96
Irrigation Manual Planning, Development Monitoring and Evaluation of Irrigated Agriculture with Farmer Participation Developed by Andres P. SAVVA Karen FRENKEN Volume IV SAFR/AGLW/DOC/005 Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) Sub-Regional Office for East and Southern Africa (SAFR) Harare, 2002

˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

�������������

� �������� �����

������������� �����

����������������� ����

����������������������

���� ������

������ !�""�

#����$�%#�%

��������

SAFR/AGLW/DOC/005

������������ ����&����'���������(����%�����)��&*

!��+$����� &��������������!������������)!��$*

,������-..-

Page 2: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

�������������� ��������������������������������������� � ���������������������������������������

��� ��� �������������������������������������� �������

�� ��!"#$#%"&'(#")

���������������� *������������������+���������,���+������� ��� -����� �������������������,-���

����,���� �����������,����+������,���-�����������-�,���������-�������������������������-

���������������������,���������������������������

.����������/��&!!&

0������� �1�����2����������3����������4�+������-�5�����-�6�,+�+��

4����� �+�2�4�7��"�-�1��4�����-�8�������

��

���� �����������,����� ��� ������������������������,�����������������+��������� �������,���

����������������������������������������������������������� ��� �������������������������

������������ ������������������������������������������������-����������-�������������������

����������-������������������� ���,��������������������������+��� ����

Page 3: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��������

���������� ������������������������8�����������+���� ����($$!������������,��+������9�,������ �������������:�4��;���

<��04=���=�>/��3?=6�8=@A=!!%B*������������������������� �������������������������������;���(*������ ��������

������� �� ����������������������������������,���+������*�

�������������,����������������������6�,+�+������,�� -��������+���,�������������������������������������+"������*

�������������������� �,�� -������� ��� � ���������� ������������ �� �����*�������������������� ����,��������������

� �������������,������������+�����������������������>/��3?&���������������,,������������������������������� ����

�������������6�,+�+��-��������������� ������������ �� �����������������+���� ����($$%-������������,��+�����

9����������������������>/��3?:����;����<��04=���=�>/��3?=6�8=$(=!!AB*��������� �� �����������+����

�� ��������,��������������������� �����-��������������������������������,,���������,��>/��3?'*������������ ��

�������������� ���������������������������������������+������*

���($$A-�����������+"��������������������3����� �����������������<���/B�������+���� ����5�����-�6�,+�+��-���

�� ����������� ���������������������������������� �C���"�����������������������������+"������%*���������������

����� �,�� � ���� ������� ��� ���� ���� � ��� ,������ ��� ����������� +�� ���� ��������� ��� ���� �+"������-� ���� ������� ��

���������� � ����� ����� ������ �������� ,�����,���� �������� �� � �� ��,+��� ��� ��"������ ������,,�� ����� +���

������� ��������� ������������*�������������������,,����������+�������������������������� �����������������������

,������ ��� ������� ��� ���� ��"������ ��������� ��������� ������,,�� ������� ������� ��������� ��� ���� �+"������� �� � ��

����� ������+���������������������������,��������������,,�-��������������+"�������������������������������� � ����

���,������ �����������������,�*

�������� �� ������������������������������������������������-�������,����� ������,����������������,�������� ���

����� ��������,� ���������� ���������-���������� ��������,�������������������������� ������,���*������,������

������ � ����� � ���� �����������-� ������,��� �� � �����,��� ������ ��� ,������ ��� ����������-� ��� ����� ��� ���� ��,���

�������������������������������*�����,�����-�+����� ������ �������������������������������-� ������������ �������" ����

������� ��� ���� �����-� ������� �� � �������,������ ������ ��� ����������� ������,���*� ��� ����� ����,��� ��� ����� ���� ���

����������� ������������� ��� ����� ����-� ����� ���� �� +�� ��� +������� ���� ������� ��������� ������� � ��� ����������

������,���*�

����������������� ���������������D�����/�������8�����,�������,�������/������+�����������8�������������� ���

���������+���������+������������� ��,�����������C����� ����� ���������������������������������������������+"������*

����,�������������� �+������,�������������� �����������+��������������� ��+"������������������������,,��������

��������-� ����-������������-������������� �,������������� ���"���,�������,�����,���������������������,�*����

�����������������,���,���������������E�,�� ������������������ ���� ����������������������������-���������������

�� � �������������-���������������+������,����������������������4�����,,��������� ����������<�4��B*�

����,���������������������������������������� ����C��� ��������������������������������������+"������*��������������

�����+�������� ����� ��� �������� ��������������,�*

���

������������ �������� ������ ����������������� ������ ��� ��� �� ��������!����"��� ������ ��� ��� �� ��������#��$ �������� ����% ���

&��� ��'(�)�*���%���������� �������������� �������� '���� ������ ����! � ���+����,������������ ��������- %.�./��

0"� �/���%% ����(� ���� ��������� ����� ��� ��� ��� ���1�� ���������� *��2����� ������ ��� ����*�� �� �������)�.����� ������ ��� ����*�� �� ����,��3�� �� � ��� ��� ��

�*�� �� ����,��!��� � ���� ����� �� *������ ��� ���1�� ��������!��+ /����� ��� ����*�� �� �������!������ ����� ������*�������� ����"��!�� ������ ��������������+� ����% �

����!�������4�������)����/���2 ���� ��������� ����% ����

5���������/ ���&�������� �������*�����������3�16��3"���� ��(��������4���/����4����� ���%����� � ����� �� �* ��7��+��,�������!����������!���/ �!��� � ��

!�2�%. 8���9�% . ��"/�������+����������������� ����/�2 ��������2�� ��:������-�%. ��- %.�./��

Page 4: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

���� ���� ��� ���������� ��� ���� ������� ������ ������ �+�� ����8�����-� ����,�������� ��� +���� ��� � � �����(%�,� ���-

����������������������2

8� ����(2 ����������� ������,���2���,���������� ������

8� ����&2 ������������������,���

8� ����'2 ������,�������������������� ��������� ������

8� ����%2 F������������G����,������ ��������������� �����

8� ����A2 �������������,����������

8� ����)2 >�� ��������������������������������������� ������

8� ����#2 ����������������������,2���������-� ����-������������� �,����������

8� ����@2 �����C������������������,2���������-� ����-������������� �,����������

8� ����$2 1������� ���������������,2���������-� ����-������������� �,�����������

8� ����(!2 ������������G���,���������������� ����,

8� ����((2 ������������ ������,�����������������������������;���

8� ����(&2 >�� �������������������������������� ��� ���,���

8� ����('2 F����������������������������,�

8� ����(%2 8�������������������������� �����������������,�������������������������,�

�����������������+��������������������������������������������������������������,�����2����������*����,����������������������

������������������+���������� ���������� ��������������������*

H����������C�����C�

������+"/��������/������������

����3����� ����������������

Irrigation manual

��

Page 5: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

�������������

���� �/

0��� �'�����������!������

� ����������

&�����������������

0������� �+�

�� ����������

D�����/�������0������,������ �8�����,�����������

������+"/�������������������3����� ����������������

��������+������������

I���� ��8�0�8�-���������������������3�������-�6�,+�+��

I������/3�I3�-�D�����/�������0������,������ �8�����,�����������-����"���/

1�����/�H�8D3-���������������������3�������-�6�,+�+��

5�����-�&!!&

Page 6: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��1�� ��������

������������������� �������� �� ��������� ���������������8������ ����� �����������������E���+"/��������������� ����3�����

����������������<���/B*

�������������;�������,����� ��� ����� ����� �+���� ����4*��������� �I���������C��-�D�����/�������0������,���

�� �8�����,������������������"���/*��� ���������������� ��� �������,������������� �I���������C���������,���

����������� ����*�

��+���������������������8� ����$����������� � �+��I���� ��8� �,���� �1���������,��-���������������������3�������-

���������������*�

�������������������������� �������+������,���8�������������8� ��������C����� �� *

��������������������������� � ����F����4�������������+��������������+��������������������������������������,�����*

��

Page 7: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

2�����

������� ���

��C����� ��,��� ��

1������������

1��������+�� �

1�������++��������� ��

�����������������+�� ��

(* ���/�0�F���� (

(*(* � ������������������� ����������� &

(*&* 0�� ������������������� ����������� &

&* 4/31�8���/J�03��>����34� '

&*(* F������������G����,��� '

&*&* �������������G����,��� %

&*'* 1����������G����,��� A

&*%* 4��������������� ����� )

&*A* ��,+�������,������������������ ��,������������ #

&*)* ��������������G�������� � ������� $

&*#* 3,�������������� $

&*#*(* ���������,����� ((

&*#*&* 0������������������������������� (&

&*#*'* 8�����������E������������������������� (&

&*#*%* ��,�������������� ������������������� ('

&*#*A* 3,������������������� ('

&*@* 0������,�����������,��� (%

&*$* ������+������������������� (%

'* ����1�03��>����34����/���4����"���/F3�0/�4��//�>�������J��38���/����

��0�H�0��1�F�883/F��1���/8� (#

'*(* 4�������� ����,������� (@

'*(*(* 1������ (@

'*(*&* 8������ &(

'*(*'* 8������� &(

'*(*%* ����������� &'

'*&* ��������� ���G����,��� &'

'*&*(* �������������������������� &'

'*&*&* ������ ���,������ &'

'*'* 4�������G����,��� &'

'*%* �������K�������� &%

%* 03��>�������4����"���/F3�0/�4��//�>�������J��38���/��8�115�103/�

��/83/�� &A

%*(* F������������ ��������������G����,��� &A

%*&* 1����������G����,��� &A

%*'* 4��������������� ����� &A

%*%* ��,+�������,���������������� &A

%*A* ��������������G�������� � ������� &)

%*)* 3,�������������� &)

���

Page 8: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

%*#* ������+������������������� '!

%*@* 1����������� �������,�����������,������ ������,�� '!

%*$* 4�������� ����,������� '!

%*$*(* 1������ '!

%*$*&* 8������ '&

%*$*'* 8������� '&

%*$*%* ����������� ''

%*(!* ��������� ���G����,��� ''

%*((* 4�������G����,��� ''

%*(&* ������������������ ''

A* 03��>�������1��3"���/F3�0/�4��//�>�������J��38���/��8�115�103/�

��/83/� 'A

A*(* F���������-�������������� ������������G����,��� 'A

A*&* 4��������������� ����� 'A

A*'* ��������������G�������� � ������� 'A

A*%* 3,�������������� 'A

A*A* ������+������������������� '$

A*)* 4�������� ����,������� '$

A*)*(* 1������ '$

A*)*&* 8������ '$

A*)*'* 8������� %(

A*)*%* ����������� %(

A*#* ��������� ���G����,��� %(

A*@* 4�������G����,��� %(

)* 0/�4��//�>�������J��38�4�D3/30� J����/3�013�4�84 %'

#* ����1�03��>����34����/���8�F/���4/�J��//�>�������J��38���/����

��0�H�0��1�F�883/F��1���/8� %#

#*(* F���������-�������������� ������������G����,��� %#

#*&* 4��������������� ����� %#

#*'* ��������������G�������� � ������� %#

#*%* ������+������������������� A!

#*A* 1�������������,�������������,��� ���������� ����,������� A!

#*A*(* 1������ A!

#*A*&* 8������ A&

#*A*'* 8������� A&

#*A*%* ����������� A&

#*)* ��������� ���G����,��� A&

#*#* 4�������G����,��� A'

@* �11����K�������3����/�1�F�1�630��//�>�������J��38� AA

@*(* 4������ �������� AA

@*(*(* �4HF�������� �������� AA

@*(*&* 43�������� �������� A)

@*&* ���������� ��G���,���������������� ���������������, A#

@*&*(* F���������� A#

@*&*&* ���������������,��������������� ���������������������� ��� �������� A$

@*'* �������K�������� A$

@*'*(* 1�������G���,���2�4����"������ ������������������,���������� ��� ������� A$

@*'*&* 1�������G���,���2�4����"������ ������������������,�����,������ ������,�� )(

@*'*'* 1�������G���,���2�1���"������ ������������������,�����,������ ������,�� )&

Irrigation manual

����

Page 9: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

@*'*%* 1�������G���,���2�8������������������������,���������� ��� ������� )%

@*%* 1�+������ �������,������� )%

$* 38���3/�F1�>>��>���0�D��3/��/3��83�� )A

$*(* F��������������� )A

$*&* D����������,���������������� ���������������, )A

$*&*(* ���������� ))

$*&*&* �����,����������,������������������ )@

$*&*'* ����������������� � ����� )$

$*&*%* F����������� )$

$*&*A* F��,�������;����������, )$

$*'* F�������� #!

(!* �3/��>��������/�1�F�1�630��//�>����� #(

(!*(* ����������� ����+���������������� #&

(!*&* ��������������������� #&

(!*'* ����������������,,�� ����� #&

(!*'*(* F�������������������������������������������� #&

(!*'*&* ����+�������������������������� #'

(!*%* � �������������,+��� �������������� ������������ #%

(!*A* ���������������, #%

((* �43/��������0�8����3���F3����1�F�1�630��//�>�������J��38� ##

((*(* F���C����������,���,������ ##

((*&* ��C"����������,������������� ������������������������ ##

((*'* F���C������������� ����� ##

((*%* �����������,������ ��� ��,������������� ##

((*A* F����������� #@

((*)* ��� ������,��� #@

((*#* 4������������������������� ��� ��� #@

((*@* 4��������������������������� #@

((*$* ����+��������� #@

/3�3/3�F3� @(

��

Page 10: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

0������������

(*� ��������������������,������ ��� ������������������, (

&*� �����,���,��������������� ���������� &

'*� 4������� ��,������ ��������� ������� @

%*� 0������������������,����� (!

A*� F��"�������������������������������,����� ((

)*� ��"������� ���"������,����� ((

#*� 3,������������������������������ ���������+��+������� ��������� ��,���� ('

@*� 1����������������������� ���������� ��� �������,�� (#

$*� 5�� ����������������������������� ($

(!*� 1����������� �������,��� ������������������������������ ���������� ��� �������,�� &!

((*� �������������������������� �4HF������������ &&

(&*� �������������+ ��������������,������ ��������<����-��������� ����+"�������������B &#

('*� 4����"������ �������,���������� ����������������������,������ �� '(

(%*� �������������+ ��������������,������ ��������<�������+"�������������B ''

(A*� 1���"������ �������,���������� ����������������,������ �� '@

()*� 5�� �������������� �������� %!

(#*� ��,���� �������, %'

(@*� �������� �������������������-������������ �����,� %%

($*� ���������������,����,� ��������;����������������������������������������������������������,� %A

&!*� 4����������������,� ���������������������������� ��������������� %$

&(*� 8������������������� ��������������������� ��� �������,��E������������� A(

&&*� �4HF�������� <�";B AA-A)

&'*� H����������������������������� A@

&%*� F�,������������������������� A$

&A*� �,������ ������������������,�������������� )!

&)*� ��� ��������� ))

&#*� �������,��������� )#

&@*� 0��������� )#

&$*� ��� �,� ��������� )@

'!*� ��������������������������G�������� ������������ #(

'(*� D����� ��������;��������,� #%

'&*� ���������������, #)

Page 11: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

0�������� ��

(*� H��������I������� �+�� ��������������� '

&*� 8���,�,��� �,��,�,����������3������������������ A

'*� ���������� �+�������,������ ���� ��������������� )

%*� 3��,��� ����������� �+����%����� �����,������������������ �������������� ���� ����� #

A*� /���,,�� � �����������������,�����������E��������������������������F� ('

)*� /���,,�� � ���������� ������,�����������,���� (%

#*� /� �������������������������,������������������� (@

@*� ����������������������������,����������������������������"������ ������������������,� &@

$*� ����������������������������,���������������������������"������ ������������������, ')

(!*� 4�����,�������+������,���������-�+�����&!��,��+��������� ������-�����')!L������� ����+����� %@

((*� �4HF������������� ��������� �������C����������������� AA

(&*� 1043�������0���@!#&�M�����'&E A#

('*� 5043�����������()(=(��� �0���M�����A!E A#

(%*� �������K�������������������� ����������������������"������ ������������������,���������� ��� ������� )(

(A*� �������K�������������������� ����������������������"������ ������������������,�����,������ ������,�� )&

()*� �������K�������������������� ���������������������"������ ������������������,�����,������ ������,�� )'

(#*� �������K�������������������� �����������������,������������������������,���������� ��� ������� )%

(@*� �������������������G���������������������������������������� ������������������, )A

($*� ����������������������������� ��������� ����������,�����,+�� ))

&!*� ������� ��������,� ����� ������ ������� )@

&(*� �� ����������������������������������������������������� #'

&&*� ����+������������������� #'

&'*� 4��+��,��� ������� ������������������������������������� ���������������,� #$

��

Page 12: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

0�����������������

��

���������� �+�������,�����

�F �+����F�,���

���3 �,�������������������������������3�������

54 ��C�������

�K �������G�������

F /������������������

F�

F�����������������������

0 0��,����

�5 ������+�������������������

3�

���� �����������������������

3F�

3������������� ������������������������������������

3F�

3������������� ��������������������������������

3��

/�������������������������������

3�����

F���������������������

3�����"���

F�������������������������+������ ��� ��� ����������� �����������

3� F��������������������������������,������������������������

3� 0������,�����������,���

� F���������E��� ���������������������������,+������������

�F ���� �F�������

� ������������� �������������

>F >���� ������

�� ��������������G�����

�/�

>����������������G����,���

�/�

�����������������G����,���

��� ����������������������������������� �� �������

5 3,����������������������

5043 5���� ������������������

51 5�� ���

I�

F����������

I�

>���� ��������� �������������

C4� I��������

CD C�������

1 1�����

1043 1��� ������������������

��� ��������������

�� ��������������

1/ 1����������G����,���

1/�

1����������G����,������������ ��� ��������������

��

��,+�������,���������������

���

Page 13: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

4 ������+���,������� ��������

4�

D���� �����,����

43 4�����������

4HF 4��������������� �

4D4 4��,������D�������4����

K 0�������

G 3,������ �������

/ /�������

/60 3������������������� ����

��

3,������������

��N D���� ������ �,�����

��

0�������+�����������������������������

��

/���������

�� � �������������� ������������� ��

��

0�������������������������� ��

�05 ������0���,���5��

�0/ ��,���������0��������/����������

�4HF ����������� ����������������� �

�H ������������

D D���� � ��,����

J�

/������������

6��F 6�,+�+�������������������������F�����

����

Page 14: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

(������������� �

���

Length1 inch (in) 0.0254 m1 foot (ft) 0.3048 m1 yard (yd) 0.9144 m1 mile 1609.344 m1 metre (m) 39.37 inches (in)1 metre (m) 3.28 feet (ft)1 metre (m) 1.094 yards (yd)1 kilometre (km) 0.62 miles

Area1 square inch (in2) 6.4516 x 10-2 m2

1 square foot (ft2) 0.0929 m2

1 square yard (yd2) 0.8361 m2

1 acre 4046.86 m2

1 acre 0.4046 ha1 square centimetre (cm2) 0.155 square inches (in2)1 square metre (m2) 10.76 square feet (ft2)1 square metre (m2) 1.196 square yard (yd2)1 square metre (m2) 0.00024 acres1 hectare (ha) 2.47 acres

Volume1 cubic inch (in3) 1.6387 x 10-5 m3

1 cubic foot (ft3) 0.0283 m3

1 cubic yard (yd3) 0.7646 m3

1 cubic centimetre (cm3) 0.061 cubic inches (in3)1 cubic metre (m3) 35.315 cubic feet (ft3)1 cubic metre (m3) 1.308 cubic yards (yd3)

Capacity1. imperial gallon 0.0045 m3

1. US gallon 0.0037 m3

1. imperial barrel 0.1639 m3

1. US. barrel 0.1190 m3

1 pint 0.5681 l1 US gallon (dry) 0.0044 m3

1 litre (l) 0.22 imp. gallon1 litre (l) 0.264 U.S. gallon1 litre (l) 0.0061 imperial barrel1 hectolitre (hl) 100 litres

= 0.61 imperial barrel = 0.84 US barrel

1 litre (l) 1.760 pints1 cubic metre of water (m3) 1000 l

= 227 U.S. gallon (dry)1 imperial barrel 164 litres

Mass1 ounce 28.3286 g1 pound 0.4535 kg1 long ton 1016.05 kg1 short ton 907.185 kg1 gram (g) 0.0353 ounces (oz)1 kilogram (kg) 1000 g = 2.20462 pounds1 ton 1000 kg = 0.984 long ton

= 1.102 short ton

Pressure1 pound force/in2 6894.76 N/m2

1 pound force/in2 51.7 mm Hg1 Pascal (PA) 1 N/m2

= 0.000145 pound force /in2

1 atmosphere 760 mm Hg = 14.7 pound force/in2

(lbf/in2)1 atmosphere 1 bar1 bar 10 metres1 bar 100 kpa

Energy1 B.t.u. 1055.966 J1 foot pound-force 1.3559 J1 B.t.u. 0.25188 Kcalorie1 B.t.u. 0.0002930 KWh1 Joule (J) 0.000947 B.t.u.1 Joule (J) 0.7375 foot pound-force (ft.lbf)1 kilocalorie (Kcal) 4185.5 J = 3.97 B.t.u.1 kilowatte-hour (kWh) 3600000 J = 3412 B.t.u.

Power1 Joule/sec 0.7376 foot pound/sec1 foot pound/sec 1.3557 watt1 cheval-vapor 0.9861 hp1 Kcal/h 0.001162 kW1 watt (W) 1 Joule/sec

= 0.7376 foot pound/sec (ft lbf/s)1 horsepower (hp) 745.7 watt 550 ft lbf/s1 horsepower (hp) 1.014 cheval-vapor (ch)1 kilowatt (kW) 860 Kcal/h

= 1.34 horsepower

Temperature0C (Celsius or centigrade-degree) 0C = 5/9 x (0F - 32) 0F (Fahrenheit degree) 0F = 1.8 x 0C + 0FK (Kelvin) K = 0C + 273.15

Page 15: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

1������� �������������������������������������������������

������������,���������� ����������� ��,�����-������� ���

������ ����������������������� ������������*����� ��������

���������������� ��������������,����2� ���-�,����";��-����

C����� �� ;��� ����-� �� � ,����"����C���� ����������*� ���

�������� � ����������� ���,� ������ ��� �� ��,����� ����-� �

����������� -�,������ ��+",��������-����������� ��,��"

���*��������(������������������������������ ��������������

���,�����,������ ��*

���� ������� ������-� ��� ��,��,�� ������ ��������-�,���

���������������,�������������������������,���������,

����������� ������� ����,��������,�*�����,���,������

������������������������,�����+����������� �����*

2������3

����������

Figure 1Typical layout of a smallholder drip irrigation system

Connection point to the farm Connection to the irrigation blocks

Irrigation block

Secondary line

Mai

n lin

e ou

tsid

e th

e fa

rm

Manifold

Fertigation unit

Manifold

Secondary line

Mai

n lin

e

Water meter

Pumping unit

Control headMain line

Farm plots 0.5 ha each

Dripline or lateral with emitters

Page 16: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

����� �����������<($@%B-� ������������������������� ���

������������3����� �������������($%!��� �������������

����������������($A!*��������($)!-������,������������ ���

����������� ����� ����� ���� ������,���� ��� ������ ������

������� ��������*�������� �+��,������� ������+���� �����

���-� ������ ���� +�� ���� ��� � �� �� ���,� ��� ��������

����������-�������� ����������������������������������������

+������ ���� ������,���� ��� ,� ���� �������� � ����������

���,*

�������������� ����C����,� ���� ������������������,���

������ � ���� �� ��� ����� ��� ������ �� � ��� �� �� ���-

��������������������,�������� �,������� ������������

��� ������� �� � ����C���� ����������� �� ��� ����� ����,�

��� �����*�������,���������&!����������������-���������

���� � ��� ���� � �� �-� �������� � ����������� ���,� ����

����������+������,�������������,������������� ����+�����

�� � ������������ �� � ��� � �������� ��� ��������� ���� �����

�������������*

3 3 ����������� ��� �'�����������

8��������,����������� ������������������� ����������������

+���� �� � ���� ����� +����� ,� �*� F��������-� ���� ���������

� ��������������������� 2

� ���� ������������ ��,������� ��� ������������������ �

�� ��� -� �� ����� �� ��,��� � ����� ��� ���� ���� ������� *

������,�����������������������������*

� ������,��� ������ ����������������� ��� ���� �������*

� ���� ���� ����� ��� ������ ������������ �,������ ���

�����������������������������+��,��������*�

� ����������� �����������+�����,�����,�����������������

������������������� �����+���������� ���������������

�� � ������� ���-� ���� ���������� ������� ����������

�����������*� F���G������-� �������� � ����������� �

���� ��� ����������"����������������*

� ������������G�����������������������+�������������������

��������������,����������,���� ����� ���������������

,����������������� ������<������B����������������

� �������������� �����,������������*�5����-���������

�����������������������+���� ��������������,*

� ����,�������������+������������������������������������

���������������������-������������ ��� �+������G������*

� ������ ����������� ���� +�� ��;���� � ����� ���� ���,� ��� �

��������� �,�����-��������������������+���+���������

�� ��� ��� ����������� �����������*

� ���� ��������� � ������ �� � ����������� �����������-

�������+��� ����� �������� � ����������-� ,�C�� ����

���,�,�����������,���������� ������������� ��*

3 - �������������� ��� �'�����������

����,�;��� �� ������������������� ���������������2

� 1������� ����,�����������������������+������������

����� ,���� ��������� ��� ���� ������ �,������� �����*

5����� ���� ��� � ���� ������� ����������� �� -� ��� ��,�-

���,�������*

� ����,���,������������������������������������� �����

��� ���� ���� ,��� ����� �������� ���+��,� �������� ���

����������������+��������������,�������������,�*����

����+������ � �����������,�������� ����������������-

��������������� ���� �,�������� ����� ������ ������� ��

������ ���� ����+���� � ���� ����� ����� ����*��������&

�������������������������������,����� ���������������

������ ����������������������� ������ ����*

� /� ���-� ����� ����������,������������������������

�,��������������������*�

� ��������������������������������� �����-��������,

,��� +�� �������,��� +������ ��� ���� ������ ��,+��� ��

���������� ��,��������G���� *

Irrigation manual

Figure 2Salt movement in the soil during rain

Dripper

RAIN

Salts washed into root zonewhere there is rain

Wetted root zone

Salt accumulationwhen there is no rain

Dripline

Crop

Page 17: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

���� ����������� ���� ��� ������ ,���,���� ��� ���� ���� �� ��

�������� �������������� ��������������������,���,����,���

����� ���� ������������� ���� ��� ������������ ����������� ��

�����������G����,������������������������+��*��������������

��������� ��G����,���� ����������� ��� �������� � ����������� ��

���������,������ ������������� ���� ��������F������*�

- 3 2����������4��������

3��,������ ���� ���������� ����� ������������������ <3��B-

����� ���� 4��,��"8�������� ,���� -� �� � ���� ����

������������������ <3�����

B-� �������� ���� ��� ��� ���

������������������������I�-������+���������� ����8� ����%*

3����������������� �� ��,��� � ��� ���� ������������ ���,

���� ���� �� � ���� ������������� ��� ���� �����*� ������ �� ��

�������� ��������������������������������������������� -����

������������ ��,������� ��� ������������������ ���� +�

�� ��� � ����� �����-� ����� ���� ������������ ����� � �����

�� ��������������I�*�

For the design of surface and sprinkler irrigationsystems: ETcrop = ETo x Kc

For the design of localized irrigation systems: ETcrop-loc = ETcrop x Kr

ETcrop-loc = ETo x Kc x Kr

���� <($@%B� ����� �� ���� �� ������� ������� ������ � +�

���������������������� ������������������������ ���������

������������������<��+���(B*

���� ����� ������-� ���� ���,��� � 3�����

,��� +�

,�������� � +�� ����I������� ����� �������� � ��� �� �����

������<>FB������������+���(-��������#!"(!!O� ���� ������

����������� ���������� ������ ������-���������������,

����,���� ���� ����������� ��G����,��������� ���� ����� �

�����������*���>F����@!O����� �+�������� �����,�����

����*

I�������� � �������<($$!B�����������������������G������

���� ���,������ ���� �����3�����"���

���� �������� � ����������

���,2

Equation 1

Td = Ud x [0.1(Pd)0.5]

Where:Td = estimated ETcrop at peak demand for

localized irrigationUd = conventionally estimated peak ETcrop

Pd = percentage ground cover (%).

�d �� � �d ���� ��� ,,=����� ��,�-� ���,����� ,,= ��-

,,= ��� �-�,,=,��������,,=����*����� ��,�������

�����d �� ��d ���3G�������(����� �+�������,�*

Example 1

The peak crop water requirements for mature citrustrees are estimated to be 7.1 mm per day, using themodified Penman-Monteith method. The ground coveris estimated at 70%. Referring to Table 1, thesuggested values of Kr are 0.82 based on Keller andKarmeli, 0.85 based on Freeman and Garzoli and 0.80based on Decroix. What are the corresponding valuesof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand?

Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day

Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Decroix CTGREF : ETcrop-loc = 7.1 x 0.80 = 5.7 mm/day

Using Equation 1, the ETcrop-loc for localized irrigationof Example 1 would be:

Keller and Bliesner : Td or ETcrop-loc= 7.1 x [0.1(70)0.5]= 5.9 mm/day

2������-

��� ����������������

Table 1Values of Kr suggested by different authors (Source:FAO, 1984)

GroundCrop factor Kr according to:

cover Keller Freeman Decroix (GC)(%) & Karmeli & Garzoli CTG REF

10 0.12 0.10 0.2020 0.24 0.20 0.3030 0.35 0.30 0.4040 0.47 0.40 0.5050 0.59 0.75 0.6060 0.70 0.80 0.7070 0.82 0.85 0.8080 0.94 0.90 0.9090 1.00 0.95 1.00

100 1.00 1.00 1.00

Page 18: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

�����+������,��������������������,����� �>����������

���� ,��� �����������-� ������� � ������� +�� I������ ��

������*� 5������-� ���� ���������� +������� ���� ��������

,���� �����,���*

�����������,����������������������G����,���-������,�

������������� �+��������� ������,�����+��,�����+�����

�� ��� ��+�� ��� ��<���" �������� B�+��*��������������

,������ ����-� ���� ����� � ������ ��,���� ���� �,�

����������� ���� ����*� ���� ���"���������� ����-� ���� �

������+��-� +���� 3�����

�� � ����� � ������ ������� ��� �

��� ��+�� ��� ��+��*

- - �����������4��������

����<($@%B� ���������������������������G����,����<�/�B

������ ������������,�������������G���� ��������,�������

��� ������� ����� ���� ������ ������ � ����-� ���� ���

������+���������,������������*����������������G��������

�� 2

Equation 2

IRn = (ETcrop x Kr) - R + LR

Where:IRn = net irrigation requirementETcrop = crop evapotranspirationKr = ground cover reduction factorR = water received by plant from sources

other than irrigation (for example rainfall)

LR = amount of water required for the leaching of salts

���� ���� ���,���� ����� ���� � +�� ����������� � ��� ���

�����������-������ ������ ���������������������������G����"

,���-� �� ���� ����������� ����������*� ���� �,�� ���������

���������������������������G����,����<�/�B������� ����

��� ����,�� ��� ����������� ������ ��G���� � ����� ���� �����

������ ������,����������+���������,����������������

������ ���� �� =��� ������������ ����*� ���� ���������

�G����������� 2

Equation 3

IRg =ETcrop x Kr

- R + LREa

Where:Ea = field application efficiency

����� �������/���+�� ���������������<($@!B-��������������

���������������� �+���� ���������������������������

+�������,������ ����������� �)!��,���� ��,����2

5��� ������,��� 2 3��P��!*@A

8� ���������,��� 2 3��P��!*$!

5�,� ����,��� 2 3�P��!*$A

����� ���� ��� ���� <($@%B-� ���� ����������� ����������� �

����� �+�����������������G������2

Equation 4

Ea = Ks x EU

Where:

Ks =Average water stored in root volume

Average water applied

EU = Coefficient reflecting the uniformity of application

�����,�������������������������������3����������������

�,���������������������� �����,,�� ���������� �����3�

���� � ���� +�� ��� ����� !*$!*� ���� ���������� I�����-

���� ���� ��� ���� ���� ����-� ���� ����� � � +�� ���� �,�

���������2

F������� ����������������������

��������+��� 2 IP��!*@#

��� 2 IP��!*$(

���� 2 IP��!*$A

1��,��� ����� 2 IP��(*!!�

Example 2

What would be the peak net and gross irrigationrequirements for the citrus of Example 1, grown onsilt soil, if applying a Kr of 0.85 (Freeman and Garzoli)and assuming no rainfall and a EU of 0.90?

Using Equation 2:

IRn = (7.1 x 0.85) - 0 + LR = 6.04 mm/day + LR

Using Equation 4:

Ea = 0.95 x 0.90 = 0.86

Using Equation 3:

IRg =7.1 x 0.85

- 0 + LR = 7.02 mm/day + LR0.86

�������/���+�� ���������������������������� -�3����� �+�

!*@A��������� ������,���-������� ������������ ��� ����!*@)

�+����� ���������+������,���*

Irrigation manual

Page 19: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

- 5 0��������4��������

1������� � ����������-�+������� ��������,���� ���� ��������

���G���������������-�C������������������������������������

������ ��� �� ,���,�,*� ���-� ��,+��� � ����� ���������

��������-�����C���������������������������������������������

��,��������,���������������������������������������������

�����*� ���� �� ���� ���� � �+����� � ����� ���� ����������

���,� ����� ����� G������� ������ ���� ���� ���+��� ������

�����������+����� �����������������������,���� *

������������,�����,���-� ������������������������� ��������

������������������������<3F�B��� ������������������� ��������

����������������������������<3F�B�������� � *�I��������

�������<($$!B����������� �����+���� ������ ��G������

��� ���� <($@AB� ��� �� ��� ��� ���+���� ����,��,�,�3F�*

��������� ��� ���������������������������������������������

��������� ��� ������������ ��������*������,�������� ����

,���,�,� 3F������� ���,� ���� <($@AB*� ���� ���

����������-����������3F���������������G�������,��3F

�-

������� ��� ����������� �+�������� �<J�P�(B�<��+���&*B

���������������������+��������������������� *��������3F��

+�����������,���3F��� ��������������������,�3F

���

,��3F�����2

Equation 5

Yr = maxECe - ECw

maxECe - minECe

Where:Yr = relative yield, which is expressed

as the ratio of estimated reduced yield to the full potential

ECw = electrical conductivity of irrigation water (dS/m or mmhos/cm)

minECe = electrical conductivity of the saturated soil extract that will not decrease the crop yield(dS/m or mmhos/cm)

maxECe = electrical conductivity of the saturated soil extract that will reduce the crop yield to zero(dS/m or mmhos/cm)

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Table 2Minimum and maximum values of ECe for various crops (Source: Keller and Bliesner, 1990)

Crop ECe (dS/m) Crop ECe (dS/m)

Min Max Min Max

Field Crops Field CropsCotton 7.7 27 Corn 1.7 10Sugar beet 7.0 24 Flax 1.7 10Sorghum 6.8 13 Broad bean 1.6 12Soya bean 5.0 10 Cow pea 1.3 8.5Sugarcane 1.7 19 Bean 1.0 6.5

Fruit and nut crops Fruit and nut cropsDate palm 4.0 32 Apricot 1.6 6Fig olive 2.7 14 Grape 1.5 12Pomegranate 2.7 14 Almond 1.5 7Grapefruit 1.8 8 Plum 1.5 7Orange 1.7 8 Blackberry 1.5 6Lemon 1.7 8 Boysenberry 1.5 6Apple, pear 1.7 8 Avocado 1.3 6Walnut 1.7 8 Raspberry 1.0 5.5Peach 1.7 6.5 Strawberry 1.0 4

Vegetable Crops Vegetable CropsZucchini squash 4.7 15 Sweet corn 1.7 10Beets 4.0 15 Sweet potato 1.5 10.5Broccoli 2.8 13.5 Pepper 1.5 8.5Tomato 2.5 12.5 Lettuce 1.3 9Cucumber 2.5 10 Radish 1.2 9Cantaloupe 2.2 16 Onion 1.2 7.5Spinach 2.0 15 Carrot 1.0 8Cabbage 1.8 12 Turnip 0.9 12Potato 1.7 10

Note: Minimum ECe does not reduce yieldMaximum ECe reduces yield to zero

Page 20: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

Example 3

Assuming that the citrus (orange) orchard ofExample 1 will be irrigated with water of ECw = 2dS/m, what would be the relative yield?

Using Equation 5 and the data from Table 2:

Yr =8 -2

8 - 1.7= 0.95

Therefore, the expected yield using this water for theirrigation of orange trees under a drip irrigationsystem would be 95% of what could be expected ifthe water had an ECw value equal or less that theminECe value.

����� ������,��������������� ���� ����� ����,���������G�����

����������-����,��� ����$AO��������������������������� -�I�����

�� � ������� <($$!B� ������� ���� ��� ��� ���� ���������

�G�������������,�������������������G����,���������2

Equation 6

LRt = ECw

2 x [maxECe]

Where:

LRt = leaching requirement ratio under dripirrigation

ECw = electrical conductivity of irrigation water (ds/m or mmhos/cm)

maxECe = electrical conductivity of saturated soil extract that will reduce the crop yield to zero (dS/m or mmhos/cm)

���������������G����,�������� ������+����������� �����

3G�������#2

Equation 7

LR = LRt x (IRn/Ea)

Example 4

What would be the gross irrigation requirement ofExample 2, taking into consideration the leachingrequirements?

Using Equation 6, the leaching ratio would be:

LR1 =2

2 x [8]= 0.13

Using Equation 7, the leaching requirements arecalculated as follows:LR = 0.13 x (7.1 x 0.85/0.86) = 0.91 mm/day

Therefore, the gross irrigation water requirementestimated earlier would have to be revised toincorporate the leaching requirements as follows:IRg = 7.02 + 0.91 = 7.93 mm/day

- 6 �������������������

�������������������� ������<4�B�������������������������

���������� �������� ���� ����'!��,���� ���� ����� ����� ����

����� ��� ��������� ��� ���� ������ ������ � ����*� ������ ���

G������� ��� ���� ,���� �,������ ���� ������ ���� ��G����

����*� ���� ��,+��� ����� ���� � ��� ���� ����+��

���������������� � ����� <4�B� �� � ���� ���������� �+�����

�,�����*

D�������� �+������ ����+���4�Q�8��������������������

�� ,���,�,� ��� ''O� �� � ,��,�,� ��� )#O� ���� �� ���

���� � ����*� I������ �� � ������� <($$!B� ������� �

������������ ����� ,��� ���� +������� ���� ���������

��� ������� �� � 4�*� ����� ������ ����� 4

������

����������(!!O���������������� �����������������

���������������� ���������(*@�,������*�5������-�����

����������� ������,,�� ������������ �������� �����-

����� ���� �� � �,������ �������� ���� �,���� �����(*@�,

�����*

��C���� ���-� �� � ���������� ���,� ��������-� ����

���� �������-���4����A!")!O�������������������������

%!O�������������������������������� ������� ��������

����*� 5������-� ������ ���������� �� � ���� ���� �����

�������+���������+�����������,��������,�����4������*

���� ����� ����� � +�� ��� �,������ <��B-� ������ �� ����������

������<'!��,�+�������������������B-� ���� �����������

�� �����������-��������������������������,�������� �������

����,���������������������*���������,���� �6���<($@AB

������� ��,���������G�������������,������������� � ����

�� � �� ��*� 5������-� ����� �G������� ,��� +�� ��� ��,���

�������+������������������������*����������������� ���+�����

������ ���� �,���� ���� � ���� ��� �� ��� ��� ���+���� ������*

�������������-� ��� ������ �� �� �������� � ���,� ���������� ��� �

����+������ �������,��������-���������� ������������� �+�

����C� � �����*� ��� ���� �+����� ��� �������� ������+��� ���-

/���+�� ���������������<($@!B�����,,�� ��������������

����������� ������+���'*

Table 3Area wetted by one emitter depending on soil type(Source: Rainbird International, 1980)

Soil type Area wetted by one emitter, Aw (m2)

Sandy soils 0.5-2Loam soils 2-6Clay 6-15

I�������� � �������<($$!B�����,,�� ��������������� ���

������� ������+���%-�������������������������%�����<���������

����B� ������*

Page 21: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Table 4Estimated areas wetted by a 4 lph drip emitteroperating under various field conditions (Source:Keller and Bliesner, 1990)

Soil or root Degree of soil stratification2 anddepth and equivalent wetted soil area3

soil texture1 (m x m)

homogeneous stratified layered4

Se' x W Se' x W Se' x W

Depth 0.75 m:Coarse 0.4 x 0.5 0.6 x 0.8 0.9 x 1.1Medium 0.7 x 0.9 1.0 x 1.2 1.2 x 1.5Fine 0.9 x 1.1 1.2 x 1.5 1.5 x 1.8

Depth 1.50 m:Coarse 0.6 x 0.8 1.1 x 1.4 1.4 x 1.8Medium 1.0 x 1.2 1.7 x 2.1 2.2 x 2.7Fine 1.2 x 1.5 1.6 x 2.0 2.0 x 2.4

1) Coarse includes coarse to medium sands; medium includes loamysand to loam; fine includes sandy clay to loam to clay (if clays arecracked, treat like coarse to medium soils).

2) Almost all soils are stratified or layered. Stratified refers to relativelyuniform texture but having some particle orientation or somecompaction layering, which gives higher vertical than horizontalpermeability. Layered refers to changes in texture with depth as well asparticle orientation and moderate compaction.

3) W, the long area dimension, is equal to the wetted diameter; Se', thewetted area dimension, is equal to 0.8 x W.

4) For soils that have extreme layering and compaction that causesextensive stratification, the Se' and W may be as much as twice aslarge.

- 7 %������������������� ����

�������������

���� ��,+��� ��� ���� �,������ ��G���� � ���� ������ �

���+���� ���������2

Equation 8

Emitters per plant =Area per plant x Pw

Aw

Area per plant (m2)Pw = Percentage wetted area/100 (%/100)Aw = Area wetted by one emitter (m2)

/��������������+���'-��������,��������������� �+��%�,

&

<&")�,&B*�/��������������+���%-����������� ���������<����B

���������� �+��+�������&*#�,

&<(*A��(*@B��� �%*@�,

&

<&*!��&*%B-� ���%� �����,������������ ��� � ��������� ����

�������R(�,����*�

Example 5

Assuming a tree spacing of 6 m x 6 m, a Pw of 50%and an Aw of 4 m2 for loamy soils, what would be thenumber of emitters per plant?

Using Equation 8:

Emitters per plant =(6 x 6) x 0.6

= 4.5 4

which means that 5 emitters per plant are required.

If, however, the citrus trees were in a desert climate,a Pw of 60% would have been advisable. Underthose conditions the number of emitters would be:

Emitters per plant =(6 x 6) x 0.5

= 5.4 4

which means that 6 emitters per plant are required.

����� �������,������+������� ���������,�����������������Q

�����������������G������� ���� ���������������������

����-�������G���� �4��� ���������� � ��,��������,����

�,������ ���� ���� ���� �� ��� ���� �������*� ��� ���� � +�

������ ����������������������������������������,���,������

�������*���������-�������������������������� ���������

������ ������ � ���*� 1�C����-� ���� ��,�������� ��

������������������������������������������������,���,���

����������*�

��� ����� �� ������ �������-� ����� �,������ ���� � ������ ���

�������� ����G���� ������-� �����,������ ������� <��B�����+�

��������� ���������������������G������2

Equation 9

Se =Sp

Np

Where:Se = the distance between the emitters, which is

the emitter spacingSp = distance between the plants within a rowNp = number of emitters per plant

��� 3�,���� A-� ��P� A� �� � �

�P� )*� ���������-� ����

3G�������$-���P�)=A�P�(*&�,*�

5���������+���� ���-��

��� ��

�-���������������������

�����<4�B����� �+������C� ������������������������������

����,,�� � ���,��*���������+�� ���������3G�������(!2

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Page 22: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Equation 10

Pw =100 x Np x Se x W

Sp x Sr

Where:W = wetted width or width of wetted strip along

lateral with emitters (m)Sr = distance between plant rows or row spacing

(m)

���� ��,����� ��� ��������� � ����� ���� +�� ��������� � ����

3G�������((2

Equation 11

Aw =� x D2

4

Where:Aw = area wetted by one emitter (m2)D = diameter of wetted area (m)

������ ���� ����� ����� � +�� ���� �,������ <��B� ��� +���

���,��� � ��� +�� %� ,&- ������������ 3G������� ((� ��

�+���������������������P % ,

&������������ � ��,����

��2

D = ��(4 x Aw)/��� = ��(4 x 4)/��� = 2.26 m

�������G��������������������� ��� ���D����3G�������(!*

�� ����� ������ ��������� ������ ��� 3G������� (!-� ��� ���

����������4�P�A!O-��������������������� 2

Pw =100 x 5 x 1.2 x 2.26

= 0.38 = 38%6 x 6

����,���� ����� ����4������ ����+�� ������� � ���,����

���������������������*�����������������,+�������,�����

��������������������������������������4�- ������� ������

3G�������$-�<����

�B���,���������,����������� ��

���

��������������4����3G�������(!�������,���������,�*

F���G������-������,�������������������+���� *������ ��

��������������,���������+��������������� �������-� �����

������� ���� � ���� ���� � @!O� ��� ���� ����� � ��,����-

��������!*@��&*&)�P (*@(�,*�������������,+�������,�����

���� ������ ���� � +�� �+���� ���� �,�� �� ���� ���� ����*� ���

������,���� ������-� ��� ���� � ����� �G���� ��,+��� ��

�,�����������������������������*���������,��������������+�

�� �<3G�������@B-� �������������� �������������,+������

�����������+�����,����������������,�������������������������*�

���������������4������+�2

Pw =100 x 6 x 2 x 1.81

= 60%6 x 6

D�����������,������������� ���� �4����A!O-�������������

���� ������������ ����������������'@O*�

�������'�������������� ���������������,���-���������

P�A-���P�(*&�,-��

�P�)�,��� ��

�P�)�,*�

Irrigation manual

Figure 3Plant and emitter distance and spacing

Se = 2 m Sp = 6 mShaded area

Lateral with emitters

Tree

1.8 m

Wetted area Pw = 60%

Sr=

6 m

Page 23: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

- 8 ������������4�������������

��������-��������� ����,������ ������,������������,���

���G����� ����������*� ���� ������� ���� ��� ��� ����� ���� ���

,������� ��������� �����*� ���� ���������� ��,���

�,�������� ���� ������ ��� ������������ ���� ����������

���G������������C� �,�� *

Example 6

What is the irrigation frequency at peak demand,using the different data generated in the previousexamples, as well as considering the following:

� Effective rooting depth (RZD) = 1 m� Available soil moisture = 120 mm/m � Moisture depletion for a drip system = 20%

Net irrigation requirement (IRn) = 6.04 mm/dayNet irrigation requirement per tree = (6.04/1000) x 6 x 6= 0.217 m3 or 217 l/day per treeTree spacing = 6 x 6 mArea of wetted soil = Sp x Sr x Pw = 6 x 6 x 0.6 = 21.6 m2

Available soil moisture per tree = 120 mm/m = (120/1000) x 21.6 = 2.592 m3 or 2 592 l/treeReadily available moisture for drip system to bereplenished by irrigation = 2592 x 0.2 = 518 l/treeIrrigation frequency at peak demand = 518/217 = 2.39 days, say 2 days

Since irrigation will be done every two days, the netamount of water to be applied should be 2 x 217 = 434 litres per tree.

5������-����� ���������������+���,������ ���������,�

���� ������G������������C� �,�� *����� �,�������������

,������� ���������,���+������������ ��� *

��� �� ��� ��� ,�������� ������+��� �����,���� ���-� ���

��������������,����� �+�� ����� ��������������������

���+��-�+������� ������������$!O����������,��������+��

����,���������&&���������� ���<���3-�($$!B*����������

������,����������,����������������-����*

�� ��������� ���� ���������� �G������-� ���� �������� ��

������������������������������������,��<��B�������C� �,��

����+�����+���� 2

Equation 12

IRgTa =

Np x q

Where:Ta = duration of irrigation per day (hr)IRg = gross irrigation requirement (mm/day)Np = number of emitters per plantq = emitter discharge (l/hr or lph)

�� ��,��� ����������� �,������ �������� �� ������+������ ���

,��C��*�����,�����,,���������%����*�5������-�&-�)���

@������,��������������������+��*

Example 7

Using, the results of Example 6, what is the irrigationduration per day?

The gross irrigation requirements calculated earlierwere IRg = 7.93 mm/day, which is 7.93 x 6 x 6 = 0.285m3 or 285 l/tree per day.

Using Equation 12, the daily hours of operation arecalculated for the different emitters:

Ta for 8 lph drippers = 285/(6 x 8) = 5.94 hoursTa for 6 lph drippers = 285/(6 x 6) = 7.92 hoursTa for 4 lph drippers = 285/(6 x 4) = 11.88 hours

�����+������,�����������������%����� ���������������

������������������������,�����((*@@���������� ��*������

�����+�������������,�,*�����)����� ���������������������

�������������������+"��������� ��-��������������������,��

()���������� ���<#*$&��&�P�(A*@%B*����������������������

�������G�������������������-����������@����� �����������

������ �����,���������,��������,-����������� ������,��

(@���������� ���<A*$%��'�P�(#*@&B-��������������������

��������� ��������������������*�

������������������� �+������������������������� �������

�������%����� �������+��������������������������������

�������P�((�����*� ��� ���� ���� G�P�&@A=<((� � )B�P

%*'& ���*���������������� ��������������,��������,����

�����������������,����� �������������&&���������� ��

+�� ��� ���� ���� ������ ����� ����� ���� �G���� �+"����*

��������������� �+�������� �����((���������������+"����*

- 9 ��������� �����

���� ��������� ������ �� ���� �� ,������ ��� ���������� �

����C���-������� �������������������������,��������

���,�C���������� ������*�����,+������������+;���������

�+;�������;� ��,���������� �����������������������*

�������������������,���������,�;����,�������������������

�������������������,�������������� ����� �����+����C�������

���� �������� �����������,��������������������2

� 3,������ ���������������

� 0�������"���������������������� �����������������

� ���+��������� �������"������������������������������

��,�

� 8������������������������������������

� /������������������������

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Page 24: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

��

Figure 4Different types of emitters

Exit orifice

a. Long-path emitter b. Orifice emitter

Inner orifice

Secondarychamber

Mainchamber

d. Labyrinth type molder emitters

Individual filter inlet

Symmetric structure

Strongcylinderstructure

Three outlet holeslocated at 120°configuration

Double filter inletsat 180° configuration

Labyrinth for self-cleaning byvortex and turbulent flow action

Dripper structure advantages

Symmetric structure

Cylinderconfiguration Double filter inlets

at 180° position

Three outlet holesat 120° position

c. In-line labyrinth with vortex and filter inlets

Page 25: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

� �������+�����������������

� ���������,������������������������������ ���� ����

- 9 3 :��������������

������,��������,������,������� ���� �����������������-

�,������ ���� +�� ��� ���� ����"����� ����-� ���� �������

<��+������B"� �� � ����"����� ����-� ���� �������� ����� �� � ���

����������*��������%����� ������������������,�����*�1���"

����� �,������ ���� ������������ � +�� ��,����� ����*��������"

����� �,������ ����� ����������� ����� ����� ����� �� � �,�� ��

���,� ,��� ���C� �,����� ��� �� ������ ����"����� �,�����*

5������-��������������������-�������������"���������������

�� � ���� ����� ����,�� �� ��,��� ������ ���+�����*� ���� ����

����,������������������,�����������������+�����*�

H����� �,������ ����� �� ���������� ����������� �� ���� � ����

�����������������������*��������������,������������������

�� ������� �+������������������ ������������� ��� ���������

����*�������������������������������,���������������������

������ ��� ���� ������*� �� �� ������ ��� ���� �����-� ���� ���

��������������������������,�����������-����,�������������

�������������������� ������+��,�C�������,����������+��

�����������*�����,+������������������� ���������������

��,,�������,���������,� �����,�����*

1���"����-�����"������� ����������,����������+��������"

��,��������-� ������������,������������������������� �

������ ��� ������*� ���� �� ������� � �������� ���� ��� ��

�������,�,+����� ��� ������,���� ����� �������� ���� ����

���"���������������������������*��������������-����

����+�������������,�,+�����+���,�� ������ ��������,�*

�������� ����������������� �,���,������ �� ������ �+������ ��

����*� ���� ���� ����� ��� ���"�������� �,������ ���� ��"���

���������� ������������������*���"�������������,�����

����� ���� ����� �� ���� ,�,���� ����� ��,�� ���� ���,� �

����� ��� ���������������������� ����*�F����������������

�,������ ���� ��������� � �� ����� ����� ���� �;���� �����

��������� ���������������*������ ������+�����������������

�����" ��,����� ����+��� �������� ��� ����� ��� ������

�������<�������AB*

3,��������������������� �����"����������"����� ���� ���

��������������������������� �������*��������)����� ��"����

�� ���"������,�����*

��

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Figure 6In-line and on-line emitters

Figure 5Cross-section of a continuous flushing emitter

Barb connection Emitter

Lateral

Emitter

Lateral

Barb into lateral wall

a. In-line emitters

b. On-line emitters

Particles being ejectedthrough flexible orifices

Page 26: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

- 9 - ������������������������� ��������

���� ���������������������������������������,���������

+������� �+�����������������G������2

Equation 13

q = Kd x Hx

Where:q = emitter discharge (lph)Kd = discharge coefficient that

characterizes each emitterH = emitter operating pressure (m)x = emitter discharge exponent

���� �,������ �������� �������� <B� �� �� ,������ ��� ���

������������G�<�"��B������5�<"��B������*����������

�������������-����������������������+��������� �+��������

���������*����� ��������,����������,�������P�!-������

,���� ����� ���� ����� �� ���� ������� � ��� ���� +�� ������

���������*����������+�������,�����-���C�������������-��������

� ��������� !*A� �� � ���� ������ ����� �,������ ����� ��� � ��

�+���� !*%*� ���� �������� ��� �������"����� �,������ �

+������� !*A� �� � !*#-� ������ ���� �������� ��� ����"����

�,��������+�������!*#��� �!*@*�

����� ������ ����,��������I �� �-��������������G��� �5

���� ���������+�� ����,��� �������� ������������������

�������*� ���� �������� �������� ���� � ����� +�

��������� ������3G�������(%2

Equation 14

x =Log [q1 / q2]

Log [H1 / H2]

��,�-�������,���-������G(P�'��������5

(P�A�,��� �G

&

P� %� ���� ��� 5&P� (!� ,*� ��+��������� ����� ������ ��

3G�������(%����� �����2

x =Log [3 / 4]

= 0.42Log [5 / 10]

I ����+����������� ���������-�+��������������3G�������('

�� ������ �������������������2

Kd =q

=4

Hx 100.42= 1.52

������� ��� � ��������������������+������������,�����

����� ���� �,�� �������������� ���� +�� ����� � ����� ���

���������������������2

Equation 15

Ha = H [qa

]1/xq

Where:qa = average emitter flow rate obtainable

under pressure Ha (lph)q = emitter flow rate obtained under

pressure H (lph)x = emitter exponent

Example 8

From the manufacturer’s catalogues, the followingwas derived for a 4 lph dripper: x = 0.42, q = 4 lph atH = 10 m. The desirable average flow rate for themost economical option, with the 4 lph emitter, is qa =4.32 lph (see section 2.6). What is the pressurerequired to deliver the 4.32 lph?

By substituting these values in Equation 15:

Ha = 10 [4.32

]1/0.42 = 10 [1.08]2.28 = 12.0 m4

- 9 5 �����������;���������������������

���3� <($$!B� ������ ���� ,�����������E� ������������ ��

����������<F�B�����,������������������+��������� ����������

�� ��� �,� �,���� ��� �� ������ ,�C�-� ,� ��� �� � ���� ��

�,�����-� �� ����� � �+�� ����,������������ �� �+������ ���

���� � ���������� ��� ������ ��� ��C��� �����*� ���� �

����,��� � �������� �� �������� ���� ��� �� �,���� ��� A!

�,�������� ������������������&!LF*������������+�����

��������������� ����3G�������()�����+�����F�2

Equation 16

Cv = �[q12 + q22 .... + qn2 - nqa2] / [n - 1]qa

or Cv = sd / qa

Where:Cv = manufacturer’s coefficient of

variationq1,q2 .... qn = individual emitter discharge (lph)qa = average emitter discharge,

(q1 + q2 + .... qn) / n (lph)sd = estimated standard deviation of the

discharge rates of the emitters (lph)

n = number of emitters in a sample

5������-������,��������������,���������� ����������-

�������������������������,����������� ������� ��������������

����-��������,������,����������������� ����������������

���������-������+����,�������������������*���������������

���-� ��� �������� ��� ���� ���,� ������������ ��

,������������� ���������� ��� ������� � �� ����� � ��

3G�������(#2

Irrigation manual

��

Page 27: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Equation 17

Cvs = Cv / �n

Where:Cvs = system coefficient of manufacturing

variationCv = manufacturer’s coefficient of variationn = number of emitters per plant

��+��� A� ����� �� ���� ����,,�� � � ������������� ��

���������������,����������������������*

Table 5Recommended classification of manufacturer’scoefficient of variation Cv (Source: ASAE, 1990)

Emitter type Cv Range Classification

Point-source < 0.05 excellent0.05 to 0.07 average0.07 to 0.11 marginal0.11 to 0.15 poor

> 0.15 unacceptable

Line-source < 0.10 good0.10 to 0.2 average

> 0.2 marginal to unacceptable

Note: While some literature differentiates between ‘point-source’ and ‘line-source’, based on the distance between the emitters, in this Modulethe difference is based on the material used for the dripline or lateral.The thick wall material is considered as being ‘point-source’, whilethe tape type of material is considered as being ‘line-source’.

- 9 6 :��������������������������� ��������

������,���������������������� ���������������������� ��������

���,�����������,��������*�D������������������������ ���

������-�������,������������������+���������*������������

��� ��,��������� �� ���� ���� �������� ��� �����-� �����+�

�������������� ���������������"������,�����*�����������"

������,������������P�!*@-���������������� ����������(O

����������&LF��������������,��������*��������������"����

�,������������P�!*)���������������� �����������+����(O

���� ������ %LF� �������� ��� ��,��������*� �� �� ����-� �����

������,��������� ��������� �������� ���������������������

��,��������*� ����,��� <($##B� ������� �� ��,��������"

���������������0/����!*$&�����%ALF��� �!*@@�����)ALF*�

�������������,���������������������� �,�����������������

�������������������,���,������������������������ �������*�

�����������������������,����������,�����-�����������

��,��������� ����� ������� ��� ���� �������������� ��� ���

,��������������������������,� �*�

- 9 7 �������������� ���

I������ �� � I��,���� <($#AB� ������� � ����� �������

������������������<FB������������,�@!"(%!���������������

����� ����,��� *� ���� ���� ��� �,������ �,�����

�����������������"������� ���"�����<�������AB*�������"����

����������� ��� �� ��� �G��������� ��� ���� ��� � ��� ��

!*&&�,���������,���������*���������������������� �� �+��+

<A�,,��A�,,B���"������,�����-�����������G���������������

��� � ��� ��� !*(! ,� ��� ���� �,�� �������� ���� ���� (A�,,

��,������� �!*(# ,���������(&*A�,,� ��,�����<�������#B*

��

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Figure 7Emitter connection loss values for different barb sizes and lateral diameters (Source: Keller andBliesner, 1990)

On-line connectionBarb Size mm (in)

a bLarge 5 (0.2) 7.5 (0.3)Standard 5 (0.2) 5 (0.2)Small 5 (0.2) 3.8 (0.15)

7.5 (0.3) 10 (0.4) 12.5 (0.5) 15 (0.6) 17.5 (0.7) 20 (0.8)

Inside diameter of lateral in mm (in)

In-line

0.6(2.0)

0.45(1.5)

0.3(1.0)

0.15(0.5)

0

Em

itter

con

nect

ion

loss

equ

ival

ent,

f e,

in m

(ft)

b

a

Page 28: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

- < ���������������������

���3�<($$!B� ������ ���� �����������G������� ������,���

����� �,����� ������,���� ��� ���,� ��� F�� �� � ������

������������������,�����2

Equation 18

EU = 100 x (1.0 - 1.27Cv / �Np) x (qm / qa)

Where:EU = the design emission uniformity (%)Np = the number of emitters per plantCv = the manufacturer’s coefficient of variationqm = the minimum emitter discharge for

minimum pressure in the sub-unit (lph)qa = the average or design emitter discharge for

the sub-unit (lph)

�����+"����������������������,����������� ������������

���� �,������ ���������� ������� ���� � ���� ���� � ���

������+�������������������*���������� �����������*

����+�������������,�����������������������,���,�,�������

���������,���������*�������������������������� �������

+��I�������� �I��,����<($#%B*������+�� �����������������

����-�+���������������,��� ������ ��������������������,-

��� �� ,���� �,�������� ��� +�� �������� � �+���� �� ��"

����������� ����� ����"����������*� ��+��� )� ����� �� ���

����,,�� � ����������3�*

- / � ���� �����������������

����� ���� ��� ���3� <($$!B-� ������� ���������

����������� ���� ���,� ��� +���C� ��� �+"����� ���� � +�

,�������� �������� ���� �� ������ ����� ���� ����� �,����

������,����<3�B����+����� *

����� �����������������-�I�������� � �������<($$!B�������

���������������G������2

Equation 19

�Hs = 2.5 x [Ha - Hm]

Where:�Hs = allowable pressure variation that will

give an EU reasonably close to the desired design value (m)

Ha = pressure head that will give the qarequired to satisfy Equation 12 with the EU required in Equation 18

Hm = pressure head that will give the required qm to satisfy EU in Equation 18

���,� ���� ,�����������E� ������,����� ��+��-� ���� G��

������+��� ��� �� ������� ��� � 5�*� 5������-� 5

,�� ���

��G���� ������ ��������5���+����������� *

����"����������3G�������(@-�����G,����+�� ����,��� 2

EU x qaqm =

100 x [1.0 - 1.27Cv / �Np]

������ G,�� ���+���� -� ���� 5

,���� +�� ��������� � ���,

3G�������&!-����������,��������3G�������(A2

Equation 20

Hm = Ha x [ qm

]1/xqa

�������������-������������,����������������� �� ������

�,������ ,������������ �����+������ �� � �,������ �������*

3�������� ���� ���������� �+���� � ��� ����� �������� ���

�����,�����*����������������������+�������������������

�� ���,��� � ��� (!O� ��� ���� �,������ ���������� ������*

����C��� <($$$B� ������ ����� ���� �,����������� �������

� P�!*A�����������+���������������+���������� �+��&!O���

���� ���������� ������-� ��,������ ���� ���� ����� �����+�����

�,�����,���������(!O*�

Irrigation manual

��

Table 6Recommended ranges of design emission uniformities (Source: ASAE, 1990)

Emitter type Spacing (m) Topography Slope (%) EU Range (%)

Point-source on perennial crops >4 Uniform steep <2 90-95undulating >2 85-90

Point-source on perennial or semi- <4 Uniform steep <2 85-90permanent crops undulating >2 80-90

Line-source on annual or perennial crops All Uniform steep <2 80-90undulating >2 70-85

Page 29: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Example 9

Assuming that an emitter with the following characteristics, provided by the manufacturer, is considered for use: q =4 lph, H = 10 m, Cv = 0.07 and x = 0.42. What is the allowable pressure variation?

Through the application of Equation 15, qa = 4.32 lph at Ha = 12 m is calculated. From Table 6, for citrus grown onfairly level ground, spaced at 6 x 6 m, the range of design EU is 90-95%. We can adopt 90% for our conditions.

As we have calculated earlier, the number of emitters per tree Np = 6. The next step is to calculate the Ha and Hmcorresponding respectively to the qa and qm that would provide the EU = 90%.

90 x 4.32qm =100 [1.0 - 1.27 x 0.07 / �6]

= 4.03 lph

Using Equation 20:

Hm = 12 [4.03

]1/0.42 = 10.2 m4.32

The allowable pressure variation (�Hs) would then be:

�Hs = 2.5 [12 - 10.2 ] = 4.5 m

This means that in the design process provisions should be made so that the head losses and elevation differencewithin each hydraulic unit do not exceed the 4.5 m.

If it was opted to aim for a higher EU value (95%), then the �Hs would be small:

95 x 4.32qm =100 [1.0 - 1.27 x 0.07 / �6]

= 4.26 lph

Hm = 12 [4.26

]1/0.42 = 11.6 m4.32

and therefore:

�Hs = 2.5 [12 - 11.6 ] = 1.0 m

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Page 30: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

Page 31: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��

���� �������� ������ ���� ������ ����� ���� ���� �� �����

������ ��� ��� ������������������������ ��� ������,,������

���,*��������@������������������,���������������� �����

��������������� �,������ ����'!!�,��(A!�,*�

2������5

��� ������������������+�������������������������

������������ ��������� ����

Figure 8Layout of a citrus orchard for an individual farmer

108.0

150 m field width

107.5

108.0

107.0

106.5

106.0

105.5

107.5

107.0

106.5

106.0

105.5

Road

105.0Source of water

105.0

300

m fi

eld

leng

th

Not to scale– Tree spacing 6 m x 6 m– 50 rows of trees– 25 trees per row

Pumping station Elevation

100 m

Page 32: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��,�������������%����� �������<�������������5�P�(&�,

��� ������� G�P� %*'&� ���B� �� �� -� �� � ��C���� ����

���� ������������ ����� ����������� ���G�����-� ���� ����������

���� �+�� �������� � ��� ���� ��������� ��*�5����� �� ������

����� ����,��� ��� ������� @� <%*A� ��B� ���� � +�� ������� -

C������� ��� ,�� � ����� ����� ����� ��G����� ��� �� ��� ���

�������*�

��������������������������������������*����������������

����� �� �� ����� �������� ���,� ����� ��� ������ ������ ���

������� +��� ���� ��� ���� ����� �� ����� ��� ��� � ,������

��������� ��� ��*� ���� ,������ � ��� ����� ���� � ������ ���

����������� �������������������������������������� �����

�������� *��������������������������������*���������������

���������� ��������������������,������������������������

,� �������������� ��� ����������,������ ���������������*���

��������������������������� �+���� *�����,������ �����

���������� ���� �������������������������,��<������������B*

���� �������������+������� � ����������������������*�3���

����������������+������� � ������)� ������-�'������������*

1��C���� ��� ���� ������� ��� ������� @-� ���� �� ���� ���� ������

������ �������� ���� ���� ����� �� ��� ��� ���� ���� � �����

������ *����������������������������� -�,��������'!!�,-

�����������A!��������������� ������������� �������������� -

,��������(A!�,-������������&A�����*�3��������������������

�������� ���� ������������<'�,B������ ���,������ ������ ���

���� *���������������� ������������������������������������

���� �� ��� ��� ���� ���� � �� � ������ ���� ��������� ��� ���

�������*

5 3 ������'������������

����� ����������������������� ���������������,����<$!OB-

���� ������+��� ������� ���������� ������� �� �� ������� ����

���� � ���� ���� ��5P� %*A� ,� <��� 3�,���� $B*� �

�� �����������������+"�����������������������������������

+���� ��������������������������������� ����G���� *���

������,���-����� ������������������������5�-�����������

����������3����� �����-���(&�,����(&!�C4�*�

5 3 3 0����� �

����,�����,,������� � ����������������(&�,,��� �()

,,���� �� ��,�����������������*�5������-�&!-�&A-�'&���

%!�,,���� �� ��,�����������������������+��*��������$����

+���� ���������������������������������������������������

�����������������*�������������������������� ��������

����%�<���� ����%�C�=�,&B��� �����)�<���� ����)�C�=�,

&B

�����������������*

�������������� ����������������*� �� ����������,�����

,� ����������<�������'B-������ ������������������ ����������

����� ���������&A"��������-���������������%����� ������

��������-� ����������G�P�%*'&�������������5

�P�(&�,*

���������������� ������������ ������+�2

Q = 25 x 4.32 x 3 = 324 lph or 0.324 m3/h

���������������������������������� �������� �%!�,-

��������� ����������������,��������������������(&�,���

�����5P�%*A�,*����������-�����������������������������

����������������$-��������������������������� ����%�C�=�,&

���%!�,�����+���� *������(&�,,��������� -�������� ���

����!*'&%�,'=������G�������&@O*����-�����������������

��������(%@�<&A��)�"�&B�,����������������������� �+�2

HL = 0.28 x 148 = 41.44 m

5������-��� ������������,����"�������,-��������������

�� ������ ������ ���� ���*�5����� �� �� ������� ������������ �

���� �+���� *���+���#�����������������������������������

�����������,+����������������������������*

Table 7Reduction coefficient F for multiple outlet lines(Source: Keller and Karmeli, 1975)

Number F value Number F valueof outlets of outlets

1 1.000 14 0.3872 0.639 16 0.3823 0.535 18 0.3794 0.486 20 0.3765 0.457 25 0.3716 0.435 30 0.3688 0.415 40 0.364

10 0.402 50 0.36112 0.394 100 0.356

��� ���� ��,���-� ����� ���� ���� ����� ������ #A� ������

<&A 'B*������ ���� �� ���� #A� �,������ ������ <!*'A@B-� ���

���������������������(&�,,��������� �+�2

HL = 0.28 x 148 x 0.358 = 14.84 m

����������������������+���� �����%*A�,�������+����������+"

����-� +������� ���,�� � ����� ���� ��,��� ���� � ���� ����� �

��������� ���� ��� ������ ����� ������� ���� �+"����� ��

���������� ���������*��������()�,,��������� -������������

������� �+�2

HL = 0.049 x 148 x 0.358 = 2.60 m

���� �� +����� ���� ��,��*� 5������-� �� ���� ��������� ���

����������+�� ���������������������������F����(A!-�+�����

��� ������ ,����� ��������� ����� ������� �� � ����� ���

����� ������� ��� ���� ������� �������� ���� �������-� ��

�������� ��� ���� ��������� ���� ���� � +�� ����� ��� � �

,������� ��������*�������"������,�����-��������G�����������

Irrigation manual

��

Page 33: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

40

32

25

20

16

12

Figure 9Head losses in soft polyethylene pipes10

0 90 80 70 60 50 40 30 20 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Head loss %

0.1

.2.3

.4.5

.6.7

.8.9

12

34

56

78

910

2030

40

50

100

Dis

char

ge m

3/ h

r

J =

KD

-bx

Va

Wor

king

pre

ssur

e4

kg /

cm2

6 kg

/ cm

2

Page 34: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

��

Figure 10Layout of a drip system and pipe sizing for a citrus orchard for an individual farmer

Manifold 4Q = 7.8 m3/hrL = 72 mD = 50 mm PVC (4)

Manifold 3Q = 8.42 m3/hrL = 78 mD = 63 mm uPVC (4)

Manifold 2Q = 7.8 m3/hrL = 72 mD = 50 mm uPVC (4)

Manifold 1Q = 8.42 m3/hrL = 78 mD = 50 mm uPVC (4)

2 drip lines per tree rowDrip lines:Q = 0.324 m3/hrL = 148 mD = 16 mm Polyethylene (4)

Supply lineQ = 162 m3/hrL = 25 mD = 75 mm uPVC (4)

NOT TO SCALE

CONTROL HEAD

Elevation100 m Pumpingunit

Pressure control point

Main line 1Q = 16.2 m3/hrL = 150 mD = 75 mm uPVC (4)

Main line 2Q = 7.8 m3/hrL = 78 mD = 63 mm uPVC (4)

Pressure controlpoint and gatevalves

Pressure control point

Pressure control pointand gate valves

108.0

107.5

108.0

107.0

106.5

106.0

105.5

107.5

107.0

106.5

106.0

105.5

105.0 Water source

105.0

Page 35: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

!*&&�,����������������()�,,������������������*��������

��� �� �+��+�<A�,,��A�,,B���"������,�����-����������

�G������������!*(�,������������*����-���������()�,,����

��������������������� �+�2

HL = 2.60 + (0.049 x 0.22) = 2.61 m for in-line emitters

��

HL = 2.60 + (0.049 x 0.1) = 2.60 m for on-line emitters

������������+���������%*A�,�������+�������������������

��������� ��������*�����()�,,������+����������-������%*A "

&*)(�P�(*@$�,������������������������������������������

,������ ��� ����� ��������������������������,�����������

����������������������+"����*

5 3 - ����� ��

��,������ ���������������������������������C�+����������

,���������� �������������<�������(B*�/�������������������@-

�� ���C������������� ���������������������������������� �+�

�������� ��������,������� ���������������������� �&&�����

��������������-�������������,������ ����� �+����G���� *

5������-� ���� ���������� �������������+������� ���� ��������

�����,������ ��� ��������������������������,,�� �������

�+����(*A�,-��������������������������+����������(*@$�,

��������� � �������*� ����� ��� �������,���� ���� � ���

����,,� ����������� ������������,������ -����������

������� � �� � ���������� ,���� �������*� �� ��� ����

�����,�����������,������ ����������� -�������������

��������������������,�-��������������������������������� ����&&

�����<�������(!B*

���������,������ ������������('�������������<&)��������B-

�������� �,������ �(&�������������<&%��������B-���������

('��� ������������(&������������*��������������,������

����������������������<�����(B��� �������������������������

���������<�����&B*

������� �������������������� ����� �,������ -������ ���

(!O� ���� ���� ,������ "��"�������� ����������� <���,,��

��C�"���B����-����� �+����������� ���������2

Q = 0.324 x 26 = 8.42 m3/hrL = 13 x 6 = 78 mD = 50 mm uPVC class 4 (Figure 11)F = 0.370HL = 0.037 x 78 x 0.370 x 1.1 = 1.18 m

������� ����������������� ��� ��������,������ �����

+�2

Q = 0.324 x 24 = 7.8 m3/hrL = 12 x 6 = 72 m

D = 50 mm uPVC class 4F = 0.372HL = 0.032 x 72 x 0.372 x 1.1 = 0.94 m

����������+����������������+����������������������(*@$�,-

���� ���������������������������������� ���������������

��,,�� � ����� ��� ����� ,������ � ���� � +�� ����C� � ���

��,�����������������,��*

1st 2nd 3rd 4thManifold Manifold Manifold Manifold

HL (m) 1.18 0.94 1.18 0.94

Difference in elevation (m) 0.70 0.70 1.20 0.70

Total HL (m) 1.88 1.64 2.38 1.64

D������������������51��� � �������������������������������(�

�� �&� ��� �����%���,������ �����������(*@$�,-����������

��������'� �,������ ����� �������,��-��+�����������������

���������������2

Q = 8.42 m3/hrL = 78 mD = 63 mm uPVC class 4 (Figure 11)F = 0.370HL = 0.013 x 78 x 0.370 x 1.1 = 0.41 m

���������+������������������!*%(�S�(*&!�P�(*)(�,-������

���������������,��*����-����������� ����������������������

�������������2

1st 2nd 3rd 4thManifold Manifold Manifold Manifold

HL (m) 1.18 0.94 0.41 0.94

Difference in elevation (m) 0.70 0.70 1.20 0.70

Total HL (m) 1.88 1.64 1.61 1.64

5 3 5 ��� ��

����,������������ �+����� ������������������������������

�������������� ���� ����� ����,������ � ���,� ���� ���� ���

,������ *������������������������+������ ��� 2

����������� �����������

Q1 = 8.42 + 7.78 = 16.20 m3/hrL1 = 25 x 6 = 150 m (distance between

1st and 3rd manifold)D1 = 75 mm uPVC class 4HL1 = 0.016 x 150 = 2.40 mQ2 = 7.78 m3/hrL2 = 13 x 6 = 78 m (distance between 3rd

and 4th manifold)D2 = 63 mm uPVC class 4HL2 = 0.012 x 78 = 0.94 mHL total = 0.94 + 2.4 = 3.34 m

Page 36: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

��

Figure 11Friction loss chart for rigid PVC pressure pipes (Source: South African Bureau of Standards, 1976)

Frictional head-metres per 100 metres of pipe (on hydraulic gradient x 100)

Frictional head-metres per 100 metres of pipe (on hydraulic gradient x 100)

Page 37: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

������������� �����������

���������� �����,������ ������C�� ����� ����+������������ ���

,�������-�����������������,�������������+�������������G����

������������ �,������ *

Q = 7.78 m3/hrL = 13 x 6 = 78 m (distance between 1st

and 2nd manifold)D = 75 mm uPVC class 4HL = 0.005 x 78 = 0.39 m

��������������������������������������,������ �������

���������-������������������,����������+�� ������������

���*

5 3 6 !��� �0��

���������������������������,�����������������,���������2

Q = 16.20 m3/hrL = 25 mD = 75 m uPVCHL = 0.016 x 25 = 0.40 m

5 - :��� ������4�������

���� ������ ��� � ��G����,���� ��� ���� ����������� ���,� ���

��,��� ���2

� ���������������

� ������������������������������

� �������������������������������

� ��������������������,�������

� ��������������������,������

� ������������������������������� �������

� ���� ������E�����������������

� ���� �����������������������+�������������������������

���������������������������

� (!O����������������������������

��,���������������������������&�,��� ����� ������������

����������+������������������������� ��������������������

�������� �<�������(!B���@*&�,�<(!@*&�"�(!!B-�������� ����

������������������ �,���+����������� �+�������������������

��G����,��������+����,���� *

5 - 3 :���������������� ����

����,,���-���������������� �����,��� �����������������

���,-� ���� ���,�������� ����� �� � ���� ������ ,����*� ���

��� � ���� ����� ����� ���� ����������� ��G����,���-� �����

,��� ��� ������� �� � ������ ������� ��� ����� ������ ������*

���������-� ���� ��� � ���� ���� � +�� +�� � ��� ���

�G���,���� ��������� �� *� ���� ���� ��,���-� #� ,� �

���� ��� ������������������������������������� ����,�������

��� *

5 - - :��� ����������

������������� ���G����,����������������2

Suction lift 2.00 mSupply line 0.40 mControl head 7.00 mMainline 3.34 mManifold 0.94 mLaterals 2.61 mOperating pressure 12.00 m

Subtotal 28.29 mFittings 10% 2.83 mDifference in elevation 8.20 m

Total 39.32 m

���� ��� +�� � ��� ���� ������� ���,��� ��� *

F��� ������ ���� ����� ����� ���� ����� ���� ���� ���

,������ � �� ����� ���� ���� ���� ���� ��� ���������� <��

��������'*(*'B��� ��������� ����� ���� ����,������ � ���

%���������������������51�<!*$%�,B-�������������������

���+����C������������ ���������������������������������

��������� ���G����,�����+���*

5 5 �������4��������

���� ���������� �G������� ����+�� ������ � ��� ���������� ���

������ ��G����,���� ��� ���� ��,�� ��� CD� �� � 54

������������<���8� ����AB*

Equation 21a

Power requirements in kW =Q x H

360 x e

Equation 21b

Power requirements in BHP =Q x H

273 x e

���������,����������,�����������������,� ����+��AAO2

Power requirements =16.2 x 39.32

= 3.2 kW360 x 0.55

��

Power requirements = 16.2 x 39.32

= 4.2 BHP273 x 0.55

��

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Page 38: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��,������ �����������&!O-���������� ����8� ����A-����

��������G����,�������� �+�2

Power requirements = 3.2 x 1.2 = 3.8 kWPower requirements = 4.2 x 1.2 = 5.0 BHP

5 6 =� ��>��������

������ ���� ������ � ����� ����� +���� ��,����� -� ��������

������� ���� � +�� ������� � +�� � ��������� ���� ���� ��

K��������� ���� +�� ������� *� ���� ������ ���� ��� ��� �

������� ����F�������@*

Irrigation manual

��

Page 39: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

����� ������ ������� ������������������,�����,������ ��

���,��-�������������� ���������������������������� �����

�� ������ ��� �� ��� ���� ������+������ ���� ���� ��� ��

,����������� ��� ���� ����������� �G���,���*� ���� ���� +�

����� � �����+�� �������������,������������������,����

������+��������������G���,�����������������-�������������

��� ���� ,������ ��� ����C���� ��,���� ���8� ���� @*� ���

�������� ����� ���,���� �� ���� ��� ��������� ��

������+�����*�������������������,�����+������ *�

���������,���-��������� ������� ������������������,����

@�,������ ������,�����������,����������������� �����

��������� ��� ������,,����������,�����������������������

<�������@B*���C������������� �������� ������� ���� ����%

,� +������� ���� ����-� ����� ����� ��� ��� ����� ����

������,������!*A&����<#&�,��#&�,B�����������������%*A ��*

���,��,������� ��������� �������G���C�����������,����

���� ����������� ���,-���� ���� ����� ��� ���������������

������ ����� ���� �� �������������� ����*� �� �� ����-� ����

��������� +���,�� ����������� �,�������� ����� �������������

��������������*�F���G������-����� ����� ����,�����

+�� �+��� ��� ����,,� ���� ���� ������� ��G����,���� ��

�������������*�H��������������� �����������������-

����-� ������� �� � ������ ���� � ��G����� ������� ����

�������-� ���������� ��� ���� �������� ����� ��� ������*

F��� ������������+����%!O����������������������,����

����� ���� �������-� ���� ��� �����,���� ,��� �����

�������,��*� ���� +���,�� ,���� ��������� ����� ���� ���

����� �����-� ��,������ ���� �������� ,���,���� ��� ���� �����*

���������-������� ���� �������� ���� ���,������ ����������

�,������� ������ ���� ����������� ������+��+�� ���

������G����,������� ��,����-� ����������������� �� ���� ���

��� ��������������-���������������������������������������*

6 3 2���������������������4��������

���� ����� ������-� �� ���������� ���� ������� ����������

��G����,���� ���� � +�� ���� ��� *� 1��� �� ��,�� ����

��,������������������������C��������������G����,������

%*'� ,,= ��� ���� ���� �,�� ����� ��� ������ ���� �� ��� ���

��,,������� ���� ����� ��� ,� �� �� � ����� ����� ����� �

����� � ������ ��� $!O� ������ ���� ����� � ��� ���C� �����

�,�� *�

�����������,����� �>������E�I����������!*$A�<��+���(B-

����3�����"���

�����,���������������� ���������������� �+�2

ETcrop-loc = 4.3 x 0.95 = 4.09 mm/day

����I����������� ����,��� ����+��!*$A��� �����3��!*$

<�����������&*&B*������3G�������%-�����������������������

�������������2

Ea = 0.95 x 0.9 = 0.86

6 - 0��������4��������

���������� ������������������3F��������������������������

&� �=,�<3�,����'B*�����,��3F����������� ��������

���� � �� ������� ��� ��,����-� �� &*A� �=,� <��+��� &B*

���������-� ���� ����������� ������ ���� � ���� �� ���� ���

������ � ���� *� 5������-� ��� �� ��� ��� ,�������� ���

��� ���� ����� ����,���������G����������������-����,��� ���

(!!O���� ���� ����� ���� � ���������-� �� � ��� ���� � ����� ���,

����,�������������������������-����������������G����,���

������ �� � ���� ��������� ��G����,���� ���� � +�� ���������

�����3G�������)��� �#������������2

2LR1 =2 x [12.5]

= 0.08 mm/day

��

LR = 0.08 x (4.09 / 0.86) = 0.38 mm/day

���� ���� ����������� ��G����,���� �/����� +�� �+�����

�����3G�������'���������2

IRg = (4.09 / 0.86) + 0.38 = 5.14 mm/day

6 5 �������������������

��������,,�� � �������������,�������!*$�,�+������

������ �!*'�,�����������*�3����������������,�������

����� 4����������� (!!O� ���� ������� ���� � ����� ����

������ � ������������ ���������(*@�,�<�����������&*%B*

6 6 %������������������� ��

��,���� ����� ��� ��� �� �������� ���� ������ ���� ���� ��

��,������� ������,������������������������-����������

+������4�Q�1��C���������+���%���������������������� ����

�� ������������ ����-�D�P�(*@�,*������������������������

���3G�������(!-�4��� ����� ���������2

Pw =100 x 0.5 x 0.3 x 1.8

= 100%0.3 x 0.9

2������6

������������+�������������������������

������ �� ����������

Page 40: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

���-����������������������,���������� ����!*'�,����� ���

����� ���� ��,���� ����� ���� 4����� � +�� (!!O*�D����

��,����� ���� ������ ��� +� -� ���� �,�� 4���� (!!O� �

�������+��-��������������������������������,�������� ����(*@

,������*

6 7 ������������4�������������

����� ���� �,�� ��������� � ���� � ��� 3�,���� )-� ���

����������� ���G������ ��� ���C� �,�� � �� ��������� � �

������2

Net irrigation requirement (IRn)= 4.09 mm/day or 4.09 x 0.9 x 0.3 = 1.10 l/day per plant

Crop spacing = 0.9 m x 0.3 m

Effective rooting depth (RZD) = 0.5 m

Area of wetted soil = Sp x Sr x Pw= 0.9 x 0.3 x 1 = 0.27 m2

Available soil moisture = 120mm/m or 120/1000 x 0.5 x 0.27 x 1000 = 16.2 l/plant

Moisture depletion for drip irrigation system = 20%

Readily available moisture to be replenished byirrigation

= 16.2 x 0.2 = 3.24 litres per plant

Irrigation frequency at peak demand = 3.24/1.10 = 2.95 days, say 3 days

�� ��� ��������������-��������������� ����������,������

�������������������������(A"&!��+�����������+��-������

,������������������������������ �;���+��������� ���������*

5����-� ���������������������+��� ���� ��������� ����*

����������+��-�������������������G������������������G����

���G��������������� ����������������-� ��� ��� ���+�������

���� ���,� �������� ������ ����,�� ����*� �������������-

����,����������+��� ���� *�5������-������������ ���+��

����,������ �����������������������������*

���������������������G����,���� �������������C� �,��

����� �����A*(%�,,����A*(%��!*$��!*'�P�(*'$��= ������

�����*������,����������������������*������3G�������(&-

��������������������������,������������� ���������2

Ta = 1.39/(8x0.5) = 0.35 hours for the 8 lph emitterTa = 1.39/(6x0.5) = 0.46 hours for the 6 lph emitterTa = 1.39/(4x0.5) = 0.70 hours for the 4 lph emitterTa = 1.39/(2x0.5) = 1.40 hours for the 2 lph emitter

6 8 ��������� �����

�������������(!�����-�������+����� ��� �������������������

+�������������+� ����(*&�,��� ��������!*'�,��� ������

+������� +� *� ���� �������,���� ����������� +�����

,���,���� ��� ��������� ���� ��������� ��������� ��������-

�������������������*����-���������������������+�������������

���� ����� �� ������ �� � ���� ��,�������� �� ���

�+���������*� ���� ����� ����� ���������� +�� +�� � ��� ���

��������*� ���� ����� ��������� ������� ����� ���,��E� ����

���+���� ��� � ������������+"����-�����������������,�����

�������������������� ����������������������*���,������

�������������(&���������� ����� ������������������������+"

������������,����������,�-����� ����������,���������������

�����+������ ������� �����+�����������������*�

���� �������������������-�����,+�����������������������

�����+������ ��� ���������� ������+���@��� ��������(&-

+�� ����������������(*A�,�+������� ���������� �!*'�,

+������������,�����������������������2

� ������������(-�&��� �'2��������,��E���������#&�,�

#& ,��� ��� � ������������+"����*������� ����������

�+"�������<#&=%B�P�(@�,��� ������������#&�,*�3���

�+"��������<(@=(*AB�P�(&� ������������������*�3���

�����������<#&=!*'B�P�&%!��,�����*

� ������������%-�A��� �)2��������,��E���������#&�,�

#& ,��� ��� � �������������+"����*������� ����������

�+"�������<#&='B�P�&%�,��� ������������#&�,*�3���

�+"��������<&%=(*AB�P�()� ������������������*�3���

�����������<#&=!*'B�P�&%!��,�����*

� ������������#-�@��� �$2��������,��E���������#&�,��#&

,��� ��� � ���������+"����*������� ������������+"

�������<#&=)B�P�(&�,��� ������������#&�,*�3�����+"

��������<(&=(*AB�P�@� ������������������*�3�����������

���<#&=!*'B�P�&%!��,�����*

���������������������������������� ��� �����������������(&

����� ���� ��� ���������� ��� ���� ���,� ��� ���C� �,��

<��+���@B*���������2

Alternative 2: four farmers irrigating at the same time with 2 lphemittersAlternative 3: two farmers irrigating at the same time with 4 lphemittersAlternative 9: two farmers irrigating at the same time with 6 lphemitters

�������������������������-����� �����������������((*&�����

�� � ���� ���,� ��������� &'� ,'=��*� /���� ���� ���� ��

����������������������+�����������������������,�������������

�,����������� �� � ���� ���� G������*� ���� ������

������������&����������&� �����,�����*����� ���C������� ���

Irrigation manual

Page 41: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Figure 12Alternative subdivisions of the smallholder plots (four, three and six sub-units per plot)

72 m

72 m

72 m

72 m 72 m

72 m

Six sub-units per plot(Alternatives 7, 8 and 9)

Four sub-units per plot(Alternatives 1, 2 and 3)

Three sub-units per plot(Alternatives 4, 5 and 6)

Drip

line

(8 d

rip li

nes

per s

ub-u

nit)

Drip

line

(12

drip

line

s pe

r sub

-uni

t)

Drip

line

(16

drip

line

s pe

r sub

-uni

t)

Page 42: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

��

Tabl

e 8

Alte

rnat

ive

optio

ns fo

r th

e em

itter

sel

ectio

n fo

r th

e po

int-s

ourc

e dr

ip ir

rigat

ion

syst

em

Alte

rnat

ive

No.

of s

ub-

Wid

th o

f N

o. o

f N

o. o

f N

o. o

f Em

itter

N

o. o

f D

urat

ion

Dai

ly a

t N

o. o

f sub

-Sy

stem

un

its p

er

one

sub-

late

rals

em

itter

sem

itter

s flo

wro

tatio

n of

eac

h op

erat

ion

units

ope

ratin

gca

paci

tyfa

rmer

’s

unit

(m)

per

per

late

ral

per

sub-

(lph)

shift

ssh

iftpe

ak

at th

e sa

me

(m3 /

hr)

plot

sub-

unit

unit

T a(h

rs)

(hrs

)tim

e(1

)(2

)=72

/(1)

(3)=

(2)/1

.5(4

)=72

/0.3

(5)=

(3)x

(4)

(6)

(7)

(8)

(9)=

(1)x

(7)x

(8)

(10)

*(1

1)=(

5)x(

6)x(

10)

1.•

Four

sub

-uni

ts p

er fa

rmer

418

1224

02

880

81

0.35

1.40

818

4•

All

farm

ers

irrig

ate

at th

e4

1812

240

2 88

06

10.

461.

848

138

sam

e tim

e4

1812

240

2 88

04

10.

702.

808

92•

Eac

h fa

rmer

irrig

ates

one

418

1224

02

880

21

1.40

5.60

846

sub-

unit

at a

tim

e

2.•

Four

sub

-uni

ts p

er fa

rmer

418

1224

02

880

82

0.35

2.80

492

•Fo

ur fa

rmer

s irr

igat

e at

the

418

1224

02

880

62

0.46

3.68

469

sam

e tim

e4

1812

240

2 88

04

20.

705.

604

46•

Eac

h fa

rmer

irrig

ates

one

418

1224

02

880

22

1.40

11.2

423

sub-

unit

at a

tim

e

3.•

Four

sub

-uni

ts p

er fa

rmer

418

1224

02

880

84

0.35

5.60

246

•Tw

o fa

rmer

s irr

igat

e at

the

418

1224

02

880

64

0.46

7.36

235

sam

e tim

e4

1812

240

2 88

04

40.

7011

.22

23•

Eac

h fa

rmer

irrig

ates

one

418

1224

02

880

24

1.40

22.4

212

sub-

unit

at a

tim

e

4.•

Thre

e su

b-un

its p

er fa

rmer

324

1624

03

840

81

0.35

1.05

824

6•

All

farm

ers

irrig

ate

at th

e3

2416

240

3 84

06

10.

461.

388

184

sam

e tim

e3

2416

240

3 84

04

10.

702.

108

123

•E

ach

farm

er ir

rigat

es o

ne3

2416

240

3 84

02

11.

404.

608

61su

b-un

it at

a ti

me

5.•

Thre

e su

b-un

its p

er fa

rmer

324

1624

03

840

82

0.35

2.10

412

3•

Four

farm

ers

irrig

ate

at th

e3

2416

240

3 84

06

20.

462.

764

92sa

me

time

324

1624

03

840

42

0.70

4.20

461

•E

ach

farm

er ir

rigat

es o

ne3

2416

240

3 84

02

21.

408.

404

31su

b-un

it at

a ti

me

Page 43: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

6.•

Thre

e su

b-un

its p

er fa

rmer

324

1624

03

840

84

0.35

4.20

261

•Tw

o fa

rmer

s irr

igat

e at

the

324

1624

03

840

64

0.46

5.52

246

sam

e tim

e3

2416

240

3 84

04

40.

708.

402

31•

Eac

h fa

rmer

irrig

ates

one

324

1624

03

840

24

1.40

16.8

215

sub-

unit

at a

tim

e

7.•

Six

sub

-uni

ts p

er fa

rmer

612

824

01

920

81

0.35

2.10

812

3•

All

farm

ers

irrig

ate

at th

e6

128

240

1 92

06

10.

462.

768

92sa

me

time

612

824

01

920

41

0.70

4.20

861

•E

ach

farm

er ir

rigat

es o

ne6

128

240

1 92

02

11.

408.

408

31su

b-un

it at

a ti

me

8.•

Six

sub

-uni

ts p

er fa

rmer

612

824

01

920

82

0.35

4.20

461

•Fo

ur fa

rmer

s irr

igat

e at

the

612

824

01

920

62

0.46

5.52

446

sam

e tim

e6

128

240

1 92

04

20.

708.

404

31•

Eac

h fa

rmer

irrig

ates

one

612

824

01

920

22

1.40

16.8

415

sub-

unit

at a

tim

e

9.•

Six

sub

-uni

ts p

er fa

rmer

612

824

01

920

84

0.35

8.40

231

•Tw

o fa

rmer

s irr

igat

e at

the

612

824

01

920

64

0.46

11.2

223

sam

e tim

e6

128

240

1 92

04

40.

7016

.82

15•

Eac

h fa

rmer

irrig

ates

one

612

824

01

920

24

1.40

33.6

28

sub-

unit

at a

tim

e

*(1

0) =

num

ber o

f far

mer

s irr

igat

ing

at th

e sa

me

time

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Page 44: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

���������� ����� ��� ���� �������-� ���� �,�� ������� �� ��� ��

� ����������������������������,������������������������

��� �������������������������� �������2

Alternative 2: 240 x 2 = 480 lph = 0.48 m3/hrAlternative 3: 240 x 4 = 960 lph = 0.96 m3/hrAlternative 9: 240 x 6 = 1 440 lph = 1.44 m3/hr

�������,���-�,������ ����,� ���� �������������+����"��

�,��������,������������ �&������,����������*�� �����-���

���� �+���������+��������������,�����������������������,�

��,�*�������� �,�C���������������������*��������� �������

������������#����������&����� ������*�5������-����� ��������

���,� ������������ ���� � +�� �� ��� � ��� @*%� ����� ��

���������� ���� ��� �� � ���� ���,� ��������� ���� � +�

������� ����'(�,'=��-����������������������������������*

������������ ��������������� ����������,+�����������C�

��������G���� ������������������������������������������-

����������������������������������������,*�����������

+�������������������&��� �������������#������ ����������+�

+�� ����������G���� � �������������+�������� ������������

������+�����*� ������������ ��� ���� ������ � �����������-� ���

����+����,�������������������������������������������2

qa = 2 lph, Ha = 10m, Cv = 0.03 and x = 0.5

�� ������+���%-���F����� ��������!*!A������� ��� ��

��������*����� �� ���������������������������,����������

F� P�!*!'*�D�������������������,������ ���������������

-� ���+������ ����� �� ������ �������+��-� ������ � ������� ��

P�!*A*

6 9 � ���� �����������������

/��������� ���3G�������($-�5��� �5

,���� �+��C����

+����������������+������������������������������� *�D����

5��� ����� � � +�� ���� ,�����������-� ��������� ����� ���

�������� ����G�-�����G

,�������������������3���� ����

�������� ����5,���� �+����������� *

���,���+��� )-� ���� ����,,�� � �3�� ���� �� �����"�����

�,�����-� ������ ���� �,������ �� ���� � ��� ����� %� ,� ��

������,� ���������������� ��������T&O-� ��@A"$!O*� ��

���� ��,���-� ���� �� � ���� ��� 3�� ��� $!O*� ����� ���

��������� �3G�������(@-�����,���,�,�������+��� �������

G,����+����������� ���������2

90 x 2 180qm =100 x [1.0 - 1.27(0.03 / �0.5)]

=94.6

= 1.90 lph

�����3G�������&!2

Hm = 10 [1.90

]1/0.5 = 9.03 m2

���������-������3G�������($2�

�Hs = 2.5(10 - 9.03) = 2.43 m

���-� ���� ������+��� ������� ����������������� �� �� ������

��������� ��������� �&*%'�,*

6 < 0�����������������������������

��� �� ����������

��,���������������������&����� ���� -�������������� �+�

������� � �� ����� ����������('-� ��C���� ����� �������� ���

����� ����� ���������� ��������������� ����������� ��������� ��

<��+���@B*������� ���+����������� ������� ������������������

,� ��� ��� ���� ���� -� ��� �� ��� ��� �,������ ����� ��� ���

�� ��� ���� ���,��E�����*� ��� ��%�,��� �� ��� � ������� �

����� ���� ����� ��� (� ,� ����-� ����� ����� ����� ���� � +�

#& , <P�<(A!�"�&B=&B��� �*

���� ,�;��� �� �������� ��� ���� ������� �� ����� ���� �����

�������� ���� +� � ������� ����� �� ���������� �������� �����

,���,������G���� ���������������� �����������������

�� � ����*� ��� ����,,� ���� ������ ��� � ������ ���� ����

,��������������������-������������������ �+��,��� ����,

������������������� ���������+� ��� ������,��� ��������

����������� ���������+� *�5������-����������������,�������

������� ���� ,��� ���� ���� ����� ���� � ����� �����

�+���������-� �� � ���� �������� ���� +� � ���������� ���,� ���

,� ������������������������G����,���*

6 / ������'������������

������������&������ ������������+"�������������-�������+"

����� ���������� �� ���� ������ ��� ����� �����*� ��� ����

����������+������������������ ����,������ �����������+"

����������������������('*

6 / 3 0����� �

D�����������+��-������������� �+����� �������� ��������

�������������������� �������,����������������,������������

�����������*��������������������� ���� �����������!*'�,

+������� �����,������ �� �(*A�,�+������� �������� <(*&�,

+� ��� �������!*'�,�+�����������+� B*�������,+�����

�,������ ���� �������� ���� � +�� #&=!*'� P� &%!*� ������ ���

������������������,��������&����-����������������� �������

���� �+�2

Q = 240 x 2 = 480 lph or 0.48 m3/h

�������(&�,,� ��,���������%������������� -�������������

������������#&�,�������������� �+��<�������$B2

HL = 0.60 x 72 = 43.2 m

Irrigation manual

��

Page 45: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Figure 13Point-source drip system layout and pipe sizing for eight smallholders

Sub-unit 1

Sub-unit 1

Sub-unit 1

Sub-unit 1

Sub-unit 2

Sub-unit 2

Sub-unit 2

Sub-unit 2

Sub-unit 3

Sub-unit 3

Sub-unit 3

Sub-unit 3

Sub-unit 4

Sub-unit 4

Sub-unit 4

Sub-unit 4

108.0

107.5

108.0

107.0

106.5

106.0

105.5

107.5

107.0

106.5

106.0

105.5

4 m road

105.0 Water source

Pumping unit

Elevation 100 m

105.0

150 m162 m

72 mCONTROL HEAD

PLOT 1

MAIN LINE 330

0 m

312

m

MAIN LINE 1

MAIN LINE 2

SUPPLY LINE

MAIN LINE 4

Q = 23 m3/hrL = 100 mD = 90 mm PVC (4)

Q = 23 m3/hrL = 54 mD = 90 mm PVC (4)

Q = 17.24 m3/hrL = 78 mD = 75 mm PVC (4)

ManifoldQ = 5.76 m3/hrL = 24 mD = 40 mm PVC (4)

Q = 11.48 m3/hrL = 72 mD = 75 mm PVC (4)

Q = 5.76 m3/hrL = 78 mD = 63 mm PVC (4)

Sub-plot control headFertilizer injector Pressure control valve Gate valve Disc filter

PLOT 2

PLOT 7

PLOT 5

PLOT 3

PLOT 6

PLOT 4

Drip lines

PLOT 8

4 m road

Q = 0.48 m3/hrL = 72 mD = 20 mm Poly (4)

Page 46: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

�������������������!*'A)�<��+���#B�����&%!��,����������

�� � ���������� ���� ��������� ���� ���� ��"����� �,������ ��

��"����� �,������ ��� ������ ���� ������� ���� ��� ��

�����������<�������#B-���������������������� �+�2

HL = (0.60 x 72 x 0.356) + (0.60 x 0.22) = 15.51 m for in-line drippers

HL = (0.60 x 72 x 0.356) + (0.60 x 0.17) = 15.48 m for on-line drippers

���� ���� ��������� �+���� ����&*%'�,�������+���������

���������*

���������������,������� ���-�����()�,,�������� ����

��������C� ���������2

HL = (0.095 x 72 x 0.356) + (0.095 x 0.22) = 2.45 m for in-line emitters

HL = (0.095 x 72 x 0.356) + (0.095 x 0.1) = 2.45 m for on-line emitters

������������+��������&*%'�������+�������������������*

�������&!�,,�����%��������� �����2

HL = (0.034 x 72 x 0.356) + (0.034 x 0.2) = 0.88 for in-line emitters

HL = (0.034 x 72 x 0.356) + (0.034 x 0.07) = 0.87 for on-line emitters

���� ��+����� ���� ������+���������� ����������+��(*AA�,

�� �(*A)�,� ������������ ���� ��"����� �� ���"����� �,�����*

����+�����������+���� ������������ ������������,������

�� � ���� ���������� ��� ����������������� ������ ������� ����-

�������������������������� �+����,������ *

6 / - ����� ��

3���� ,������ � ����� ������ �� �+"����� ��� #&� ,� � (@� ,-

����� ���� ������ ��� <(@=(*AB� P� (&� �������*� ���� ���

�����������,������ -������ ����(!O���������,������ "��"

����������������������-�������������2

Q = 0.48 x 12 = 5.76 m3/hrL = 18 mD = 40 mm uPVC Class 4F = 0.394 (12 outlets)HL = 0.06 x 18 x 0.394 x 1.1 = 0.47 m

� ���������-�������������������������,������ ������������

������� ����� �+����������� 2

HL = 0.06 x 6 = 0.36 m

���������-� ���� ������ 51� ���� ���� ,������ � ���� � +�

!*%# , S !*')� ,� P� !*@'� ,-� ������� �� +������� ��

(*AA�"�!*@'�P�!*#&�,�����������"������,���������-������

����+���� ��������� �����������������������������������+"

�����<����� �����������B*

1��C������������������-������'��� �%�����������������*

D��������������������������������+"�������������'�<�+"

����� (B� ��� ������� ���� ��,�������� ������� ���� ������+��

����������������*

����������-����� �����������������������+�������������������

���� ,������ � �� � ���� ������� ������ ��� ���� �+"����� �

!*%! ,*�����+������������������!*@@�S�!*@'�S�!*%!�P

&*((�,-������� ������������� ��,������&*%',*���� ��������

��� ������-� ����� ����C���� ���� ��,�������� ��� ������+��

��������������������� �+�� ���������������������+"����*

6 / 5 ��� ��

���������,���-�����,���������������,�����,� ���������

��������+�� �������������� ������������,������ �������C����

�����(��� �&�<�������('B*���������������������������� �

���������� *

������+�������������������������������,��<��+���@B-������

������ � ����������+�������������� �+������������������

���,����������������+"������������,�*����,������� ������

�������������-������� ���������������������������+"�������

����������������������� �����������+"����������������

������� ����*� ���� ����� ������ ���� ��� ��� �� ,������ ���

,�������-�����������������+�� ������ �����������������������

�������,���������,�������,������������������*

/�������������������('-������������ ��������������� �+�

����� ���� ��,+��� (� �+"����� ��� ����� (-� '-� A� �� � #� ���

�������� � �,����������*� ���� �,�� ��� � ����� ���� ���

��,+���(��+"�������������&-�%-�)��� �@�������������� ���

�����,����,�*

���������A%�,��������,�������������������������������������

��� ���� ���,� ���+���� � �������� <��+��� @B-� ������ �

&' ,'=��*����,�����������������������������4HF��������

$!,,�����%�<�������((B-�������� ������������������ ��

������2

Q = 23 m3/hrL = 3 x 18 = 54 mD = 90 mm uPVC class 4HL = 0.013 x 54 = 0.70 m

������������������������,������ �����+"�����(���������#

�� ��+"�����(���������A�������� ����������+�2

Q = 23 - 5.76 = 17.24 m3/hrL = 4 x 18 + 6 (road) = 78 mD = 75 mm uPVC class 4HL = 0.02 x 78 = 1.56 m

Irrigation manual

��

Page 47: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

������������������������,������ �����+"�����(���������A

�� ��+"�����(���������'�������� ����������+�2

Q = 17.24 - 5.76 = 11.48 m3/hrL = 4 x 18 = 72 mD = 75 mm uPVC class 4HL = 0.009 x 72 = 0.65 m

������������������������,������ �����+"�����(���������'

�� ��+"�����(���������(�������� ����������+�2

Q = 5.76 m3/hrL = 4 x 18 + 6 = 78 mD = 63 mm uPVC class 4HL = 0.0068 x 78 = 0.53 m

���������-�������������� ������������,�������������+�2

Total HL = 0.7 + 1.56 + 0.65 + 0.53 = 3.44 m

6 / 6 !��� �0��

���� �� �������������������� ����,�������� ��� ������,����

����*�����������������,��� ����+��(!!,*

Q = 23 m3/hrL = 100 mD = 90 mm uPVC class 4HL = 0.013 x 100 = 1.3 m

6 3. :��� ������4�������

������������� ���G����,��������,��� ����������� ����

��������������������� ����������� �� � ���������,���������

���� ���������2� ���� ������� ����-� ���� ���������� ��� ���������

+�������������������������������� ����������������������

�������� -�������� ���������������-�������� ���G����,������

���� �������� ��� -� ���� ������� ���������� ������*� ���

����������� -�����������,��� ���������������������,���

����������,����-������� ��� ���� ������������������ ���

�������������������-����������#�,*������,����� ����

���� ��,� � ��� ������ ���� ��G����,���� ��� ���� �����������

���������� � ������������,��*

Suction left 2.00 mHL supply line 1.30 mHL control head 7.00 mHL mainline 3.44 mHL manifold 0.83 mHL laterals 0.88 mEmitter operating pressure 10.00 m

Subtotal 25.45 m10% fittings 2.55 mDifference in elevation 8.20 m

Total 36.20 m

6 33 �������4�������

��,������)!O���,��������������� ������3G�������&!�

�� �&!+-�������������G����,����������������2

Power requirements in kW =23 x 36.20360 x 0.6

= 3.9 kW, increased to 4.6 kW assuming 20% derating

��

Power requirements in BHP =23 x 36.20 273 x 0.6

= 5.08 BHP, increased to 6.1 BHP assuming 20% derating

6 3- � �������� �����

�����������,����� ������-����������������(%-����� �+�

���� ������� ��� ����� �+"����� ��� ������ ����� ��� ���*� ���

���� ���������������,+�������+"��������@���������*�3���

�+"��������� ������+��������� ��� ���� �����*

��

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Figure 14Alternative subdivision of the smallholder plots(eight sub-units per plot)

SUB- UNIT 1

SUB- UNIT 2

SUB- UNIT 3

SUB- UNIT 4 SUB- UNIT 8

SUB- UNIT 7

SUB- UNIT 6

SUB- UNIT 5

Manifold

Secondary

Mainline

Secondary

Page 48: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

����� ���������������������������� �+�2

� �������,������������������������,���������,����,�-

����������+"������������,��������������������,�*����

����� ��,��������+�����*

� ���� ���� ��� ������������� +�� �� ��� � ���,� &!�,,� ��

() ,,*

� ��+��������������������������+����������������,����,�*

� ���� �����������,������+"���������+������� �������

���� �������-� ��������� ���� ����������� ��� ����� ������

���� ������������������-����*

5������-������������,�� �� �������2

� 3������������,+������,������������ �+��������� �+�

���-���� ���� ���� ��������� �+�� ��G���� � ��� �����

����,������ *

� ������ ���� ��,+��� ���,������ � ����� +�� ��+�� -� ���

�������� <�����-� ��+��-� ���-� ���*B� ��G���� � ���� ���

,������ ����� ��������� ��+�� *

Irrigation manual

��

Page 49: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

D������,������������� �������������+�������M�����"�����E

�� � M����"�����E� ����� ���� ��� ���� ������� +������� ���

�,�����-� ��� ���� 8� ���� ���� ���������� �� +�� � ��� ���

,���������� ��������� ����������� �������*�����������������

,�������������� ��� ���+�����M����"�����E-���������������C

�����,�������-� �� � ���F������� '� �� � %-� �� ���� ��� � �

+�����M�����"�����E*�

1���"������ �������� ��,�� ��� ���� ���,� ��� ����� ��� ����

����� ���������������+����"����,����� �����*����������

�������� �������������������"������ ������������������,

���������,��,������ ����������,����������"������ ���

����������� ����� ��� ,� �� ��� F������� %*� ��,����� ���

�������� �����������,���*

7 3 2�������������������� ������

��4��������

���� ���� ����������� ��G����,���� ����� ��������� � ��

F������� %� ��� +�� %*!$� ,,= ��� �� � ���� ���� ����������

��G����,���� <����� ���� ��������B� A*(%� ,,= ��-� ��C���

����� ���� �������� ��� ������������ ����������� <3�B� ��� @)O

�� ������������G����,�������!*'@�,,= ��*

7 - ��������������������������

������������4��������� ��

�����������&*%-�������,������� ������4����� ���������

(!!O���������������� ����������������� ��,����������

���� � ��� ����� (*@� ,*� ���� 4����� ��,����� ��� ���

��������� ����+��(!!O���������,����������������!*'�,������

���� �������� �� � ���� �,����� ������ ���� ���� �����

<F������ %B*�������,������������������!*$�,�����������

������� �+� ����(*&�,��� ��������!*'�,������+������

���,*�

7 5 ������������4�������������

��������� ������������ ��������-�������������������G��������

���C� �,�� ������������� ���������2

Net Irrigation Requirement (IRn)= 4.09 mm/day or 4.09 x 0.9 x 0.3 = 1.10 l/day per plant

Crop spacing = 0.9 m x 0.3 m

Effective rooting depth (RZD) = 0.5 m

Area of wetted soil = Sp x Sr x Pw= 0.9 x 0.3 x 1 = 0.27 m2

Available soil moisture = 120 mm/m or 120/1000 x 0.5 x 0.27 x 1000 = 16.2 l/plant

Moisture depletion for drip irrigation system = 20%

Readily available moisture = 16.2 x 0.2 = 3.24 l/plant

Irrigation frequency at peak demand = 3.24/1.10 = 2.95 days, say 3 days

���� ������ ������ ��� �������� %*%-� ��� ��,�� �� ���� ��

���G������ ��� ���C� �,�� *� ���� ���� ����������

��G����,��������A*(%�,,= ������A*(%��!*$��!*'�P�(*'$

�= ������������*

��,����!*'�,��,����������������������������� �����

������ ����������������������������,������-��������������

������������,�������������� ������3G�������(&���������2

Ta = 1.39/(1.20 x 0.5) = 2.32 hoursTa = 1.39/(1.75 x 0.5) = 1.59 hoursTa = 1.39/(2.75 x 0.5) = 1.01 hours

7 6 ��������� �����

��������-����������������������� � �+������,�����������

�������������������(!!�,����������������������������,����

�����*������������������������ �������,������������-����

���� �3�-��������������������������,������������� ����

���������������������������� ��� �������������*������,�

���������� ���,�������+���,��������������������� �� ���

F���� ������,�������������*

/�������������������(&-������,������������������������+�

���� ��� �+���������������������������������������������

�,����������2�(*&-�(*#A��� �&*#A����*����,�����������

������� ������+���$-����������������������������������,����

������������ ��� ���� �������� ���� ��������������� ������C

�,�� �������������������$"('�����*

������������ (-� ����� ��� �,����� ��� (*&� ���� �� � �� ���,

������������&#*)�,'=��-����� ���G�����$*&@��������� ����

���������*� ���� �� �� ������� ����+��� ������-� ��������� ���

2������7

�������� ��+�������������������������

������ �� ����������

Page 50: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

Tabl

e 9

Alte

rnat

ive

optio

ns fo

r th

e em

itter

sel

ectio

n fo

r th

e lin

e-so

urce

drip

irrig

atio

n sy

stem

Alte

rnat

ive

No.

of s

ub-

Wid

th o

f N

o. o

f N

o. o

f N

o. o

f Em

itter

N

o. o

fD

urat

ion

Dai

ly a

t N

o. o

f sub

-Sy

stem

un

its p

er

one

sub-

late

rals

em

itter

sem

itter

s flo

wro

tatio

n of

eac

h op

erat

ion

units

ope

ratin

gca

paci

tyfa

rmer

’s

unit

(m)

per

per

late

ral

per

sub-

(lph)

shift

ssh

iftpe

ak

at th

e sa

me

(m3 /

hr)

plot

sub-

unit

unit

T a(h

rs)

(hrs

)tim

e(1

)(2

)=72

/(1)

(3)=

(2)/1

.5(4

)=72

/0.3

(5)=

(3)x

(4)

(6)

(7)

(8)

(9)=

(1)x

(7)x

(8)

(10)

*(1

1)=(

5)x(

6)x(

10)

1.•

Four

sub

-uni

ts p

er fa

rmer

•A

ll fa

rmer

s irr

igat

e at

the

418

1224

02

880

1.20

12.

329.

288

27.6

sam

e tim

e4

1812

240

2 88

01.

751

1.59

6.32

840

.3•

Eac

h fa

rmer

irrig

ates

one

418

1224

02

880

2.75

11.

014.

048

63.4

sub-

unit

at a

tim

e

2.•

Four

sub

-uni

ts p

er fa

rmer

•Fo

ur fa

rmer

s irr

igat

e at

the

418

1224

02

880

1.20

22.

3218

.56

413

.8

sam

e tim

e4

1812

240

2 88

01.

752

1.59

12.7

54

20.2

•E

ach

farm

er ir

rigat

es o

ne4

1812

240

2 88

02.

752

1.01

8.08

431

.7su

b-un

it at

a ti

me

3.•

Four

sub

-uni

ts p

er fa

rmer

•Tw

o fa

rmer

s irr

igat

e at

the

418

1224

02

880

1.20

42.

3237

.12

26.

9

sam

e tim

e4

1812

240

2 88

01.

754

1.59

25.4

42

10.1

•E

ach

farm

er ir

rigat

es o

ne4

1812

240

2 88

02.

754

1.01

16.1

62

15.8

sub-

unit

at a

tim

e

4.•

Thre

e su

b-un

its p

er fa

rmer

•A

ll fa

rmer

s irr

igat

e at

the

324

1624

03

840

1.20

12.

326.

968

36.9

sam

e tim

e3

2416

240

3 84

01.

751

1.59

4.77

853

.8•

Eac

h fa

rmer

irrig

ates

one

324

1624

03

840

2.75

11.

013.

038

84.5

sub-

unit

at a

tim

e

5.•

Thre

e su

b-un

its p

er fa

rmer

•Fo

ur fa

rmer

s irr

igat

e at

the

324

1624

03

840

1.20

22.

3213

.72

418

.4

sam

e tim

e3

2416

240

3 84

01.

752

1.59

10.5

04

26.9

•E

ach

farm

er ir

rigat

es o

ne3

2416

240

3 84

02.

752

1.01

16.5

04

42.2

sub-

unit

at a

tim

e

Page 51: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

6.•

Thre

e su

b-un

its p

er fa

rmer

•Tw

o fa

rmer

s irr

igat

e at

the

324

1624

03

840

1.20

42.

3227

.84

29.

2

sam

e tim

e3

2416

240

3 84

01.

754

1.59

19.0

82

13.4

•E

ach

farm

er ir

rigat

es o

ne3

2416

240

3 84

02.

754

1.01

12.1

22

21.1

sub-

unit

at a

tim

e

7.•

Six

sub

-uni

ts p

er fa

rmer

•A

ll fa

rmer

s irr

igat

e at

the

612

824

01

920

1.20

12.

3213

.92

818

.4

sam

e tim

e6

128

240

1 92

01.

751

1.59

9.54

826

.9•

Eac

h fa

rmer

irrig

ates

one

612

824

01

920

2.75

11.

016.

068

42.2

sub-

unit

at a

tim

e

8.•

Six

sub

-uni

ts p

er fa

rmer

•Fo

ur fa

rmer

s irr

igat

e at

the

612

824

01

920

1.20

22.

3227

.84

49.

2

sam

e tim

e6

128

240

1 92

01.

752

1.59

19.0

84

13.4

•E

ach

farm

er ir

rigat

es o

ne6

128

240

1 92

02.

752

1.01

12.1

24

21.1

sub-

unit

at a

tim

e

9.•

Six

sub

-uni

ts p

er fa

rmer

•Tw

o fa

rmer

s irr

igat

e at

the

612

824

01

920

1.20

42.

3255

.68

24.

6

sam

e tim

e6

128

240

1 92

01.

754

1.59

38.1

62

6.7

•E

ach

farm

er ir

rigat

es o

ne6

128

240

1 92

02.

754

1.01

24.2

42

10.6

sub-

unit

at a

tim

e

*(1

0) =

num

ber o

f far

mer

s irr

igat

ing

at th

e sa

me

time

Page 52: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

��

Figure 15Line-source drip system and pipe sizing for smallholders

Sub-unit 1

Sub-unit 5

Sub-unit 1

Sub-unit 6

Sub-unit 3

Sub-unit 6

Sub-unit 2

Sub-unit 3

Sub-unit 4

Sub-unit 5

Sub-unit 2

Sub-unit 4

108.0

107.5

108.0

107.0

106.5

106.0

105.5

107.5

107.0

106.5

106.0

105.5

4 m road

105.0

Pumping unitElevation 100 m

105.0

CONTROL HEAD

PLOT 7

PLOT 5

PLOT 1

PLOT 3

SUPPLY LINE

MAIN LINE 2

MAIN LINE 3

MAIN LINE 4

PLOT 2

PLOT 4

PLOT 6

Q = 26.9 m3/hrL = 100 mD = 90 mm PVC (4)

ManifoldQ = 3.36 m3/hrL = 18 mD = 40 mm PVC (4)

PLOT 8

MAIN LINE 1Q = 26.9 m3/hrL = 60 mD = 90 mm PVC (4)

Q = 20.2 m3/hrL = 78 mD = 90 mm PVC (4)

Q = 13.5 m3/hrL = 72 mD = 75 mm PVC (4)

Q = 6.75m3/hrL = 78 mD = 63 mm PVC (4)

Line sourcelateral 16 mm �with emissions at30 cm interval

4 m road

Watersource

Page 53: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

���,��� ��� ��������� ��� ���� �,�� ��,�� �� � ��,�������

������������������ �������*�5������-��������,�����������

������� ����� ������������� ��G���� �+�� �������������,����

������*� ����� �� ����� �����,����-�(*&� ���� �� ����,���

�����������������*

������������&-����������,��������(*#A� ������ ��� ���,

������������&!*&�,'=��-����� ���G�����(&*#A��������� ����

���������� ��� ���C� �,�� *� ��� �� �� ��� ����+��� ������-� �

��������������������,�����������������������,���� ������������

���������� ���� � +�� ��� ���� ����� ������ ����� ��� ���� ��*

5������-������ �����������������������&������������������

����,�������������+��,������+����������������������,

��������*

������������)-����������,��������&*#A� ������ ��� ���,

������������&(*(�,'=��-����� ���G�����(&*(��������� ����

���������*� 5������-� ����� ���� ��� ���� ������ ���,��� ���

�����������������,����,�*�����,�C����������������������

���,� ,���� ��,������� -� ����� ���+��,� ,��� ����� ��

��� ��������������,��E���������������*

������������#-����������,��������(*#A� ������ ��� ���,

��������� ��� &)*$�,'=��-����� � ��G�����$*A������ ��� ����

���������� �������������C� �,�� ������ *������,+�������

� �������� ��� ,���� �+"����� ���� ���,��� <������ ,���

,���� ������� ��� ����� ��� +�� �����B� �� � ���� ����� ����

����������� ����+���������� � �,����������� +�� ���� ���,��*

F������������������+�����-��������,����������������������

��������������,�������������+������,���������C������

+����G���� ��������,,� �����������+"������������,��

����*

������������@�����������������*���������������������������

��������,��-�������,��������������� ������������������(&*(

���������������,�������������&(*(�,'=����� ���&*#A����

�,����*���������� ���+��C�������������������������������

����������,������� ������������������,����,�*

���� ��������������+��������������������-�������������A�����

����,��������(*#A������� �������������)����������,����

���&*#A����������������������������������$"('��������� ����

���������*�5������-������� ��� ���,+�������+"��������

����-�+����������'-���,����������,��E�������������������+�

�����*

��,���� ����� ������������ #� �� ���� ���,��E� ��������

������-� ���� ������� ��� ���� ���,� ���� � +�� �� ����� ��

�������(A*������,�������������� �+��(*#A������� ����

���,����������&)*$�,'=��-� ����������� �����������������

$*A������ ���������C� �,�� *

7 7 � ���� �����������������

���,�����,�����������E�����������F��P�!*!'-��P�!*%@

���� ���� G���� (*#A� ���� ��� ��� 5

���� (!� ,*� ���� 3�� �

���� ��� ����+��$!O*������������������� �3G�������(@-

����,���,�,�������+��� ��������<G,B�����+����������� ��

������2

90 x 1.75qm =

100 x [1.0 - 1.27(0.03 / �0.5)]= 1.66 lph

�����3G�������&!2

Hm = 10 [ 1.66

]1/0.48 = 8.96 m1.75

���������2

�Hs = 2.5 (10-8.96) = 2.6 m

����������+��������������������������������� �����������

<������+"����B����� �+��&*)�,������*������+"��������

���������������� ��� ��������� �����������*�3�����+"����

����� +�� ����� � ������ ��,������ � ��������� ������ �������

��������#&�,����������*

7 8 ������'������������

7 8 3 0����� �

������,����� ��,�������� ����� ��()�,,*����,��������

����������<�������()B������ � �+������,�����������-����

51�P�(*&�,�����������������#&�,��� ��� ����������������

!*'�,*�������������+����������<&*)�"�(*&B�P�(*%�,*����

������������������������� �+�2

Q = 240 x 1.75 = 420 lph or 0.42 m3/hr

7 8 - ����� ��

8������ �������������������������������������������

(A-����������������������������*�������� ����-������ ���

(!O� ���� ���� ,������ "��"�������� ����������� <���,,��

��C�"���B����-�������������� ���������2

Q = 0.42 x 8 = 3.36 m3/hrL = (72/6) = 12 mD = 40 mm uPVC Class 4F = 0.415 (8 outlets)HL = 0.019 x 12 x 0.415 x 1.1 = 0.1 m

� ���������-��������������������������,������ �����������

)�,��� ��,������� *

HL = 0.019 x 6 = 0.01

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Page 54: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

��

Figure 16Head loss chart for drip tapes

Leng

th (m

)

Drip

per s

paci

ng0.

3 m

0.4

m0.

5 m

0.6

m

010

2030

4050

6070

8090

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

10 8 6 4 2 0

Head loss (m)

Em

issi

on =

1.7

5 l/h

Page 55: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

�����������������51����!*((�,*�D�������,������ ��,����

��������� �+���� -������������������ �����������������������

�������� ��� ���� ,������ � �������� ���,,��� ����� ���

,������ � �� ��� �����%!�,,���� ��,����*�1��C������� ���

�+"��������������������������<�+"�����(���������'B-����

��������������������������+����!*%�,*����������-����������

����������������� ����������������<(*&!�S�!*((�S�!*%!B

P�(*#(�,-���������������������5����&*)�,*

7 8 5 ��� ��

����,����������������������,� �������������,���� ����

���������� ����,�������,������ ����������� *���������

�� ����������������+����������� �+"�������,+���(� ������

������ ����� ���� ��� ���������*� ���� ��� � ���� ����� +�� �

������2

Q1 = 26.9 m3/hrL1 = 5 x 12 = 60 mD1 = 90 mm uPVC class 4HL1 = 0.017 x 60 = 1.02 m

Q2 = 26.9 - (3.36 x 2) = 20.2 m3/hrL2 = 6 x 12 + 6 (road) = 78 mD2 = 90 mm uPVC class 4HL2 = 0.01 x 78 = 0.78 m

Q3 = 20.2 -(3.36 x 2) = 13.5 m3/hrL3 = 6 x 12 = 72 mD3 = 75 mm uPVC class 4HL3 = 0.012 x 72 = 0.86 m

Q4 = 13.5 -(3.26 x 2) = 6.75 m3/hrL4 = 6 x 12 + 6 = 78 mD4 = 63 mm uPVC class 4HL4 = 0.0085 x 78 = 0.66 m

HL main = (1.02 + 0.78 + 0.86 + 0.66) = 3.32 m

7 8 6 !��� � ��

���� �� �������������������� ����,�������� ��� ������,����

����*�����������������,��� ����+��(!!�,*

Q = 26.9 m3/hrL = 100 mD = 90 mm uPVC class 4HL = 0.017 x 100 = 1.7 m

7 9 :��� ������4�������

������������� ���G����,��������,��� ����������� ����

��� ���� ����� ��������� � �������� ���� ���� �,� ������ ��� ���

���������2� ���� ������� ����-� ���� ���������� ��� ���������

+�������������������������������� ����������������������

�������� -�������� ���������������-�������� ���G����,������

���� �������� ��� -� ���� ������� ���������� ������*� ���

����������� -�����������,��� ���������������������,���

����������,����-������� ��� ���� ������������������ ���

�������������������-����������#�,*������,����� ����

���� ��,� � ��� ������ ���� ��G����,���� ��� ���� �����������

���������� � ������������,��*

Suction lift 2.00HL supply line 1.70HL control head 7.00HL main line 3.32HL manifold 0.11HL lateral 1.20Emitter operating pressure 10.00

Subtotal 25.3310% for fitting 2.53Difference in elevation 8.20

Total 36.06

������������� ���G����,����<������ ���,������ B����')*!)

,�����������������������������������%��4HF�������� ���

���� ����*

7 < �������4�������

����� 3G������� &(�� �� � &(+� �� � �� ��,�� ����������� ��

AAO�-�������������G����,���������+�2�

Power requirements in kW =26.9 x 36.06 360 x 0.55

= 4.9 kW, increased to 5.9 kW assuming 20% derating

��

Power requirements in BHP = 26.9 x 36.06273 x 0.55

= 6.5 BHP, increased to 7.8 BHP assuming 20% derating

��

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Page 56: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

��

Page 57: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��

����� ���� ���� A"(!� ����-� ,������ ��,�� ����� �����

����������� �,���� ,������ ��� ��� ��+"�������� ������� ��

���������,����������+������ ������,�������������������

<���8� ����AB*��������,�������� ������������������

����� ������� �� �+���� �������� �� ������������� A!�,,

����������� ������������������������,�*

����� ����������������������������������������,��� ���

��������������,��� ���������������������+��-����������� ���

����������� ��� +���� ���� ��� � ���� ���� ������*� ���

������� ��,� � ��� +�� ����+��*� ���� ����� ������� ����

��G��������������� ���������-�'�,�����-������������ ���

��������������,������������������������*������� �����,�

���� � +�� �� � ��� ��,�� ������ ����� ���� ������� � ���C*

�������(#�������� ���� ���� ��������������,������� �+�

�������C*���������,�������,,���������������+�����������

�����UA!!!������������-������ ������������ �����,�-����

���-������������ ����C��� ����� ������������������,*

2������8

���������������������������������� �����

Figure 17Family drip system

Water tank

Valve

Main line

Distributionline Dripper line Fill up the tank

Sun greenhouse Filter

Clean the filter

Open the valve

Irrigate

Pick your crop

Page 58: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

�������� ������������ �+������ �����������������������

���� ��� ��,�� ��� ���� ���"������� ���� ����������� ���,*

����6�,+�+�������������������������F������<6��FB�����

������������������+������������������,����+������������

���&!!(*����������������������,���������� �����������(@*�

������� ($� ���� ���� ������� �������,���� ,� �� ���

��;����������� ����������������������������������������� ���

��,�*�

Irrigation manual

��

Figure 18Typical drip irrigation plot, using a treadle pump

20 m

40 mm PVC

0.4 m path

9 m

Soil bed of 1.1 m widthMain line 40 mm PVC

Pump

Dripline or lateral

Sec

onda

ry li

ne

20 m

Page 59: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

�4HF� ����� ����� �� � ��� ������ ���� ����� ����� ��� ����"

������ �������,*�3����+� ����(*(�,��� ����������� �

����� ���� ���� �������*� ���� ����� �,������� � ���

��������������+�������������������*�����������������������

��U'A!!� ���� ���� ��,������ ���,� ����� ���� ���� ���� ��

��,�

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Figure 19Special arrangements made for injecting thefertilizer solution through the suction of the pump

Fertilizersolution

Suctionhose

To the drip irrigation system

PVC 40 mm

Page 60: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

Page 61: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��

��,������������������������,-�����C�������,����";�����

����� �,������ ����������� ���,-� �� ����� �,����� ��� �� ���

��������������,������������������,������<������B��������

����������������������,��������� ������������������,*������

�,������ �������,����� �� ���� �����"������ � ���-������

����������������������������������� ���G�������������,+�����

������*�������+�����������"������ ��������������������

,�������������������������� ������������� �����<���8� ���

(B*����-������������ �������������������������������������

������������������������ ��������G����,���*

����� ��������������������� ������������������,���������,-

������� ����+�������� ����������,�����������E� ������

���� �������������� ��� ����� ����������� ������*� ���� �����

������������� ��� ���� ������������ +������� ���� ������� ��

��������� � ��,������������������-���������������,�����

���������� �������������������� �������*

�����,������ �������������� ����F�������'����������+�

���� +��� ���� ����*� ���� �����,������ ���� ����� ����

�� ����C������F�������&��������� ������������ �����,�����

���,�����������,,����������������,���������,*

9 3 2�������������������� ������

��4��������

�����������������G����,�����������������-��������������������

�����������G����,������������������ ����F�������&*��������

�������������G����,���-������ �������������������G����",���-

��������,��� ����+��#*$'�,,= ���<3�,����%B*

9 - �������������������

�� ���� ������������&*%-����� ����+�������������������

�����<4�B� ����������,�������� �+��A!O*���� �� ���������

������������ ��������������������������������A!O�������

������� ����� ��,,�� � � +�� ���� ����-� ������ �� (@� ,&

<') !*AB*� �������� ���� �������� �� ���� ���� ������������

����*� ����� ��� ��� ���� � ������� ���� ������������ �������� ���

����������� ��������� ��������������������������*���������

������������� �+�������������<��B-�����+����������� �����

����3G�������&&2

Equation 22

Aw =� x d2

x( )

4 360

Where:d = is the diameter of a circle approximated by

the wetting pattern = is the approximate angle of the pie-wedged

shape cut out of the circle

��,�������������������������������������)�,,=��-���������

���,���,�������������������������� �+�������� ��� ����

����� ��������������� ������3G�������&&*�

/��������������+���(!-��+�����+������,���,�����������-����

������,����� �������������� ��� �� ������� ��������� � � ���

������������������ �����������*�������+���������')!L

������ ����+�����*�

��,�����������+������������������� ��������������(%�,

��� -� ���� ����� � ��,����� �� )*!�,*� ���� ����� � ����� �

��������� ������3G�������&&2

Aw =3.14 x 62

x360

= 28.3 m24 360

�����������������+��������,���,�,���G���� ���������(@�,&

<4�

P� A!OB-� �������� ������� ���� � +�� ���� ��� *

1��C���� ��� ���� ����� � ��,����� ��� �� C�� +���� ������

���������� ��� (%� ,� ��� -� ������ �� A*!� ,-� ���� �,�

����������������+��,� �2

Aw =3.14 x 52

x360

= 19.6 m2,4 360

which is close to 18 m2

������������������������,������,�����-���������� � �+�����

,�����������-� �� ������� � ��� ������� &!*� ���� ������

�������������������������������������,������ ��'*A�,,=��-

������������������������)�,,=������������������������*�������

+���� ������� ���������� ��� (%� ,� ��� � �� �����-� ���

������������ ����� ����� ���� �,������ ���� � +�� %*A� ,,=��-

������������+������������������������������*

9 5 ������������4�������������

�� ������� � �������-� ����� ���G����� ����������� �� ��������

�� ��� �������� � ����������*������������ ���������� �������

,������� ��������� �����*� ���� ���������� ��,���� ����

�������������������*

2������9

��� �������������������������������������������

�������� ��������� ����

Page 62: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Example 10

Using the data generated earlier, the irrigation frequency at peak demand is calculated as follows:

IRn = 6.04 mm/day or (6.04 x 6 x 6 x 0.5) = 217 l/day per treeTree spacing = 6 m x 6 mEffective root zone depth (RZD) = 1 mDesirable soil wetted area = Sp x Sr x Pw = 6 x 6 x 0.5 = 18 m2

Available moisture = 120 mm/mMoisture depletion = 20%

Sky blue nozzle Blue nozzle

Wetted area Aw 19.6 m2 28.3 m2

Percentage wetted area Pw 100 x (19.6/(6 x 6)) = 54% 100 x (28.3/(6 x 6)) = 79%Available soil moisture per tree (120/1000) x 19.6 x 1000 = 2352 l/tree (120/1000) x 28.3 x 1000 = 3396 l/treeReadily available moisture 2352 x 0.2 = 470 l/tree 3396 x 0.2 = 679 l/treeIrrigation frequency at peak 470/217 = 2.2 days, say 2 days 679/217 = 3.1 days, say 3 daysIRn to be applied per irrigation 217 x 2 = 434 l/tree 217 x 3 = 651 l/tree

Irrigation manual

��

Table 10Performance table of sprayers, being 20 cm above the ground level, for 360° water distribution

Model Colour Pressure Flow rate Wetted Constant Exponentcode (m) (lph) diameter (m) K X

14 19 5.00.25 Sky Blue 20 23 5.5 5.15 0.5

25 26 6.030 28 6.014 33 6.0

040 Blue 20 40 7.0 9 0.525 45 7.030 49 7.014 39 6.5

050 Green 20 47 6.5 10.5 0.525 53 6.530 58 6.514 49 6.5

060 Grey 20 58 7.0 13 0.525 65 7.030 71 7.014 56 7.5

070 Black 20 67 8.0 15 0.525 75 8.030 82 8.014 74 7.5

090 Orange 20 88 8.0 19.7 0.525 99 8.030 108 8.014 100 7.5

120 Red 20 119 8.0 26.6 0.525 113 9.030 146 9.014 130 8.5

160 Brown 20 155 8.5 34.7 0.525 173 8.530 190 9.014 167 8.5

200 Yellow 20 200 9.0 44.75 0.525 224 9.030 245 9.0

Page 63: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Figure 20Precipitation from different types of sprayer for different pressures

0.25 0.75 1.25 1.75 2.25 2.75 3.25 3.75 4.25 4.75 5.25Wetted radius (m)

4.03.53.02.52.01.51.00.5

0Pre

cipi

tatio

n (m

m/h

)

0.25 0.75 1.25 1.75 2.25 2.75 3.25 3.75 4.25 4.75 5.25Wetted radius (m)

4.03.53.02.52.01.51.00.5

0Pre

cipi

tatio

n (m

m/h

)

Pressure: 14 metre

Pressure: 20 metre

0.25 0.75 1.25 1.75 2.25 2.75 3.25 3.75 4.25 4.75 5.25Wetted radius (m)

4.03.53.02.52.01.51.00.5

0Pre

cipi

tatio

n (m

m/h

)

0.25 0.75 1.25 1.75 2.25 2.75 3.25 3.75 4.25 4.75 5.25Wetted radius (m)

4.03.53.02.52.01.51.00.5

0Pre

cipi

tatio

n (m

m/h

)

Pressure: 14 metre

Pressure: 20 metre

b. Blue nozzle

20 cm height above ground, wedge stand

a. Sky blue nozzle

20 cm height above ground, wedge stand

Page 64: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

���� �����������-������,���� ��������������������� ���

�/����#*$'�,,= ������&@A��= ������������<3�,����%B*

���� ����������������������������-���������������������������

��,��<��B�������C� �,�� -������+���� ������3G�������(&2�

285For the sky blue nozzle: Ta =

1 x 19= 15 hours

285For the blue nozzle: Ta =

1 x 33= 8.7 hours

��� ���� C�� +���� ������� �� � ���� � ���� ���,� ���� ����� ��

!)*!!�������� �+�������� ��������&(*!!�����-���������

������������� ��*��������+��������������� �������������

�������+������,,� ��� �<!)*!!"(A*!!�������� �(A*!!"

&%*!!� ����B*� 5������-� ���� ,��� +�� ���� ���

����������������,������������������������������*

������ �����������+������ ��� �����������������C��+���

��������������������������������&A�,*��������������� ���

�����((������<&@A=&)B-�������,�C��������������������

����������������� ���<!*)!!"(#*!!�������� �(@*!!"!A*!!

����B-����� �������������� ������+������ ������������,

�����������*� 5������-� ���� ���������� ���� ��� ���� ������

���� �+��������*

��,����������������,������� ������������������������(A

����� ���������� ���� ��� <����� ������B� �� � ���� ����������

�������������������-�����C��+������������������������(%�,

������������+��� ���� ��������� ����*

9 6 � ���� �����������������

����� �����������,��������������+���<��+���(!B-���������C�

+�����������5�P�(%�,��������� ����G

�P�($����*�����-����

5,

��� ����� �� ���� G,

����� ������� ���� ������,���� ��

3G�������($�����G���� *

3������� ��-� �� ����� �,����� ������,���� ��� $!O� ��

� ���� *���,������F�����!*!A�<���,���+���AB-����������"

�+���,���,�,� ��������G,��������,���,�,��������5

,

��������+"���������������� ����,�������������� �3G������ (@2

90 x 19qm =

100 x [1.0 - (1.27 x 0.05 / �1)]= 18.3 lph

�����3G�������(A-�������P�!*A-�5,����������� ���������2

Hm = 14 x [ 18.3

]1/0.5 = 13 m19

���������-�����,���,�,� �����������(@*'��������+�����

�� �����5,���('*!�,*��������������,������ ����������

($ �������+����� ������������������(%*!�,*�����������+��

��������������������� ������+��<3G�������($B2

�Hs = 2.5[14 - 13] = 2.5 m

9 7 0����������������������������

������'������������

/������������������,������������ ��� ������,,����������,

<F������� 'B-� +�� � ������� ���� ($� ���� ����� �,������ ��

��C������������� ������������ �������������������G�����-����

��������������� �+���������� ����������������� ��*�5������

����������������,�������������@����� �+��������� *����

������� �� ��� ����� �� �� ������ ����� ��� ���� ����� ������

������������������-���� ��������,�������������������������

��� � �� � ��������� ��� ���� ������� +��� ���*� ���,� ���

,�������������,������ -���������������������������������

('��������������� ���������&�����������������(&�������

����-������+���� �<�������&(B*

9 7 3 0����� �

�������������������,���-�����%�����������������������

+���� *����������,���-�������������������������� �������

���&A��,������<(A!=)B*�����������,�����������������������

�� � ��������G�P�($����������5

����(%�,*������������

�������������������������� ������+�2

Q = 25 x 19 = 475 lph or 0.475 m3/hr

�������&A�,,� ��,��������������������������� -���������

��������� ���� ��������(%#�,�������-������������������� ���

����������,�����,���������������������,�����-����� �+�2

Q = 0.475 m3/hrL = 150 - 3 = 147 mD = 25 mm PE F = 0.371 (25 outlets)HL = 0.014 x 147 x 0.371 = 0.76 m

��,����(!O�� �������������������������������������

,�������+����������������-����������51���������������������+�

<!*#)=!*$!B�P�!*@%�,*

� ���������-�������� ������������!*)�,�,�������+�����@ ,

��� �� ��,����� ���� � +�� ��������� � ����� ���� 5����� "

D�����,����,����<3G�������&'B2

Equation 23

Hf (100) = k(Q / C)1.852

D4.87

Where:Hf (100) = friction losses in metres per 100 metres

of tube (m)K = constant = 1.22 x 1012

Q = flow (lps)D = inside diameter (mm)C = coefficient of retardation depending on

pipe material (C = 140 for plastic)

Irrigation manual

Page 65: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Figure 21Micro spray layout and pipe sizing for an individual farmer’s citrus orchard

Sub-unit 3

Sub-unit 2

Sub-unit 4

108.0

107.5

108.0

107.0

106.5

106.0

105.5

107.5

107.0

106.5

106.0

105.0

Pumping unit

Elevation 100 m

105.0

CONTROL HEADSUPPLY LINEQ = 23.75 m3/hrL = 25 mD = 90 mm (4)

Note: One lateral per tree lineOne spray jet per tree

MAIN LINE 1Q = 17.57 m3/hrL = 78 mD = 90 mm PVC (4)

Manifold serving 13 rowsof trees in sub-unit 2Q = 16.18 m3/hrL = 75 mD = 50 mm PVC (4) Pressure control and

gate valve

Pressure control andgate valveMAIN LINE 2Q = 11.39 m3/hrL = 78 mD = 63 mm PVC (4)

Pressure control andgate valve

Q = 5.7 m3/hrL = 69 mD = 50 mm PVC (4)

Manifold serving 12 rowsof trees in sub-unit 4Q = 5.7 m3/hrL = 69 mD = 50 mm PVC (4)

MAIN LINE 3Q = 5.69 m3/hrL = 72 mD = 50 mm PVC (4)

Manifold serving 12 rowsof trees in sub-unit 3

LATERALQ = 0.475 m3/hrL = 147 mD = 25 mm LDP (4)

Manifold serving 13 rowsof trees in sub-unit 1Q = 6.18 m3/hrL = 75 mD = 50 mm PVC (4)

Water source

NOT TO SCALE

Page 66: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

����������,����������� ������������!*)�,�,�������+����

@�,,� ��,����������+�2

Hf (100) = 1.22 x 1012 x((18.3/(60 x 60))/140)1.852

84.87

= 0.292 m per 100 m

����51��������!*)�,������,�������+��P�!*!!&$&��!*)�P

!*!!&�,-����������������+��*

9 7 - ����� ��

����������� ����� �,������ ���������������������!*%#A�

('�P�)*(@�,'=�������*��������� ��� ��������,������ �����

���������������!*%#A��(&�P�A*#�,'=�������*

�������� ���� �� ������+������������ ������� � ���� ���

������� ���� ������+��� ������� ���������*� 1��C���� ��� ���

������� �+"����� <'B-� ���� ���������� �������������+������

�����������������,������ ��� �����������������������+���

( ,*����������-�����+����������!*))�,�<&*A�"�!*@%�"�(B����

+���� ������������ ������������,������ *��������������

�,������� ���-�����+�����������5����������,������ ��

��������� ���������2

Sub-unit 1 �Hs balance = 0.91 m (2.5 - 0.84 -0.75)Sub-unit 2 �Hs balance = 0.86 m (2.5 - 0.84 - 0.81)Sub-unit 3 �Hs balance = 0.66 m (2.5 - 0.84 - 1)Sub-unit 4 �Hs balance = 0.96 m (2.5 - 0.84 - 0.7)

�����������������������,������ ������������ �������������

�� ����� ���� �������� �����5+������� �� ���� ���� � *

������� ����-������ ����(!O���������,������ "��"�������

�����������<���,,�����C�"���B����-����� �+�����������

��������2

!��+���3��-

Q = 6.18m3/hrL = 75 mD = 50 mm uPVC class 4F = 0.390 (13 outlets)HL = 0.022 x 75 x 0.390 x 1.1 = 0.71 m

!��+���5��6

Q = 5.7 m3/hrL = 69 mD = 50 mm uPVC class 4F = 0.394 (12 outlets)HL = 0.017 x 69 x 0.394 x 1.1 = 0.51 m

���������� ����51���� ����,������ � ���� ���� ���������� ��

������������������51������������������������������5*

9 7 5 ��� ��

����,�����������������������,������ �������������������,�

��,�*

����������K������ � ��������,��������+������������������

<& ('�S�&��(&B��&A��($�P�&'�#A!��������&'*#A�,'=��*

5������-� ��� ���� +��������� ��� ���� ,�������� ���� ����� �

�� ��� �+��)*(@�,'=��-����������������������� � �������

�����,������ *����������2

Q1 = 23.75 - 6.18 = 17.57 m3/hrL1 = 13 x 6 = 78 mD1 = 90 mm uPVC class 4HL1 = 0.008 x 78 = 0.62 m

Q2 = 17.57 - 6.18 = 11.39 m3/hrL2 = 13 x 6 = 78 mD2 = 63 mm uPVC class 4HL2 = 0.02 x 78 = 1.56 m

Q3 = 11.39 - 5.7 = 5.69 m3/hrL3 = 12 x 6 = 72 mD3 = 50 mm uPVC class 4HL3 = 0.017 x 72 = 1.22 m

Total HL = 0.62 + 1.56 + 1.22 = 3.40 m

9 8 6 !��� � ��

���� ������ ����� ����� ���,� ���� ������ ������ ��� ���

�����������������������������-����������;��������,�������*

��� �������� ��&'*#A�,'=��*����� ��������� ���� ����&A ,

����-�$!�,,� ��,������4HF�����%�������������� �+�2

HL = 0.0125 x 25 = 0.31 m

9 8 :��� ������4�������

������������� ���G����,��������,��� ����������� ����

��������������������� ��������� ���� ��������������,�������

���������2����������������-����� �����������������������+������

������������������������� ������������������������������� -����

��� ��������������������������� ���G����,������������������

��� -� ���� ������� ���������� ������*� ���� �������� ��� -

����������,��� ���������������������,-��������,�������

������� �����������,����-������� ��� ���� ���������������

�� �����������������������-����������#�,*

Suction lift 2.00Control head 7.00HL supply line 0.31HL mainline 3.40HL manifold 0.71HL lateral 0.84Sprayer operating pressure 14.00

Irrigation manual

Page 67: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Subtotal 28.26Fittings 10% 2.83Emitter height above ground 0.20Difference in elevation 8.20

Total 39.49

������������������������������������������%��4HF�����

�� �������� ����*

9 9 �������4�������

���������,���-�������K�P�&'*#A�,'=����� �5�P�'$*%@

,-� ���� ������ ��G����,���� ���� � +�� ��������� � ����

3G�������&(���� �&(+��� ������-� �������,���������������

)!O�����,� 2

Power requirements =23.75 x 39.48

= 4.3 kW360 x 0.6

��

Power requirements = 23.75 x 39.48

= 5.7 BHP273 x 0.6

��,����&!O� ��������������������G����,��������

+�2

Power requirements = 4.3 x 1.2 = 5.2 kWPower requirements = 5.7 x 1.2 = 6.8 BHP

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Page 68: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

Page 69: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

���������� ���������������,�����,��� ����������,����

����-� ���� ������ ����-� ���� �������� ��� -� ����,�������� ��

��������������� ��������-�����,������ ��� ���������������

��������������,������<�������(B*

�����������,��������������� ����-� �����������������

������� ��,������� ��� ���� ���,� ���� ������� *� ����

�����������������������������������������-�����-������

�� ������������������G���� ���������������������������

���,*����,������ ��������� ������������,��-���������

���� ���,� ��G���� � ���� ���� ������������ ��� ���� ���,-

����� � �������K��������-�����+����,���� *

< 3 ��������������

��������-��4HF������������ ����������� ������� �����

�� ��������������<43B���������������+��������� ��������

�������� ���������������,*�1�������������� �43���������

���� �� � ���� ����,������ � ��� �������� � ����������� ���,

���������������+��������� *

< 3 3 ��"2��������������

�4HF� ����� ��,�� ��� )�,� ������*� ����,��� ��,,����

������+����4HF�����������������������*���+���((�������

���� ���C���� ������� ��� ����� ���*� �� �� ����-� ���� �4HF

���������������� ��������()������*�����,�����,,�������

��������&A�,,����&A!�,,� ��,����*������4HF��������

������������ �+��+���� -������������������������ �����������

������������<�HB������������*�4������� ������������H����

������������������+���,��+������*����������������������

���� �4HF� ����� �� ������ �������� � ���� � � ������-

������ ���� ��G����,���� ���� ���� ������ � ������� ��� �4HF

����*

Table 11uPVC pipe classes and corresponding workingpressure rating (Source: SABS, 1976)

Class Working Pressure (kPa)

4 4006 600

10 1 00016 1 600

����,��� ��,,����4HF� ���������� �������4HF�����

�������������������&&*�D������ ������������������++��

����������� �����,����������-�����,�����,,����������

��������������������������� �����������-���,+��� �����

����� � � �������� ������ ����������� ����� ������ �� � ����

��������������G���� *� �� �$!L�<��HB�<�������&&�B����%AL

������ ������ ������������,����������������������G���� *

���� <��HB� <������� &&+B� ����� ���� �,�� ��,����� ��� ���

������ +������*�F���� <?�HB� <������� &&�B� ���� +�� ����

�������������������� �����+���������,�����,�����������

���� �������� ���,� �� ���� ���*�/� ������ +������ <0�HB

2������<

=� ��>����������� ��� �'������������������

Figure 22 (a-b)uPVC fittings

a. SIV - 90o BEND for solvent welding b. TIV - 90o TEE for solvent welding

Page 70: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

<�������&& B������� ������������������������G���� *�3�

����<F�HB�<�������&&�B������� ������������ ����������

,���+�����,������������ *��������������������� �����

������� ��� ���� �� � ��,� ��� ������� ����� ��,���� �����

<���HB�<�������&&�B������� ������������ � �������������

������G���� *�����-��������������>��H�<�������&&�B-����

�� ������� ����� � � �������-� �*�*� ����� �����-� +���� �����-

�� � �����������������G���� *� �������������<���HB�����

����� ���������������������� ������ ������������ ������

,��������� �<�������&&�B�����+���� ��������������+��

�������������������*�����,����������-���+������ �����<H�4B

<������� &&;B� ���� �� � ���� ���� ������*� �������� ��� ��

������ �������� �� ���� ������� <� /4B� <������� &&�B� �����-

��,+��� � ����� ���� ������ � ����� <�F4B-� ���� ������ ���

����������� ��� ������ � ���,� ���� �� ���� ����� ������ ��

������,���������������,*

< 3 - ����������������

4��������������,��������� ������<1043B��������� �����

<5043B-� ���� ����������� �����������������,����� ���

���� ,����������*� ���� �������� � ����������� ���,� ���

������������,� �����1043*

Irrigation manual

Figure 22(c-j)uPVC fittings

e. CIV - END CAP for solvent welding f. TIFV - 90o TEE with two plainsockets and the third one with parallelthread (female)

g. GIFV - 90o ELBOW one end plain,the other with parallel thread

h. NIFV - BARREL NIPPLE one endplain for solvent welding, the otherend parallel threaded

i. TBRP - PVC FLANGE with holesfor bolts: TCP - tapered core

j. VTP - 90o TEE with two plain socketsand the third one with parallel malethread

c. XIV - CROSS for solvent weldingd. DIV - REDUCING BUSHING forsolvent welding

TBRP

TCP

Page 71: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��+���(&��� �('������ ������ �,�������� �����������

����������1043�������0���@!#&�M�����'&E��� �5043��

��������()(=(��� �0���@!#%�M�����A!E������������*����

����-�����%�+������� �1043����� ����������������*���������

��,�� ��� ����� ��� ������� ������-� ���� ���� ��� ���

��,����*�����1043����������� ���������4HF�,������

�����������,,�����C�"���-������������������&'-������

������������ ����������������������������������� �����

�������� ������� ���� ��� � *� ���� �,�� ���������� ���� ���

�� ������������1043��������������������������������������

������� ��� 1043� �� �������� � ��� ����,������ � �������� �

���,,�����C�"���*

������ ����������������������� ��������+����� ���������������

�� ���������������������4HF���������+��������� �����*

< - !����� �'���4��������� ��� �'��

����������������

< - 3 2���� ����

��������������� �����,��� ���������������������,-����

������ ,�������� ���,� �� � ���� ������� ,�����,���

�����*������������������,�����+������,+�������������

��������� ���������� �C���������������� ������������������-

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Table 12LDPE as per DIN 8072 ‘Type 32’

Pressure rating4 Bar 6 Bar 10 Bar

Outside Wall Inside Wall Inside Wall Insidediameter thickness diameter thickness diameter thickness diameter

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm (mm)12 1.3 9.4 1.6 8.8 2.0 8.016 1.8 12.4 2.0 12.0 2.7 10.620 2.0 16.4 2.2 15.6 3.4 13.225 2.2 20.6 2.7 19.6 4.2 16.632 2.4 27.2 3.4 25.2 5.4 21.240 3.0 34.0 4.3 31.4 6.7 26.650 3.7 43.6 5.4 39.2 8.3 33.463 4.7 53.6 6.7 49.6 10.5 42.075 5.6 63.8 8.1 58.8 12.5 50.090 - - - - 15.0 60.0

Table 13HDPE as per ISO 161/1 and DIN ‘Type 50’

Outside Pressure ratingdiameter 4 Bar 6 Bar 10 Bar 16 Bar

(mm) Wall thickness (mm)16 - - 2.0 2.920 - - 2.0 2.925 - 2.0 2.3 3.632 - 2.0 3.0 4.540 2.0 2.3 3.7 5.750 2.0 2.9 4.6 7.163 2.5 3.6 5.8 8.975 2.9 4.3 6.9 10.690 3.5 5.1 8.2 12.7110 4.3 6.3 10.0 15.5125 4.9 7.1 11.4 17.6140 5.4 8.0 12.8 19.7160 6.2 9.1 14.6 22.5200 7.7 11.4 18.2 27.6250 9.7 14.2 22.8 34.5

Page 72: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

Figure 23Various polyethylene connections

Drip line

Grommet

Grommet

Rubber

PVC manifold

Tape

Connector

Hook-up tubing

Connector

Pipe

Barbed connector

Lock type connector

Drip lineconnectors

TapeConnector

Page 73: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

���� ���� ��� ���� � �,���� �������� ��� ���������*� ��� ���

��,���� ������ ������� ������ �� �� -� ���� ��,+�������

������� �� ��������*� ������� &%� ���� ���� ����� ������� ���

;���� � ��������*����� �,�� ������� ���� ���� ����������

�������� �����������,����*

< - - �������������������������� ��������

���� ������������ � ���

���� ������ ���� ���,� ��������� �� ���� ,� �� ���� ���

��;������� ��� �����"���+��� ����������� <�����������B� ��� ���

�������� ��� -� ������������ +������ ���� ������� ��� �� ��� ��

�������� ���� �,�������� +������ ��������� ���� ���,*� ���

,������ ��� �������� � ����������� ���,� ������������ �

�������� ����������������������� ��� ��������*�������� ����

�,�������� ���,���������� ���� ���,-� �� ,���� ����� ������� �

�� � ������ ���� ��;������� �����*� ������� &A� ���� ���

�������,����������������������������+�� ������C*

< 5 =� ��>��������

�� �������� ��������� ��������,���������������� ����

����������� ����,-�������� ����F�������'-�%-�A��� �#-����

�������K�������������+����,���� *

< 5 3 0������4������?����+�������������������

������������������ ����)2������5*

������� ��

� (���,��������������+������ ����������()*&!�,'=�������

��� ����'$*'&�,������ ��������������+�������������*

4�,�� ���+�� �������� ������ � ��� ���� �����������,����*

������,����� ����� ���� � +�� ��,�����-������ ������

�� � ������������-������-��������-�����������������"

������� ������ �� � ���� ������� �����*� ��������� ������

�������,����������G���� *

2���� ����

� ���������+�������� ��������������G����� �����������

���� �� ��� ���� +��C"�������*� 3���� ����� ���� � +�

�G����� �������� ��� ���������� ���������� ������� �+���

,���� ������ ���� �������������������-� ���+���� � ���

������� ���� ��� ������� �� ��� �����*� ��������� �����

+�������� ������������ ����������������G���� -���������

�������� ������������������� �������������,��������,

<�������&%B*

4�������� ���� � +�� ,� �� ���� ������� ,�������

������ ������,� �� � �������,� ��� ���� �����������

����-��� ���������������� ������ ������������ ������

����������� ��� ���� ������� ������ �������� ,���

��,����� ������������� ��+�� �� � ������ ���� �����*

4������������ �����+��,� �����������������������

���������������������+������������ �������*�����������

���������������������� ��������������������������� �+�

������������������������ ����� ���������� �������

���,� �� ���� ���� � #� ,� ;��� +������ ��������� �

��G���� *�����������,����������+��������� ����������

���������� ���,��� ����� �+����� ��������� �������

������ *

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Figure 24Components of the control head (Source: Savvides, 2001)

Back flushingSand filter

Disc filter

Isolation valves

Main line

To theirrigationsystem

Water meter

Pressuregauge

Pressure gauge

Supply line

Page 74: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

Figure 25Smallholder fertigation system at plot level (Source: Savvides,2001)

Pressure tap

ON/OFFvavle

Main line

Fertilizer tank Water tapand hose

Support

To the irrigationvalve assemblies

Pressure regulator (if needed)

PVC union

Gate valveused forfertilization

Filter

See details below

Water without fertilizer Water mixed with fertilizer

Air valve

Small filter

Hose

1/2” ball valve

Pressure tap downstream

Gate valve

Bladder with fertilizer solution

Water in the tank,outside the bladder

IN

Pressure tap upstreamOUT

IN

Drain valve

Page 75: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��������������<������+���(%B

Table 14Bill of Quantities for pipes and fittings for the point-source drip irrigation system for an individual user

Item Quantity Unit Unit cost Total cost

Supply and mainline- uPVC pipe 75 mm class 4 180 m- uPVC pipe 63 mm class 4 78 m- reducing bush uPVC 75 mm x 63 mm 1 each- elbow 45° uPVC 75 mm 1 each- elbow 45° uPVC 63 mm 1 each- barrel nipple uPVC 63 mm x 2 inch 1 each- end cap uPVC 2 inch 1 each- reducing uPVC tee 75 mm x 50 mm x 75 mm 3 each- reducing uPVC tee 75 mm x 63 mm x 75 mm 1 each- barrel nipple 50 mm x 2 inch 12 each- union 50 mm 3 each- pressure regulator 2 inch 4 each- barrel nipple 63 mm x 2 inch 4 each- gate valve 2 inch 1 each- union 63 mm 1 each- saddle outlet 50 mm x 1 inch 3 each- saddle outlet 63 mm x 1 inch 1 each- rizer uPVC 25 mm class 16, 1.5 m long 4 each- uPVC end cap 25 mm 4 each- pressure tap 4 each

Manifolds- uPVC pipe 50 mm class 4 222 m- elbow 90° uPVC 50 mm 3 each- uPVC pipe 63 mm class 4 78 m- elbow 90° uPVC 63 mm 1 each- elbow 45° uPVC 50 mm 3 each- elbow 45° uPVC 63 mm 1 each- barrel nipple 50 mm x 2 inch 3 each- end cap 2 inch 3 each- barrel nipple 63 mm x 2 inch 1 each- end cap 2 inch 1 each- grommet take-off 20 mm 100 each

Laterals- LDPE pipe 20 mm class 4 15 000 m- drippers 4 lph at H = 10 m with a Cv = 0.07 or better

and x = 0.42 or better 7 500 each- end sleeves, 2 cm long, 40 mm 100 each

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

< 5 - 0������4������?����+�������������������

������������ �� ����������)2������6*

������� ��

� (���,��������������+������ ����������&'*!�,'=�������

��� � ��� ')*&�,� ����� ���� ������� ���+��� ����������*

4�,�����+�� �������������� �����������������,����*����

��,����� ����� ���� � +�� ��,�����-� ����� ������� ��

������������-������-��������-���������������� ����"

��������������� �������������������������������*���������

��������������,����������G���� *

2���� ����

� ���������+�������� ��������������G����� ���������������

�� ��� ����+��C"�������*�3������������� �+���G�����

������� ������������������������������ �+����,�������������

Page 76: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

�������������������-����+���� ���������������� ��

��������� ��� �����*����������������+�������� �����������

����������������G���� -������������������ ��������������

���� �������������,��������,*

4������������ �+��,� �������������,�������������

������,��� � �������,�������������-��� ������ ��

������� �� � ������ ����������� ��� ���� ������� �����

��������,���� ��,������������������ ��+���� ������"

���� �����*� ���� ������ ��� � ���� ��� ���� �������� ���

���� ��������� �#�,�;���+�������������������G���� *

����������,����������+��������� ����������������������,

�� ����� �+��������������������� ������� *

��������������<������+���(AB

Irrigation manual

Table 15Bill of Quantities for pipes and fittings for the point-source drip irrigation system for smallholder farmers

Item Quantity Unit Unit cost Total costSupply and mainline- uPVC pipe 90 mm class 4 162 m- reducing bush uPVC 90 mm x 75 mm 1 each- elbow 90° uPVC 90 mm 1 each- elbow 45° uPVC 90 mm 1 each- uPVC pipe 75 mm class 4 78 m- reducing bush uPVC 75 mm x 63 mm 1 each- uPVC pipe 63 mm class 4 78 m- elbow 45° uPVC 63 mm 1 each- barrel nipple uPVC 63 mm 1 each- end cap female threaded uPVC 63 mm 1 each- tee uPVC 90 mm 8 each- reducing bush uPVC 90 mm x 40 mm 8 each- tee uPVC 75 mm 16 each- reducing bush uPVC 75 mm x 40 mm 16 each- tee uPVC 63 mm 8 each- reducing bush uPVC 63 mm x 40 mm 8 eachManifolds- uPVC pipe 40 mm class 4 576 m- uPVC pipe 40 mm class 16 162 m- elbow 90° uPVC 40 mm 128 each- brass ball valve 40 mm (1½ inch) 64 each- barrel nipple uPVC 40 mm 128 each- union uPVC 40 mm 32 each- pressure regulator 40 mm 32 each- socket, female threaded, uPVC 40 mm 64 each- disc filter 1 inch 32 each- pressure tap 96 each- VTP tee uPVC 40 mm x ½ inch x 40 mm 64 each- brass ball valve ½ inch 64 each- GI nipple ½ inch 64 each- reinforced pressure hose ½ inch 128 m- bladder tank fertigation units complete with accessories 8 each- hose clips for ½ inch hose 128 each- elbow 45° uPVC 40 mm 32 each- barrel nipple uPVC 40 mm 32 each- end cap, female threaded, uPVC 40 mm 32 eachLaterals- grommet take-off 20 mm 384 each- LDPE hose 20 mm class 4 27 648 m- in-line drippers 2 lph at H = 10 m with a Cv = 0.03 or

better and x = 0.5 or better 92 160 each- end sleeves, 2 cm long, 40 mm 384 each

< 5 5 0������4������?0��+�������������������

������������ �� ����������)2������7*

������� ��

� (���,��������������+������ ����������&)*$�,'=�������

��� ����')*!)�,������ ��������������+�������������*

4�,�� ���+�� �������� ������ � ��� ���� �����������,����*

������,����� ����� ���� � +�� ��,�����-������ ������

�� � ������������-������-��������-����������������

���"������� ������ �� � ���� ������� ������ ��� ���� ������*

�����������������������,����������G���� *

Page 77: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

2���� ����

� ���������+�������� ��������������G����� ���������������

�� ��� ����+��C"�������*�3������������� �+���G�����

������� ������������������������������ �+����,�������������

�������������������-����+���� ���������������� ��

��������� ��� �����*����������������+�������� �����������

����������������G���� -������������������ ��������������

���� �������������,��������,*

4������������ �+��,� �������������,�������������

������,��� � �������,�������������-��� ������ ��

������� �� � ������ ����������� ��� ���� ������� �����

��������,���� ��,������������������ ��+���� ������"

���� �����*� ���� ������ ��� � ���� ��� ���� �������� ���

���� ��������� �#�,�;���+�������������������G���� *

���� ������ ,����� �� ��� +�� ������� � ������ ���� ���������

���,��� ����� �+��������������������� ������� *

��������������<������+���()B

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Table 16Bill of Quantities for pipes and fittings for the line-source drip irrigation system for smallholder farmers

Item Quantity Unit Unit cost Total costSupply and mainline- uPVC pipe 90 mm class 4 246 m- reducing bush uPVC 90 mm x 75 mm 1 each- elbow 90° uPVC 90 mm 1 each- elbow 45° uPVC 90 mm 1 each- uPVC pipe 75 mm class 4 78 m- reducing bush uPVC 75 mm x 63 mm 1 each- elbow 45° uPVC 63 mm 1 each- barrel nipple uPVC 63 mm 1 each- end cap female threaded uPVC 63 mm 1 each- tee uPVC 90 mm 26 each- reducing bush uPVC 90 mm x 40 mm 26 each- tee uPVC 75 mm 10 each- reducing bush uPVC 75 mm x 40 mm 10 each- tee uPVC 63 mm 12 each- reducing bush uPVC 63 mm x 40 mm 12 eachManifolds- uPVC pipe 40 mm class 4 576 m- uPVC pipe 40 mm class 16 240 m- elbow uPVC 40 mm 48 each- brass ball valve 40 mm (1½ inch) 96 each- barrel nipple uPVC 40 mm 48 each- end cap female threaded 40 mm 48 each- elbow uPVC 40 mm 192 each- barrel nipple uPVC 40 mm 192 each- union uPVC 40 mm 48 each- pressure regulator 40 mm 48 each- socket, female threaded, uPVC 40 mm 96 each- disc filter 1 inch 48 each- pressure tap 144 each- VTP tee 90° uPVC 40 mm x ½ inch x 40 mm 96 each- brass ball valve ½ inch 96 each- GI nipple ½ inch 96 each- reinforced pressure hose ½ inch 192 m- bladder tank fertigation units complete with accessories 8 each- hose clips for ½ inch hose 192 eachLaterals- grommet take-off 20 mm 384 each- LDPE pipe 16 mm 384 m- line-source hose with drippers at 30 cm intervals, each

dripper providing a discharge of 1.75 lph at H = 10 mwith a Cv = 0.03 or better and x = 0.48 or better 3 456 each

- connector 16 mm 384 each- end sleeves, 2 cm long, 40 mm 384 each

Page 78: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Table 17Bill of Quantities for pipes and fittings for the micro spray irrigation system for an individual user

Item Quantity Unit Unit cost Total costSupply and mainline- uPVC pipe 90 mm class 4 108 m- reducing bush uPVC 90 mm x 63 mm 1 each- uPVC pipe 63 mm class 4 78 m- reducing bush uPVC 63 mm x 50 mm 1 each- uPVC pipe 50 mm class 4 72 m- VTP tee 90 mm x 2 inch x 90 mm 2 each- VTP tee 63 mm x 2 inch x 63 mm 1 each- VTP tee 50 mm x 2 inch x 50 mm 1 eachManifolds- brass gate valve 2 inch 8 each- GI nipple 2 inch 4 each- barrel nipple uPVC 50 mm 8 each- elbow 90° uPVC 50 mm 4 each- uPVC pipe 50 mm class 4 300 m- elbow 45° uPVC 50 mm 4 each- end cap female threaded uPVC 50 mm 4 eachLaterals- grommet take-off 25 mm 50 each- LDPE pipe 25 mm 7 500 m- micro-spray with Q = 19 lph at H = 14 m with a Cv = 0.05or better and x = 0.5 or better 3 456 each

- LDPE hose 8 mm 750 m- stakes for spray jets 1 250 each- end sleeves, 2 cm long, 40 mm 50 each

< 5 6 0������4������?�������������������

������������������ ����)2������9*

������� ��

� (���,��������������+������ ����������&'*#A�,'=�������

��� ����'$*%@�,������ ��������������+�������������*

4�,�����+�� �������������� �����������������,����*����

��,����� ����� ���� � +�� ��,�����-� ����� ������� ��

������������-������-��������-���������������� ����"

��������������� �������������������������������*���������

��������������,����������G���� *

2���� ����

� ���������+�������� ��������������G����� ���������������

�� ��� ����+��C"�������*�3������������� �+���G�����

������� ������������������������������ �+����,�������������

�������������������-����+���� ���������������� ��

��������� ��� �����*����������������+�������� �����������

����������������G���� -������������������ ��������������

���� �������������,��������,�<�������&(B*

4�������� ���� � +�� ,� �� ���� ������� ,�������

������ ������,� �� � �������,� ��� ���� �����������

�������� -��� ���������������� ������ ������������

���������������������������������������������,���

��,����� ������������� ��+�� �� � �����"���� �����*

4������������ �+��,� �����������������������������

�����������������+������ ���� �� � ������*��������������

������������������� ��������������������������� �+�����

�������������������� ��������������� �����������,

���������� �#�,�;���+�������������������G���� *����

������,����������+��������� ������������������������,

�� ����� �+��������������������� ������� *�

��������������<������+���(#B

Irrigation manual

< 6 0�������������������

���� ��������������+����,�������-���+��������G���� ��������

������������C2

� ������������ �+��C"�������

� �����������

� 4����������

1�+���-�,���������� �,�������������������G���� � ���� ���

����������������������������2

� �������� ��� � ����

� �������

� ������-����������������-����*

3�,������� �K������������C��������������8� ����@

<��� ����C���� ����������B� �� � 8� ���� ('� <��� ���

�����������������������������,�B*

Page 79: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

���� ��������� ��� ������ ������ ��� ���� �,������ ,�C�

�������� ���������������,������������������*���������������

�������������,������������C����� �������������,�������

����� ������,����������������������*��������,�����

����� ���� ��������������� ��,���������,�����������������

���������-����������������������������,���+�������� ������

���� ��� ��������������������������������,���*

/ 3 2�������� �����

3,�������������������+�������+��� �����������-����,�������

+���������� ����*� ���� ����� ��������� ����� �� �� -� ���-

�������������� �,�����������C�*�F��,���������������������

������� ����-�������������,����+�����-��� ��������������

������������������������������� ������,������+������������

���� ���������*�>������������������������������������ -

�����,�-�������� ������-��� =�������������+�����������,����

�������,��� �+��������������������������������������������

�����������+��������������������������*

H���� �����-� ���� ��,+�������� ��� ��� ����� ���� ����� �

��������� ������������������������������� -��������

��,�� ������������� ������������������+������������� *

�����������������������������������,��������������������

������G��������������� �G�����,��������������������� ���

�������,*���������+�� �������������������������������

����� �2

� ���������� � ����

� F�,������������"������������

� 5�� ����� ��5

� ������ ����� ����

� �����<+������������� �������B��� ��� ���������� �

� ��������������������� ����+��������+�������

���������������������������� ������+������������ �����

��+���(@�������+�������� �������������������������������

����������� ��*� ���� �����,�� ��� ���� ������ ������

��,���� ���� � ���� ����,���� ���� ����� ��� �����

�����,������G���� *

/ - @��������������� ��� �'�����������

�������

0���� ���� ��� ���� ������� ��� ���� �,�������� ��� ���������-

�,����,�������������,+�����������,������������� �

����� ��������,���������,�������*���������-������ �����

���� � ��G����� �,���� ����������� ���,-� ���� �� �����

������� ��� ��� ������-� ��� ��,���� ���� �� *�5������-� �� ��

��,����������������������,���������������+����������5

�� � ��,��������� ������-� ���� �����,���� ��� ����� �����

����� ���,����� ,��� +�� �������*� ���� ����� ������ ��

�����-���������,�����������������+���������������������

������� �+���� �,� ������������ ����������������,+���

��������,����������,����,���+����G���� *�

��������-������������������ ����,���������������������� ���

������,�����������*�� ����������������������� �����+�

����� � -���������,������������� �������������������� ��

2������/

�������� ��������������������

Table 18Influence of water quality on the potential for clogging problems in drip irrigation systems (Source: FAO, 1985)

Potential problem UnitsDegree of restriction on use

None Slight to moderate Severe

Physical:Suspended solids mg/l < 50 50 - 100 > 100

Chemical:pH < 7.0 7.0 - 8.0 > 8.0Dissolved solids mg/l < 500 500 - 2 000 > 2 000Manganese mg/l < 0.1 0.1 - 1.5 > 1.5Iron mg/l < 0.1 0.1 - 1.5 > 1.5Hydrogen sulphide mg/l < 0.5 0.5 - 2.0 > 2.0

Biological:Bacterial population maximum number/ml < 10 000 10 000 - 50 000 > 50 000

Page 80: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

����������������������,������ -� ���� ����������*�����

������������ ����� �����������������������+���C���� ����

���� �+��� ��� ������ ���� ���,*� ���� ,����"���� ���,-

,���� ������ ��� ��� ������� ����� +�� ��G���� � ������ ���

����������������������������*

/ - 3 �� ������

������ ���'�

8���,������������ ����,,�� � ���� ��,����������������

������������!*!#A�,,����������������!*(A�,,-� ���� ���

��� ���� �,������ ����� �� � ��� ��������*� �� �� ����-� ��� �

����,,�� � ������,�������������������������������������

������������� ��,�������������,����������������*����� �

+������ ������� ,���� ��������� ,��� ������ ��������� ��

�������������*

������������������� ���������������� �����������������

���������C��������������� ������������� ����������������

����������������������������������-������������� ���

���������������������������-��������������,�������� ����*

������������������������������������������������,���������

�,�����*����������-����,���+����������������&!!�,��

�����-����������������,��������������������"������

��������(�,,*

������� �� ������������������������������������������ ���

������,�����,+���������� � ������+���($*

����,��� ��,,����� �� � ����� ������ ���� ���� ����������

���,�������&!!�,��������*���������=���������������

������ �� !*!#%�,,*� ��� �� ���������� ��������-� ���C���� ��

��+���($-����������� ������������������������ ��� ��������

������ ��������������������������������������,*

:�������� ������

���� �����

����������������������,���������� � ���� ����,����

�����*������ �������I�������� � �������<($$!B-����������

+����������� ��������������������������C��(A�,���������

����������������������������������,������C�*�0���������

��,�-� ,��� ���������� ��������� ������� ����� !*!@�,,� ����

�����*��������G������������&!!�,�������������*���������-

��������+���������� ����������������������������������

�����,���*

��������������������

������������ �������������������������������+����� �����

������������������������������������������������+����,����

����� *�8� ��������������,����������$@O����������

��������� ����� ���� � +�� �������� � ��� �� &!!� ,��� ������*

�������&)��������� ���������*

������������ ���

�����������,������������������*�������������������������

����������������,��-���������������������������������� *

8��� ������ ������� ���� ����� � ��� ��C�� ������ ��� ���

�������������*������-��������������������������+��+��C"

���� *� 5������-� �� ��,+��� ��� ,������������ ��� ���

����������������������+��+��C"���� �������� ��������*

Irrigation manual

Table 19Soil particle classification and corresponding screen mesh numbers (Source: Keller and Bliesner, 1990)

Soil classification Particle size (mm) Microns Screen mesh number*

Very coarse sand 1.00 - 2.00 1000 - 2000 18 - 10Course sand 0.50 - 1.00 500 - 1000 35 - 18Medium sand 0.25 - 0.50 250 - 500 60 - 35Fine sand 0.10 - 0.25 100 - 250 160 - 60Very fine sand 0.05 - 0.10 50 - 100 270 - 160Silt 0.002 - 0.05 2 - 50 400 - 270Clay <0.002 <2 -* Screen mesh number refers to the number of openings per linear inch

Figure 26Sand separator

Page 81: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

�� �� ����� ���������� ���,���� ���� ���� ����� �����*

F���G������-�����������������+���,��+���C� ����������

���,�������������� ���� ������������������,*���������

��������,,�� � �����������,��������������������C���������

,�������*������,�������������������������������� ��� ��������

��� ��,���*� 8��� ,��� ������� ���� ������ � ,�������� +�

��,������ �������,���� ���,����������� ���������������

�����*�������<+��� ���B��������������������������������

������������������,� ����������������-����� ��� �������

+������� ���� ���� ����,����� � ��� � ��� �� *� ������� &#

����������������������,���������*

���������,���������������������������������������������

��������� ���� ������� ��������+��'A�C4�*�������� � ��

����������,�������������������,�'A����#!�C4�*

���� ,��,�,� ����,,�� � � ����� ����� �������� �� ����

���������� �+����������('A��������,&�������������

����*�������� �+������ ����������� �� �&!!�,���������

����� ������ ��� A@O� ����� ����-� ������ �� ������,��� ��

�G����������������&%O����������*

����� ���

���� ���,���� ��� ���� ����� ��� ������� �� ��,��� � ��� ,���

������� ��� ����� ������� ����� ���� ����� �������� ����

<�������&@B*�D�������������� �������������������*

��������������������������� ������+���� ��������-�����

������� ���� +�� +��C"���� *� ����� ����� ����� � ����������

��������������(!����(A�������� ������� ������������������

,���������-�+�������,������������������ ������������� �

� �������� ��� ��������� +��C"������*� D���� �� � ��

��,+��������������� �������-�������������� �+��,� �����

�������������������������������������������� ��*

���������� ���

���� ����� ��� ������� ��� ������� � ��� ������ ��������� ����

�������������������������������,���*����������������������

���������������������������������������&A"&!!�,�����*�����

������������������+���������,��������������� �������������

�� ��� ������������������������+���������,�������������

�,�������� ���� �� �����*� 0������ ���� ����������� �����-

����������������������������������� ��� ����������� ����

��������� �������,����������������*� �������������������

���-� ����� ���� ���������� �� ������ �� ��������� ��� ������

��G�������������G����������������������,�����������������

����&!!�,�������������,���*��������������,,�� � ����

�������������������*

���� ������� ���� ������ � �������� +��C"�������*� ���� ���

��������,���,�,�������������������G���� �<�������&$B*����

���������������,�������������� ������ ���������������� �������

������������*�F����������������� �������������,� ��-��������

������������������� ����������������������� ������������*�����

�������+���������������� ����������������������������,���

����������� �������-��������������+��������������������,����

����������+��C"�������������*�

���� ,��,�,� ����,,�� � � ������� ���� ����� ��

���������#!�C4�*����������������� ���+��������+��C"��������

���G������������ ���,�������� ����������� ����������� ���

������+� � ��,��*� ���� ���� �����-� ���� ������� ���� � +�

�G����� ������������������������������������ ���������

��������� ����������*���������,,�� � �+��C"�����������

����#����(!��������,&����������+� �������,+���'!��� �&!

,� ��� �� � (%� �� � (#� ��� ����,&���� ��,+��� ()� �� � ((

,� ���<��+���&!B�<I�������� � �������($$!B*

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Figure 27Screen mesh filters

Figure 28Disc filter

Blowdown filter

Pressure screen filter

Page 82: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Table 20Type and size of media used in sand filters

Number Material Mean granule Particle sizesize removed

(microns) (microns)

8 Crushed granite 1840 >16011 Crushed granite 952 >8016 Silica 806 >6020 Silica 524 >4030 Silica 335 >20

D������������������� �������������������������� �������

� �-������������� ���������������,-������+��������� ��

����������� �� ���+���������� �,� ���������������������

+����������������������������� ����������������� ��� ���������

�������,� ������������������������*

��������������� ��������������� ����� �������������������

�� ���,� �����������������*���+���&!������ ������ �����*

������� ����� �����+���� ����������,� ���������������

������,����+������<���,����3-�($$!B*

������������������������������ ���� ��������,���������� -

���� �������������������+� ��� ����������������������������*

��������-����������,��������G��������� ��� �,� ��-����

�����������������������������������������������������������

�������*����������-�����������������������������������������

�����������,����������������������������������+�*������ ������

���3�<($$!B-����������������������������������������������

���� �+��+�������(!��� �($��������,&���+� *

������� ������������+� -�����<($@%B�����,,�� ��������

���� ��������� �%A� ���$!��,*�D���� ���� �������� ���

��������������� �$!��,-���������,��� ����������������

+� � ����������+��C"������������*

/ - - :���������������� ������������

4����������������,�����������������-� ��� ���������� ��

���� �5� �� =��� ��,��������-� ���+��� ,������� ����� ��

��� ������� ���������������������������������,�����*������

���� ����������+������������������������� ����� ��������

,�������������������,������������*�����������������,���

�������� ����������,�����-��������������+��,��������������

��������,����������*

F�����,��������������������������������+��,��������������

,��������������*������ �������I�������� � �������<($$!B-

��+����+�����������������������&�,�G= �����,���-���,+���

��������5�R�#*A-�����C���������� ����������,������������*

���� ���� +�� ������ � ����� ���� ��;������� ��� ��� � <������

�� ������������� ��������� ��� B� ��� ������������������ ��

,�����������5�+�������A*A��� �#*������� �����������������

��+�������-���,+��� �������5�,�����,���-��������+���

�������������,����������� ���G���� *����������-�������� ��

��;���� ����!*!&����!*&O�����������,���������*

�� �,����� �� � ,���� ���������� ���-� ���������� ����� ���

�����������������+����+�����������������-����������������

������ �� � C���� ��� ��� �� ��������� ������ ���� �G����+���,� �

������ ��� ������������������������������������������*

�����,��������������������+��,-����������������������

��������!*'���,*��������������������������������������,

<���+��B�������������������������������������������� �����

+�� �� ��� � ��� ���� ������� ���,*� ���� ����� ����� �� ��"

+����������������*

��������� ��� � ���� ���� ����� ���� ���+��,� ��� ����

�����������-� ���������� ����� ���� �������������� �� ����*

���������������������������������������<(!���,B-����

��,+�������������,�������������������� ��������������C

�� � ���+��*� ���� ����������� ���� �������������-

Irrigation manual

Figure 29Sand media filters (Source: James, 1998)

Backflush

OutletOutlet

InletInlet

Backflush

Filtration process Back-washing process

Page 83: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

������������� �� ����,,�� � *��� �����������-� �������+��

����� � ��,����������� �-� ����+�� � ;��� � �������� �

���������������������������������� �������������(���,���

�������,*������������������-�������������� ��� ���

������� � ���� +�� ���� ,� ��� ������*� ���� ��� ��� ������,

���������� �� �� ���� ����,,�� � � ����� ���� ������ �

�,��������� -��������� ����������������������,*

/ - 5 &���������������������

���������������������� �+���������� �������,��������

+�� +�������*� ������ ���� ��,,��� ��� ,��� ������� �����

�������*������������������������ �������������������

���� ������ ���-� ����� ��,+��� � ����� ���,� �������-

������� ���,������ ���� ������� ��� ������ ��� ������������

�������*�D�����,�����,������������������+����,���

+�� ������ ������-� �� �,� ��� ������� ����,���� ���������*

5������-� ,���� ��������� ��� ������ ���� ������� �������

������ �������*�����������-�+�������������+���C�������

��� ���� �������� �� � ���� �,�����-� �������������� �������

����� ��� ���� ���,� �� ������ �� ��� �����*� 5������-� ��

��C��� +�������� ��� � ��� +���C� ���� ����� �����

��������*� ���� ��� ���� ������ ���� ����� ������ ���� ���,

�������������,�����������������*

��������,��������������������� �������������������+��,��

���� ��� ��� ��������� ������� ����� ������� ������ �� �� *

�������������������,���-�������,�� �����������+����C��

���,��� ���������� ��� ��������������+����������� ���

�����*

���� ,��� �������� ��� ���� ����� ��� ��������� �� ����

�����+��� � ��� ���� �������������� ��� ���� ������� ��� ��,�"

��� ������+�������� ��� ���� ���,*����� ��,������� �������

����� ��� ������ ���� �� � ����� ��������-� �� ����� �� �����

��������-� ���� ;���� � ��������� ��� ����� ���� ���,*� ����

+����������� �������������������*�����,�����,,������

���� ���+����*� ����,� ����� ��� ����� ������ ������ ���

�������������������+�����������,��������*

�������� ����� ��� +�������-� ���� ������� ��������� � ��

��� ���������� ��"+�������,�����,���� �������,�������

����� ����� ��������������������������,����������������

���,-��������������+�������*�3�������������������������

�������������!*'���,-�����������5���+�������%*!���

@*A-� ����� ������� ���� ������� ��,�� ��� ����� ���� �,�����

<I�������� � �������($$!B*

/ - 6 2� �������

������������ ���,������+����������������������� ��������

������������*� ����� ���� +�� ���,����� � +�� ,����������� �

���������������������������(���,���� �������������������

�� ���������������*

I�������� � �������<($$!B������ ������������������� ��

����,,�� ����������������������������� ���������,����"

������,��� ������������������+��,2

����� 2 ���!*A����(*!���,������������

���������������&!���,� �����

���� ���� &!� ,������ ��� ����

����������*

���,� 2 8�������� (� ��,� ����� ��� ���

��������� ��� ���� �� � ��� ���

�������*

�����+������� 2 ���(���,������������,+�����

��,� ��� ����� ������� ��� ���

������<������������� ���� ���

��� ���� ��,+��� ��� +�������

������B

5� ����������� � 2 ��� '*)� ��� @*%� ��,�� ���

�� ����������� ���������*

������������������ 2 ��� !*)%� ��,�� ���� ��&S

�������� ��� ,�������� (� ��,

��� ���� ��������� ��� ���� �� ���

�����������*

8��������������������� 2 ���(*'���,������8���������*

/ - 7 2������ �A������������

0��������� ���� ���� �,����� � ��� ��;���� ���,����� ��� ���

��������������,*�����,������������,���� ������������

��,�*�4������� ������,��������������� �����,�� ���

���� ���,����� ���,� ��� ����� ���C� �� � ��;���� ��� ����� ���

��������������,*�4������ �������������������� ���������

��;���� ���,����� ����� ���� ����������� ������ <��� �������

(!*&*AB*� ��+�G����� ������,���� ����� �� �� �������+��

��C���� ���������C-�������������������������� *����������

���,����������������������������+�������������C��� ����

����� ��� ���� ���C-� ��������� �������� �������� ��;������*

�������� ������,���� �� ���� ��� ��� +�"��� ����� ��

H�������"����� ��;�����������,�������� �����-� ��������� ���

������� ��� ���� �������� ���,� ��� ����� ���C� ��� ���,��

������������������;������*

D�������� ���� � ���� � ,���� -� ���� ����������� ��� ���

��;������������ ���� �������+������� ������,������������

���� ��������������,��� ����� �������������,-� ����� ��� ��

���� � �,�������� �����,�������� ���� ���,*� 4�������

���� � ����+��,� �� ��� ���� � ���� ���������� ���� ���,����

������������������������������������������,���������������

��������������;����������C*���������������,������ �������

�� ��� ���� ����-� ���,�������� ���� � +�� ���� ��� ���� ����

������ �� � �� ,���� ������� �� ��G���� � ������ ���� ���,�������

����*

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Page 84: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

/ 5 2�� ����

������� �����������",�������� ��� ������"�����������������

�����,���� ���,� �� ������ �� �� *� ��C"��������+�� ���

��������,,�� �������������,������������<�����������,����

��� ,�����B-� ��,+��� � ����� ����� �� � ������

,�����,���� ����� � C������� �� � ������-� ���� ���� ,��

��,,������� �,������������������*

8�����,���� ��� ���� ��� ���� ������ ��� ��������� ��� ���

�������� �������� �� � ��,�������� ����� ���� ����,,�� �

�����-���,+��� ����������� ����������������������������

,������ -���������C�����������,������*

Irrigation manual

��

Page 85: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��

���������������������������������,������������������� ��������

��� �� ���,���� ���,*�D����� ����,+������ ������� ������� ���

��� ������������ ���� ���-� ���� ������+������������������ ��� ���

����� �� ��� ����,����� �,��������*����� ������ ������� +����

�G���-�����������+������������������������ �����������+��������

������ ���� � ����,���� ���� ������ ��� ����� ���� *� ��� ��

���������� +���,�� ��,,��� ��������� ��� �����,���� ���

������+������������������������������� ����,������������������

������������������������� *���������������������������������

��� �����-� �� ���� ���� � ���,���-������-� �� ���� ������+��*

D���������� ������,�������� ���������������������������

���-����+������������+��������+�������������� �����,������

,������������������������ �,�� �����������������������

�� ���� ��������*

D�������������������������,-��� ����������� ����������

����C������������������,-�+������������������������ ���

�������������������������,�-�������� �+������,+���<������

������������� ���� �����������B�������������������������

���� �����*� ������ ������ ������������ ��� ����������� ���

������������������� ���������+���������-����������������

�����������,������*����������������+������ ������������� ��

������� �������������� ����������� �� ���� ������ ��� ��������

��������,��� ��������� ��� ������� ��� ������ �������� ������

���������*

��������������� ���������� ������ ��������������� �����������

���,-� ���� ��� ��� �����"���+��� ����������� <,�����

����������B� �������� ���� ����������� ������ ��� +���

�������� ��� �������������� ������*�5������-���������������

��������������������������� ��-�������������������,+�����

���������������������� ��+����������<�����,�� ��+�� B

��� ��������� ��� ���� ����� �������� � ���G������ �� ��� ���

������������� ����������� ���,*� ������� '!� ����� �� �

���,����� ������������ ��� ����������� �� ��� ��������

��������������,���������������������������*

2������3.

������������� ��� �'�����������

Figure 30Fertilizer application frequency and soil salinity

Growing season

EC

esa

tura

tion

extra

ct

Legend

Frequent fertilizer application under localized irrigation

Extremely frequent fertilizer application throughlocalized irrigation

Fertilizer application under conventional irrigationsystems (surface and sprinkler irrigation)

. . . .

Page 86: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

���� ��;������� ��� ������ ���,����� �������� ���� ����������

�����-� ���� �� ������� �-� ���+��� �-� ��������-� ���

��,���������*-������� ����������� ��� ��� ������������

��� �������,��������� ���� �����������������������������,

����,��������������������,�������,*

��+�G����������������C������� ����� ���,������������-

����+��� F����-� ������ �� � ���-� ��� �� � ��� ��,+���

������������ �� � ����������-� �����+�� ���� �����"���+��

�������������������� � �����������������������������������*

3. 3 ����� �'��������������������

D����� ���� ,���,���� ��� ������ ��� ���� ���� ������� ���

����+��������� ���� ��������� ��������-� ������,���,���� �

����������� �+�� ������ ���+������ �� � ������ ����������������

������������������������������*�0������������������������

��������� ���,����� �������������*� �� ���-� ����� +�����

���������������� ��� ��,�� ��� ������ ����+������ ��� ���� ���

����������� ��������� ���������������<>�� +���������-�($#)V

4��� ������-�($@AB*

����������� ����,�������������,���,�����������,������-

�� ����� ���� ��� ���� ���� �������*� ���������-� ���������

������������������������������������������������� ��������

����������*�����,����������������"������������������������

����� ������ ���� ��� ��� ������������ <������� &#B� ��

���������� ���-� ��� ��� ��������-� ������ ���� ���������

������������������� ������������ <4��� ������-� ($$%B*� ��� �

��������������,,�� � ����������������������� �����������

����������*��,,����,����������,��-��������-���,��������

+�� ��� � ��� ���� �������� ���� ��� ���� ���*� ���� ��

,���,���� ���� � +�� ��,��������� �������� � �� � �� ��

��������*

4�����,���������,�+����������������������������� ���

����������,���*������-���� ��������� ����������+��*���� �

����+��� �������,������������������� �����,������������*

4������������������� �����������*�5������-��� ��� ���

����������� ���� ������������ ��� ����������� ������ �,����� ��� �

,����������������������+���������� ���������������������

�������-����� ���������,�������������������������*

3. - :����������� �'������

�������� �������� �����������������+������ ����,��C�������+�

�� � ���� ������������ �������� �������� � ����������*� ���

����������� ��� +�� �� � ���� � ,���� ���� ���������

��G����,����<8�����-�($@$B2

� ��������������� �+�������������"���+��

� �������,����������������������������������� �+����+��

+�������������� ����������������,����������������������

�����+��

� ������������������������������������������������� �+���

����������+��

� ��������������������������������� �+�����

�� ���� �����+������������-�8������ <($@$B� ����,,��

�,,����,� �������� <'%*A"!"!B(-� ,���,,����,

���������<(&")("!B&���<(%")("!B

'�� �������,��������

<('"!"%)B%��������������������������*

5������-� �� ��,,������� ��������� ����������� ,��

����������������� ������������������,����������������������

������,����,������,����������������������������-�������

��� ���������� ��� � �� ����,,�� � � +�� 4��� ������

<($$%B*������������ � �� ������������� �����������5���

���� ����������� �����*� ����������-� ��� ���� �������� ��

��������+��� �,����� ��� ������,� �� � ,������,� ��� ���

�����-��������,�����������������������������������������

�������,� ��������*� ��� ���� �� ���-� ����������������

��� �<����������,���� B�����+���������� ������ ���� ��

I������ �� � ������� <($$!B*� ��� ���� � +�� ������ � ���-

�������-������������������������������������,���� ��

������������������,���� �����������������*

3. 5 ����������������������

3. 5 3 2���������������������������������

�� � ��� �������� ���C� ������ � ���� ��� F����� +�

4��� �������<($@#B-������,���� �+�������������,������

��������-� ������������ ������� � ���� ��������������������

������������������������������������+���� �����������������

����������� <8�����-� ($@$V� 4��� ������-� ($$%B*� ��+��� &(

�,,���������������������� �������������*

Irrigation manual

��

��%%�� �%�� �����(� 05�;<�9�6�=<��

&1;6�=<�7

&1

&�!���%%�� �%�*���*����(� �&<�9�6�>�<��

&1;6�=<�7

&1

0!���%%�� �%�*���*����(� �5<�9�6�>�<��

&1;6�=<�7

&1

5������ �%�� �����( �0<�9�6�=<��

&1;6�5><�7

&1

Page 87: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Table 21Indicative concentrations of nutrients in irrigationwater (g/m3)

Crop N P K

Cucumber 150 - 200 30 - 50 150 - 200Eggplant 130 - 170 50 - 60 150 - 200Bell pepper 130 - 170 30 - 50 150 - 200Tomato 150 - 180 30 - 50 200 - 250Potato 130 - 150 30 - 50 120 - 180French bean 80 - 120 30 - 50 150 - 200Strawberry 80 - 100 30 - 50 150 - 200Lettuce 100 30 - 50 150Cotton 40 - 60 20 - 30 100Water melon 120 - 130 50 - 60 100

�� �,������ � ��������� ��� ���� ������������ ����� ���� ���

�������� ������������������������������������������(!!O����4-

'!"%!O�������� �I������������+��������������*�����+������

������� �I�����+������� � ��������������������-������������

���C� ������ ��������*� ���� ���C��� ��� �� �����������

������� ����������������*

3. 5 - !� ��� ����������������� �'���

������ ����������� ���� ������������ ����� ��� ���� ���,-� ���

��������������� �+�� ����� ���������*�3����������������"

���+��� ����������� ���� �� -� ����� ����������� ��� �� ��������

������ ��� ���+�����*� ��+��� &&� ����� �� ���� ���+������ ��

��,,���������������� ��� ��� ��������������*

Table 22Solubility of fertilizers

Type of Fertilizer Solubility(grams/litre

of water)

Liquid fertilizers Fully solubleAmmonium nitrate (34.5 - 0 - 0) 1 190Urea (46 - 0 - 0) 1 100Ammonium sulphate (21 - 0 - 0) 710Potassium nitrate (13 - 0 - 46) 320Mono-ammonium phosphate (14 - 61 -0) 230

��

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Example 11

Assume that one intends to use the combined fertigation with irrigation through a drip system for a cucumber crop,using ammonium nitrate (34.5-0-0), potassium nitrate (13-0-46) and phosphoric acid (61-0-0). What should be thetotal amount of fertilizers to be injected in the fertigation unit?

The potassium nitrate contains about 38% pure K (*). In order to provide the 200 g/m3 of irrigation water (Table 21),526 grams of potassium nitrate would be required (100 x 200/38).

The 526 grams of potassium nitrate also contains 13% N, which is 68 grams (526 x 13/100).

The remaining nitrogen requirement of 132 grams (200-68) would have to be provided through the use of ammoniumnitrate. This would amount to 383 g/m3 of ammonium nitrate (100 x 132/34.5).

The phosphoric acid contains 61% phosphorus. In order to satisfy the needs of 50 grams of phosphorus per m3, theapplication of 82 g/m3 would be required (50 x 100/61).

Therefore, for every m3 of irrigation water the following amounts of fertilizers will be injected:

Ammonium nitrate (34. 5-0-0) : 383 gPotassium nitrate (13-0-46) : 526 gPhosphoric acid (0-61-0) : 82 g

Assuming that the discharge of the drip system is 20 m3/hr and the irrigation at the specific stage of crop growthrequires the system to be operated for 2 hours every time irrigation is practiced, then the total volume of water to beapplied is 40 m3. What would be the amount of fertilizers to be injected during this irrigation?

The total amount of fertilizers to be injected would be:

Ammonium nitrate : 40 x 383 = 15 320 g or 15.32 kgPotassium nitrate : 40 x 562 = 22 480 g or 22.48 kgPhosphoric acid : 40 x 82 = 3 280 g or 3.28 kg

These quantities should be mixed well with water in a container before they are transferred to the fertigation unit.

(*) Note: From the periodic table the atomic weight of K = 39.1 and of O = 16. Hence, the atomic weight of K2O = 39.1 x 2 + 16 =94.2. The potassium nitrate contains 46% K2O and therefore contains 38.2% K (0.46 x (39.1 x 2)/94.2)

Page 88: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

1.Drive water inlet valve2.Drive water filter3.Regulating valve4.Distributing valve5.Fertilizer injector6.Fertilizer valve assy7.Suction head8.Non-return valve9.Fertilizer outlet valve

3. 6 ���������������������������

������������

����,+������+������������,+��� �������������� ������������

���+�����������,����� ������������,���������+�������� 2

� �������� ���� ��������� ���� ��������� ���� ����� � � ��

��� ����������+������,��� ������+������ �,�����-����

���� ���� ���� ����� �������������� ������ ,��� ����

���������������������������� ���� ������

� ��+����������������������� -������������,�������,��

�,��������(!!OV����� ������������� ���,�����������

(@!� ���=��-� �������� #!� ���=��-� ����� ����

�����,�����(A����=���<4��� ������-�($$%B

� ����������������������� �����������C�������� ���

� 8�����������������������������+���C��������

� ������������������������������������������ ����������C

������������������������G�����

� 3������������������������������

3. 7 �����������������

�������,�������G�����������������������,���,��������

���������,+��� ������������"�������������������� ����� ���

��������� ��������� � �������� � ����������� ���,-� �����

����� �������������,��������������� �����������������������*

0������������������� ������;���������������������������������

���,*� ����,��� ���������,���� � �� ���� ��� ��� ��,�*

4������� ������,���� ������ ��� �� ��� ��,�� ���� ���

���,����������������,������������C��� ���;���������������

��������������,*��������,��,����������������������

��������������,�������������,��������������*�����,��

��,,��� ��;������ ��,�� ��� ���� �������� ������� ���,

�������������������-�+��,���������������� �������,*����

,�����,������������������� �����������,��<&"'���,�����

��;���� � ����,�� ��� �������B� �� ������ *� ������� '(� �� �

���,���������������������������������������������� �����

��;�����*

Irrigation manual

��

Example 12

From Example 11, the following amounts of fertilizers were calculated for application during one irrigation, assumedto be 2 hours long and using 40 m3 of water: 15.32 kg of ammonium nitrate, 22.48 kg of potassium nitrate and 3.28kg of phosphoric acid. How much water is required to dissolve the fertilizers?

No need for concern about the phosphoric acid, since it is fully water-soluble. However, the acid should be added tothe water in order to avoid violent reaction.

According to Table 22, in order to dissolve 22.48 kg of potassium nitrate 70.25 litres of water (22.48/0.32) is required.The ammonium nitrate would require 12.9 litres of water (15.32/1.19)

Therefore, a container of about 110-120 litres, which includes the volume of the water and the volume of the fertilizers,would be required to accommodate the solution of all fertilizers. From this container the fertilizers will be injected intothe system, using the appropriate fertigation unit, so that the fertigation is completed during the 2 hours (or less) ofirrigation.

Figure 31Water driven injector pump

Fertilizertank

Driv

ew

ater

Water mains

6

8

9 1

2

34

5

7Drain water

Ferti

lizer

sol

utio

n

Page 89: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

��������� ,���� �������-� ����� ��;������ ����� �� �

���������� �� ;���+�������������������������������������

���,*� ����,����� ������� ������ ���� ������+��� ���� �����

������ ��,�*� ���� ������������� ������ ��,�� ����,����

��,�����������������������+��*

4������ �������������������� ������������;����������,����

����� ����������� ���,*� ��� �� �������� ������������ ������

���,-��������C������������������������������� ��������,�

��������� ���� ���������������� ����*� ��� ���� �������� �������

�������� �����������-������������������������������-���������

�������� ������������������C��������� ���������� ��������

�����-������ ����� ;�������������� �������������� ���;���

���� ����������*�H������� ��+������������� ���� ����������

������� ������������+��������������������*����+�������

��������������;���� �������������,������� ������ ����� *

�������� ������,��������� �����������+�����C�<+�� ��B

��� ���������C������������������������������������� *����

���������,������������������������� �����������+����������

��C� �� � ���� ����� ��� ���� ���C� ��������� �������� �������

��;������*� ������� '&� ������� ��������� ����� ��

�����������=���,�����������,*

D�������� ���� � ���� � ������-� ���� ����������� ��� ���

��;���������������� �������+�������������,������������

�����������������,�����������������,�������������,�������

���� ���,*�8������ ���� �+�� ��C��� ��� ���� � ���������

��������������������������������������� ���,����� ����������

��������������;���������������C*���������������,������ ��

�����������������������,�������������������������� -����

��;����������������������� ���������������������*����-�����

�����,���+���G����� ��������,���� ���������*

Page 90: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

Figure 32Fertigation systems

Water without fertilizer Water mixed with fertilizer

Air valve

Small filter

Hose

1/2” Ball valve

Pressure tap downstream

Gate valve

Bladder with fertilization solutionWater in the tank,

outside the bladder

IN

Pressure tap upstreamOUT

IN

Drain valve

Piston pump

Pressure differential tank

Page 91: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��

D����� ���� �,��������� ��� �������� ���� ����� ������ ��

���������������������������,������ ������������������������

������ �����,���� ���,� �� � �,������ ,��� +�� ���� -

�G������ �,�������� �� ���� �������� ���������� �� � ��,���

,����������� ��� �� �������� � ����������� ���,*� 1��C� ��

���������� ��� ���������� �� � ,����������� ����� ���� ���

�������������,����������������������������������,������

����������,��� �����������������������*����������-

���� ����� ��� �� �������� � ����������� ���,� �� +�� � ��

������������������� ��� ��������,�����������������,,�*

�������������������������2

� /������� ����C���� ��� ���� ��,������� <��,�-� ������-

�,�����-����������� ���������������;������B

� /������� +��C"������� ���,���� ������� �� � ��������� ��

�����������

� /�����������C���������������� �����������������������

����������,

� /������������������,������ ��� ��,�������������

� F�����������

� ������������� ������,���

� 4������������������������� ��� ���

� 4���������������������������

33 3 2���1������������������

0�����������,��,����������� ��������� � � ���8� ����A*

D���� ������� ��� ������-� ����� �� � ������ ��,������-

�������� ���������-� � ������������� �� � ������� ��� ���C� �

������������� ������,������������ ����� ����������

������ �������������������*

4���� ��� �������� ��� ���� �� � ��� ���� �������� ��� ����C� ���

�,��������������� ��� ����������� � ������� ��������������

+����������,���� �,���������������+����C���������� ����

�����������������,�����*

33 - =��1+������������� ������

� ������ ���� ����

���������������������-������������ ������������+������

������������ ��������������� � � ����*����������������,���

�������,�������-������������ �������������������*��������

������C� -� ���� ��� � ��� �� ���� ������� ����� ����,�

��������+������������������-������������������+�������

�� ���������������������������+���������������������������

���,*��������,�����-������������������������������

����*� ����,��,�,� ������� ���� ����� �� �� �,� ��

����������� ��������� �#�,��� ���� ���������+�����������

���,�'"A�,*������������� � ���������-������������ ���

���� ��������� �&"'�,*

D������������������������ ����������������+������,��-

��������������� �+�������� *����������������������� � ��

������-��������������� ��� -���������������,��������������

������ �,� ���������-������� �,�������*���� �,� ���������

���� ����� ����+�������� �������������+��C"���������-

�����+�����������������,�������������������������� ������

��� ���� ������ ����� ��� ���� ���� �����-� �������� ��� ���� ��

,� ��� �� � �������� ���� ���� �,�������� �� ��� ����� ��

�������&)*

33 5 2���1������������� ��

4����������C���������������������,��������� ��� ��������

���G������ ��� ��������� ���� ������*� � ���������-� ������

����C���������������������� �������,�<���������+���C���

�� � ��� �������B� ����� ��� � ������� ���+��� ���C� ��� ����

+���C�������+���C��������������,*

��������,���������������,����-������� �����������������-����

�����������C�����������������������������������,*�������

���������������������������� ����� �����-����������� �������

��������+���C������������� ��������,+��������������+����

����*� ��� ���� ������ ��� -� ��� ���� ����� �� ������ ����

������� -� ��� �� �� ���� ��� ��������� ��� ���� ���,-� �� ���

������,��������������,�-����������� � �������*

33 6 � ������������ �����������

����� �

���� ���� �,�������� ���� ��,��� � ���,� ���� ������� � �����*

8���������������� ���������������������������������������

���,*���,���� ������ �������������������� ����+�����

���,-���������� ��������,������ ��� ��������������������*���

������������� ���+���������������������������������� ���

�����,������ ����������+������� ������ �������<�* *�������

�� ��,�B� ��� ����� ���� ���� �,�������*� ���� �,�� �����

���� �+�������� ����������������+���������������� ��������

�������� <������� �� ��,�B��� � ������������ ���� �,�������*� ��

���� � +�� ������ � ���� ����� �������� ���� � +�� ,���

2������33

&������������������� ��� �'������������������

Page 92: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

���G����� ���������,��������-����������,��������������

���+���������� ��������� �������������������������+�����*

������������ ���� � +�� �������� � ��� ���� �� ���� ����� ���

��������� ���� ���� ��� ���� ���,� +������ ����������� �

��,����� *� ��� ������ ���� �����-� ������������ ���� � +�

��,����� �&!"'!�,������+�������������,�������� ����*

33 7 2� �������

3������� ��-� ���� �������������� ��� ��������� ��� � � ��

��,+��� +���������� �� � ���,����� ��������� ����� ����� � *

�����������������������������,���� ��� 2

�����,������ 2 (A"&!���,������������������,�������+��V

��������,,����������+��,�������G����-����

��,�������C���������������������*

F�������� 2 '"A� ��,� ����� ��� ���� ��� ("&� ��,� ��

��������*

����� �� 2 &!!"A!!���,������������������� �+������

����V������������������ �,���� *

�������������������������������<��� -���G�� -������B����

��� � <������,� ������������B� �� � ���� ��G�� � <� ��,

������������B� ���� ���� ������ ��� ��*� >����� ��������

��������������G��������������� ��G���,���*�����������

�� � ��G�� � ���,� ���� ������� �� �������+��-� ��� ����� ��� ���

���+��������������������������,*���� ���� �+������ � ����

�����������,���������������5����)*A��� ������*

33 8 ������������

��� � �� �� � ��� ������ ����� �� � �,������ ��� �����

����,����� ��������,�*������,�����,,������� �������

����� �� �-� ������,� ���+�����-�,������,� ���+�����

�� � +��������� ��,�*� ���� ,��� ��,,����� �� � ���

����� �� �� ���������� ��� � ''"'AO-� ��������� ��� � $!O

�� �������������� �<��� ���� �B�@AO*�������� �+������

�������� ����� �������+��� � ���������������� ������

���������������� *������������� � ����������� -��������

+���-���,���� ������-��������������+� ������;����

����������*

������� �����-� ����������� ��������� �� � +��������� ,�C

���� � +�� �� � ����� ��� ����� ��� *� ���� ���������� ���

�����,���-������,����������� ����+���� ����� �+�����

����������5������������������ ��� ����&"'*����������-����

�,����� ��� ��� � ��� +�� �� � ����� ���� � ��� ���� �5� ��� �

����������������*�D�����������������+������������ ������,���

����� ������ �� ��� ����� ��� ���� ����� -� ��� ��,�� ���

�����,����,���+��������������������������������������� *

��� ���� ���� ���� ���������� ����� ���-� ����,,�� � � +�

�������������������<($$)B-�������+������������ ���� �,���

�����������2

� �����������������������������,�������������������

� F��������������������������G���� ���;���������,�

� ������������,� ���-���������������� ���������������

���������("A�����

� ���������,������ ��� �������������������

� F�����������������������("&����������������� ���������

����������

33 9 �����������������������������

��������-���������������������������������������,������������

�� ��� ������ �� � �� ���� �,���*� ���� ��� ��� +������ +���

��������� ��� ����+����������� �� ����,,�� � *����� ��

���������������������������������������� �����������+��,*

33 < ���������������� �������

4����� ����� ��� � ��� ����� ����� ���� ������������������ ��

��������*� D����� �������� ���� +���� � ��� ������ � ����

,��������,�������-��������������+���������������������������

�� �+���C������,�����*�����,+������,������������ ���

���������������+��,-������ ���2

� ���� ����,����������

� 8�������������� �����������������������<#"(!�,B

� ������,������������������������� ����� �������

� �����+�� ���� �+������,��������������������,

33 / :���� ��������

����������������+�������� ���������������,�����,,��

���+��,� ���������� � ����� ���� ���������� ��� ��������

��������������,*

Irrigation manual

��

Page 93: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance

Table 23Problems and suggested solutions in the operation of localized irrigation systems (adapted from: Savvides,2001)

Potential problem Suggested solution

Too low pressure at the pump outlet • Check the suction screen and clean from dirt.• Check the volute and impeller of the pump and clean from dirt.

Module 5 provides additional information.• Check for pipe breakage especially the main line.• Check and ensure that the number of blocks under irrigation does not exceed

the number specified in the designs.

Too low pressure at the main filter outlet • If the pressure at the filter inlet is as specified in the designs and the pressure at the outlet is low, then cleaning of filters is required.

Too low pressure at the block inlet • Check for pipe breakage in the system and rectify.• Check for open laterals at the block level and close them.• Check for number of blocks in operation and do not exceed design number.

Too low pressure in the laterals • Check block filter and clean.• Check for open laterals and close.• Check block inlet pressure; if low follow earlier recommendations.

Too high pressure at the filter outlet • Check number of blocks under irrigation. It could be that less blocks than the recommended number are in operation.

• Check filter for ruptures and rectify.

Too high pressure at the block inlet • Check the number of blocks in operation and rectify.

Lack of knowledge on the time required for • Using an electrical conductivity (EC) bridge, measure the EC of the water. the fertilizer to exit the system Proceed with injection of fertilizer solution at a specified pressure differential.

Measure the EC at the outlet of the furthest emitter of a block. The EC will increase and then decrease to the level measured before connecting the injector.The time taken for the injected solution to reach the EC of the water is recorded and used in the future with the same pressure differential.

Clogged emitters • Flush the manifold and laterals one at a time until clean water comes out.• Chlorinate.• Use acids.

Flow rate after the main filters has been • Gradual clogging of emitters. Use chlorine and/or acids.declining over the past few months. • Regularly flush manifold and laterals.

Leaking laterals • Cut the leaking portion and connect the two ends with a connector.

Leaking grommet • Excavate soil around the manifold. Identify leaking grommet and replace the rabble ring and the grommet, if needed.

Page 94: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

��

Page 95: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

��

���3�($$!*����3�34%!A*(*�)�� ������� �������� ������% ���6 �� ��� ����+���%�*

����C��-��*�($$!*���� ��� ����+���%����� ��� '���� ������ ��*�

���*�($@%*�1������� �����������*�3�1���� ��� �������)�� �������*���9��0>*�4������ �+�2�H��,�����-�1*�W X�+����-�>*�*�/�,�-

�����*

���*�($@A*�D�����G����������������������*�3�1���� ��� �������)�� �������*���9��&?-�/��*�(*�4������ �+�2�����-�/*�*�W�D�����-

0*D*�/�,�-������*

>�� +���������*�($#)*�)� *� �� ��� ���*� �� *������� ���������� ���������*���� ���*

I�����-�X*�W� ������-�/*0*�($$!*��*� ������������ �������� ��� ��*�F���,���W�5���-�����J��C*

I�����-�X*�W�I��,���-�0*�($#%*�����C�������������� ���������,����*���� ��������� ��� (#<%B2�)#@")@%*

I�����-�X*�W�I��,���-�0*�($#A*�����C�������������� ����*�"� �. ����������� ����*

8������W���������-�($$!*���%. ���� �� ��� ����������� � 2�� ��*

��C���,�-��*�*�W� ��C-�0*�*�($@)*��� ����� �� ��� ����������*�*������ ���

4��� ������-�X*�($$%*���� ��� ��@���� ��� �����������������**� ��� ���������%��A������� ���+*���

4��� ������-�X*�($@A*�������������� ������� �������/����%������ �� ������/ �����������/������������������ ���

4��� ������-�X*�($@#*�9 ����������� ��� ����������������6���/����%������� ����������������+� ���

/���+�� ��������������*�($@!*�)�� ���%�������� *� �� ��� ����+���%�*

�����-��*4*�($$%*���%���������� *������ ������

����� �-�1�&!!(*�1*���� �������%� �������������� *� �� ��� ����+���%�(���� � ��������� ���-��F4=6�8=@$&%*�6�,+�+��

��������,�-�8*�W�6��-� *�($@A*�3,��������������� ����,������������� ���������,�* ����������� �� ��� ���������� ����

��� ���� ������F3�((&<'B2�&%&�"�&A'

����,��-� I*� ($##*� ������%����� ��������� �� ��� ��� � �������� �% ����� �+*��*� 4����� ���� #��� �������������� ������������� 4�����

F�����*�����0����-�F���������*

�"����,��������������*�($$)*� '*�� ������ ��%� ��� � ����� *� �� ��� ����+���%�*

6��F*�&!!(*�����������%*�*�/������� *��+���%�� ����+���� �������*�5�����-�6�,+�+��*

$��������

Page 96: ˘ˇ ˆ˙˝ ˇof ETcrop-loc for localized irrigation at peak demand? Keller and Karmeli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.82 = 5.8 mm/day Freeman and Garzoli : ETcrop-loc = 7.1 x 0.85 = 6.0 mm/day

Irrigation manual

��