【正文】 壤。 各種噴頭的工作壓 力、射程、噴灌強(qiáng)度可從制造廠家獲得 第六節(jié) 布置噴頭 噴灌系統(tǒng)中噴頭的布置包括噴頭的組合形式、噴頭沿支管上的間距及支管間距等。 1 噴頭的水力性能 在討論噴頭間距布置之前，我們先了解一下單個(gè)噴頭的水量分布，將噴頭置于一個(gè)固定的點(diǎn)上，沿著濕潤(rùn)面積的半徑等間距地放上盛水容器（圖 4－ 1），噴灑一定時(shí)間完后，測(cè)量每個(gè)容器中水的深度，即可繪出水量分布圖。 單個(gè)噴頭的水量分布如圖 4－ 2，從噴頭處向兩邊象一個(gè) 30 度的斜坡，即象一個(gè)楔形。最后，在噴灌半徑的最遠(yuǎn)段的容器，由于距噴頭比較遠(yuǎn)，幾乎沒(méi)有收集到水。而在 60%以外，即噴頭射程的后 40%部分，隨著距離的增大，水量越來(lái)越小，便不能滿(mǎn)足植物的生長(zhǎng)需要（圖 4－ 3），需要用相鄰的噴頭重疊噴灌的方法來(lái)增加灌水量，提高灌水 均勻度。在土壤質(zhì)地粗糙、風(fēng)速大、低濕度、高溫等情況下，建議噴頭間距要更小一些。當(dāng)有風(fēng)時(shí)，可以用更小一些的間距 — 如 40%。這些灌溉不到的地方草坪會(huì)出現(xiàn)缺水的癥狀，枝葉暗綠或枯死。盡管該方式有時(shí)均勻度欠 佳，但四周有圍欄的地區(qū)常使用這種方式。當(dāng)邊線(xiàn)上兩個(gè)噴頭間距為噴頭的射程時(shí)（即 50%法），對(duì)角線(xiàn)上兩個(gè)噴頭間距則為射程的 70%，使得正方形中心噴水量偏少（圖 4－ 5）。正三角形布置是指三個(gè)相鄰噴頭之間間距相等。因此工程設(shè)計(jì)多數(shù)使用三角形布置（圖 4－ 6）。在一個(gè)正三角形布置時(shí)， L是 S的 倍。 可以看出，這種模式?jīng)]有正方形模式中對(duì)角線(xiàn)間距比邊線(xiàn)間距大的問(wèn)題。其噴頭和支管間距如下表： 灌溉地點(diǎn)風(fēng)速 (km/h) 最大間距 (直徑的 %) 0—— 5 L=60, S=50 圖 4－ 6 三角形布置方式 6—— 11 L=60, S=45 11—— 20 L=60, S=40 為適應(yīng)特殊的工程條件，同一地域可以用上述各種不同模式的組合，例如 ,如果一塊較大草坪既有草坪又有樹(shù)和灌木叢 , 就需交錯(cuò)使用不同的模式。 對(duì)于曲線(xiàn)邊界 , 可采用從正方形或矩形模式變到平行四邊形或三角形模式布置噴頭（如圖 4－ 8），還可以再變到 原來(lái)的布置模式。 3 噴灌強(qiáng)度 噴灌強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi)噴灑在地面上的水深。噴頭組合噴灌強(qiáng)度的計(jì)算公式為： ρ 組合 （ mm/h） =1000q/A 式中： q為單噴頭的流量（ m3/h）； A為單噴頭的有效控制面積（ m2）。各類(lèi) 土圖 4－ 8 曲線(xiàn)邊界噴頭布置方式 圖 4－ 7 交錯(cuò)型間距布置方式 壤的允許噴灌強(qiáng)度（ρ 允許 ）的參考值見(jiàn)表 4－ 2： 表 4－ 2 各類(lèi)土壤的允許噴灌強(qiáng)度（ mm/h） 土壤類(lèi)別 砂土 壤砂土 砂壤土 壤土 粘土 允許噴灌強(qiáng)度 20 15 12 10 8 另外，土壤的允許噴灌強(qiáng)度隨著地形坡度的增加而顯著減小。因此，對(duì)于地形起伏的工程，在噴頭選型時(shí)需格外注意。所以，為保證系統(tǒng)良好的噴灑均勻度，一般安裝在邊角的噴頭須配置比地塊中間的噴頭小 23個(gè)級(jí)別的噴嘴。續(xù)灌是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的全部管道同時(shí)供水，即整個(gè)灌溉系統(tǒng)作為一個(gè)輪灌區(qū)同時(shí)灌水。因此，續(xù)灌的方式只用于草坪?jiǎn)我磺颐娣e較小的情況。 1. 輪灌組劃分的原則 輪灌組的數(shù)目應(yīng)滿(mǎn)足草坪需水要求，同時(shí)使控制灌溉面積與水源的可供水量相協(xié)調(diào)； 對(duì)于水泵供水且首部無(wú)衡壓裝置的系統(tǒng)，每個(gè)輪灌組的總流量盡可能一致或相近，以使水泵運(yùn)行穩(wěn)定，提高動(dòng)力機(jī)和水泵的效率，降低能耗； 同一輪灌組中，選用一種型號(hào)或性能相似的噴頭，同時(shí)種植的草坪品種一致或?qū)嗨囊笙嘟? 為便于運(yùn)行操作和管理，通常一個(gè)輪灌組所控制的范圍最好連片集中。 輪灌組數(shù)目的確定 輪灌組的數(shù)目，取決于每天允許運(yùn)行時(shí)間、灌水周期和一次灌水延續(xù)時(shí)間。 c 一天運(yùn)行的小時(shí)數(shù)，一般不超過(guò) 20 小時(shí)。如公共開(kāi)放綠地在有人為活動(dòng)時(shí)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)草坪在比賽時(shí)均不能灌水；草坪為控制病害， 對(duì)于灌水時(shí)間也有特殊要求。由于草坪的根系層淺，根層土壤持水能力有限，因此用水高峰期時(shí)灌水周期多以一天計(jì)。 t 一次灌水延續(xù)時(shí)間（小時(shí)）。假如灌水周期為一天，那么每一輪灌組的一次灌水延續(xù)時(shí)間只要滿(mǎn)足草坪當(dāng)天的需水即可。在某些特殊情況下，閥門(mén)的尺寸可能小于或大于支管管徑，但相差不應(yīng)超過(guò)一級(jí)管徑的范圍。 閥門(mén)應(yīng)設(shè)置在便于操作、維修的位置，特別是手動(dòng)操作噴灌系統(tǒng)，最好將閥門(mén)安裝在噴頭的噴灑范圍之外，使操作人員不會(huì)在工作時(shí)被淋濕。例如，在足球場(chǎng)草坪灌溉工程中，閥門(mén)不應(yīng)安裝在場(chǎng)地內(nèi)部。 第七節(jié) 灌溉系統(tǒng)的水力計(jì)算 在完成噴頭選型、布置和輪灌區(qū)劃分之后，即可計(jì)算各級(jí)管道的流量和進(jìn)行水力計(jì)算。流量確定后，即可選擇管徑并計(jì)算管道和系統(tǒng)的水頭損失。 1. 管道水頭損失的計(jì)算方法 水在管道內(nèi)流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械能的損耗，即水頭損失。沿 程水頭損失為水流過(guò)一定管道距離后由于水分子的內(nèi)部摩檫而引起的損失；局部水頭損失為水流經(jīng)過(guò)各種管件、閥門(mén)等設(shè)備時(shí)因流態(tài)的變化而產(chǎn)生的損失。 沿程水頭損失的計(jì)算 對(duì)于硬質(zhì)塑料管道（ PVC），目前常用的計(jì)算公式如下： dLQHf ?? 式中： Hf 為沿程水頭損失（ m）； L、 Q、 d 分別為管道長(zhǎng)度（ m）、流量（ m3/h）和管道內(nèi)徑（ mm）。 對(duì)于較大的灌溉系統(tǒng)，如真正按照公式計(jì)算各個(gè)管件、閥門(mén)處的局部水頭損失，工作量將十分龐雜。 由于在支管上一般安裝多個(gè)噴頭，因此支管內(nèi)的流量沿流程按一定規(guī)律遞減，故支管的 實(shí)際沿程水頭損失比按支管總流量的計(jì)算值要小的多，即： Hf實(shí)際 = F Hf 式中： F為多口出流系數(shù)，其值在一般在 之間，與出口數(shù)量、第一個(gè)出口位置和管材有關(guān)，可通過(guò)計(jì)算或查表得出。將這一原則轉(zhuǎn)化為對(duì)壓力的要求，即應(yīng)使支管上任意兩個(gè)噴頭處的壓力不能超過(guò)噴頭設(shè)計(jì)工作壓力（ H 設(shè) ）的 20%。 在實(shí)際工程中，有時(shí)為節(jié)省投資而采用變徑支管， 或受地塊形狀影響出水口不一定是等間距和等流量，這時(shí)就需要對(duì)支管分段進(jìn)行計(jì)算。在噴頭選型、布置和支管長(zhǎng)度確定后，水力計(jì)算的基本流程為：計(jì)算支管流量→初設(shè)管徑→計(jì)算水頭損失→校核出水口處壓力差是否小于等于 20% H 設(shè) →若超過(guò) 20% H 設(shè) ，調(diào)整管徑后重復(fù)計(jì)算→最后確定支管管徑?！拔ｋU(xiǎn)條件”在大多數(shù)情況下發(fā)生在距首部最遠(yuǎn)的支管，或系統(tǒng)內(nèi)地形最高部位的支管。 管徑的初步確定 干管的大小對(duì)灌溉系統(tǒng)的總投資影響較大，管徑太大，投資增加，經(jīng)濟(jì)上不合理；管徑太小，水頭損失大，需配置較大水泵，系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用高，且管內(nèi)流速大，易產(chǎn)生水擊現(xiàn)象，對(duì)管道的安全不利。 或采用經(jīng)濟(jì)流速法公式： D = vQ 式中： D為管徑（ mm）； Q為流量（ m3/s）； V為經(jīng)濟(jì)流速，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般取 V≤ 3m/s。 選擇水泵的主要任務(wù)是確定水泵的流量和揚(yáng)程。 水泵流量： Q = Σ N 噴頭 q 水泵揚(yáng)程： H = H 設(shè) +Σ Hf+Σ Hj177。 具體選擇水泵型號(hào)時(shí)，可參照有關(guān)水泵生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄，所選水泵的實(shí)際流量和揚(yáng)程一般應(yīng)稍大于上述計(jì)算值，以確保滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。若不滿(mǎn)足，一般需增大各級(jí)管徑，以減小水頭損失；或選擇低壓性能好的噴頭，使灌溉系統(tǒng)所需壓力小于等于城市供水管網(wǎng)的壓力。涉及到有關(guān)建筑物的施工，應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范的要求，如《給排水建筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《地下防水工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》等。棄土須分層放置，埋管時(shí)須按與開(kāi)挖時(shí)相反的順序分層回填，以保證沿管線(xiàn)種植層內(nèi)的土壤與原有土壤一致。即使在無(wú)凍害的南方地區(qū)，在非灌溉季節(jié)一般也應(yīng)放空管道，防止水長(zhǎng)期滯留在管道中產(chǎn)生微生物，附著在管壁和噴頭上影響噴灌效果。 （三）對(duì)于系統(tǒng)壓力變化或地形起伏較大的情況，支管閥門(mén)處應(yīng)安裝壓力調(diào)節(jié)設(shè)備，如雨鳥(niǎo)公司生產(chǎn)的 與電磁閥相配套的 PRSB型壓力調(diào)節(jié)器，使支管進(jìn)口處壓力均衡，保證系統(tǒng)的噴灑均勻度。 （四）為便于臨時(shí)取水，或?qū)姽嗖灰卓刂频倪吔堑囟芜M(jìn)行人工灌溉，在主管道上一般需安裝一定數(shù)量的快速取水閥（方便體），如雨鳥(niǎo) P33 型快速取水閥（圖 5－ 1）。 （五）地埋式草坪噴頭的安裝 安裝前須對(duì)噴頭進(jìn)行預(yù)置。另外，有的噴頭，如雨鳥(niǎo) R50，還應(yīng)將濾網(wǎng)進(jìn)水口號(hào)設(shè)置為與噴嘴標(biāo)號(hào)一致。這就要求在安裝噴頭時(shí)噴頭頂部要低于松土地面，為以后的地面沉降留有余地；或在草坪地面不再沉降時(shí)再安裝噴頭（圖 5－ 2）?？捎行Х乐褂蓹C(jī)械沖擊，如剪草機(jī)作業(yè)或人為活動(dòng)而引起的管道和噴頭損壞。 在管理不便的地區(qū)，可安裝與噴頭配套的防盜配件，以防止噴頭的丟失。 圖 5－ 2 a:鉸型連接 b:剛型連接 c：柔性連接 a b c 第六章 草坪的用水管理 用水管理是草坪噴灌系統(tǒng)全部管理工作的核心。用水管理的基本任務(wù)是，根據(jù)噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和當(dāng)?shù)貧夂颉⒉萜悍N類(lèi)、生育階段、土壤水分、水源供水等狀況，合理組織草坪噴灌作業(yè) ，達(dá)到提高灌溉效率、保持草坪最佳生長(zhǎng)狀態(tài)的目的。 （一）灌水計(jì)劃的制定 噴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般是按滿(mǎn)足最不利的條件作出的，可滿(mǎn)足草坪最大的需水要求。 灌水時(shí)間 灌溉季節(jié)，在一天內(nèi)的大部分時(shí)間均可灌水。夜間灌水可避免上述情況，但人們往往擔(dān)心因草坪葉面濕潤(rùn)時(shí)間太長(zhǎng)，容易引發(fā)病害。清晨灌水，陽(yáng)光和晨風(fēng)可使葉面迅速變干，是較為理想的灌水時(shí)間。 灌水時(shí)間還受到人為活動(dòng)的限制。 灌水延續(xù)時(shí)間 灌水延續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，主要取決于系統(tǒng)的組合噴灌強(qiáng)度和土壤的持水能力，即田間持水量。因此，一般的規(guī)律是，砂性較大的土壤，土壤的滲透強(qiáng)度大，而田間持水量小，故一次灌水的延續(xù)時(shí)間短，但灌水次數(shù)多，間隔短，即需少灌勤灌；反之，對(duì)粘性較大的土壤則一次灌水的延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，但灌水次數(shù)少。目前在工程上常用的儀器有電子土壤水分測(cè)試儀和張力計(jì)。灌水過(guò)于頻繁，會(huì)使草坪發(fā)病率高，根系層淺，抗踐踏性差，生長(zhǎng)不健壯；而灌水間隔時(shí)間太長(zhǎng)，草坪會(huì)因缺水使正常生長(zhǎng)受到抑制，影響草坪質(zhì)量。 （二）建立系統(tǒng)運(yùn)行檔案 對(duì)噴灌系統(tǒng)的運(yùn)行情況，包括開(kāi)機(jī)時(shí)間、灌水延續(xù)時(shí)間、用水量、用電量等，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)記錄存檔，并及時(shí)分析這些數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步改進(jìn)管理和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況提供依據(jù)。也可以通過(guò)實(shí)際測(cè)試，對(duì)系統(tǒng)的噴灑均勻度、灌溉水的利用率等加以評(píng)估，以便及時(shí)修正灌水計(jì)劃，并為提高今后噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)水平提供參考