Mennyi ideig kell működtetni egy ütve-locsolót 1 hüvelyk vízhez?

A legtöbb ütőfúvós locsológép esetében működtetni kell őket hozzávetőlegesen 1,5-4 óra 1 hüvelyk víz leadásához , a fúvóka méretétől, az üzemi nyomástól és az egyes fejek által lefedett területtől függően. Egy 5/32 hüvelykes, 5/32 hüvelykes fúvókával rendelkező, 30 láb sugarat lefedő szabványos lakossági szórófejes szórófej általában körülbelül 2–2,5 órát vesz igénybe, hogy 1 hüvelyket egyenletesen alkalmazzon a lefedettségi zónájában. Ennek ellenére az egyetlen megbízható módja annak, hogy megtudjuk a pontos működési időt, ha megmérjük a sprinkler tényleges csapadékmennyiségét gyűjtőkannákkal – mivel a fúvóka mérete, nyomása, ívbeállítása és a fejtávolság mindegyike jelentősen megnöveli ezt a számot mindkét irányba.

Miért változik annyira a futási idő a kettő között? Impact sprinklerek

Az emberek egyetlen tiszta választ várnak itt, de az ütős sprinklerek a fúvókaméretek, nyomásbesorolások és lefedettségi területek hatalmas skáláját fedik le. A kerti tömlőn lévő, 20 PSI-es kisméretű műanyag ütve-locsológép és a 60 PSI-es nagy sárgaréz mezőgazdasági ütve-locsoló egyaránt „ütős locsológép” – de a csapadékmennyiségük 10-szeres vagy nagyobb faktorral különbözik. Ha megérti, hogy mely változók szabályozzák a futási időt, ahelyett, hogy találgatna, pontosan kiszámíthatja azt.

Fúvóka mérete és áramlási sebessége

A fúvóka átmérője az egyetlen legnagyobb tényező, amely szabályozza a vízszállítás sebességét. Az általános lakossági ütve-szóró fúvókák átmérője 3/32 hüvelyk és 7/32 hüvelyk között van. Egy 3/32 hüvelykes fúvóka 30 PSI-vel nagyjából 1,0–1,3 gallon/perc (GPM), míg egy 7/32 hüvelykes fúvóka ugyanazon a nyomáson 3,5–4,5 GPM-et nyom. A nagyobb áramlás nem jelent automatikusan gyorsabb lefedettséget – ez teljes mértékben attól függ, hogy mekkora területen oszlik el a víz.

A szántóföldi öntözésre tervezett mezőgazdasági szórófejek fúvóka átmérője 1/4 hüvelyk vagy nagyobb, áramlási sebességük pedig meghaladja a 10 GPM-et magasabb nyomáson. Ezek a fejek 50-80 lábnyi vagy annál nagyobb vizet dobnak ki, és hatalmas területeket fednek le – így a nagy áramlás ellenére az egy négyzetlábra jutó csapadék aránya szerény marad.

Üzemi nyomás

A nagyobb nyomás növeli az áramlási sebességet és a dobási távolságot is. Ha a nyomás jelentősen a fúvóka névleges működési tartománya fölé emelkedik, a patak finom köddé tör, nem pedig összefüggő ívben – ami azt jelenti, hogy a vizet a szél elviszi, nem pedig a kívánt helyre rakja le. A legtöbb lakossági becsapódásos locsológép között teljesít a legjobban 25 és 50 PSI . Ezen a tartományon kívüli futás megváltoztatja az effektív csapadékmennyiséget, még akkor is, ha ugyanaz a fúvóka van felszerelve.

Lefedettségi terület és ívbeállítás

A teljes 360 fokos kör lefedésére szolgáló sprinklerkészlet sokkal nagyobb területen osztja el az áramlását, mint egy 90 fokos ív lefedésére szolgáló szórófej. Ugyanaz a fúvóka és nyomás, amely 3 GPM-et biztosít egy teljes körön, 30 láb sugarú körben, nagyjából 2827 négyzetláb területet fed le – negyedkörre beállítva csak körülbelül 707 négyzetláb területet fed le. A csapadékmennyiség a negyedkörön tehát az négyszer magasabb ugyanarra a futási időre. Az ívbeállítások figyelmen kívül hagyása a futási idő kiszámításakor súlyos túl- vagy alulöntözést okoz.

Fejtávolság és átfedés

A többfejes rendszerben a fejek úgy vannak elhelyezve, hogy átfedjék egymás lefedettségi területeit – ezt a tervezési elvet fej-fej távolságnak nevezik. Az átfedés szándékos, mert egyetlen ütős sprinkler sem osztja el tökéletesen egyenletesen a vizet; a csapadék mindig erősebb az esőztető közelében és könnyebb a kerületén. Ha a fejek megfelelően átfedik egymást, az egy négyzetlábra eső együttes csapadékarány magasabb, mint azt egyetlen fej önmagában sugallná. Ez az oka annak, hogy a többfejes zóna futási ideje gyakran rövidebb, mint az egyfejes számítások előre jelezték.

A csapadékarány-képlet magyarázata

A csapadékmennyiséget hüvelyk per óra (in/óra) mértékegységben adják meg, és megmutatja, milyen gyorsan halmozódik fel a víz a talajon. Ha ismeri a csapadék arányát, a futási idő kiszámítása egyszerű:

Futási idő (óra) = célmélység (hüvelyk) ÷ csapadékarány (hüvelyk/óra)

1 hüvelyk víz eléréséhez egy 0,5 hüvelyk/óra csapadékarányú sprinklernek 2 órára van szüksége. Egy 0,33 hüvelyk/óra sebességű készülékhez 3 óra szükséges. Egy 0,25 hüvelyk/óra sebességgel működőhöz 4 óra szükséges.

A csapadékmennyiség kiszámításának standard képlete a sprinkler specifikációi alapján:

Csapadékarány (in/óra) = (96,25 × GPM) ÷ Terület (négyzetméter)

A konstans 96,25 a percenkénti gallont hüvelyk per órára konvertálja az adott négyzetméteren. Például: egy 2,5 GPM teljesítményű, 30 láb teljes kör sugarát lefedő egyetlen ütős sprinkler (terület = π × 30² ≈ 2827 négyzetláb):

Csapadékarány = (96,25 × 2,5) ÷ 2827 = 240,6 ÷ 2827 ≈ 0,085 hüvelyk/óra

Ennél a sebességnél 1 hüvelyk víz elérése csaknem 12 órát vesz igénybe – ami jól mutatja, miért használnak nagy sugarú csapadékos öntözőt általában olyan mezőgazdasági környezetben, ahol a hosszabb üzemidő normális, vagy miért van több fej egy zónában, hogy elfogadható csapadékmennyiséget hozzon létre egy szántóföldön.

Tipikus futási idők sprinkler típusa és beállítása szerint

A következő táblázat a legáltalánosabb csapadékos sprinkler-konfigurációkat tartalmazza, reális becsült csapadékmennyiséggel és a megfelelő futási időkkel, amelyek 1 hüvelyknyi vizet szállítanak. Ezek az adatok stabil nyomást és teljes körívet feltételeznek, hacsak nincs feltüntetve.

A táblázatból egyértelműen kiderül, hogy a 30-60 láb sugarú körben futó egyfejű, teljes körben működő szórófejek eleve lassúak a vízmélység felépítésében – gyakran 0,1 hüvelyk/óra alatt. Ez elvárt viselkedés, nem meghibásodás. Ez az oka annak, hogy a mezőgazdasági öntözési ütemtervek rutinszerűen 12-24 órás futási ciklusokat írnak elő, nem pedig a felugró permetezőfejes zónákra jellemző 20-45 perces ciklusokat.

Hogyan mérje meg a szórófej tényleges csapadékarányát

A számított becslések hasznos kiindulópontok, de a közvetlen mérés mindig pontosabb. A víznyomás a tömlőfejnél eltérhet attól, amit gondol, a fúvókák idővel elhasználódnak, és a szélviszonyok befolyásolják a tényleges eloszlást. A fogási teszt körülbelül 30 percet vesz igénybe, és valós számot ad a tervezéshez.

Amire szüksége van

• 6-12 egyenes oldalú tartály egységes nyílásokkal – a tonhaldobozok, a macskaeledel-konzervek vagy a kereskedelmi célú fogási dobozok mind működnek. A nyílás átmérőjének egyenletesnek kell lennie az összes dobozban.
• 1/8 hüvelykes lépésekben megjelölt vonalzó vagy esőmérő.
• Egy időzítő.

A vizsgálati eljárás

1. Helyezze a dobozokat rácsos mintázatban a sprinkler lefedettségi zónájában – a szórófej közelében, a középső tartományban és a kerület közelében helyezze el a foltokat.
2. Működtesse a sprinklert pontosan 30 percig.
3. Mérje meg a vízmélységet minden kannában a vonalzó segítségével. Rögzítsen minden olvasatot.
4. Az összes leolvasás átlaga.
5. Szorozza meg a 30 perces átlagot 2-vel, hogy megkapja a csapadék arányát hüvelyk per óra egységben.
6. Ossza el az 1 hüvelyket ezzel az óradíjjal, hogy megtalálja a futási idejét órákban.

Példa: A dobozai átlagosan 0,15 hüvelyket gyűjtöttek 30 perc alatt. Ez 0,30 hüvelyk/óra. 1 hüvelyk leadása: 1 ÷ 0,30 = 3 óra 20 perc .

A befogódob-teszt az eloszlás egyenletességét is feltárja – ha egyes dobozok 0,05 hüvelyket, mások pedig 0,30 hüvelyket gyűjtöttek be ugyanabból a 30 perces futásból, akkor a locsoló lefedettsége egyenetlen, és előfordulhat, hogy a távolságot vagy a fej helyzetét módosítani kell, mielőtt a futási idő számításai értelmet nyernének.

Mennyi vízre van szüksége a pázsitnak és a kertnek

A pázsitokra vonatkozó „1 hüvelyk/hét” szabályt széles körben emlegetik, de ez inkább kiindulási pont, mint rögzített cél. A tényleges vízszükséglet a fű típusától, a talajtól, az éghajlattól és az évszaktól függ. Csak akkor számít, ha tudja, mennyi ideig kell működnie az öntözőfejnek, ha tudja, mennyi vízre van valóban szüksége a növényeinek.

A pázsitfűre vonatkozó követelmények típusonként

• Hűvös évszak füvek (Kentucky bluegrass, magas csenkesz, perje): jellemzően heti 1,0-1,5 hüvelyk szükséges a nyári csúcsidőszakban. Szélsőséges melegben félig alvó állapotba kerülnek, és elviselik a rövid száraz időszakokat.
• Meleg évszak füvei (Bermuda, zoysia, Szent Ágoston, százlábú): heti 0,5-1,25 hüvelyk szükséges, de a szárazságtűrőbbek, ha megtelepedtek. A Bermudának a nyári csúcsmelegben hetente akár 1,5 hüvelykre is szüksége lehet.
• Őshonos és alacsony vizű fűfélék (bivalyfű, kék grama): gyakran csak heti 0,25-0,5 hüvelykre van szükség, vagy ennél kevesebbre, ha kialakult.

A veteményeskerteknek általában heti 1-2 hüvelykre van szükségük, és a termőnövények, például a paradicsom és a paprika a magasabban helyezkednek el. A fák és cserjék általában mély, ritka öntözést igényelnek, nem pedig gyakori enyhe öntözést – 7-14 naponként 2-3 hüvelyk a legtöbb bejáratott fás szárú növénynek sokkal jobban megfelel, mint heti 1 hüvelyk.

Hogyan befolyásolja a talaj típusa az öntözés gyakoriságát

A homokos talajok gyorsan lefolynak – a víz órák, nem pedig napok alatt halad át a gyökérzónán. Egy hüvelyknyi víz homokos talajon csak a felső 6 hüvelyket nedvesítheti meg, és 24 órán belül a gyökérmélység alatt folyhat le, ami gyakoribb alkalmazásra kényszeríti. Az agyagos talajok sokkal tovább tartják a vizet, de lassan szívják fel, ami problémát jelent az elfolyás, ha az öntözési sebesség meghaladja a beszivárgási kapacitást.

Az alacsony csapadékarányukkal (gyakran 0,5 hüvelyk/óra alatti teljes körüzemben) működő ütve-locsolók tulajdonképpen jól használhatók agyagos talajokon, éppen azért, mert elég lassan juttatják el a vizet ahhoz, hogy a talaj felszívja azt. Az agyagos talajon gyorsabban felhordható pop-up szórófejek gyakran látható elfolyást eredményeznek, mielőtt a zóna befejezné ciklusát.

Kerékpározzon és áztassa: Hatékonyan futtassa az ütőfúvókat a problémás talajokon

Lejtőkön vagy tömött talajokon, ahol még alacsony csapadékmennyiség is lefolyást okoz, a ciklus és áztatás módszere a szükséges futási időt több rövidebb munkamenet között osztja el, köztük pihenőidőkkel. Ahelyett, hogy 3 órán át folyamatosan működtetné a zónát, futtassa 45 percig, várjon 60-90 percet, amíg a víz beszivárog, majd futtassa újra – ismételje meg a teljes célmélység eléréséig.

Erre a megközelítésre ritkábban van szükség ütős sprinklereknél, mint szórófejeknél, mivel az ütős sprinklerek már lassan adagolják a vizet. Erősen tömörített gyepen vagy 5%-ot meghaladó meredekségű nehéz agyagon azonban akár 0,1 in/óra is meghaladhatja a beszivárgást. Ilyen helyzetekben három 45 perces ciklus 60 perces áztatási periódusokkal jobb eredményeket ad, mint egyetlen 2,25 órás futás.

A futási idő beállítása az evapotranszspirációhoz és az időjáráshoz

Az evapotranszspiráció (ET) a talaj párolgásából és a növényi transzspirációból származó vízveszteség együttes eredménye. Az Egyesült Államok legtöbb állami mezőgazdasági szakszolgálata és meteorológiai állomása naponta vagy hetente teszi közzé az ET-díjakat, és hasonló források léteznek a legtöbb aktív mezőgazdasági ágazattal rendelkező országban. A rögzített cél helyett az öntözési mélység ET-hez igazítása megakadályozza az alul- és túlöntözést.

Nyár közepén forró, száraz éghajlaton (Arizona, Nevada, Kalifornia belseje) a gyepfű napi ET elérheti 0,3-0,4 hüvelyk naponta – ami azt jelenti, hogy a pázsitnak hetente 2–2,8 hüvelykre van szüksége ahhoz, hogy aktívan növekszik. Mérsékelt éghajlaton tavasszal és ősszel az ET napi 0,05-0,15 hüvelykre csökken, ami azt jelenti, hogy heti 0,35-1,05 hüvelyk elegendő.

A futási idő kiszámítása előtt vonja le az öntözési célértékből a hét folyamán lehullott csapadékot. A hét közbeni 0,5 hüvelykes eső azt jelenti, hogy csak további 0,5 hüvelyket kell alkalmaznia (1 hüvelykes heti cél esetén), ami felére csökkenti az adott hét szükséges futási idejét. Egy esőérzékelő felszerelése, amely automatikusan megszakítja az ütemezett öntözési ciklusokat, ha jelentős eső esik, az egyik legegyszerűbb és leghatékonyabb frissítés bármely csapadékos öntözőrendszerhez.

Gyakorlati futásidejű példák gyakori forgatókönyvekhez

A matematika valós ütemezésre való lefordítása segít ennek konkrétabbá tételében. A következő forgatókönyvek azokat a helyzeteket fedik le, amelyekkel a legtöbb ember találkozik.

1. forgatókönyv: Együtős locsoló tömlőn, kis pázsiton

Egy kerti tömlőn van egy műanyag ütve-locsoló, amely egy nagyjából 25 láb sugarú kört fed le az 1500 négyzetméteres első pázsiton. 30 PSI nyomáson egy 1/8 hüvelykes fúvókán keresztül körülbelül 1,5 GPM áramlik. Csapadékmennyiség: (96,25 × 1,5) ÷ (π × 25²) = 144,4 ÷ 1963 ≈ 0,074 hüvelyk/óra. 1 hüvelyk megjelenítéséhez: 1 ÷ 0,074 ≈ 13,5 óra . Mivel egyetlen munkamenetről van szó, a legtöbb ember ezt két vagy három napra osztja – munkamenetenként nagyjából 4,5 órát, heti háromszor –, hogy elérje a heti 1 hüvelykes célt.

2. forgatókönyv: Négyfejes lakossági rendszer zóna

Egy háztáji zónában négy sárgaréz ütköző locsolófej található, mindegyik 5/32 hüvelykes fúvókával 35 PSI-vel, 30 lábra dobva. Négyzetrácson helyezkednek el, hogy fejtől-fejig lefedjenek. Mindegyik fej 2,8 GPM-et áramol. Egy fogási teszt futtatása után azt találja, hogy az átlagos gyűjtési mélység 30 perc alatt 0,18 hüvelyk, ami 0,36 hüvelyk/óra csapadékmennyiséget jelent. Futási idő 1 hüvelyk esetén: 1 ÷ 0,36 ≈ 2 óra 47 perc . Egy tipikus ütemterv szerint ezt a zónát hetente kétszer 90 percig futtatják, hogy összesen 1,08 hüvelyk legyen.

3. forgatókönyv: Mezőgazdasági szántóföld nagy dobású sárgaréz ütőztetőkkel

Egy 5 hektáros zöldséges területen nagy, sárgaréz ütve-locsolókat használnak, amelyek egymástól 60 láb távolságra vannak elhelyezve, háromszög alakban 55 PSI-vel. Mindegyik sprinkler 55 láb sugarú teljes kört fed le, és 8 GPM áramlási sebességgel folyik. A fogódobozok átlagosan 0,05 hüvelyk mélységet mutatnak 30 perc alatt – a csapadék sebessége 0,10 hüvelyk/óra. 1 hüvelyk továbbítása a területen: 1 ÷ 0,10 = 10 óra . Ez jellemző a mezőgazdasági öntözésre, ezért a szántóföldi rendszerek gyakran egy éjszakán át vagy több napon keresztül működnek az öntözési események között.

Tényezők, amelyek csökkentik a tényleges vízszállítási hatékonyságot

Még akkor is, ha helyesen számolja ki a futási időt, számos valós tényező azt jelenti, hogy a felhasznált víz nem éri el a növények gyökereit a tervezett ütemben.

• szél: A 10 mérföld/óra feletti szél jelentősen torzítja a becsapódó sprinklerek lefedettségi mintázatait, és finom cseppeket visz el a céltól. A kora reggeli órákban – jellemzően a nap legnyugodtabb szakaszában – végzett öntözés csökkenti a szél okozta veszteségeket. Egyes becslések szerint a szél 15-30%-kal csökkentheti az elosztás hatékonyságát a kitett helyeken.
• Párolgás az alkalmazás során: A délutáni csúcsmelegben (10:00 és 16:00 óra között) végzett öntözés során a kijuttatott víz 10-20%-a elpárolog, mielőtt a talajba kerülne. A kora reggeli öntözés, amikor a hőmérséklet alacsonyabb és a páratartalom magasabb, minimálisra csökkenti ezt a veszteséget.
• Lefutás: Lejtőkön vagy tömör talajon a beszivárgás előtt a célterületről lefolyó víz a csapadékmennyiség által javasolt alá csökkenti a tényleges kijuttatási mélységet.
• Az eloszlás egyenletessége: A legtöbb ütős sprinkler eloszlási egyenletessége (DU) ideális körülmények között 60-80%. Ez azt jelenti, hogy egyes területek az átlagosnál lényegesen több vizet kapnak, mások pedig lényegesen kevesebbet. Annak érdekében, hogy a legszárazabb pont megkapja a célmélységet, az átlagos kijuttatásnak meg kell haladnia a célt – ami azt jelenti, hogy gyakran a korrigált futási időket 10-25%-kal hosszabb mint egy egyszerű csapadékarány-számítás sugallja.

A 0,75 és 0,85 közötti hatékonysági korrekciós tényező alkalmazása praktikus megközelítés a tervezési célokra. Ha számítása szerint 3 óra az 1 hüvelyk leadása, ütemezzen 3,5–4 órát a valós veszteségek és az egyenetlenség figyelembevételéhez.

A legjobb napszak az ütve-locsolók üzemeltetésére

A kora reggel – hajnali 4 és reggel 9 óra között – a legjobb idő az ütve-locsolók üzemeltetésére. Ebben az órában a szél sebessége jellemzően a napi minimumon van, a hőmérséklet alacsonyabb (csökkenti a párolgást), és az ezt követő nappali órákban történő öntözés időt ad a lombozatnak az est előtti száradásra. Az éjszakai nedves lombozat kedvező feltételeket teremt a gombás betegségeknek, beleértve a lisztharmatot, a dollárfoltot és a pázsitfüvek barna foltját.

Azoknál a mezőgazdasági alkalmazásoknál, ahol a futási idő 10 vagy 12 óráig terjed, a rendszereket általában este indítják el, egész éjjel futják, és kora reggel fejezik be ciklusukat. Ez rögzíti az alacsony szél- és párolgási ablakot, és elkerüli a konfliktusokat a nappali terepi műveletekkel.

Nyáron a nap közepén kerülje az öntözőberendezések használatát. A párolgási veszteségeken túl az ütve-locsolók nagynyomású párásodása közvetlen erős napfényben lokális nagyítási hatást okozhat egyes növényi leveleken ritka körülmények között – bár ez sokkal ritkábban fordul elő az ütős sprinklereknél, mint a finom köd-cseppsugárzóknál. A gyakorlati probléma inkább a hatékonysággal kapcsolatos: a délben alkalmazott víz 95°F-os időjárás esetén száraz éghajlaton veszíthet 20-30% elpárolog, mielőtt még a talajfelszínt is elérné.

Gyorsreferencia: Run Time Calculator Logic

Ha saját futási idejét speciális eszköz nélkül szeretné kiszámítani, a teljes folyamat sorrendben:

1. Keresse meg a sprinkler GPM-jét a gyártó adatlapján (vagy mérje meg úgy, hogy időzíti, mennyi ideig tart egy 5 gallonos vödör megtöltése szétszerelt fejből üzemi nyomáson).
2. Számítsa ki a lefedett területet: teljes kör esetén Terület = π × sugár²; részleges ív esetén Terület = (ív fok ÷ 360) × π × sugár².
3. Csapadékarány (in/óra) = (96,25 × GPM) ÷ Terület (négyzetméter).
4. Futási idő (óra) = Célmélység (hüvelyk) ÷ Csapadékarány (in/óra).
5. Adjon hozzá 15-25%-ot az eloszlási egyenetlenség és a párolgási veszteségek figyelembevételéhez.
6. Ellenőrizd a fogódobozokkal, és igazítsd az ütemezést a valós mért eredmények alapján.

Ha ezt a számítást egyszer lefuttatja a rendszer minden egyes zónájára, majd a fogási teszttel érvényesíti, megbízható öntözési ütemtervet kaphat, amely az egész szezonon keresztül kitart, csak kisebb időjárás-alapú módosításokkal. Kevesebb mint egy órát vesz igénybe a megfelelő beállítás, és egész évben vizet, időt és növény-egészségügyi problémákat takarít meg.