分享

喷灌系列(三)—喷灌设计

 梵心4466 2022-01-26

前面的话:查阅资料过程中发现好东西真的都是在国外,国内的翻译也是捡着翻,不系统更不完整,建议购买国外作家出版的著作时一定要选好的国内翻译者,否则读起来真是乏味。其次,老外的数学真不敢恭维,他们可能不喜欢1+1+1=3这样的简便计算,更习惯于1+1=22+1=3,反而对于我们读者而言,更易理解枯燥理论公式的推演过程。

一只喷头向前喷水,那么它的落水量沿射程(水平距离)怎么分布?研究发现射程60%范围内的植物可以得到充分的灌溉,而超出60%的范围,水量则越来越少,直至抛物线末端没有出流。因此,建议两喷头间距最大(1.2R),它们射程的60%可以相交,相当于无缝对接。

图片

如果土壤非常粗糙、风大、湿度低或高温等因素抑制有效灌溉,建议采用更紧密的间距。在景观灌溉中,最常用的间距是1.0R,当外界环境条件恶劣时,可进一步适当缩小间距,比如0.8R

常见的喷头布置形式有:正方形布置,等边三角形布置。

正方形布置,适用于有规则边界的情况,相邻喷头夹角均为90°(非对角线)。如下图中对角的两个喷头间距1.4R大于1.2R,也即超出了最大间距范围,那么四个喷头中间围合的区域会形成一个较弱的灌溉区间(下图中阴影部分所示),随着喷头间距的进一步减小,该阴影空间面积将逐渐缩小,这也算是正方形喷头布置方式所存在的一种弊端吧。

图片

等边三角形布置,适用于有不规则边界的情况,相邻喷头夹角均为60°,与正方形布置相比,在相同布置间距R的情况下,其中心围合区域所形成的薄弱灌溉区间将不复存在。如下图所示的喷头间距为R,而行距仅为0.866R,对于某一区域,采用等边三角形方式布置喷头可以有效减少喷头数量,进而降低造价节省成本。下图中同样显示了喷头间距为1.2R时所存在的薄弱灌溉区间。

图片

关于灌溉强度的计算:以单个喷头流量1m3/h(全圆360°)计算,则分别考虑下列三种情况额灌溉强度:正方形全圆灌溉、正方形半圆灌溉、正方形不同角度灌溉、等边三角形全圆灌溉。

正方形全圆灌溉(左上):四个喷头围合的正方形区域,每个喷头有1/4流量留在该区域(0.25m3/h),则该区域内的总灌溉水量为一个喷头的全圆流量,即为1m3/h,则该区域平均灌溉强度为6.94mm/h

正方形半圆灌溉(右上):四个喷头围合的正方形区域,每个喷头的半圆总流量为0.5m3/h,每个喷头半圆总流量的1/2留在该区域(0.25m3/h),则该区域内的总灌溉水量为一个喷头的全圆流量,即为1m3/h,则该区域平均灌溉强度为6.94mm/h

正方形不同角度灌溉(左下):四个喷头围合的正方形区域,左上喷头为全圆流量(1m3/h),左下与右上喷头为半圆流量(0.5 m3/h),右下为四分之一流量(0.25 m3/h)。左上喷头全圆流量的1/4留在该区域(0.25m3/h),左下与右上喷头半圆总流量的1/2留在该区域(0.25m3/h),右下喷头1/4总流量留在该区域(0.25m3/h),则该区域内的总灌溉水量为一个喷头的全圆流量,即为1m3/h,则该区域平均灌溉强度为6.94mm/h

等边三角形全圆灌溉:四个喷头围合的平行四边形区域,左上与右下喷头约有1/3喷头总流量留在该区域,左下与右上喷头约有1/6总流量留在该区域,则该区域内的总灌溉水量为一个喷头的全圆流量,即约为1m3/h,则该区域平均灌溉强度为8.02mm/h

图片

综上可知:上述四种情况中由四只喷头所围合的区域总流量均等于或约等于一个全圆喷头得流量,但是由于等边三角形布置时的行距小于两喷头的间距使得围合区域面积有所减小,造成灌溉强度增大,是前者的1.15倍。

关于灌溉时间的计算:

1.明确植物系统的灌溉需求,比如每周需38mm的灌溉水量。

2.明确灌溉天数,比如每周需灌溉3d

3.明确喷头的工作性能,如喷水量1m3/h,射程12m

4.明确喷头的布置原则,如12m×14m矩形布置。

5.计算喷头的灌溉强度,经计算为5.95mm/h

6.计算灌溉时间,经计算为126min/d3d/week

问题来了:由于市政水量无法同时满足大水量的灌溉需要,一次只能供给一个系统开放使用,如果该地块儿共有12这样独立的灌溉区域进行轮灌,那么1d1440min)满打满算只能供给11个系统使用。暂且不说业主不希望晚上无人值守下的灌溉,那么仍不能满足轮流灌溉需要,此时需要适当改变灌溉天数,比如6d,或使用大流量喷头,使得灌溉强度增大,进而减少单个系统的灌溉时间需求。

参考文献:《Landscape IrrigationDesign Manual

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多