سیستم های مرسوم به آبیاری دوار مرکزی یا آبیاری عقربه ای که به نام سنترپیوت (Center Pivot) معروف می باشند یکی از روش های بسیار معمول در آبیاری زمین های بزرگ و مکانیزه می باشد. تقریبا نیمی از اراضی آبیاری با سیستم های تحت فشار در آمریکا با این روش آبیاری می شوند. تصویر شاخص بر گفته از یکی از تصاویر نچرال جئوگرافی است که پر بازده ترین شکل زمین های زراعی را نشان می دهد که مناسب برای آبیاری سنترپیوت می باشد زیرا که در این نوع سیستم گوشه ها بلا استفاده خواهند بود.
در این سیستم یک لوله لاترال بزرگ که آبپاش ها روی آن نصب شده اند روی چند برج (Tower) چرخدار در بالای گیاه مستقر شده و لاترال حول یک نقطه مرکزی وارد لوله لاترال شده و لوله لاترال در یک دور کامل دایره ای به شعاع طول لوله را آبیاری می کند. از آن جا که با کمی افزایش در طول لوله لاترال سطح وسیع تری در بر گرفته می شود لذا آبپاش های انتهایی باید مقدار آب بیشتری را نسبت به آبپاش های نزدیک نقطه مرکزی پخش کنند یا این که آبدهی آن ها بیشتر باشد و یا فاصله آبپاش ها از یکدیگر کوچکتر از حد معمول باشد.
برای آن که آب در حد مطلوبی در سطح زمین پخش شود، انواع سیستم های عقربه ای طراحی و ابداع شده اند. در بعضی از این سیستم ها آبپاش از نوع ضربه ای (Impact) و با فشار زیاد کار می کنند. حال آن که در برخی دیگر از سیستم آبپاش ها از نوع پاششی (Spray) بوده و با فشار کم کار می کنند. با توجه به این که هر یک از انوع این آبپاش ها نیازهای فشاری متفاوت دارند، بهتر است در یک دستگاه از هر دو نوع آبپاش به صورت ترکیبی استفاده نشود. غالبا در انتهای لوله لاترال یک عدد آبپاش بزرگ به نام تفنگ انتهایی (End – Gun) نصب می شود تا سطح زیادتری را آبیاری نماید. چون این آبپاش با قطر نسبتا بزرگ است می بایست فشار آب در آن زیاد باشد. به طور کلی سیستم آبیاری عقربه ای به دو دسته بسیار مهم تقسیم می شوند که عبارتند از:
- سیستم آبیاری عقربه ای با فاصله ثابت آبپاش ها
- سیستم آبیاری عقربه ای با فاصله متغیر آبپاش ها
در نوع اول فاصله بین آبپاش ها ثابت است و برای این که مقدار پخش آب مساوی باشد ترکیبی از فشار و آبپاش هایی که قطر متفاوت دارند به کار برده می شود. در سنترپیوت های با فاصله ثابت در مقایسه با سایر سیستم ها آبپاش های بزرگتری استفاده می شود و بنابراین فشار آب نیز باید زیادتر باشد. در سنترپیوت های با فاصله متغیر نازل هایی به کار برده می شود که دبی در آن ها مساوی است و لذا اختلاف میزان پخش آب از طریق تغییر فاصله بین آن ها تامین می شود. در این سنترپیوت ها سطح پاشش و قطر روزنه آبپاش ها کوچکتر از نوعی است که در آن ها فاصله ثابت می باشد. فشار سیستم نیز به دلیل کوچکتر بودن قطر روزنه آبپاش کمتر است.
آبپاش نوع پاششی (اسپری) با فشار کم کار می کند و جریان خروجی نازل پس از برخورد با یک صفحه دوار شکسته و یکنواختی پخش تامین می گردد. همان طور که گفته شد نازل های پاششی از نظر قطر روزنه آبپاش نیز کوچک است. در شکل زیر الگوی پاشش در سیستم های فوق نشان داده شده است. در سیستم آبیاری عقربه ای دستگاه های جانبی دیگری هم مورد لزوم است که در سایر سیستم های بارانی نیازی به آن ها نیست. گاهی اوقات برای هر یک از آبپاش ها نیاز به تنظیم کننده فشار است تا در طول لاترال فشار لازم به مقدار معین تامین گردد. وجود تنظیم کننده فشار باعث افزایش یکنواختی پاشش می شود اما هزینه آبیاری را نسبت به سایر سیستم ها بالا می برد. در انتهای خط لاترال برای آبپاش تفنگی بزرگ نیاز به یک دستگاه پمپ بوستر است تا فشار کاری برای این آبپاش تامین شود. امروزه وجود آبپاش تفنگی بزرگ در انتهای لوله تقریبا عادی شده است زیرا که اکثر زارعین تمایل دارند گوشه های زمین که در غیر این صورت بلا استفاده می ماند، آبیاری شود.
برج های عمودی بازوی سنترپیوت را در بالای سطح زمین نگه می دارد. هر برج مجهز به چرخ هایی است که یک موتور هیدرولیکی یا برقی آن را به حرکت در می آورد. سرعت حرکت در برج ها باید طوری تنظیم شده باشد که هماهنگ با یکدیگر حرکت نمایند. در بعضی سیستم ها حرکت همزمان چرخ ها از طریق سیم هایی که به موازات لوله سنترپیوت کشیده شده است، تامین می شود. بدین ترتیب که اگر یکی از برج ها سریع حرکت کرد در اثر برخورد با سیم دستگاه ترمز شده و از حرکت باز می ماند. بدین ترتیب تمام برج ها در یک خط مستقیم قرار گرفته و یکی از دیگری جلو نخواهد افتاد.
دستگاه های سنترپیوت ابتدا در ایالات متحده آمریکا که کمبود کارگر محسوس بود ابداع گردید. هزینه این سیستم ها در واحد سطح آبیاری نسبت به سایر سیتم ها زیاد است، بنابراین هر چه دستگاه ها بزرگتر و سطح پاشش افزایش یابد این سیستم ها کاراکتر خواهند بود به طوری که در بعضی سیستم ها سطح آبیاری شده با یک دستگاه بالغ بر 500 تا 600 هکتار است. ولی بالا رفتن سطح آبیاری راهبری سیستم را با مشکل مواجه می سازد و اگر خللی در دستگاه پدید آید زیان حاصله از آن بسیار زیاد است. تجربه نشان داده است که سیستم هایی که سطح آبیاری در آن ها 50 تا 65 هکتار می باشد موثرترین نوع سیستم آبیاری عقربه ای است.
معایب سیستم آبیاری عقربه ای
بزرگ ترین عیب سیستم آبیاری عقربه ای این است که سطح دایره ای را آبیاری می کنند و این امر باعث می شود که درصدی از سطح زمین بدون استفاده باقی بماند. هر چند آبپاش های تفنگی انتهایی و سایر تجهیزات گوشه گیر (Catch Corner) که در انتهای لوله لاترال نصب شده و در هنگام رسیدن به گوشه ها با فعالیت خود، آن قسمت از زمین را هم تا اندازه ای آبیاری می کنند البته باز هم این عیب رفع نشده است. برای این منظور سعی می شود در اراضی وسیع از انواع آرایش ها استفاده شده و یا این که فاصله بین دایره ها با دستاه های کوچکتر آبیاری شود. اما این موضوع ممکن است آبرسانی به سیستم عقربه ای را توسط لوله های اصلی با مشکل مواجه سازد. در آرایش سیستم های عقربه ای باید این موضوع نیز لحاظ شود که طول لوله اصلی آبرسانی در آن ها به حداقل برسد.
