در حیاط، باغ و یا مزرعه قابل استفاده هستند. احداث دریاچه های تفریحی، ماهیگیری و قایق سواری از دیگر کاربردهای این گونه استخرها است.

مصارف کشاورزی استخر های ذخیره آب

در این مقاله قصد داریم تا مصارف کشاورزی اینگونه استخرها را مورد توجه قرار داده و اطلاعاتی را در این باره ارائه دهیم.

استخرهای ذخیره آب کشاورزی یا استخر ژئوممبران، بسته به میزان کشاورزی در فصل تابستان و میزان بارندگی در سایر فصول و کمبود منابع آب، یک بحران جدی برای کشاورزان خواهد بود. با توجه به افزایش میزان تقاضا برای منابع آب و وجود برخی کمبودها در این فرآیند، روز به روز بر اهمیت حفاظت و مدیریت این منابع افزوده می شود. امروزه برای ذخیره آب کشاورزی یا ساخت استخرهای ژئوممبران بیشتر از مصالح بتن، آسفالت یا قیر استفاده می شود. زیرا هزینه های اقتصادی کمتر و طول عمر بیشتری دارند و هزینه عملکرد ژئوممبران نیز کمتر است. ژئوممبران ها در برابر نور خورشید مقاوم هستند و در برابر آب و هوای سرد و گرم بسیار مقاوم تر از بتن(بتن ریزی استخر) عمل می کنند، به طوری که ژئوممبران ها در برابر دمای 80+ درجه سانتی گراد و تا 70- درجه سانتی گراد مقاومت خواهند داشت.

انواع استخرهای کشاورزی

استخرهای کشاورزی به شیوه های مختلف و با متریال متفاوتی، قابل ساخت و اجرا هستند. از جمله:

استخرهای بتنی:

استخرهای بتنی، یکی از انواع استخرهای سنتی هستند که با حفاری در داخل زمین و سپس بتن ریزی کف آن ساخته می شوند. به منظور عایق بندی آن ها نیز از مصالح مختلفی چون سیمان، بتن و… استفاده می گردد. ساخت استخرها، اغلب بسیار زمان بر بوده و نگهداری و بازدهی آن ها نسبت به سایر استخرها(مانند استخر طبیعی و استخر بی پایان و …)، چندان نخواهد بود.

استخرهای ژئوممبران:

این استخرها، پس از حفاری، با نوع پوشش پلیمری به نام ورق ژئوممبران پوشیده می شوند. مراحل ساخت این نوع استخر، به کمک متخصصان و مواد اولیه تخصصی نیاز دارد و همین امر موجب می شود تا علی رغم زمان کم مورد نیاز برای احداث آن، هزینه های احداث نسبتا زیاد باشد.

استخرهای فایبرگلاس:

این استخرها کاملا از جنس فایبرگلاس ساخته می شوند و نیاز به عایق بندی و آماده سازی های طولانی مدت ندارند. به راحتی در محل قابل نصب بوده و عمر طولانی تری نسبت به استخرهای بتنی و سیمانی دارند. با این حال، انتقال آن ها از محل تولید به محل نصب به دلیل ابعاد بسیار بزرگ و یکپارچه آن ها، اغلب بسیار دشوار است. علاوه بر این، به دلیل همین حمل و نقل دشوار، محدودیت هایی در سفارش ابعاد مورد نظر وجود خواهد داشت و پس از نصب، امکان نوسازی کلی آن وجود نخواهد داشت.

از انواع دیگر استخرهای کشاورزی می توان به استخرهای آجری با روکش سیمان، استخرهای ساخته شده از ورق یکپارچه الیاف، استخرهای سنگ و سیمان با عایق ایزوگام و استخرهای پیش ساخته که شامل یک بدنه فلزی و لایه pvc(لوله upvc و چسب upvc) درون آن هستند، اشاره کرد.

مراحل ساخت استخر کشاورزی

همانگونه که اشاره کردیم، استخرهای کشاورزی را می توان از مواد مختلفی چون بتن، آسفالت، ژئوممبران و.. ساخت. اما از آنجا که نوع ژئوممبران آن ها از مزایا و مقاومت و محبوبیت بیشتری برخوردار است، ما در اینجا به مراحل ساخت استخر کشاورزی ژئوممبران، اشاره خواهیم کرد. به منظور ساخت یک استخر ذخیره آب برای مصارف کشاورزی، لازم است مراحل زیر طی شود:

مکان یابی

در ابتدا مکان یابی، نقش کلیدی دارد. به طور کلی مکان استخر را می توان با توجه به منابع تامین آب مانند: گودال آب، رودخانه، قنات، چشمه، سیل و… و عواملی مانند فاصله تا استخر، شیب زمین و … انتخاب کرد. روش انتقال آب به استخر (پمپ زدن، کانال آبیاری و …) و روش خروجی آب به مزرعه (جاذبه، پمپاژ و فیلتراسیون استخر و …) برای این انتخاب بسیار حائز خواهد بود، مکان باید به روشی انتخاب شود که کمترین هزینه و زمان را برای ساخت استخر و هدایت آب به نقاط تخلیه آن در بر داشه باشد. نوع ساختار خاک نیز باید مورد بررسی قرار گیرد.

پس از تعیین محل مناسب، محاسبه حجم آب و شکل هندسی، اولین مرحله از طراحی است. بعد از نقشه برداری از محل تعیین شده، با توجه به حجم منابع آب موجود مانند حق آبه، زمان ورود آب به استخر و حجم آب مورد نیاز کشاورز، باید حجم کل آب قابل ذخیره سازی را با در نظر گرفتن ضریب پایایی محاسبه کرد. به دلیل عدم محدودیت برای عایق کاری ژئوممبران در شکل و اندازه استخر، اغلب محاسبه شکل هندسی با کمترین هزینه خاکبرداری یا خاکریزی انجام می شود.

حفاری و خاکریزی و کف سازی

حفاری یا خاکریزی و ساخت طبقه استاندارد استخر، پس از محاسبات آغاز می گردد. کف سازی مناسب در سلامت و طول عمر ورق ژئوممبران در استخر تاثیر بسزایی دارد و کف استخر یا با حفاری و گودال و یا با انجام خاکریز ساخته می شود اما در هر دو مورد نکاتی باید رعایت شود، از جمله: برای جلوگیری از ریزش دیوارها، شیب استاندارد که اغلب 1/1 یا 45 تا 60 درجه دیواره های استخر است، باید رعایت شود. صاف کردن و متراکم کردن سطوح با حداقل 70 درصد تراکم از طریق کوبیدن غلتک ها و جمع آوری شن و پاشیدن مواد نرم مانند ماسه نیز حائز اهمیت است. برای زیبایی شکل هندسی استخر و عدم فروریختن، می توان دیوارها را با آجر، گچ بری و بتن ریزی کرد، اما ضروری نیست. ایجاد حوضچه در اطراف استخر به نسبت عمق استخر با فاصله حدود 70 تا 100 سانتی متر با عرض 50 تا 70 سانتی متر و عمق 50 سانتی متر نیز باید مورد توجه قرار گیرد. حوضچه، گودالی است که لبه های ورقه های ژئوممبران در آن، قرار داده شده و تعدادی کیسه خاک ریخته می شود. با افزودن آب می توان ورق را حرکت داد و کاملا در کف تخت ثابت کرد و با پر شدن کامل استخر پس از تست نشتی استخر، حوضچه پر از خاک یا بتن نرم می شود.

انتخاب مناسب ترین ژئوممبران

سپس نوبت به انتخاب ژئوممبران مورد نیاز می رسد. با توجه به تنوع زیاد ژئوممبران ها و سازندگان آن ها، انتخاب مناسب ترین ژئوممبران بسیار حائز اهمیت است که با انجام تحقیقات بیشتر، بهترین محصول با کیفیت و استاندارد در کنار سازنده معتبر آن شناسایی می شود. به طور کلی هر نوع ورق ژئوممبران با هر برندی باید دارای برگه مشخصات به همراه استاندارد بین المللی GM13، برگه بهره برداری از وزارت صنعت، معدن و تجارت و برگه گارانتی 10 ساله برای عمق های کمتر از 10 متر باشد. شیب 45 از ضخامت 1.5 میلی متر ژئوممبران و برای عمق بیشتر از 10 متر ضخامت 2 میلی متر یا بیشتر پیشنهاد می شود. برای جلوگیری از هرگونه فرسایش خاک، محافظت از ژئوممبران و افزایش عمر آن و جلوگیری از جمع شدن ژئوممبران باید از روکش نمدی محافظ ژئوتکستایل که از پلی پروپیلن PP یا پلی استر PET ساخته شده است، استفاده شود که دارای استاندارد بین المللی GT12 و ضمانت های مربوطه نیز باشد. نوع ژئوتکستایل بسته به نرمی بستر استخر، حداقل وزن واحد 300 گرم و ترجیحا سفید استفاده می گردد و در صورت بیشتر بودن سنگریزه، پس از تشخیص کارشناس فنی، از وزن واحد بالاتر استفاده شود.

تعیین ورودی وخروجی آب استخر کشاورزی

تعیین ورودی وخروجی آب استخر کشاورزی، در این مرحله انجام می شود. لوله ورودی، خروجی و لوله سرریز آب نصب می گردد. جنس تمام این ها باید پلی اتیلن باشد. فیلتر حوض و خروجی آن باید با پمپ روی شناور (ترجیحا توسط اتاق مشبک ساخته شده از پلاستیک و آلومینیوم) همراه باشد. لوله خروجی باید در فاصله 1 متری از لبه ها و گوشه های کف باشد و مانند سیفون در داخل سوراخ قرار گیرد و با بتن ریزی 50 سانتی متر دور آن ثابت شود که این عمل از جدا شدن جوش از آن جلوگیری می کند. در صورت نیاز به سرریز لوله باید 10 تا 50 سانتی متر پایین تر از لبه استخر نصب شود و قطر لوله حدود 25 سانتی متر باشد.

اجرای لایه های ژئوتکستایل و ژئوممبران

سپس می توان به اجرای لایه های ژئوتکستایل و ژئوممبران و جوشکاری آن ها، پرداخت. هنگام نصب عایق باید شرایط آب و هوایی مناسب جوشکاری باشد، به عنوان مثال باران نبارد و دما بین 0 تا 70 درجه سانتیگراد باشد. ابتدا روکش نمدی محافظ ژئوتکستایل را با خشک کن حرارتی وصل می کنند و سپس نوبت به استفاده از لایه ژئوممبران می رسد. لبه ها روی هم قرار می گیرند و روی کف و دیواره های استخر صاف می شوند. در صورت تمیز و خشک بودن لبه ها، با استفاده از دستگاه جوش حرارتی اتوماتیک، ورق ها را با دو خط جوش به فاصله 1.5 سانتی متر به یکدیگر جوش می دهند. از آن فضای خالی می توان برای انجام تست تخلیه، تست فشار هوا، تست جرقه مخصوص استخرهای بزرگ استفاده کرد.

ایجاد حصار محافظ

ایجاد حصار محافظ، مرحله بعدی خواهد بود. با توجه به اهمیت جلوگیری از غرق شدن انسان و یا سایر حیوانات، به ویژه قبل از هر گونه آبگیری، نصب نرده و علائم هشدار دهنده الزامی است و در صورت هرگونه سهل انگاری و وقوع هر گونه حادثه و خسارات مالی یا جانی، مالک یا بهره بردار، گناهکار شناخته خواهد شد. بهترین مواد برای نرده، توری های گالوانیزه مشبک 6*6 که با سیم 2.5 به همراه عرض 2 متر تولید می شود، یا لوله آهنی به قطر 5 سانتی متر (لوله داربستی) با تیر نبشی 6 و طول 300 سانتی متر که زاویه خمش 50 سانتی متر بالای آن، هستند. این حفاظ ها،50 سانتی متر پایین تر از آن فضا با اتصال حداقل سه شاخه در بتن قرار می گیرد.

بررسی نقاط جوش و کنترل اتصالات

پس از انجام انواع مختلف تست توسط تکنسین مربوطه، بررسی نقاط جوش (در صورت اعمال لوله مربوطه) و کنترل اتصالات، می‌توان آبگیری استخر را شروع کرد. به عنوان اولین سطح آبگیری باید استخر را از ارتفاع 50 تا 70 سانتی متری از سطح کف آن پر کنیم و اجازه دهیم تا دو روز، که در آن ورق ژئوممبران به خوبی در کف استخر بنشیند، باقی بماند. سپس برای روز سوم و چهارم با در نظر گرفتن میزان تبخیر آب برای هر منطقه، خطوط آب را مجددا بررسی کنیم. در صورت عدم کاهش حجم آب، مراحل آزمایش بعدی را انجام می دهیم، برای این سطوح، آبگیری استخر برای سه سطح 30، 60 درصد و 90 درصد حجم استخر انجام می شود و پس از نشستن ورق در کف استخر، خطوط آب تعیین می شود. دلیل آبگیری استخر در سطوح مختلف جلوگیری از تخلیه کل آب استخر در صورت بروز سوراخ است و در صورت وجود نشتی، باید سوراخ ها شناسایی شده و مجددا جوش داده شوند.

پر کردن حوضچه استخر

کنترل نهایی و پر کردن حوضچه استخر، آخرین گام خواهد بود. در حین آبگیری، تعدادی کیسه خاک در حوضچه لبه ورق ها قرار داده می شود تا با اضافه شدن آب، ورق حرکت کرده و کاملا در کف بستر استخر ثابت شود. پس از آبگیری استخر، سوراخ حوضچه با خاک یا بتن سبک پر می شود، اگر این حوضچه زودتر پر شود، باعث استحکام بیشتر یا پارگی ورق می شود که منجر به قرار گرفتن جریان هوا بین خاک و ژئوممبران می گردد. جریان هوا باعث کاهش طول عمر عایق استخر و نشت آب خواهد شد.

روش های عایق بندی استخر کشاورزی

استخرهای مختلف، به شیوه های مختلفی عایق بندی خواهند شد. اما رایج ترین شیوه های عایق بندی یا آب بندی استخر کشاورزی، موارد زیر است:

آب بندی با آهک و خاک رس:

ساخت استخر با این نوع عایق بسیار زمان بر خواهد بود و نمی تواند سطحی کاملا یکنواخت در برابر نشتی فراهم کند. خاک کف استخر هنگام پوشش آهک باید اشباع باشد تا بتواند آهک را به خوبی هیدراته کند و عملیات آهک کاری با حفظ رطوبت آهک انجام شود. همچنین بلافاصله پس از اتمام عملیات آب بندی، آب اضافه نمی شود و باید به آهک زمان داد تا به خوبی جایگیری کند. هنگام اضافه کردن آب به استخر، این کار باید به آرامی انجام شود. زیرا جریان های متلاطم می تواند به لایه های آب بندی آسیب برساند. علاوه بر این، نمی توان هرگز استخر را کاملا خشک نگه داشت. زیرا خشک شدن استخر باعث ایجاد ترک های کتان در لایه ها می شود که باعث نشتی از بدنه و کف استخر می گردد. پس از ایجاد ترک، ظرفیت نگهداری آب نیز کاهش می یابد.

آب بندی با بنتونیت:

از آنجایی که ذرات بنتونیت بسیار ریز هستند، وقتی روی استخر پخش می شوند، می توانند در هوا رها شده و از طریق تنفس وارد ریه شوند، بنابراین برای جلوگیری از رسیدن ذرات به ریه باید از ماسک استفاده کرد. همچنین از این روش در هوای گرم نباید استفاده شود. پیش از عایق، تمام زباله ها باید از کف استخر حذف شوند و آب با دقت وارد استخر شود تا بنتونیت را مختل نکرده و از بین نبرد. همچنین عمق مناسب خاک فشرده، باید ایجاد شود. فشردگی مناسب خاک باید با رساندن رطوبت خاک به رطوبت مطلوب حاصل گردد.

آب بندی استخرهای بتنی:

پوشش های اپوکسی، که اغلب برای عایق بندی استخرهای بتنی استفاده می شوند، بسیار شکننده هستند. به همین دلیل اگر استخر بتنی دارای ترک های ریز باشد، این ترک ها باعث شکسته شدن پوشش اپوکسی در محل ترک می شود. یکی دیگر از معایب این پوشش ها قیمت بالای آن ها نسبت به سایر مواد آب بندی است.

ابعاد استاندارد استخر کشاورزی

در ساخت استخرهای کشاورزی، نمی توان هیچ ابعاد مشخص و از پیش تعیین شده ای را مشخص کرد. زیرا همه چیز به نوع استفاده، میزان مصرف، میزان ذخایر آب موجود، مساحت زمین انتخاب شده و همچنین مشخصات زمین و خاک، بستگی خواهد داشت. با این وجود، تناسب میان طول و عرض و عمق استخر، در هر صورت باید رعایت گردد. برای نمونه، توجه به شیب استاندارد که اغلب 1/1 یا 45 تا 60 درجه دیواره های استخر است، در هر موارد باید مورد توجه قرار گیرد. همچنین بسته به جنس خاک موجود، ممکن است میزان عمق استخر متفاوت باشد. از این رو، به منظور تعیین ابعاد مناسب، باید تکنسین فنی متخصص، با بررسی زمین، خاک، منابع و نیاز مشتری، ابعاد قابل اجرا و استاندارد را مشخص کند.

هزینه ساخت استخر کشاورزی چقدر است؟

همانطور که در بالا اشاره کردیم، انواع مختلفی از استخرهای کشاورزی وجود دارد که هر کدام، بسته متریال مورد استفاده، دارای هزینه های متفاوتی خواهند بود. همچنین این هزینه، بسته به ابعاد استخر، جنس خاک، جنس عایق مورد استفاده و… نیز تغییر خواهد کرد. در میان انواع استخر کشاورزی، استخرهای بتنی و سیمانی، اغلب دارای کمترین هستند. با این وجود، دارای بازدهی کم، عمر کوتاه و مزایای کمتری نیز هستند و ساخت آن ها بسیار زمان بر است. در مقابل استخرهای ژئوممبران و فایبرگلاس، علی رغم مزایای بسیاری چون بازدهی بالا و عمر طولانی و همچین زمان کوتاه مورد نیاز برای اجرا، به دلیل متریال تخصصی مورد استفاده، هزینه بیشتری در بر خواهند داشت. این هزینه نیز بسته به ابعاد استخر و میزان ورق های ژئوممبران مورد استفاده و یا ابعاد فایبرگلاس، متغیر خواهد بود.