قطره چکان ها و انواع آن ها

بحران آب یکی از مسائل اساسی مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران است. این وضعیت در سال‌های اخیر به دلیل وقوع پدیده خشک‌سالی حادتر شده است. راه حل برای کاهش مصرف آب به خصوص در بخش کشاورزی ( به طور متوسط 70 تا 80درصد از میزان آب مصرفی هر کشور در بخش کشاورزی است) استفاده از سیستم های آبیاری قطره ای است. در مطالب قبل تر در خصوص مزایا و مشکلات این نوع آبیاری بحث کردیم ولی یکی از مهم ترین مشکلات این نوع سیستم معضل گرفتگی قطره چکان هاست. از این رو در این مطلب قصد داریم که با قطره چکان ها، عملکردشان و انواع آن ها بیشتر و بهتر آشنا شویم. وظیفه اصلی آب پخش کن یا امی تر (Emitter) در آبیاری قطره ای (Drip Irrigation) کاهش انرژی است. زیرا برای یکنواختی پخش آب در قطره چکان هایی که روی لوله لاترال تعبیه شده اند لازم است فشار آب کم باشد. بالا بودن فشار آب باعث می شود که عدم یکنواختی در پخش آب در قطره چکان های ابتدا و انتهای لوله لاترال وجود داشته باشد. بنابراین از یک طرف فشار آب در داخل لوله لاترال باید به اندازه ای زیاد باشد تا یکنواختی لازم را تامین کند و از طرف دیگر لازم است خروج آب از تمام قطره چکان ها یکسان باشد. لذا در قطره چکان باید تمهیداتی در نظر گرفته شود که فشار آب لوله لاترال را کاهش داده و آن را آرام از خود خارج نماید. در غیر این صورت کافی بود که یک نفر از ابتدا تا انتهای لوله لاترال را به فواصل مشخص سوراخ نماید تا آب از آن ها خارج شود ( البته این همان کاری است که برخی آن را انجام می دهند). مسلما در این روش آب خارج خواهد شد اما بین سوراخ ها از نظر خروج آب یکنواختی وجود نخواهد داشت.

امروزه انواع و اقسام امی ترها با اسامی مختلف در بازار موجود می باشند که امکان طبقه بندی آن ها عملا غیر ممکن است. زیرا هر کارخانه سازنده برای تولیدات خود اسامی مختلفی بر می گزیند. با این وجود امی ترها در سه گروه عمده قرار می گیرند که عبارتند از:

1. امی ترهای قطره چکانی (Drip Emitters)
2. امی ترهای لوله ای خطی (Line Source Tubing)
3. آبپاش های میکرو یا خرد آبپاش ها (Micro Sprayers)

برای درک و آشنایی بهتر با مفهوم امی ترهای قطره چکانی پیشنهاد می شود که کلیپ زیر را تماشا کنید. در این ویدئو علاوه بر ملموس شدن موارد یاد شده، راه کاری جالب برای اتصال امی تر ها به لوله لاترال را می بینید که موجب کاهش مصرف آب نیز می گردد.

قطره چکان ها

در امی ترهای قطره چکانی همان طور که از اسم آن برداشت می شود آب به صورت قطره از یک نقطه (Point Source) خارج می شود. این قطره چکان ها ممکن است به دو صورت در لوله لاترال نصب شوند: 1) قطره چکان های داخل لوله (In-Line) که کارخانه سازنده آن را به فواصل مشخص و یا بر اساس سفارش در داخل لوله لاترال جای گذاری می کند. 2) قطره چکان های خارج لوله ای (On-Line) که به صورت جداگانه ساخته شده و از خارج روی لوله لاترال قرار می گیرند. برای این منظور لوله لاترال سوراخ شده و قسمت نیزه ای قطره چکان به داخل لوله فرو برده می شود. در امی ترهای قطره چکانی برای کاهش فشار روش های مختلفی به کار گرفته می شود که از آن جمله عبارتند از:

• طولانی کردن مسیر خروج آب از طریق لوله های باریک که به این قطره چکان ها نوع بلند مسیر (Long-Path) هم گفته می شود. مانند انواع لوله های باریک اسپاگتی شکل (Spaghetti Tubing) که به عنوان قطره چکان به لوله های لاترال متصل می شوند.
• ایجاد پیچ و خم (Labyrinth) در مسیر حرکت آب در داخل قطره چکان که به آن ها قطره چکان های معوج مسیر (Tortuous Path) گفته می شود. اکثر قطره چکان های داخل لوله ای نوارهای تیپ (Tape) از این نوع می باشند.
• ایجاد گرداب در مسیر خروجی آب که به آن ها نوع گردابی (Vortex) گفته می شود. در این قطره چکان ها آب طی خروج حالت چرخشی و گردابی پیدا کرده و مقدار زیادی از انرژی فشاری خود را مستهلک می کند.
• ایجاد روزنه (Oriffice) در قطره چکان. در روزنه های لبه تیز میزان افت انرژی بستگی به مکان و حالت آن داشته که از این خاصیت در قطره چکان های نوع روزنه ای برای کاهش فشار استفاده شده است.

به طور کلی در قطره چکان ها برای مقابله در برابر گرفتگی با مواد فیزیکی ممکن است تمهیدات متفاوتی به کار گرفته شده باشد. مکانیسم خروج آب از قطره چکان نیز در این امر دخالت دارد. از این نظر قطره چکان ها به دو نوع عمده تقسیم می شوند که عبارتند از: 1) قطره چکان خود شوینده (Flushing) که در آن ها آب به صورت منقطع و به اصطلاح فلاشی (Flush) خارج می شود. 2) قطره چکان با جریان پیوسته (Continuous) که در حین آن که آب به صورت جریان کوچک و پیوسته از آن خارج می شود اما سرعت آب در حدی است که مانع گرفتگی مسیر می شود. به لحاظ یکنواختی پخش آب به خصوص در اثر تغییر فشار یا پستی و بلندی زمین قطره چکان ها ممکن است تنظیم کننده یا غیر تنظیم کننده باشند.

• قطره چکان های تنظیم کننده (Compensating) دارای مکانیسمی می باشند که با تغییر فشار آب، دبی خروجی از آن ها ثابت باقی می ماند. اکثر این قطره چکان ها شوینده نیز می باشند و خود به خود مسیر جریان آب را تمیز می دارند.
• قطره چکان های غیر تنظیم کننده (Non-Compensating) که با تغییر فشار در داخل لوله لاترال دبی خروجی از آن ها تغییر می کند.

سرانجام این که هر قطره چکان ممکن است یک نقطه خروجی (Single Outlet) و یا چند نقطه خروجی (Multiple Outlet) داشته باشد. برای بعضی قطره چکان هایی که در بازار وجود است ممکن است چند خروجی در نظر گرفته شده باشد که کارخانه سازنده یکی از آن ها را باز گذاشته و خروجی های دیگر مسدود است تا طی دوره رشد گیاه چنان چه نیاز به دبی بیشتری باشد، خروجی های دیگر نیز توسط زارع باز شود ( که این مدلی است هوشمندانه). این کار به راحتی از طریق یک انبردست توسط کارگران صورت می گیرد.