سیستم آبیارى بارانى با آبپاشهاى تفنگى
آبپاش تفنگى از یک روزنه لوله‌اى دایره‌اى شکل با قطر نسبتاً زیاد که حجم زیادى از آب را در الگوى دایره شکل پخش مى‌کند، تشکیل شده است. فشار لازم براى پخش آب در این سیستم بسیار زیاد است. این فشار باید به اندازه‌اى باشد که هم جریان خروجى آب را به صورت قطرات کوچک در آورد و هم بر تلفات ناشى از اصطکاک فائق آید. آبپاشهاى تفنگى به دلیل سنگین بودن وزن توسط یک وسیله نقلیه یدک کشیده مى‌شود. معمولاً این سیستم‌ها یک دایره کامل را دور نمى‌زنند، بلکه از محیط دایره به اندازه ۲۵ درجه جلو دستگاهى که آن را به حرکت در مى‌آورد خالى نگه داشته مى‌شود. بدین‌ترتیب مسیر حرکت وسیله نقلیه همیشه خشک باقى مى‌ماند. این موضوع در شکل (نقشه حرکت دستگاه آبپاش تفنگى بزرگ که در آن محل استقرار قوطى‌هاى اندازه‌گیرى آب به منظور تأیید یکنواختى پخش و قسمت خشک زمین جهت عبور دستگاه نشان داده شده است) به خوبى نشان داده شده است.
معمولاً لوله اصلى در وسط زمین کشیده مى‌شود و شیلنگى که آبپاش تفنگى به آن وصل است از دو طرف به آن متصل مى‌شود. شیلنگ اتصالى قادر است در هر طرف تا ۲۰۰ متر به جلو حرکت کند.
آبپاشهاى ثابت نوع بوم (Boom) دارى بازویى هستند با همان ارتفاع بازوى سنترپیوت که هر دور کامل آن تا پنج دقیقه به طول مى‌انجامد. لاترال یا بازوى بوم ۳۵ تا ۷۵ متر طول دارد و دایره‌اى تا قطر ۹۰ متر را آبیارى مى‌کند این آبپاش پس از آبیارى یک قسمت از زمین به قسمت دیگر انتقال داده مى‌شود.
پارامترهاى مهم در آبپاشهاى تفنگى
◊ جدول دبی خروجی از آبپاشهای تفنگی بزرک با زاویه جت خروجی ۲۴ درجه و نازل‌های نوع شیپوری
◊ جدول ضریب K برای محاسبه دبی آبپاش به‌عنوان تابعی از جذر فشار
◊ جدول قطر دایره خیس شده برای آبپاشهای تفنگی بزرگ با زاویه جت خروجی ۲۴ درجه و نازل‌های نوع Tapered در شرایطی که باد وجود نداشته باشد
آبپاش تفنگى معمولاً در طى حرکت خود مسیرى را که عرض آن تا ۱۲۰ متر مى‌رسد آبیارى مى‌کند. هم‌وشى مساحت‌هاى خیس شده در حرکت‌هاى متوالى یکنواختى توزیع را تضمین خواهد نمود. در این روش نیز مفاهیم یکنواختى پاشش، کفایت آبیاری، راندمان آبیارى و الگوى مقدار کل تخلیه مجاز مشابه سایر روش‌هاى بارانى است.
سیستم‌هاى تفنگى مجهز به نازل‌هاى روزنه‌اى تنگ شده‌اى هستند که زاویه خروج آب از آنها ۱۸ تا ۳۲ درجه است. هر چه زاویه جت خروجى آب زیادتر باشد دایره پخش آب بزرگتر خواهد بود و اگر هوا از نظر باد آرام باشد قطرات آبى که روى زمین مى‌ریزد حداقل تأثیر نامطلوب را بر خاک خواهد داشت. چنانچه زاویه جت خروجى کوچک باشد یکنواختى توزیع به‌خوصص در وضعیتى که وزش باد زیاد باشد افزایش خواهد یافت. لذا معمولاً از نازل‌هایى استفاده مى‌شود که زاویه جت خروجى متوس و بین ۲۳ تا ۲۵ درجه باشد. دبى خروجى از آبپاشهاى تفنگى مختلف بستگى به فشار و قطر روزنه نازل داشته و مقادیر آن در جدول (دبى خروجى از آبپاشهاى تفنگى بزرک با زاویه جت خروجى ۲۴ درجه و نازل‌هاى نوع شیپوری) براى روزنه آبپاشهاى نوع شیپورى (Tapered) داده شده است.
جدول دبى خروجى از آبپاشهاى تفنگى بزرک با زاویه جت خروجى ۲۴ درجه و نازل‌هاى نوع شیپورى
/* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt; mso-para-margin:0in; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;} -->
فشار نازل
قطر نازل
۲۰ ۲۵ ۳۰ ۳۶ ۴۱
(L/S) دبى نازل
۴۱۴ ۹/۰ ۱۴/۲ ۲۰/۸ - -
۴۸۳ ۹/۸ ۱۵/۵ ۲۲/۴ ۳۰/۳ -
۵۵۲ ۱۰/۴ ۱۶/۴ ۲۴/۰ ۳۲/۵ ۴۲/۶
۶۲۱ ۱۱/۰ ۱۷/۳ ۲۵/۶ ۳۴/۴ ۴۵/۱
۶۸۹ ۱۱/۷ ۱۸/۳ ۲۶/۸ ۳۶/۳ ۴۷/۶
۷۵۸ ۱۲/۳ ۱۹/۲ ۲۸/۱ ۳۸/۲ ۴۹/۸
۸۲۷ ۱۲/۹ ۲۰/۲ ۲۹/۳ ۳۹/۷ ۵۲/۰
دبى آبپاش را مىتوان از معادله q=KP0.5 نیز به دست آورد. مقادیر مختلف K براى استفاده در این معادله از جدول (ضریب K براى محاسبه دبى آبپاش به‌عنوان تابعى از جذر فشار) به‌دست مى‌آید. در این جدول مقدار K به ازاء قطرهاى مختلف نازل داده شده است.
جدول ضریب K براى محاسبه دبى آبپاش به‌عنوان تابعى از جذر فشار
Normal 0 false false false MicrosoftInternetExplorer4 /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt; mso-para-margin:0in; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;} -->
(q in gpm) (p in psi) قطر نازل(inch) (q in L/s)(q in kPa) قطر نازل (mm)
۱۸/۵۳ ۰/۸ ۰/۴۴۵۱ ۲۰
۲۹/۱۰ ۱/۰ ۰/۶۹۹۱ ۲۵
۴۲.۵۱ ۱/۲ ۱/۰۲۱ ۳۰
۵۷/۵۲ ۱/۱ ۱/۳۸۲ ۳۶
۷۵/۳۹ ۱/۶ ۱/۸۱۲ ۴۱
جدول قطر دایره خیس شده براى آبپاشهاى تفنگى بزرگ با زاویه جت خروجى ۲۴ درجه و نازل‌هاى نوع Tapered در شرایطى که باد وجود نداشته باشد
Normal 0 false false false MicrosoftInternetExplorer4 /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt; mso-para-margin:0in; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;} -->
فشار نازل
(kPa)
(mm) قطر نازل
۲۰ ۲۵ ۳۰ ۳۶ ۴۱
(m) قطر خیس شده W
۴۱۴ ۸۷ ۹۹ ۱۱۱ - -
۴۸۳ ۹۱ ۱۰۴ ۱۱۶ ۱۳۳ -
۵۵۲ ۹۴ ۱۰۸ ۱۲۰ ۱۳۹ ۱۴۶
۶۲۱ ۹۸ ۱۱۱ ۱۲۵ ۱۴۳ ۱۵۱
۶۸۹ ۱۰۱ ۱۱۴ ۱۲۸ ۱۴۶ ۱۵۵
۷۵۸ ۱۰۴ ۱۱۷ ۱۲۱ ۱۴۹ ۱۵۸
۸۲۷ ۱۰۷ ۱۲۰ ۱۳۴ ۱۵۲ ۱۶۳
در جدول (قطر دایره خیس شده براى آبپاشهاى تفنگى بزرگ با زاویه جت خروجى ۲۴ درجه و نازل‌هاى نوع Tapered در شرایطى که باد وجود نداشته باشد) قطر دایره خیس شده براى اندازه‌هاى گوناگون آبپاش نوع شیپورى با زاویه جت خروجى ۲۴ درجه در فشارهاى مختلف داده شده است. توجه داشته باشید که به ازاء هر درجه که زاویه جت خروجى افزایش یا کاهش داده شود قطر دایره خیس شده یک درصد افزایش یا کاهش مى‌یابد. اگر به جاى آبپاش نوع شیپورى آبپاشهاى روزنه حلقه‌اى (Orifice-Ring) به‌کار برده شود با همان فشارکارى قطر دایره خیس شده ۵ درصد کمتر خواهد بود.
آبپاشهاى تفنگى بزرگ در فشارهاى طراحى شده الگوى بیضوى خاصى را از نظر پخش آب به‌وجود مى‌آورند که مقدار واقعى سرعت پخش آب بر اساس مطالعات USDA-SCS از فرمول (۱۹) به‌دست مى‌آید:
(معادله ۱۹): da = 360 { 4qa / [ Л(0.9Dw)2 ] } ( 360/Φ )
که در آن:
da = سرعت پخش آب cm/h
qa = دبى آبپاش L/S
Φ = قسمتى از دایره که توسط آبپاش خیس مى‌شود، درجه
آبپاش تفنگى از یک روزنه لوله‌اى دایره‌اى شکل با قطر نسبتاً زیاد که حجم زیادى از آب را در الگوى دایره شکل پخش مى‌کند، تشکیل شده است. فشار لازم براى پخش آب در این سیستم بسیار زیاد است. این فشار باید به اندازه‌اى باشد که هم جریان خروجى آب را به صورت قطرات کوچک در آورد و هم بر تلفات ناشى از اصطکاک فائق آید. آبپاشهاى تفنگى به دلیل سنگین بودن وزن توسط یک وسیله نقلیه یدک کشیده مى‌شود. معمولاً این سیستم‌ها یک دایره کامل را دور نمى‌زنند، بلکه از محیط دایره به اندازه ۲۵ درجه جلو دستگاهى که آن را به حرکت در مى‌آورد خالى نگه داشته مى‌شود. بدین‌ترتیب مسیر حرکت وسیله نقلیه همیشه خشک باقى مى‌ماند. این موضوع در شکل (نقشه حرکت دستگاه آبپاش تفنگى بزرگ که در آن محل استقرار قوطى‌هاى اندازه‌گیرى آب به منظور تأیید یکنواختى پخش و قسمت خشک زمین جهت عبور دستگاه نشان داده شده است) به خوبى نشان داده شده است.
معمولاً لوله اصلى در وسط زمین کشیده مى‌شود و شیلنگى که آبپاش تفنگى به آن وصل است از دو طرف به آن متصل مى‌شود. شیلنگ اتصالى قادر است در هر طرف تا ۲۰۰ متر به جلو حرکت کند.
آبپاشهاى ثابت نوع بوم (Boom) دارى بازویى هستند با همان ارتفاع بازوى سنترپیوت که هر دور کامل آن تا پنج دقیقه به طول مى‌انجامد. لاترال یا بازوى بوم ۳۵ تا ۷۵ متر طول دارد و دایره‌اى تا قطر ۹۰ متر را آبیارى مى‌کند این آبپاش پس از آبیارى یک قسمت از زمین به قسمت دیگر انتقال داده مى‌شود.
پارامترهاى مهم در آبپاشهاى تفنگى
◊ جدول دبی خروجی از آبپاشهای تفنگی بزرک با زاویه جت خروجی ۲۴ درجه و نازل‌های نوع شیپوری
◊ جدول ضریب K برای محاسبه دبی آبپاش به‌عنوان تابعی از جذر فشار
◊ جدول قطر دایره خیس شده برای آبپاشهای تفنگی بزرگ با زاویه جت خروجی ۲۴ درجه و نازل‌های نوع Tapered در شرایطی که باد وجود نداشته باشد
آبپاش تفنگى معمولاً در طى حرکت خود مسیرى را که عرض آن تا ۱۲۰ متر مى‌رسد آبیارى مى‌کند. هم‌وشى مساحت‌هاى خیس شده در حرکت‌هاى متوالى یکنواختى توزیع را تضمین خواهد نمود. در این روش نیز مفاهیم یکنواختى پاشش، کفایت آبیاری، راندمان آبیارى و الگوى مقدار کل تخلیه مجاز مشابه سایر روش‌هاى بارانى است.
سیستم‌هاى تفنگى مجهز به نازل‌هاى روزنه‌اى تنگ شده‌اى هستند که زاویه خروج آب از آنها ۱۸ تا ۳۲ درجه است. هر چه زاویه جت خروجى آب زیادتر باشد دایره پخش آب بزرگتر خواهد بود و اگر هوا از نظر باد آرام باشد قطرات آبى که روى زمین مى‌ریزد حداقل تأثیر نامطلوب را بر خاک خواهد داشت. چنانچه زاویه جت خروجى کوچک باشد یکنواختى توزیع به‌خوصص در وضعیتى که وزش باد زیاد باشد افزایش خواهد یافت. لذا معمولاً از نازل‌هایى استفاده مى‌شود که زاویه جت خروجى متوس و بین ۲۳ تا ۲۵ درجه باشد. دبى خروجى از آبپاشهاى تفنگى مختلف بستگى به فشار و قطر روزنه نازل داشته و مقادیر آن در جدول (دبى خروجى از آبپاشهاى تفنگى بزرک با زاویه جت خروجى ۲۴ درجه و نازل‌هاى نوع شیپوری) براى روزنه آبپاشهاى نوع شیپورى (Tapered) داده شده است.
جدول دبى خروجى از آبپاشهاى تفنگى بزرک با زاویه جت خروجى ۲۴ درجه و نازل‌هاى نوع شیپورى
/* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt; mso-para-margin:0in; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;} -->
فشار نازل
قطر نازل
۲۰ ۲۵ ۳۰ ۳۶ ۴۱
(L/S) دبى نازل
۴۱۴ ۹/۰ ۱۴/۲ ۲۰/۸ - -
۴۸۳ ۹/۸ ۱۵/۵ ۲۲/۴ ۳۰/۳ -
۵۵۲ ۱۰/۴ ۱۶/۴ ۲۴/۰ ۳۲/۵ ۴۲/۶
۶۲۱ ۱۱/۰ ۱۷/۳ ۲۵/۶ ۳۴/۴ ۴۵/۱
۶۸۹ ۱۱/۷ ۱۸/۳ ۲۶/۸ ۳۶/۳ ۴۷/۶
۷۵۸ ۱۲/۳ ۱۹/۲ ۲۸/۱ ۳۸/۲ ۴۹/۸
۸۲۷ ۱۲/۹ ۲۰/۲ ۲۹/۳ ۳۹/۷ ۵۲/۰
دبى آبپاش را مىتوان از معادله q=KP0.5 نیز به دست آورد. مقادیر مختلف K براى استفاده در این معادله از جدول (ضریب K براى محاسبه دبى آبپاش به‌عنوان تابعى از جذر فشار) به‌دست مى‌آید. در این جدول مقدار K به ازاء قطرهاى مختلف نازل داده شده است.
جدول ضریب K براى محاسبه دبى آبپاش به‌عنوان تابعى از جذر فشار
Normal 0 false false false MicrosoftInternetExplorer4 /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt; mso-para-margin:0in; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;} -->
(q in gpm) (p in psi) قطر نازل(inch) (q in L/s)(q in kPa) قطر نازل (mm)
۱۸/۵۳ ۰/۸ ۰/۴۴۵۱ ۲۰
۲۹/۱۰ ۱/۰ ۰/۶۹۹۱ ۲۵
۴۲.۵۱ ۱/۲ ۱/۰۲۱ ۳۰
۵۷/۵۲ ۱/۱ ۱/۳۸۲ ۳۶
۷۵/۳۹ ۱/۶ ۱/۸۱۲ ۴۱
جدول قطر دایره خیس شده براى آبپاشهاى تفنگى بزرگ با زاویه جت خروجى ۲۴ درجه و نازل‌هاى نوع Tapered در شرایطى که باد وجود نداشته باشد
Normal 0 false false false MicrosoftInternetExplorer4 /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt; mso-para-margin:0in; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;} -->
فشار نازل
(kPa)
(mm) قطر نازل
۲۰ ۲۵ ۳۰ ۳۶ ۴۱
(m) قطر خیس شده W
۴۱۴ ۸۷ ۹۹ ۱۱۱ - -
۴۸۳ ۹۱ ۱۰۴ ۱۱۶ ۱۳۳ -
۵۵۲ ۹۴ ۱۰۸ ۱۲۰ ۱۳۹ ۱۴۶
۶۲۱ ۹۸ ۱۱۱ ۱۲۵ ۱۴۳ ۱۵۱
۶۸۹ ۱۰۱ ۱۱۴ ۱۲۸ ۱۴۶ ۱۵۵
۷۵۸ ۱۰۴ ۱۱۷ ۱۲۱ ۱۴۹ ۱۵۸
۸۲۷ ۱۰۷ ۱۲۰ ۱۳۴ ۱۵۲ ۱۶۳
در جدول (قطر دایره خیس شده براى آبپاشهاى تفنگى بزرگ با زاویه جت خروجى ۲۴ درجه و نازل‌هاى نوع Tapered در شرایطى که باد وجود نداشته باشد) قطر دایره خیس شده براى اندازه‌هاى گوناگون آبپاش نوع شیپورى با زاویه جت خروجى ۲۴ درجه در فشارهاى مختلف داده شده است. توجه داشته باشید که به ازاء هر درجه که زاویه جت خروجى افزایش یا کاهش داده شود قطر دایره خیس شده یک درصد افزایش یا کاهش مى‌یابد. اگر به جاى آبپاش نوع شیپورى آبپاشهاى روزنه حلقه‌اى (Orifice-Ring) به‌کار برده شود با همان فشارکارى قطر دایره خیس شده ۵ درصد کمتر خواهد بود.
آبپاشهاى تفنگى بزرگ در فشارهاى طراحى شده الگوى بیضوى خاصى را از نظر پخش آب به‌وجود مى‌آورند که مقدار واقعى سرعت پخش آب بر اساس مطالعات USDA-SCS از فرمول (۱۹) به‌دست مى‌آید:
(معادله ۱۹): da = 360 { 4qa / [ Л(0.9Dw)2 ] } ( 360/Φ )
که در آن:
da = سرعت پخش آب cm/h
qa = دبى آبپاش L/S
Φ = قسمتى از دایره که توسط آبپاش خیس مى‌شود، درجه
دیدگاه ها