Vanning - Irrigation

Vanning er den kunstige prosessen med å påføre kontrollerte mengder vann til land for å hjelpe til med produksjon av avlinger , men også for å dyrke landskapsplanter og plener, hvor det kan være kjent som vanning . Vanning bidrar til å dyrke jordbruksavlinger, vedlikeholde landskap og revegeterer forstyrret jord i tørre områder og i perioder med mindre enn gjennomsnittlig nedbør. Vanning har også andre bruksområder i avlingsproduksjon, inkludert frostsikring, undertrykkelse av ugressvekst i kornåker og forhindring av jordkonsolidering . I kontrast blir jordbruk som bare er avhengig av direkte nedbør referert til som regnfôret . Mikro-vanning bruker mindre trykk og vannføring enn vanning. Dryppvanning siver ut ved rotsonen.

Vanningssystemer brukes også til kjøling av husdyr , støvundertrykkelse , deponering av kloakk og gruvedrift . Vanning studeres ofte sammen med drenering , som er fjerning av vann fra overflaten og under overflaten fra et gitt sted.

Vanning har vært et sentralt trekk ved jordbruket i over 5000 år og er et produkt av mange kulturer. Historisk sett var det grunnlaget for økonomier og samfunn over hele verden, fra Asia til Amerika.

Historie

Arkeologisk undersøkelse har funnet bevis på vanning i områder som mangler tilstrekkelig naturlig nedbør til å støtte avlinger for regnfôret jordbruk . Den tidligste kjente bruken av teknologien stammer fra det sjette årtusen fvt i Khuzistan i sør-vest for dagens Iran.

Vanning ble brukt som et middel til å manipulere vann i alluvialslettene i Indus -dalen sivilisasjon , hvis anvendelse anslås å ha begynt rundt 4500 f.Kr. og drastisk økt størrelsen og velstanden i landbruket. Indus Valley Civilization utviklet sofistikerte vannings- og vannlagringssystemer, inkludert kunstige reservoarer ved Girnar datert til 3000 fvt, og et tidlig kanalvanningssystem fra ca. 2600 fvt. Landbruk i stor skala ble praktisert, med et omfattende nettverk av kanaler som ble brukt til vanning.

Bønder på den mesopotamiske sletten brukte vanning fra minst det tredje årtusen fvt. De utviklet flerårig vanning , vannet avlinger regelmessig gjennom vekstsesongen ved å lokke vann gjennom en matrise av små kanaler som ble dannet i feltet. Gamle egyptere praktiserte vanningsbasseng ved å oversvømme Nilen for å oversvømme landområder som hadde vært omgitt av diger. Flomvannet forble til det fruktbare sedimentet hadde lagt seg før ingeniørene returnerte overskuddet til vassdraget . Det er bevis på at den gamle egyptiske faraoen Amenemhet III i det tolvte dynastiet (ca. 1800 f.Kr. ) brukte den naturlige innsjøen i Faiyum Oasis som et reservoar for å lagre overskudd av vann til bruk i tørre årstider. Innsjøen hovnet årlig opp av oversvømmelsen av Nilen .

De gamle nubianerne utviklet en form for vanning ved å bruke en vannhjullignende enhet kalt sakia . Vanning begynte i Nubia en tid mellom det tredje og andre årtusen f.Kr. Det var i stor grad avhengig av flomvannet som ville strømme gjennom Nilen og andre elver i det som nå er Sudan.

I Afrika sør for Sahara nådde vanning kulturen og sivilisasjonene i Niger-elven i det første eller andre årtusen fvt og var basert på flom i våt sesong og høsting av vann.

Bevis på terrasse-vanning forekommer i det pre-columbianske Amerika, det tidlige Syria, India og Kina. I Zana Dalen Andesfjellene i Peru , har arkeologene funnet rester av tre vanning kanaler radiokarbon-datert fra fjerde årtusen f.Kr. , den tredje årtusen f.Kr., og det 9. århundre CE . Disse kanalene gir den tidligste oversikten over vanning i den nye verden . Spor etter en kanal som muligens stammer fra det femte årtusen fvt ble funnet under fjerde årtusenskanalen.

Gamle Persia (dagens Iran ) brukte vanning så langt tilbake som det sjette årtusen fvt for å dyrke bygg i områder med utilstrekkelig naturlig nedbør. De Qanats , utviklet i antikkens Persia rundt 800 f.Kr., er blant de eldste kjente vanningsmetoder fortsatt i bruk i dag. De finnes nå i Asia, Midtøsten og Nord -Afrika. Systemet består av et nettverk av vertikale brønner og forsiktig skrånende tunneler som drives inn i klippesidene og bratte åser for å tappe grunnvannet. Den noria , et vannhjul med leirpotter rundt kanten drevet av strømningen av strømmen (eller av dyr hvor vanntilførselen var fremdeles), ble tatt i bruk på denne tiden mellom romerske lere i Nord-Afrika. I 150 f.Kr. ble grytene utstyrt med ventiler for å tillate jevnere fylling når de ble tvunget ut i vannet.

Sri Lanka

Vanningsverkene på det gamle Sri Lanka , de tidligste fra 300 år f.Kr. i kong Pandukabhayas regjeringstid , og under kontinuerlig utvikling de neste tusen årene, var et av de mest komplekse vanningssystemene i den antikke verden. I tillegg til underjordiske kanaler var singaleserne de første som bygde helt kunstige reservoarer for lagring av vann. Disse reservoarene og kanalsystemene ble hovedsakelig brukt til å vanne rismarker , som krever mye vann for å dyrke. De fleste av disse vanningssystemene eksisterer fremdeles uskadet frem til nå, i Anuradhapura og Polonnaruwa , på grunn av den avanserte og presise konstruksjonen. Systemet ble omfattende restaurert og utvidet ytterligere under kong Parakrama Bahus regjeringstid (1153–1186 e.Kr. ).

Kina

De eldste kjente hydrauliske ingeniører av Kina var Sunshu Ao (6. århundre f.Kr.) av våren og høsten periode og Ximen Bao (5. århundre f.Kr.) av stridende staters periode, som begge jobbet på store vanningsprosjekter . I Sichuan -regionen som tilhører staten Qin i det gamle Kina, ble Dujiangyan vanningssystem utarbeidet av den kinesiske Qin -hydrologen og vanningsingeniøren Li Bing bygget i 256 fvt for å vanne et stort jordbruksland som i dag fortsatt leverer vann. På 2. århundre e.Kr., under Han -dynastiet , brukte kineserne også kjedepumper som løftet vann fra en lavere høyde til en høyere. Disse ble drevet av manuell fotpedal, hydrauliske vannhjul eller roterende mekaniske hjul trukket av okser . Vannet ble brukt til offentlige arbeider , og ga vann til urbane boligkvarterer og palasshager, men hovedsakelig til vanning av jordbrukskanaler og kanaler i feltene.

Korea

Korea , Jang Yeong-sil , en koreansk ingeniør fra Joseon-dynastiet , under aktiv ledelse av kongen, Sejong den store , oppfant verdens første regnmåler, uryanggye ( koreansk : 우량계 ) i 1441. Den ble installert i vanningstanker som en del av et landsomfattende system for å måle og samle nedbør for landbruksapplikasjoner. Med dette instrumentet kunne planleggere og bønder utnytte informasjonen samlet i undersøkelsen bedre.

Nord Amerika

Det tidligste landbrukskanalsystemet som er kjent i området i dagens USA, dateres til mellom 1200 f.Kr. og 800 f.Kr. og ble oppdaget av Desert Archaeology, Inc. i Marana, Arizona (ved siden av Tucson) i 2009. Vanningskanalen systemet går forut for Hohokam -kulturen med to tusen år og tilhører en uidentifisert kultur. I Nord-Amerika, hohokam var den eneste kultur kjent for å stole på vanningskanaler å vanne avlingene sine, og deres vanningsanlegg støttet den største befolkningen i sørvest av AD 1300. hohokam konstruert et utvalg av enkle kanaler kombinert med demninger i sine ulike jordbruksaktiviteter. Mellom det 7. og 14. århundre bygde og vedlikeholdt de omfattende vanningsnettverk langs de nedre salt- og midtre Gila -elvene som konkurrerte med kompleksiteten til de som ble brukt i det gamle Nære Østen, Egypt og Kina. Disse ble konstruert ved hjelp av relativt enkle graveverktøy, uten fordel av avansert ingeniørteknologi, og oppnådde dråper på noen få meter per mil, som balanserte erosjon og siltasjon. Hohokam dyrket varianter av bomull, tobakk, mais, bønner og squash, samt høstet et utvalg av ville planter. Sent i Hohokam kronologiske sekvens brukte de også omfattende tørre oppdrettssystemer, først og fremst for å dyrke agave for mat og fiber. Deres avhengighet av landbruksstrategier basert på kanalvanning, avgjørende for deres mindre enn gjestfrie ørkenmiljø og tørre klima, utgjorde grunnlaget for sammenslåing av landlige befolkninger til stabile bysentre.

Sør Amerika

De eldste kjente vanningskanalene i Amerika ligger i ørkenen i Nord -Peru i Zaña -dalen nær grenda Nanchoc . Kanalene har blitt radiokarbon datert til minst 3400 f.Kr. og muligens så gamle som 4700 f.Kr. Kanalene på den tiden vannet avlinger som peanøtter , squash , maniok , chenopods , en slektning av Quinoa og senere mais .

Nåværende omfang

I år 2000 var den totale fruktbare land var 2.788.000 km ² (689 millioner dekar) og det var utstyrt med vanning infrastruktur over hele verden. Omtrent 68% av dette området er i Asia, 17% i Amerika, 9% i Europa, 5% i Afrika og 1% i Oseania. De største sammenhengende områdene med høy vanningstetthet er funnet:

• I Nord- og Øst -India og Pakistan langs elvene Ganges og Indus
• I bassengene Hai He, Huang He og Yangtze i Kina
• Langs Nilen i Egypt og Sudan
• I Mississippi-Missouri-bassenget, Southern Great Plains, og i deler av California i USA

Mindre vanningsområder er spredt over nesten alle befolkede deler av verden.

I 2012 hadde arealet med vannet land økt til anslagsvis 3 242 917 km ² (801 millioner dekar), som er nesten på størrelse med India. Vanning av 20% av jordbruksarealene står for produksjonen av 40% av matproduksjonen.

Typer vanning

Det er flere metoder for vanning. De varierer i hvordan vannet tilføres plantene. Målet er å påføre vannet på plantene så jevnt som mulig, slik at hver plante har den mengden vann den trenger, verken for mye eller for lite. Vanning kan også forstås om det er et supplement til nedbør som det skjer i mange deler av verden, eller om det er ' full vanning' der avlinger sjelden er avhengig av bidrag fra nedbør. Full vanning er mindre vanlig og skjer bare i tørre landskap med svært lite nedbør eller når det dyrkes avlinger i halvtørre områder utenom regntiden.

Overflatevanning

Overflatevanning, også kjent som gravitasjonsvanning, er den eldste formen for vanning og har vært i bruk i tusenvis av år. I flate ( fure, flom eller nivå vask ) vanningssystemer, vann beveger seg over overflaten av et jordbruksland, for å fukte den og infiltrat i jorden. Vann beveger seg ved å følge tyngdekraften eller landets skråning. Overflatevanning kan inndeles i fure, kantlist eller vanning . Det kalles ofte flomvanning når vanningen resulterer i flom eller nær flom av dyrket mark. Historisk sett har overflate vanning vært den vanligste metoden for vanning av jordbruksland og brukes fremdeles i de fleste deler av verden.

Der vannstanden fra vanningskilden tillater det, kontrolleres nivåene av diger, vanligvis plugget av jord. Dette sees ofte i terrasserte risfelt (risfelt), der metoden brukes til å oversvømme eller kontrollere vannstanden i hvert distinkte felt. I noen tilfeller pumpes eller løftes vannet av menneskelig eller animalsk kraft til landets nivå. Vannpåføringseffektiviteten til overflatevanning er vanligvis lavere enn andre former for vanning.

Overflatevanning brukes til og med for å vanne landskap i visse områder, for eksempel i og rundt Phoenix, Arizona . Det vannede området er omgitt av en berm og vannet leveres i henhold til en tidsplan satt av et lokalt vanningsdistrikt .

Mikro-vanning

Mikro-vanning , noen ganger kalt lokalisert vanning , vanning med lite volum eller vanning med vann er et system der vann distribueres under lavt trykk gjennom et ledningsnett, i et forhåndsbestemt mønster, og påføres som en liten utslipp til hvert anlegg eller ved siden av den. Tradisjonell dryppvanning bruker individuelle utslipp, drypp vanning under overflaten (SDI), mikrospray eller mikro-sprinklere og mini-bobler vanning tilhører alle denne kategorien vanningsmetoder.

Dryppvanning

Drypp (eller mikro) vanning, også kjent som trickle irrigation, fungerer som navnet antyder. I dette systemet faller vann dråpe for dråpe akkurat ved posisjonen til røttene. Vann leveres til eller nær rotsonen til planter, dråpe for dråpe. Denne metoden kan være den mest vanneffektive metoden for vanning, hvis den håndteres på riktig måte, blir fordampning og avrenning minimert. Feltet vann effektiviteten av dryppvanning er typisk i området fra 80 til 90 prosent når de håndteres på riktig måte.

I moderne landbruk kombineres drypp vanning ofte med plastmulk , noe som reduserer fordampning ytterligere, og er også et middel for levering av gjødsel. Prosessen er kjent som fertigering .

Dyp perkolasjon, der vann beveger seg under rotsonen, kan oppstå hvis et dryppsystem brukes for lenge eller hvis leveringshastigheten er for høy. Dryppvanningsmetoder spenner fra veldig høyteknologisk og datastyrt til lavteknologisk og arbeidskrevende. Lavere vanntrykk er vanligvis nødvendig enn for de fleste andre typer systemer, med unntak av svingsystemer for lavenergisenter og vanningsanlegg, og systemet kan utformes for ensartethet i hele et felt eller for presis vannlevering til individuelle anlegg i et landskap som inneholder en blanding av plantearter. Selv om det er vanskelig å regulere trykket i bratte skråninger, er trykkkompenserende utslipp tilgjengelig, så feltet trenger ikke å være plant. Høyteknologiske løsninger involverer nøyaktig kalibrerte avgivere plassert langs rørledninger som strekker seg fra et datastyrt sett med ventiler .

Sprinkler vanning

Ved sprinkler eller vanning over vann ledes vann til et eller flere sentrale steder i feltet og distribueres av overhead høytrykkssprinklere eller våpen. Et system som bruker sprinklere, sprayer eller kanoner montert overhead på permanent installerte stigerør, blir ofte referert til som et solid-sett vanningssystem. Høytrykks sprinklere som roterer kalles rotorer og drives av en kuledrift, girdrift eller slagmekanisme. Rotorer kan utformes for å rotere i en hel eller delvis sirkel. Våpen ligner rotorer, bortsett fra at de vanligvis opererer ved svært høye trykk på 275 til 900 kPa (40 til 130 psi) og strømmer på 3 til 76 L/s (50 til 1200 US gal/min), vanligvis med dysediametere i området fra 10 til 50 mm (0,5 til 1,9 tommer). Våpen brukes ikke bare til vanning, men også til industrielle applikasjoner som støvdemping og hogst .

Sprinklere kan også monteres på bevegelige plattformer som er koblet til vannkilden med en slange. Automatisk bevegelige hjulsystemer kjent som reiser sprinklere kan vanne områder som små gårder, idrettsplasser, parker, beitemarker og kirkegårder uten tilsyn. De fleste av disse bruker en lengde av polyetylenrør som er viklet på en ståltrommel. Når slangen vikles på trommelen som drives av vanningsvannet eller en liten gassmotor, trekkes sprinkleren over feltet. Når sprinkleren kommer tilbake til spolen, slår systemet seg av. Denne typen systemer er kjent for de fleste som en "vannhylle" vandrende sprinkler, og de brukes mye for støvundertrykkelse, vanning og landbruk av avløpsvann.

Andre reisende bruker en flat gummislange som dras med bak mens sprinklerplattformen trekkes av en kabel.

Senter sving

Senterpivot -vanning er en form for sprinkler -vanning som bruker flere segmenter av rør (vanligvis galvanisert stål eller aluminium) som er sammenføyd og støttet av takstoler , montert på hjulstårn med sprinklere plassert langs lengden. Systemet beveger seg i et sirkulært mønster og mates med vann fra svingpunktet i midten av buen. Disse systemene finnes og brukes i alle deler av verden og tillater vanning av alle typer terreng. Nyere systemer har fallsprinklerhoder som vist på bildet som følger.

Fra og med 2017 har de fleste senterpivotsystemer dråper som henger fra et U-formet rør festet på toppen av røret med sprinklerhoder som er plassert noen få fot (høyst) over avlingen, og dermed begrenset fordampningstap. Drops kan også brukes med dragslanger eller bobler som legger vannet direkte på bakken mellom avlingene. Avlinger plantes ofte i en sirkel for å tilpasse seg midtpunktet. Denne typen system er kjent som LEPA ( Low Energy Precision Application ). Opprinnelig var de fleste senterpivotene vanndrevne. Disse ble erstattet av hydrauliske systemer ( TL-vanning ) og elektrisk-motordrevne systemer (Reinke, Valley, Zimmatic). Mange moderne pivoter har GPS -enheter.

Vanning ved sidebevegelse (sidevals, hjullinje, hjulbevegelse)

En serie rør, hvert med et hjul med en diameter på omtrent 1,5 m permanent festet til midtpunktet, og sprinklere langs lengden, er koblet sammen. Vann tilføres i den ene enden ved hjelp av en stor slange. Etter at tilstrekkelig vanning er påført en stripe av feltet, fjernes slangen, vannet tømmes fra systemet og enheten rulles enten for hånd eller med en spesialbygd mekanisme, slik at sprinklerne flyttes til en annen posisjon over feltet. Slangen kobles til igjen. Prosessen gjentas i et mønster til hele feltet er vannet.

Dette systemet er billigere å installere enn en senterpivot, men mye mer arbeidskrevende å bruke-det går ikke automatisk over feltet: det påfører vann i en stasjonær stripe, må tømmes og deretter rulles til en ny stripe. De fleste systemer bruker aluminiumsrør på 100 eller 130 mm (4 eller 5 tommer). Røret dobler både som vanntransport og som en aksel for å rotere alle hjulene. Et drivsystem (ofte funnet nær midten av hjullinjen) roterer de sammenklemte rørdelene som en enkelt aksel og ruller hele hjullinjen. Manuell justering av individuelle hjulposisjoner kan være nødvendig hvis systemet blir feiljustert.

Hjullinjesystemer er begrenset i mengden vann de kan transportere, og begrenset i høyden på avlinger som kan vannes. En nyttig egenskap ved et lateralt bevegelsessystem er at det består av seksjoner som enkelt kan kobles fra, og tilpasser seg feltform når linjen flyttes. De brukes oftest til små, rettlinjede eller merkelig formede felt, kupert eller fjellrike områder, eller i områder der arbeidskraft er billig.

Sprinkleranlegg for plener

Et plen-sprinklersystem er permanent installert, i motsetning til en sprinkler med en slange, som er bærbar. Sprinkleranlegg installeres i boligplener, i kommersielle landskap, for kirker og skoler, i offentlige parker og kirkegårder og på golfbaner . De fleste komponentene i disse vanningssystemene er skjult under bakken, siden estetikk er viktig i et landskap. Et typisk sprinklersystem for plen vil bestå av en eller flere soner, begrenset i størrelse av vannkildens kapasitet. Hver sone vil dekke en bestemt del av landskapet. Deler av landskapet vil vanligvis bli delt med mikroklima , type plantemateriale og type vanningsutstyr. Et landskapsvanningssystem kan også inneholde soner som inneholder dryppvanning, bobler eller andre typer utstyr i tillegg til sprinklere.

Selv om manuelle systemer fremdeles brukes, kan de fleste sprinklersystemer på plenen drives automatisk med en vanningskontroller , noen ganger kalt en klokke eller timer. De fleste automatiske systemer bruker elektriske magnetventiler . Hver sone har en eller flere av disse ventilene som er koblet til kontrolleren. Når kontrolleren sender strøm til ventilen, åpnes ventilen, slik at vann kan strømme til sprinklerne i den sonen.

Det er to hovedtyper sprinklere som brukes i plen vanning, pop-up sprayhoder og rotorer. Sprayhoder har et fast spraymønster, mens rotorer har en eller flere bekker som roterer. Sprayhoder brukes til å dekke mindre områder, mens rotorer brukes til større områder. Golfbanerotorer er noen ganger så store at en enkelt sprinkler kombineres med en ventil og kalles en 'ventil i hodet'. Når de brukes i et torvområde, installeres sprinklerne med toppen av hodet i flukt med bakken. Når systemet er under trykk, vil hodet dukke opp av bakken og vanne ønsket område til ventilen lukkes og slår av sonen. Når det ikke er mer trykk i sidelinjen, vil sprinklerhodet trekke seg tilbake i bakken. I blomsterbed eller buskområder kan sprinklere monteres på stigerør over bakken, eller enda høyere sprinkler kan brukes og installeres i flukt som i et plenområde.

Slangespredere

Det finnes mange typer sprinkler med slangeender. Mange av dem er mindre versjoner av større landbruks- og landskapssprinkler, dimensjonert til å fungere med en typisk hageslange. Noen har en piggbunn som gjør at de kan bli midlertidig fast i bakken, mens andre har en slede som er designet for å bli dratt mens den er festet til slangen.

Subirrigation

Subirrigation har blitt brukt i mange år i feltavlinger i områder med høye vannspeil . Det er en metode for kunstig heving av vannspeilet slik at jorden kan fuktes under plantens rotsone . Ofte er disse systemene plassert på permanente gressletter i lavland eller elvedaler og kombinert med dreneringsinfrastruktur. Et system med pumpestasjoner, kanaler, stier og porter gjør det mulig å øke eller senke vannivået i et grøftenettverk og dermed kontrollere vannstanden.

Subirrigation er også brukt i kommersiell drivhus produksjon, vanligvis for potteplanter . Vann leveres nedefra, absorberes av oppover, og overskuddet samles for resirkulering. Vanligvis oversvømmer en løsning av vann og næringsstoffer en beholder eller renner gjennom et bunn i en kort periode, 10–20 minutter, og pumpes deretter tilbake til en beholder for gjenbruk. Sub-vanning i drivhus krever ganske sofistikert, dyrt utstyr og drift. Fordelene er vann- og næringsbeskyttelse og besparelser ved redusert systemvedlikehold og automatisering . Det ligner i prinsipp og virkning på vanning under bassenget.

En annen type sub-vanning er beholderen for selvvanning, også kjent som en sub-vannet planter . Denne består av en plantemaskin hengt over et reservoar med en eller annen type transporterende materiale, for eksempel et polyestertau. Vannet trekkes opp av veken gjennom kapillærvirkning. En lignende teknikk er wicking -sengen ; også dette bruker kapillærvirkning.

Undervanns tekstil vanning

Subsurface Textile Irrigation (SSTI) er en teknologi designet spesielt for subirrigering i alle jordstrukturer fra ørkensand til tunge leire. Et typisk tekstilvanningssystem under overflaten har et ugjennomtrengelig grunnlag (vanligvis polyetylen eller polypropylen ), en drypplinje som går langs basen, et lag med geotekstil på toppen av drypplinjen og til slutt et smalt ugjennomtrengelig lag på toppen av geotekstilet ( se diagram). I motsetning til vanlig dryppvanning, er avstanden mellom utslippere i drypprøret ikke kritisk ettersom geotekstilet flytter vannet langs stoffet opptil 2 m fra drypperen. Det ugjennomtrengelige laget skaper effektivt et kunstig vannspeil.

Maddu eller Madda vanningssystem

Det er et vanningssystem på vannet i Nai Gaj . Maddu eller Madda er et vassdrag laget med pinner og laken. Arkene er laget av blader av daddelpalmet-lignende kupert Bush. Gaj renner fra Balochistan til Sindh -provinsen i Pakistan gjennom kupertliggende Kirthar -fjellene . I et kupert område løfter folk opp Gaj -vannet mot høye ventiler ved hjelp av Maddu -systemet for dyrking av avlinger og grønnsaker i fjellområder. Dette systemet har eksistert siden århundrer.

Vannkilder

Vanningsvann kan komme fra grunnvann (hentet fra kilder eller ved bruk av brønner ), fra overflatevann (trukket tilbake fra elver , innsjøer eller reservoarer ) eller fra ikke-konvensjonelle kilder som behandlet avløpsvann , avsaltet vann , dreneringsvann eller tåkeoppsamling . En spesiell form for vanning ved bruk av overflatevann er vanningsskylling , også kalt flomvannhøsting . Ved flom (vann) blir vann ledet til normalt tørre elveleier (wadis) ved hjelp av et nettverk av demninger, porter og kanaler og spredt over store områder. Fuktigheten som er lagret i jorda vil deretter bli brukt til å dyrke avlinger. Vannskyllingsområder ligger spesielt i halvtørre eller tørre fjellområder. Selv om høsting av flomvann tilhører de aksepterte vanningsmetodene, regnes vanning av regnvann vanligvis ikke som en form for vanning. Regnvannshøsting er innsamling av avrenningsvann fra tak eller ubrukt land og konsentrasjonen av dette.

Rundt 90% av avløpsvannet som produseres globalt forblir ubehandlet, noe som forårsaker utbredt vannforurensning , spesielt i lavinntektsland. Landbruket bruker i stadig større grad ubehandlet avløpsvann som kilde til vanningsvann. Byer tilbyr lukrative markeder for ferske råvarer, så de er attraktive for bønder. Men fordi jordbruket må konkurrere om stadig mindre knappe vannressurser med industri og kommunale brukere (se Vannmangel nedenfor), er det ofte ikke noe alternativ for bønder enn å bruke vann som er forurenset med byavfall, inkludert kloakk, direkte for å vanne avlingene sine. Det kan oppstå betydelige helsefarer ved å bruke vann som er lastet med patogener på denne måten, spesielt hvis folk spiser rå grønnsaker som har blitt vannet med det forurensede vannet. Den International Water Management Institute har jobbet i India, Pakistan, Vietnam, Ghana, Etiopia, Mexico og andre land på ulike prosjekter som tar sikte på å vurdere og redusere risikoen for avløpsvann vanning. De går inn for en "flerbarriere" tilnærming til bruk av avløpsvann, hvor bønder oppfordres til å vedta ulike risikoreduserende atferd. Disse inkluderer å slutte å vanne noen dager før høsting for å la patogener dø av i sollyset, påføre vann forsiktig slik at det ikke forurenser blader som sannsynligvis blir spist rå, rengjøring av grønnsaker med desinfeksjonsmiddel eller lar avføringsslam som brukes i oppdrett tørke før det brukes som en menneskelig gjødsel. The World Health Organization har utviklet retningslinjer for sikker bruk av vann.

I land der fuktig luft feier gjennom om natten, kan vann oppnås ved kondens på kalde overflater. Dette praktiseres i vingårdene på Lanzarote ved bruk av steiner for å kondensere vann. Tåkeoppsamlere er også laget av lerret eller folieark. Å bruke kondensat fra klimaanlegg som vannkilde blir også mer populært i store byområder.

Fra november 2019 har en oppstart i Glasgow hjulpet en bonde i Skottland med å etablere spiselige saltmarske avlinger som vannes med sjøvann. En acre av tidligere marginale land har blitt satt under dyrking å vokse samphire , sjø blite , og havet aster ; disse plantene gir en høyere fortjeneste enn poteter. Landet blir vannet to ganger om dagen for å simulere tidevannsflom; vannet pumpes fra sjøen ved hjelp av vindkraft. Ytterligere fordeler er jordrensing og karbonbinding .

Effektivitet

Moderne vanningsmetoder er effektive nok til å forsyne hele feltet jevnt med vann, slik at hver plante har den mengden vann den trenger, verken for mye eller for lite. Vannbrukseffektiviteten i feltet kan bestemmes som følger:

• Feltvannseffektivitet (%) = (Vann overført av avling ÷ Vann brukt på felt) x 100

Fram til 1960 -tallet ble ikke vann anerkjent som en knapp ressurs. På den tiden var det færre enn halvparten av det nåværende antallet mennesker på planeten. Folk var ikke like velstående som i dag, spiste færre kalorier og spiste mindre kjøtt , så det var nødvendig med mindre vann for å produsere maten. De krevde en tredjedel av vannmengden vi i dag tar fra elver. I dag er konkurransen om vannressurser mye mer intens. Dette er fordi det nå er mer enn syv milliarder mennesker på planeten, noe som øker den sannsynlige hetten for overforbruk av mat produsert av vanntørstig dyrelandbruk og intensiv oppdrettspraksis, og det er økende konkurranse om vann fra industri , urbanisering og biodrivstoffavlinger . For å unngå en global vannkrise må bønder strebe etter å øke produktiviteten for å dekke økende krav til mat , mens industri og byer finner måter å bruke vann mer effektivt.

Økt vanningseffektivitet har en rekke positive utfall for bonden, samfunnet og det videre miljøet. Lav påføringseffektivitet medfører at mengden vann som tilføres feltet, overstiger avlingskravene eller feltkravene. Å øke søknadseffektiviteten betyr at mengden avling produsert per vannenhet øker. Forbedret effektivitet kan enten oppnås ved å bruke mindre vann på et eksisterende felt eller ved å bruke vann mer klokt og derved oppnå høyere avkastning i det samme landområdet. I noen deler av verden belastes bønder for vanningsvann, og overspenning har direkte økonomiske kostnader for bonden. Vanning krever ofte pumping av energi (enten elektrisitet eller fossilt brensel) for å levere vann til feltet eller levere riktig driftstrykk. Derfor vil økt effektivitet redusere både vannkostnaden og energikostnaden per enhet landbruksproduksjon. En reduksjon av vannbruken på ett felt kan bety at bonden er i stand til å vanne et større areal og øke den totale landbruksproduksjonen. Lav effektivitet betyr vanligvis at overflødig vann går tapt gjennom nedsenking eller avrenning, som begge kan resultere i tap av avlingsnæringsstoffer eller plantevernmidler med potensielle negative konsekvenser for omgivelsene.

Forbedring av vanningens effektivitet oppnås vanligvis på en av to måter, enten ved å forbedre systemdesignen eller ved å optimalisere vanningsstyringen. Forbedring av systemdesign inkluderer konvertering fra en form for vanning til en annen (f.eks. Fra fure til dryppvanning) og også gjennom små endringer i dagens system (for eksempel endring av strømningshastigheter og driftstrykk). Vanning ledelse refererer til planlegging av vanning hendelser og beslutninger rundt hvor mye vann som brukes.

Vellykket jordbruk er avhengig av at bønder har tilstrekkelig tilgang til vann. Imidlertid er vannmangel allerede en kritisk begrensning for oppdrett i mange deler av verden. Når det gjelder landbruk, målretter Verdensbanken matproduksjon og vannforvaltning som et stadig mer globalt spørsmål som fremmer en voksende debatt. Fysisk vannmangel er der det ikke er nok vann til å dekke alle krav, inkludert det som er nødvendig for at økosystemene skal fungere effektivt. Tørre regioner lider ofte av fysisk vannmangel. Det forekommer også der vann virker rikelig, men hvor ressurser er for engasjert. Dette kan skje der det er overutvikling av hydraulisk infrastruktur, vanligvis for vanning. Symptomer på fysisk vannmangel inkluderer miljøforringelse og synkende grunnvann . Økonomisk knapphet er i mellomtiden forårsaket av mangel på investeringer i vann eller utilstrekkelig menneskelig kapasitet til å tilfredsstille etterspørselen etter vann. Symptomer på økonomisk vannmangel inkluderer mangel på infrastruktur, der folk ofte må hente vann fra elver til husholdningsbruk og landbruk. Omtrent 2,8 milliarder mennesker bor for tiden i vannfattige områder.

Tekniske utfordringer

Vanningsordninger innebærer å løse mange tekniske og økonomiske problemer samtidig som de minimerer negative miljøkonsekvenser. Slike problemer inkluderer:

• Konkurranse om overvannsrettigheter .
• Overtegning (tømming) av underjordiske akviferer . På midten av 1900-tallet førte fremkomsten av diesel- og elmotorer til systemer som kunne pumpe grunnvann ut av store akviferer raskere enn dreneringsbassengene kunne fylle dem på nytt. Dette kan føre til permanent tap av akvifer kapasitet, redusert vannkvalitet, nedsenking av bakken og andre problemer. Fremtiden for matproduksjon i områder som Nord -Kina -sletten , Punjab -regionen i India og Pakistan og de store slettene i USA er truet av dette fenomenet.
• Senking av bakken (f.eks. New Orleans, Louisiana )
• Undervanning eller vanning som gir bare akkurat nok vann til planten (f.eks. I drypplinje -vanning) gir dårlig kontroll med saltholdigheten i jorda som fører til økt saltholdighet i jorda med påfølgende oppbygging av giftige salter på jordoverflaten i områder med høy fordampning. Dette krever enten utvasking for å fjerne disse saltene og en dreneringsmetode for å bære saltene bort. Ved bruk av drypplinjer gjøres utvaskingen best regelmessig med visse intervaller (med bare et lite vannoverskudd), slik at saltet skylles tilbake under plantens røtter.
• Drenering foran ustabilitet , også kjent som viskøs fingring, der en ustabil dreneringsfront resulterer i et mønster av fingre og tyktflytende fanget mettede soner.
• Overvanning på grunn av dårlig distribusjonsuniformitet eller håndtering sløser med vann, kjemikalier og kan føre til vannforurensning .
• Dyp drenering (fra over-vanning) kan resultere i stigende vann tabeller som i noen tilfeller vil føre til problemer med vanning saltholdighet som krever vannlekbordet kontroll av noen form for undergrunnen dreneringssystemer .
• Vanning med saltvann eller høyt natriumvann kan skade jordstrukturen på grunn av dannelse av alkalisk jord .
• Tilstopping av filtre: Alger kan tette filtre, dryppinstallasjoner og dyser. Klorerings-, algecid-, UV- og ultralydmetoder kan brukes til algekontroll i vanningssystemer.
• Bistå småbrukere med bærekraftig og kollektiv håndtering av vanningsteknologi og endringer i teknologi.
• Komplikasjoner ved nøyaktig måling av vanningsytelse som endres over tid og rom ved hjelp av tiltak som produktivitet, effektivitet, egenkapital og tilstrekkelighet.

Virkning på samfunnet

En studie fra 2016 fant at land der jordbruket var avhengig av vanning, mer sannsynlig er autokratiske enn andre land. Forfatterne av studien "argumenterer for at effekten har historisk opprinnelse: vanning tillot landede eliter i tørre områder å monopolisere vann og dyrkbart land. Dette gjorde eliter kraftigere og bedre i stand til å motsette seg demokratisering."

Se også

Referanser

Videre lesning

• Elvin, Mark. Elefantenes retrett: en miljøhistorie i Kina (Yale University Press, 2004)
• Hallows, Peter J. og Donald G. Thompson. Vanningshistorie i Australia ANCID, 1995.
• Howell, Terry. "Livsdropper i vanningens historie." Vanningstidsskrift 3 (2000): 26–33. historien til sprinklersystemer på nettet
• Hassan, John. En historie med vann i det moderne England og Wales (Manchester University Press, 1998)
• Vaidyanathan, A.Vannressursforvaltning : institusjoner og vanningsutvikling i India (Oxford University Press, 1999)

Tidsskrifter

• Irrigation Science , ISSN  1432-1319 (elektronisk) 0342-7188 (papir), Springer
• Journal of Irrigation and Drainage Engineering , ISSN  0733-9437 , ASCE Publications
• Vanning og drenering , ISSN  1531-0361 , John Wiley & Sons, Ltd.
• Agricultural Water Management , ISSN  0378-3774 , Elsevier.

Eksterne linker

• "Vanningsteknikker" . USGS . Arkivert fra originalen 2. desember 2005 . Hentet 8. desember 2005 .
• Royal Engineers Museum Arkivert 2010-07-30 på Wayback Machine : 1800-tallets vanning i India
• Den internasjonale kommisjonen for vanning og drenering (ICID)
• Vanning ved informasjonssenteret for vannkvalitet, US Department of Agriculture
• AQUASTAT : FAOs globale informasjonssystem om vann og landbruk
• "Vanning"  . Encyclopædia Britannica . 14 (11. utg.). 1911. s. 841–853.