喷灌与微灌技术应用
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第四节 园林绿地灌水器

由于园林绿地与农地比较有诸多特点,灌水器必须适应这些特点,以便使园林绿地灌溉系统满足各类不同条件绿地灌溉要求。制造商针对各种不同条件绿地的需求制造出各具特色的灌水器,并形成系列产品。

一、齿轮旋转式喷头

齿轮旋转式喷头是园林绿地灌溉最重要的灌水器。这类喷头安装位置低于地面3~50cm,故通常称为地埋旋转式喷头,喷头安装和工作的状况见图7-42。

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图7-42 园林旋转式喷头安装和工作状况

齿轮旋转式喷头利用一套内装齿轮和伸缩弹簧机构在水流压力作用下驱动齿轮带动喷体旋转并弹出喷头壳,实施喷洒灌溉。几种典型齿轮旋转式喷头的结构形式见图7-43。

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图7-43 几种齿轮旋转式园林喷头结构形式

齿轮旋转式喷头是现代园林灌水器的代表,结构复杂,制造工艺精良,原材料讲究。根据各厂商公开的技术资料概括起来,此类喷头的结构和水力功能有如下特点。必须说明的是,不是任一型号的喷头都具备下列所有功能特点,而是在采用灌水器时,应根据绿地特点选择满足需求功能的喷头。

(1)射程覆盖范围大,包含中、远射程喷头。不同系列喷头射程一般大于5m,最远可超过30m,能满足各种类型不同尺寸绿地的需要。

(2)喷灌强度较低。这类喷头单嘴喷射出流,在空气作用下形成雨幕绕垂轴喷洒,控制面积内平均喷灌强度较低,满足不同坡地不同土质,尤其是较大坡地、黏质土壤的需要。

(3)喷头的高矮和喷体弹出高度系列化,满足不同高矮植物对喷洒水流不受植物冠部阻挡的要求,停喷时喷体回缩至壳体内不妨碍绿地养护机械通行,并可防止人为损坏,不影响绿地景观。三种旋转式喷头系列见图7-44。

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图7-44 三种喷头高度系列

(4)一种型号喷头配有仰角、流量和射程喷嘴系列,供不同类型绿地使用选择。一种齿轮旋转式喷头的配套喷嘴系列见图7-45。

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图7-45 亨特公司PGP型配套喷嘴

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图7-46 内装止溢阀与否的情形

(5)可根据地面形状和植物高矮调节喷洒弧度和喷洒仰角,达到最佳喷洒效果。弧度调节范围一般为20°~360°。

(6)内装止溢阀,阻止停灌瞬间低压喷头溢流损坏绿地。内装止溢阀和未装止溢阀的情况见图7-46 。

喷头技术参数是喷头选择使用的依据,包括喷嘴型号、工作压力、射程、流量和组合喷灌强度(喷头间距等于射程)。几个著名园林喷头制造商产品样本上几种齿轮旋转式喷头技术参数供参考见表7-12~表7-14,实际应用时,更多资料可查阅各制造商的样本。

表7-12 美国亨特公司PGP型喷头标准喷嘴技术性能参数

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表7-13 美国雨鸟公司500型喷头标准仰角技术性能参数

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表7-14 美国托罗公司S800型系列喷嘴技术性能参数

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注 表中喷灌强度是本书作者添加的。

二、摇臂旋转式喷头

摇臂旋转式喷头的基本结构是将摇臂式喷头装入喷头壳里,与一套拉伸弹簧组成的地埋式喷头,工作时在水流压力作用下,推动喷嘴上升至植物冠层顶部,并旋转作不同弧度喷洒。摇臂式喷头的结构形式、安装和工作状况见图7-47。

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图7-47 摇臂旋转式喷头的结构形式、安装状况和工作状

这类喷头具有齿轮旋转式喷头的功能特点,结构比较简单,价格也较低,但是喷灌均匀度较低,且体积大,运输、安装不便,目前国内使用较少。

美国雨鸟公司MAXI-PAWTM型地埋摇臂旋转式喷头技术参数:

(1)工作压力:0.2~0.45MPa。

(2)射程:6.7~13.7m。

(3)流量:0.36~1.86m3/h。

(4)喷射仰角:06号、07号、08号、10号和12号喷嘴23°,07LA和10LA喷嘴11°。

(5)接口:底部1/2″和3/4″两级内螺纹。

(6)顶部暴露直径127mm。

(7)整体高度263mm。

(8)升降高度76mm。

三、散射式喷头

散射式喷头是一种非旋转喷头,此类喷头结构较为简单,射程较小,一般为3~5m,主要用于小面积绿地或不宜采用射程较大的旋转式喷头的乔木区;喷嘴的特殊构造可根据绿地形状匹配以及增强景观美感的需要,喷出各种湿润图形(图7-48),故又称为景观喷头;一般喷灌强度较大,若用于坡地或渗透力低的土壤可能产生地面径流;有的具有压力补偿功能(图7-48)、低压止溢(图7-46)和带截止阀(防止喷嘴损坏或丢失时喷水损坏绿地,见图7-49)。

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图7-48 散射式喷头各种喷洒弧度和水流状态

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图7-49 各种散射式喷头喷嘴系列图

散射式喷头配套喷嘴按结构和水力特点分为两类:出流水平角固定系列,如图7-50(a)、(c)所示:出流水平角可调系列,如图7-49(b)、(d)所示。前一类喷嘴的特点是一种型号喷嘴不同角度的喷洒强度相同。后一类喷嘴的特点是一种型号喷嘴调节出流角度时,喷洒强调随之变化。

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图7-50 带止溢阀和不带止溢阀两种散射式喷头嘴嘴丢失后的情形

一种适用于公园和道路两旁带止溢阀的散射式喷头,当喷嘴受损坏或丢失时,喷头可自动关闭,防止灌溉水的浪费和损坏绿地。图7-50是带止溢阀和不带止溢阀两种喷头喷嘴丢失后的情形。

表7-15和表7-16摘录两个园林喷头制造商产品样本上几种散射式喷头技术参数供参考,实际应用时,更多资料可查阅各制造商的样本。

表7-15 美国亨特公司PS型3.0m射程(10A)15°喷射仰角技术性能参数

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表7-16 美国雨鸟公司两种散射式喷头技术性能参数

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四、MP型旋转式喷头

亨特公司近年推出一种MP型喷头,其结构形式和工作状态见图7-51。该喷头有以下主要特点。

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图7-51 MP型旋转式喷头机构形式和工作状态

(1)采用一套水力驱动机构代替复杂的齿轮机构,结构简单,体积小,工作可靠。

(2)射程较大,湿润半径可达9m以上。喷灌强度低,最大喷灌强度小于12mm/h。

(3)可调角度喷洒,且喷灌强度不受弧度变化影响。

(4)可代替散射式喷头,喷洒出各种湿润图形和水流状态,增强绿地景观效果。

(5)水滴较大,抗风性好。

五、涌泉头

涌泉头是一种低压小喷距灌水器,结构简单,适用灌木、乔木等宽距植物。两种涌泉头的结构和工作状况见图7-52,有非压力补偿功能和压力补偿功能两种型式。

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图7-52 两种涌泉头系列及其工作状态

六、园林专用滴头和滴灌管

各国灌溉公司都推出各自的园林专用滴头和滴灌带,其结构和功能与农用滴头和滴灌管基本相同,但制造质更加考究,价格高,尤其是用于草坪时,单位面积造价比喷灌高得多,若用于乔木等宽间距植物可以有一定优势。几种园林专用滴头和滴灌管见图7-53。

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图7-53 几种园林专用滴头和滴灌管