Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
�������������
� �������� �����
������������� �����
����������������� ����
����������������������
���� ������
������ !�""�
#����$�%#�%
��������
SAFR/AGLW/DOC/005
������������ ����&����'���������(����%�����)��&*
!��+$����� &��������������!������������)!��$*
,������-..-
�������������� ��������������������������������������� � ���������������������������������������
��� ��� �������������������������������������� �������
�� ��!"#$#%"&'(#")
���������������� *������������������+���������,���+������� ��� -����� �������������������,-���
����,���� �����������,����+������,���-�����������-�,���������-�������������������������-
���������������������,���������������������������
.����������/��&!!&
0������� �1�����2����������3����������4�+������-�5�����-�6�,+�+��
4����� �+�2�4�7��"�-�1��4�����-�8�������
��
���� �����������,����� ��� ������������������������,�����������������+��������� �������,���
����������������������������������������������������������� ��� �������������������������
������������ ������������������������������������������������-����������-�������������������
����������-������������������� ���,��������������������������+��� ����
��������
���������� ������������������������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�� ��:������-�%. ��- %.�./��
���� ���� ��� ���������� ��� ���� ������� ������ ������ �+�� ����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
��
�������������
���� �/
0��� �'�����������!������
� ����������
&�����������������
0������� �+�
�� ����������
D�����/�������0������,������ �8�����,�����������
������+"/�������������������3����� ����������������
��������+������������
I���� ��8�0�8�-���������������������3�������-�6�,+�+��
I������/3�I3�-�D�����/�������0������,������ �8�����,�����������-����"���/
1�����/�H�8D3-���������������������3�������-�6�,+�+��
5�����-�&!!&
��1�� ��������
������������������� �������� �� ��������� ���������������8������ ����� �����������������E���+"/��������������� ����3�����
����������������<���/B*
�������������;�������,����� ��� ����� ����� �+���� ����4*��������� �I���������C��-�D�����/�������0������,���
�� �8�����,������������������"���/*��� ���������������� ��� �������,������������� �I���������C���������,���
����������� ����*�
��+���������������������8� ����$����������� � �+��I���� ��8� �,���� �1���������,��-���������������������3�������-
���������������*�
�������������������������� �������+������,���8�������������8� ��������C����� �� *
��������������������������� � ����F����4�������������+��������������+��������������������������������������,�����*
��
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,�������������� &)
���
%*#* ������+������������������� '!
%*@* 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
����
@*'*%* 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� @(
��
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����� ��������;��������,� #%
'&*� ���������������, #)
�
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��+��,��� ������� ������������������������������������� ���������������,� #$
��
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����,������������ ��� ��������������
��
��,+�������,���������������
���
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�����
����
(������������� �
���
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
�
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
����� �����������<($@%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
���� ����������� ���� ��� ������ ,���,���� ��� ���� ���� �� ��
�������� �������������� ��������������������,���,����,���
����� ���� ������������� ���� ��� ������������ ����������� ��
�����������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
�����+������,��������������������,����� �>����������
���� ,��� �����������-� ������� � ������� +�� 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
�
- 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
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� ������*
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�������$-���P�)=A�P�(*&�,*�
5���������+���� ���-��
��� ��
�-���������������������
�����<4�B����� �+������C� ������������������������������
����,,�� � ���,��*���������+�� ���������3G�������(!2
�
Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance
Equation 10
Pw =100 x Np x Se x W
Sp x Sr
Where:W = wetted width or width of wetted strip along
lateral with emitters (m)Sr = distance between plant rows or row spacing
(m)
���� ��,����� ��� ��������� � ����� ���� +�� ��������� � ����
3G�������((2
Equation 11
Aw =� x D2
4
Where:Aw = area wetted by one emitter (m2)D = diameter of wetted area (m)
������ ���� ����� ����� � +�� ���� �,������ <��B� ��� +���
���,��� � ��� +�� %� ,&- ������������ 3G������� ((� ��
�+���������������������P % ,
&������������ � ��,����
��2
D = ��(4 x Aw)/��� = ��(4 x 4)/��� = 2.26 m
�������G��������������������� ��� ���D����3G�������(!*
�� ����� ������ ��������� ������ ��� 3G������� (!-� ��� ���
����������4�P�A!O-��������������������� 2
Pw =100 x 5 x 1.2 x 2.26
= 0.38 = 38%6 x 6
����,���� ����� ����4������ ����+�� ������� � ���,����
���������������������*�����������������,+�������,�����
��������������������������������������4�- ������� ������
3G�������$-�<����
�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
- 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
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
� �������+�����������������
� ���������,������������������������������ ���� ����
- 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
- 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
��
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
- < ���������������������
���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
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
Irrigation manual
�
��
���� �������� ������ ���� ������ ����� ���� ���� �� �����
������ ��� ��� ������������������������ ��� ������,,������
���,*��������@������������������,���������������� �����
��������������� �,������ ����'!!�,��(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
��,�������������%����� �������<�������������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
��
�
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
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
��
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
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)
������������� �����������
���������� �����,������ ������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
��,������ �����������&!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
��
�
����� ������ ������� ������������������,�����,������ ��
���,��-�������������� ���������������������������� �����
�� ������ ��� �� ��� ���� ������+������ ���� ���� ��� ��
,����������� ��� ���� ����������� �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
������������+�������������������������
������ �� ����������
���-����������������������,���������� ����!*'�,����� ���
����� ���� ��,���� ����� ���� 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
�
��
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)
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
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
���������� ����� ��� ���� �������-� ���� �,�� ������� �� ��� ��
� ����������������������������,������������������������
��� �������������������������� �������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
��
��
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)
�������������������!*'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
��
������������������������,������ �����+"�����(���������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
����� ���������������������������� �+�2
� �������,������������������������,���������,����,�-
����������+"������������,��������������������,�*����
����� ��,��������+�����*
� ���� ���� ��� ������������� +�� �� ��� � ���,� &!�,,� ��
() ,,*
� ��+��������������������������+����������������,����,�*
� ���� �����������,������+"���������+������� �������
���� �������-� ��������� ���� ����������� ��� ����� ������
���� ������������������-����*
5������-������������,�� �� �������2
� 3������������,+������,������������ �+��������� �+�
���-���� ���� ���� ��������� �+�� ��G���� � ��� �����
����,������ *
� ������ ���� ��,+��� ���,������ � ����� +�� ��+�� -� ���
�������� <�����-� ��+��-� ���-� ���*B� ��G���� � ���� ���
,������ ����� ��������� ��+�� *
Irrigation manual
��
�
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
�������� ��+�������������������������
������ �� ����������
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
��
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
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
���,��� ��� ��������� ��� ���� �,�� ��,�� �� � ��,�������
������������������ �������*�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
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
�����������������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
Irrigation manual
��
��
����� ���� ���� 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
�������� ������������ �+������ �����������������������
���� ��� ��,�� ��� ���� ���"������� ���� ����������� ���,*
����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
�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
Irrigation manual
�
��
��,������������������������,-�����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
��� �������������������������������������������
�������� ��������� ����
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
�
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
���� �����������-������,���� ��������������������� ���
�/����#*$'�,,= ������&@A��= ������������<3�,����%B*
���� ����������������������������-���������������������������
��,��<��B�������C� �,�� -������+���� ������3G�������(&2�
285For the sky blue nozzle: Ta =
1 x 19= 15 hours
285For the blue nozzle: Ta =
1 x 33= 8.7 hours
��� ���� C�� +���� ������� �� � ���� � ���� ���,� ���� ����� ��
!)*!!�������� �+�������� ��������&(*!!�����-���������
������������� ��*��������+��������������� �������������
�������+������,,� ��� �<!)*!!"(A*!!�������� �(A*!!"
&%*!!� ����B*� 5������-� ���� ,��� +�� ���� ���
����������������,������������������������������*
������ �����������+������ ��� �����������������C��+���
��������������������������������&A�,*��������������� ���
�����((������<&@A=&)B-�������,�C��������������������
����������������� ���<!*)!!"(#*!!�������� �(@*!!"!A*!!
����B-����� �������������� ������+������ ������������,
�����������*� 5������-� ���� ���������� ���� ��� ���� ������
���� �+��������*
��,����������������,������� ������������������������(A
����� ���������� ���� ��� <����� ������B� �� � ���� ����������
�������������������-�����C��+������������������������(%�,
������������+��� ���� ��������� ����*
9 6 � ���� �����������������
����� �����������,��������������+���<��+���(!B-���������C�
+�����������5�P�(%�,��������� ����G
�P�($����*�����-����
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
�
�
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
����������,����������� ������������!*)�,�,�������+����
@�,,� ��,����������+�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 ,
����-�$!�,,� ��,������4HF�����%�������������� �+�2
HL = 0.0125 x 25 = 0.31 m
9 8 :��� ������4�������
������������� ���G����,��������,��� ����������� ����
��������������������� ��������� ���� ��������������,�������
���������2����������������-����� �����������������������+������
������������������������� ������������������������������� -����
��� ��������������������������� ���G����,������������������
��� -� ���� ������� ���������� ������*� ���� �������� ��� -
����������,��� ���������������������,-��������,�������
������� �����������,����-������� ��� ���� ���������������
�� �����������������������-����������#�,*
Suction lift 2.00Control head 7.00HL supply line 0.31HL mainline 3.40HL manifold 0.71HL lateral 0.84Sprayer operating pressure 14.00
Irrigation manual
�
Subtotal 28.26Fittings 10% 2.83Emitter height above ground 0.20Difference in elevation 8.20
Total 39.49
������������������������������������������%��4HF�����
�� �������� ����*
9 9 �������4�������
���������,���-�������K�P�&'*#A�,'=����� �5�P�'$*%@
,-� ���� ������ ��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
Irrigation manual
�
���������� ���������������,�����,��� ����������,����
����-� ���� ������ ����-� ���� �������� ��� -� ����,�������� ��
��������������� ��������-�����,������ ��� ���������������
��������������,������<�������(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
<�������&& 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
��+���(&��� �('������ ������ �,�������� �����������
����������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
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
���� ���� ��� ���� � �,���� �������� ��� ���������*� ��� ���
��,���� ������ ������� ������ �� �� -� ���� ��,+�������
������� �� ��������*� ������� &%� ���� ���� ����� ������� ���
;���� � ��������*����� �,�� ������� ���� ���� ����������
�������� �����������,����*
< - - �������������������������� ��������
���� ������������ � ���
���� ������ ���� ���,� ��������� �� ���� ,� �� ���� ���
��;������� ��� �����"���+��� ����������� <�����������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
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
��������������<������+���(%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�����
������� ������������������������������ �+����,�������������
�������������������-����+���� ���������������� ��
��������� ��� �����*����������������+�������� �����������
����������������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���� *
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
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*
���� ��������� ��� ������ ������ ��� ���� �,������ ,�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
����������������������,������ -� ���� ����������*�����
������������ ����� �����������������������+���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
�� �� ����� ���������� ���,���� ���� ���� ����� �����*
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
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
������������� �� ����,,�� � *��� �����������-� �������+��
����� � ��,����������� �-� ����+�� � ;��� � �������� �
���������������������������������� �������������(���,���
�������,*������������������-�������������� ��� ���
������� � ���� +�� ���� ,� ��� ������*� ���� ��� ��� ������,
���������� �� �� ���� ����,,�� � � ����� ���� ������ �
�,��������� -��������� ����������������������,*
/ - 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
/ 5 2�� ����
������� �����������",�������� ��� ������"�����������������
�����,���� ���,� �� ������ �� �� *� ��C"��������+�� ���
��������,,�� �������������,������������<�����������,����
��� ,�����B-� ��,+��� � ����� ����� �� � ������
,�����,���� ����� � C������� �� � ������-� ���� ���� ,��
��,,������� �,������������������*
8�����,���� ��� ���� ��� ���� ������ ��� ��������� ��� ���
�������� �������� �� � ��,�������� ����� ���� ����,,�� �
�����-���,+��� ����������� ����������������������������
,������ -���������C�����������,������*
Irrigation manual
��
��
���������������������������������,������������������� ��������
��� �� ���,���� ���,*�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)
. . . .
���� ��;������� ��� ������ ���,����� �������� ���� ����������
�����-� ���� �� ������� �-� ���+��� �-� ��������-� ���
��,���������*-������� ����������� ��� ��� ������������
��� �������,��������� ���� �����������������������������,
����,��������������������,�������,*
��+�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
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)
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
�
Module 9: Localized irrigation: planning, design, operation and maintenance
��������� ,���� �������-� ����� ��;������ ����� �� �
���������� �� ;���+�������������������������������������
���,*� ����,����� ������� ������ ���� ������+��� ���� �����
������ ��,�*� ���� ������������� ������ ��,�� ����,����
��,�����������������������+��*
4������ �������������������� ������������;����������,����
����� ����������� ���,*� ��� �� �������� ������������ ������
���,-��������C������������������������������� ��������,�
��������� ���� ���������������� ����*� ��� ���� �������� �������
�������� �����������-������������������������������-���������
�������� ������������������C��������� ���������� ��������
�����-������ ����� ;�������������� �������������� ���;���
���� ����������*�H������� ��+������������� ���� ����������
������� ������������+��������������������*����+�������
��������������;���� �������������,������� ������ ����� *
�������� ������,��������� �����������+�����C�<+�� ��B
��� ���������C������������������������������������� *����
���������,������������������������� �����������+����������
��C� �� � ���� ����� ��� ���� ���C� ��������� �������� �������
��;������*� ������� '&� ������� ��������� ����� ��
�����������=���,�����������,*
D�������� ���� � ���� � ������-� ���� ����������� ��� ���
��;���������������� �������+�������������,������������
�����������������,�����������������,�������������,�������
���� ���,*�8������ ���� �+�� ��C��� ��� ���� � ���������
��������������������������������������� ���,����� ����������
��������������;���������������C*���������������,������ ��
�����������������������,�������������������������� -����
��;����������������������� ���������������������*����-�����
�����,���+���G����� ��������,���� ���������*
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
��
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
&������������������� ��� �'������������������
���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
��
�
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.
Irrigation manual
��
��
���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�,+�+��*
$��������
Irrigation manual
��