住宅用旋转喷头 - 匹配灌溉强度

灌溉强度是指向特定区域供水的速度。如果您所在的区域过于潮湿或干燥,您可以更换喷头中的喷嘴以增加或减少灌溉强度。对于干燥地区,请安装较大的喷嘴。对于潮湿区域,请安装较小的喷嘴。

自动匹配灌溉强度的基础知识

在设计灌溉系统时,重要的是要确保灌溉强度均匀分布在每个覆盖地区或区域。为此,请检查从为该区域供水的所有喷头流入每个单独区域的水量。然后,选择合适的喷嘴,或将具有相同降灌溉强度的喷头组合在一起。

换句话说,要考虑的标准是流量和覆盖角度。下图描述了三个具有匹配灌溉强度的不同喷头。

360º = 4 GPM

180º = 2 GPM

90º   = 1 GPM

乍一看,可能看不出灌溉强度是否匹配。但是,在每种情况下,每分钟一加仑 (GPM) 应用于每个四分之一圆(假设每个喷头的喷洒射程相同),因此灌溉强度是匹配的。

让我们看看这个例子的数学原理。如果全圆喷头的半径为 30 英尺(这是中程喷头的典型半径),则使用计算圆面积的公式 (πR 2),我们计算出其总覆盖面积为 2,827 平方英尺: 3.1415 x 302= 2827。然后,使用灌溉强度公式(GPM x 96.3 ÷ 面积),我们发现全圆的平均灌溉强度为 0.136 英寸/小时:4 x 96.3 ÷ 2827 = 0.136。

半圆覆盖的面积正好是全圆喷头的一半。出水速率也是全圆喷头或 2 GPM 的一半。因此,半圆区域的灌溉强度为每小时 0.136 英寸:2 x 96.3 ÷ 1414 = 0.136。

同理,四分之一圆喷头覆盖的面积是半圆喷头覆盖的面积的一半。使用 1 GPM 喷嘴时,四分之一圆的灌溉强度也为 0.136 英寸/小时。

然而,如果在所有三个喷嘴头上使用具有相同流量(例如 4 GPM)的喷嘴,则灌溉强度将分别为 0.136、0.273 和 0.0545 英寸/小时。在这种情况下,四分之一圆喷头(0.545 英寸/小时)覆盖的灌溉区域的角落会在足够的水喷洒到全圆喷头(0.136 英寸/小时)覆盖的区域之前很久就被淹没。

 

例 1(非自动匹配灌溉强度)

匹配灌溉强度

为了更清楚地说明这一点,让我们检查灌溉系统的九个喷头部分,假设所有喷头都安装了 4 个 GPM 喷嘴,这些喷头在方格上相距 30 英尺。这九个喷头覆盖的区域可被视为四个分区,标记为 A、B、C 和 D,如图所示。

首先看 A 区,您可以看到它由 1、2、4 和 5 号喷头洒水——分别是四分之一圆喷头、两个半圆喷头和一个全圆喷头。A 区接收四分之一圆喷头的 100% 流量、两个半圆喷头各 50% 的流量以及全圆喷头输出的 25%。如果每个喷头提供 4 GPM,则 A 区的灌溉强度计算如下:

A 区

100% 的喷头 1 (4 GPM) = 4 GPM A 区平均灌溉强度为:
9 GPM x 96.3 ÷ (30 英尺 x 30 英尺) = 0.963 英寸/小时
50% 的喷头 2 (4 GPM) = 2 GPM
50% 的喷头 4 (4 GPM) = 2 GPM
25% 的喷头 5 (4 GPM) = 1 GPM
  9 GPM

接下来,B 区接收两个半圆喷头(喷头 2 和 3)的 50% 流量,以及全圆喷头(喷头 5 和 6)的 25% 流量(注意 D 区的面积相当于 B 区)。

B 区

50% 的喷头 2 (4 GPM) = 2 GPM B 区平均灌溉强度为:
6 GPM x 96.3 ÷ (30 英尺x 30 英尺) = 0.642 英寸/小时
50% 的喷头 3 (4 GPM) = 2 GPM
25% 的喷头 5 (4 GPM) = 1 GPM
25% 的喷头 6 (4 GPM) = 1 GPM
  6 GPM

C 区

最后,C 区受到四个全圆喷头(喷头 5、6、8 和 9)的影响。每个喷头向该区域贡献其输出的 25%,因此每个喷头向该区域贡献 1 GPM,总共 4 GPM。因此,C 区的灌溉强度为:4 GPM x 96.3 ÷ (30 英尺 x 30 英尺) = 0.428 英寸每小时

这些灌溉强度有很大不同 - 如果您要在四分之一圆、半圆和全圆喷头上使用具有相同流量的喷嘴,则需要分别对每种类型的喷头进行分区。此外,您必须在不同的时间段运行喷头以获得匹配灌溉强度,否则会出现洪水或压力区域。

 

例 2(自动匹配灌溉强度)

匹配灌溉强度

现在,让我们来看看为匹配喷灌强度而设置的系统中相同的九个喷头部分。假设全圆喷头安装了 4 个 GPM 喷嘴,半圆喷头安装了 2 个 GPM 喷嘴,四分之一圆喷头安装 1 个 GPM 喷嘴。请记住,在检查灌溉强度时,我们要查看从每个喷头进入喷头之间区域的水量。

A 区

喷头 1、2、4 和 5 分别是四分之一圆喷头、两个半圆喷头和一个全圆喷头。该地区的总 GPM 为:

100% 的喷头 1 (1 GPM) = 1 GPM A 区平均灌溉强度为:
4 GPM x 96.3 ÷ (30 英尺x 30 英尺) = 0.428 英寸/小时
50% 的喷头 2 (2 GPM) = 2 GPM
50% 的喷头 4 (2 GPM) = 2 GPM
25% 的喷头 5 (4 GPM) = 1 GPM
  4 GPM

B 区

B 区受到喷头 2、3、5 和 6 的影响。它们是两个带有 2 GPM 喷嘴的半圆喷头和两个带有 4 GPM 喷嘴的全圆喷头。总 GPM 为:

50% 的喷头 2 (2 GPM) = 1 GPM B 区(和 D 区)平均灌溉强度为:
4GPM x 96.3 ÷ (30 英尺 x30 英尺) = 0.428 英寸/小时
50% 的喷头 3 (2 GPM) = 1 GPM
25% 的喷头 5 (4 GPM) = 1 GPM
25% 的喷头 6 (4 GPM) = 1 GPM
  4 GPM

C 区

最后,C 区保持不变。由于有四个全圆喷头(喷头 5、6、8 和 9),每个喷头将其 4 GPM 输出的 25% 贡献给该区域,因此该区域的总流量为 4 GPM。

C 区平均灌溉强度为:4 GPM x 96.3 ÷ (30 英尺 x 30 英尺) = 0.428 英寸/小时

因此,四个区域每小时将接收相同量的水,并且不同的模式(四分之一圆、半圆和全圆)可以分区在一起。如果喷头被分配到多个区域,则可以根据景观的需要将这些区域设置为运行相同的时间。

如您所见,喷头的喷嘴和分区方式必须能够提供均匀的覆盖范围,这一点非常重要。设计和安装系统时将自动匹配喷灌强度纳入考虑会减少洪水和压力问题,并节约用水。

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