喷头组合与布置设计

1、1 / 16第七章喷头的组合与布置如前所述， 单喷头水量分布是分布不均的， 在灌溉较大的面积单靠一个喷头 是不行的，系统设计时需要经过分析单个喷头的水量分布， 通过喷头组合，获得 一定的水量重叠，才能满足植物需求和提高水利用效率。第一节喷灌系统的灌水均匀性图7-1表示4个喷头以喷头射程为间距、正方形布置时理论上的水量分布， 图中的数据为无风条件下221个位置处的降雨深度。从图中可以看出，不同位置 的降雨深度不尽相同，在正方形的中间，降雨量最小，也就是说，整个灌溉面积 上灌水不是十分均匀。1、喷灌均匀度喷灌均匀度表示喷灌面积上水量分布的均匀程度， 它是衡量喷灌灌水质量的 主要技术指标之一，一般常

2、用克里斯琴(christie nse n)公式来表示：Z XCu =100(1.0 -mn%71式中，X喷灌面积上每一个喷灌强度观侧值与平均值之差的绝对值。n观测值总数m喷灌强度观测值的平均值Cu均匀系数，以百分数表示Cu值越大表示喷洒面积上的水量分布越均匀，Cu值越小表示喷灌越不均匀，对于草坪来讲，一般要求Cu值范围在75%以上。2、喷灌系统灌水均匀性的测定与度量在田间等间距布置一定数量的雨量桶(布置方法可参阅相关技术规范) ，如 图72所示，喷洒一段时间后，测定每个雨量桶中水量。然后利用公式71来计算。12 / 161.左1.ST.033尼日.1-2JCl?23-as.M,33 3C 33

3、ilS.33n刖 Mt3l.15/MlM_3M_3足7.27.3B10.31.31333 ”於SW.3331J9 -273B33.3nJE.VE.13.3H.33-3B 35 aM.3137e*i 3i异21 iX.-P9 .3339.id主_Z7心El.S3a.n33.33 3B1?3ZeiSI启1.n.3C-33.Hl.13-EW .3333.ItHrS723-Cl.ea-r?帕 M33.38,JS.33JB ,310.ES3) )33；.13,： 33333V3ffH.se.3G.33J3筋s33.57JBJQ3l.33J J F.33n,33-31je,?7.EJ 3 AT 沪35 M

4、3t.27.23；rei-Z3 F5：jaH35 /31V-心ft-?3*S3 El ,i?739ea.33.es*jou31也CXI图 7 14 个喷头正方形布置时水量的理论分布221 个雨量桶图 72 喷灌系统灌水均匀性的测定第二节喷头的组合方式与喷灌强度一、喷头的组合方式有三种主要的喷头布置方式：1正方形：这种方式中相邻四个喷头组成的四条边距离相等，用于灌溉正 方形的区域或有90度角的区域。尽管该方式有时均匀度欠佳，但四周有围栏的 地区常使用这种方式。正方形布置方式灌水覆盖度较差，其原因是因为对角线上两个喷头间距比边线上的要长。当边线上两个喷头间距为喷头的射程时（即50磁），对角线上两个

5、喷头间距则为射程的70%使得正方形中心喷水量偏少（图73）。在风速小和没风的情况下可以使用55%勺间距，有风时建议用更小的间距，图 7 3 正方形布置时的水量偏少区域4 / 16这取决于风的大小，下面给出风速和最大间距的对照表：灌溉地点的风速（km/h）使用的最大间距（直径）0555610501120452、三角形：该模式常用于边界不规则的地区。正三角形布置是指三个相邻 喷头之间间距相等。与正方形布置方式相比，三角形布置不存在象正方形布置中的水量偏少地带。因此工程设计多数使用三角形布置（图74）。图74中，S代表喷头间距，RS代表支管间距。在一个正三角形布置时,RS是S的0.866倍。例如喷头

6、间距为24m,支管间距则为20.8m。可以看出，这种模式没有正方形模式中对角线间距比边线间距大的问题。由 于这个原因，在有风的情况下，允许喷头之间有更大的间距（如下表）：05606115511 20503、矩形：矩形布置方式具有抗风的优点，并且适合灌溉有直线边界和角落灌溉地点的风速（km/h）最大间距（直径的%）RS S；、吕皿图 7 4 三角形布置方式5 / 16的地区。其喷头和支管间距如下表:灌溉地点风速（km/h）056 1111 20最大间距（直径的%）RS=60, S=50RS=60, S=45RS=60, S=406 / 16为适应特殊的工程条件，同一地域可以用上述几种模式的组合，

7、例如，如果一块较大绿地中，既有草坪又有树和灌木丛，就需交错使用不同的模式。遇到树或灌木丛我们可以交错使用正方形或矩形、 平行四边形或三角形模式，绕过或穿 过障碍物后，其它地方仍可以使用原来的喷头间距模式（图7-5）。对于曲线边界，可采用从正方形或矩形模式变到平行四边形或三角形模式 来布置喷头（如图7-6）,还可以再变到原来的布置模式。这样既灌溉整个区域， 同时避免在曲线边界以内喷头过于集中和灌溉区域超出边界。二、喷灌强度喷灌强度是指单位时间内喷洒在地面上的水深。我们一般考虑的是组合 喷灌强度，因为灌溉系统基本上都是由多个喷头组合起来同时工作。组合喷 灌强度的计算公式为：p组合（mm/h =1000q/A72式中：q为单喷头的流量（m/h） ;A为单喷头的有效控制面积（m）对于喷灌强度的要求是，水落到地面后能立即渗入土壤而不出现积水和地面 径流，即要求喷头的组合喷灌强度（p组合）应小