Rotori residenziali - Tassi di precipitazione omogenea

Il tasso di precipitazione è la velocità con cui l'acqua viene erogata in un'area specifica. Se sono presenti aree eccessivamente irrigate o asciutte, è possibile cambiare l'ugello nell'irrigatore per aumentare o diminuire il tasso di precipitazione. Per le aree asciutte, installare un ugello più grande. Per le aree umide, installare un ugello più piccolo.

I fondamenti della precipitazione omogenea

Quando si progetta un impianto di irrigazione, è importante garantire che la precipitazione sia uniforme in tutte le aree o zone coperte. A tal fine, esaminare la quantità di acqua che cade in ogni singola area da tutti gli irrigatori che riforniscono l'area stessa. Quindi, selezionare gli ugelli appropriati o raggruppare gli irrigatori con la stessa velocità di precipitazione.

In altre parole, i criteri da considerare sono la portata e gli archi di copertura. L'illustrazione seguente mostra tre diverse teste di irrigazione con tassi di precipitazione corrispondenti.

360º = 4 GPM

180º = 2 GPM

90º   = 1 GPM

A prima vista, potrebbe non essere evidente che i tassi sono abbinati. Tuttavia, in ogni caso, viene erogato un gallone al minuto (GPM) a ogni quarto di cerchio (supponendo che il raggio di lancio sia lo stesso per ogni testa) e pertanto le precipitazioni corrispondono.

Esaminiamo la matematica di questo esempio. Se il raggio della testa del cerchio completo è di 30 piedi, che è tipico per un irrigatore di fascia media, usando la formula per trovare l'area di un cerchio (πR 2), calcoliamo come l'area totale di copertura sia di 2.827 piedi quadrati: 3,1415 x 302 = 2827. Quindi, utilizzando la formula del tasso di precipitazione (GPM x 96,3 ÷ area), troviamo che il tasso di precipitazione medio sull'intero cerchio è di 0,136 pollici all'ora: 4 x 96,3 ÷ 2827 = 0,136.

L'area coperta dal semicerchio è esattamente la metà di quella della testa del cerchio intero. Anche la velocità di scarico è la metà di quella della testa a cerchio completo o 2 GPM. Pertanto, il tasso di precipitazione sull'area del semicerchio è di 0,136 pollici all'ora: 2 x 96,3 ÷ 1414 = 0,136.

Allo stesso modo, l'area coperta dall'irrigatore a quarto di cerchio è la metà di quella della testa a semicerchio. Con un ugello da 1 GPM, il tasso di precipitazione sul quarto di cerchio è di 0,136 pollici all'ora.

Tuttavia, se si utilizzassero ugelli con la stessa portata (ad esempio 4 GPM) su tutte e tre le teste, i tassi di precipitazione sarebbero rispettivamente di 0,136 - 0,273 e 0,0545 pollici all'ora. In tale situazione, gli angoli di un'area irrigata coperta da testine a quarto di cerchio (0,545 pollici/ora) si allagherebbero molto prima che possa essere applicata acqua sufficiente alle aree coperte dagli irrigatori a cerchio completo (0,136 pollici/ora).

 

Esempio 1 (Precipitazione non combinata)

Per renderlo più chiaro, esaminiamo una sezione a nove teste di un sistema di irrigazione, supponendo che 4 ugelli GPM siano installati su tutti gli irrigatori i quali si trovano a 30 piedi di distanza su una griglia quadrata. L'area coperta da questi nove irrigatori può essere considerata come quattro sottosezioni, etichettate A, B, C e D, come mostrato.

Guardando prima all'Area A, si può notare che è irrigata dagli irrigatori 1, 2, 4 e 5: rispettivamente una testa a quarto di cerchio, due teste semicircolari e una testa ad arco cerchio. L'area A riceve il 100% della portata della testa a quarto di cerchio, il 50% di ciascuna delle due teste a semicerchio e il 25% della testa ad arco completo. Se ogni testa fornisce 4 GPM, il tasso di precipitazione rispetto all'area A viene calcolato nel modo seguente:

ZONA A

100% di Sprinkler 1 (4 GPM)	= 4 GPM	Il tasso medio di precipitazioni nell'Area A è: 9 GPM x 96,3 ÷ (30 ftx 30 ft) = 0,963 pollici all'ora.
50% di Sprinkler 2 (4 GPM)	= 2 GPM
50% di Sprinkler 4 (4 GPM)	= 2 GPM
25% di Sprinkler 5 (4 GPM)	= 1 GPM
	9 GPM

Successivamente, l'Area B riceve il 50% dello scarico delle due testine semicircolari (irrigatori 2 e 3) e il 25% dello scarico degli irrigatori 5 e 6, che sono testine ad arco completo (si noti che la dimensione dell'Area D è l'equivalente dell'Area B).

ZONA B

50% di Sprinkler 2 (4 GPM)	= 2 GPM	Il tasso medio di precipitazioni nell'Area B è: 6 GPM x 96,3 ÷ (30 ftx 30 ft) = 0,642 pollici all'ora
50% di Sprinkler 3 (4 GPM)	= 2 GPM
25% di Sprinkler 5 (4 GPM)	= 1 GPM
25% di Sprinkler 6 (4 GPM)	= 1 GPM
	6 GPM

ZONA C

Infine, l'area C è coperta da quattro irrigatori ad arco di 360° (irrigatori 5, 6, 8 e 9). Ciascuno contribuisce per il 25% all'irrigazione di quest'area, quindi ogni irrigatore contribuisce con 1 GPM, per un totale di 4 GPM. Pertanto, il tasso di precipitazione per l'Area C è: 4 GPM x 96,3 ÷ (30 ftx 30 ft) = 0,428 pollici all'ora.

Questi tassi di precipitazione sono abbastanza diversi: se si intende utilizzare ugelli con la stessa portata su irrigatori a quarto di arco, semi-arco e arco intero, sarà necessario suddividere in zone ciascun tipo di irrigatore separatamente. Inoltre, sarà necessario far funzionare gli irrigatori per diversi lassi di tempo al fine di ottenere precipitazioni omogenee, altrimenti si creeranno aree troppo irrigate o in carenza.

 

Esempio 2 (precipitazione combinata)

Consideriamo ora la stessa sezione a nove teste di un sistema predisposto per precipitazioni omogenee. Si supponga che 4 ugelli GPM siano installati nelle teste ad arco a 360°, 2 ugelli GPM nelle teste semicerchio e 1 ugelli GPM sono nelle teste a quarto di cerchio. Ricordare che, quando esaminiamo i tassi di precipitazione, stiamo osservando la quantità di acqua proveniente da ciascun irrigatore nell'area tra gli irrigatori.

ZONA A

Gli irrigatori 1, 2, 4 e 5 sono rispettivamente una testa a quarto di cerchio, due teste semicircolari e una ad arco completo. Il GPM totale per l'area è:

100% di Sprinkler 1 (1 GPM)	= 1 GPM	Il tasso medio di precipitazione nell'Area A è: 4 GPM x 96,3 ÷ (30 ft x 30 ft) = 0,428 pollici all'ora.
50% di Sprinkler 2 (2 GPM)	= 2 GPM
50% di Sprinkler 4 (2 GPM)	= 2 GPM
25% di Sprinkler 5 (4 GPM)	= 1 GPM
	4 GPM

ZONA B

L'area B è interessata dagli irrigatori 2, 3, 5 e 6. Si tratta di due testine semicerchio con ugelli da 2 GPM e due testine a cerchio intero con ugelli da 4 GPM. Il GPM totale è:

50% di Sprinkler 2 (2 GPM)	= 1 GPM	il tasso medio di precipitazione nell'Area B (e D) è: 4 GPM x 96,3 ÷ (30 ft x 30 ft) = 0,428 pollici all'ora.
50% di Sprinkler 3 (2 GPM)	= 1 GPM
25% di Sprinkler 5 (4 GPM)	= 1 GPM
25% di Sprinkler 6 (4 GPM)	= 1 GPM
	4 GPM

ZONA C

Infine, l'Area C rimane invariata. Con quattro teste ad arco a 360° (irrigatori 5, 6, 8 e 9), di cui ciascuna contribuisce per il 25% all'irrigazione di 4 GPM in quest'area, il totale per l'area è di 4 GPM.

Il tasso medio di precipitazione nell'area C è: 4 GPM x 96,3 ÷ (30 ft. x 30 ft) = 0,428 pollici all'ora.

Pertanto, le quattro aree riceveranno la stessa quantità di acqua ogni ora e i diversi modelli (quarto di cerchio, semicerchio e arco completo) potranno essere suddivisi in zone insieme. Se gli irrigatori sono assegnati a più di una zona, le zone possono essere impostate in modo che funzionino per lo stesso lasso di tempo, a seconda delle esigenze del territorio.

Come è possibile notare, è importante che gli irrigatori siano dotati di ugelli e collocati in modo da fornire una copertura uniforme. Progettare e installare sistemi tenendo presente che un'adeguata precipitazione ridurrà i problemi di eccessiva irrigazione o carenza, oltre a risparmiare acqua.