足球場草坪養護是足球場日常管理中的一項重要問題。在足球場草坪建植設計施工之初就要對足球場自動噴灌系統進行設計布置。舉例一個足球場面積為105m×60m(如圖1)。設計初期,可以提出三個噴灌方案。
圖一
方案一是在足球場四周設閥門井,井 內設噴灌甩頭,進行人工噴灌;
方案二是利用市政管網水壓,在草坪內隔一定間距設一個噴頭,隱藏在草坪下,噴灌時打開市政來水管上的控制閥,噴頭開始噴灌,水流噴射半徑可達8~12 m;
方案三是采用自動噴灌技術,增設自動控制系統實現噴灌自動化。
從節水灌溉的角度,方案三為足球場灌溉最為節水,效率最高的灌溉方式。下面介紹下自動噴灌系統的設計及工作流程。
一、自動噴灌流程與運行方式
若利用市政給水管網(壓力為0.4MPa)在足球場周圍設噴頭進行噴灌,射程達不到要求,也難以實現自動控制,因此需設增壓設施,提高水壓,加大射流能力。自動噴灌流程:水泵→控制閥→管路→噴頭,詳見圖2。
從圖中可看出,整個體育場設4個噴頭,分兩組,每 組兩個噴頭。噴灌運行程序是:
水泵啟動,電控閥DF1打開,噴灌到設定時間后自停;DF1關閉,DF2開啟,運行與DF1相同時間自停,循環往復。噴灌結束,可自動停泵或人工停泵。
水泵的控制能實現全自動化,何時開泵,何時停泵事先設定,不受人工控制;同時還設有手動控制。
系統運行時,設一組噴頭噴灌時間為20min,兩組噴灌共需40min,為一個周期,需要用幾個周期噴灌能達到要求,由用戶自定。
二、噴灌系統的設計
1、水量水壓的確定
足球場綠地噴灌澆水需要水量大,水流射程遠,形成水霧均勻密實。從理論上確定水量水壓可用下式
式中:q——噴頭出流量,L/s;
d——噴嘴內徑,mm;
H——噴頭入口處壓力,mH2O;
μ——噴頭流量系數。
射流半徑可用下式進行計算:
① 升弧水平投影長度
③ 射流半徑
R=L1+L2
式中:L1、L2——分別為升弧、降弧的水平投影長度,m;
α——傾斜射流的仰角,度。
但是公式中的d、α、μ值依不同廠家提供的產品而有差異,實際上較難用理論確定流量及水壓值。因此我們要求噴泉設備廠提供水量、水壓參數,并進行試驗。廠家最終提供水量是Q=15 L/s,揚程H=70 m。我們在廠家進行了實測,當噴頭噴嘴內徑為19 mm,仰角45°,在天晴少云,風力3級,水泵額定流量為15 L/s,H=80 m時,噴射流半徑R=40 m。水量充沛,射程遠,水幕下落均勻。以現場測的參數做為選泵依據。
2、水泵房布置
水泵房設在觀眾臺下,面積為7.2 m×3.6 m,內設2臺DL80-4多級清水泵,Q=50.4 m3/h,H=80 m,電機功率22 KW,不設備用泵,2臺泵同時工作。二條水泵出水管,每條出水管負擔二個噴頭,每條出水管上裝一個電磁閥負責管道運行轉換。
水泵房外6 m處設一座50 m3集水池,設一條DN 100補水管與市政給水管網連接,用浮球閥控制進水。同時,在水池中設一個液位控制器,監測水位變化,水位超低時可自行停泵。
3、管網布置
在跑道與排水渠之間,除設有自動噴灌管道之外,還增設有人工澆水管道,其用水來自市政給水管網,此管道上設置了6個SX65-1.0淺層消火栓和6個DN 20短管甩頭,當噴灌系統出現故障時可利用這些設施進行人工噴灌,也可利用這些設施對跑道進行清洗。
自動噴灌管道與人工專用水管道均采用焊接鋼管,做加強級防腐處理。
4、噴頭與噴頭井的布置
噴頭裝在一個桶里,桶直徑500 mm,高350 mm,蓋板可升降,用鑄鋁材料制成,板厚6 mm。噴頭用銅質材料制成,噴頭旋轉角為180°,角度可調,構造見圖3。噴頭桶置于井下,噴頭井1000 mm×1000 mm,深1400 mm。噴頭桶蓋板與跑道平,顏色與跑道相同,表面用塑膠涂成。當管道沖壓時,蓋板升高,噴頭則從井中探出,進行工作,當噴灑結束時,蓋板與噴頭同時回落。若蓋板質量可靠,不影響塑膠跑道外觀。從圖1可看出,足球場長邊靠近足球場草坪設置的是排水渠,排水渠外邊距正規跑道之間間距為1300 mm。因此,我們將噴頭井設在了此區域。足球場長邊兩側居中擺放1個,短邊兩側居中各擺放1個。
三、運行效果
足球場自動噴灌系統在運行過程中,除個別風力較大的天數外,4個噴頭噴水基本覆蓋全場。操作人員按人工開泵、人工停泵方式操作,噴灌一次一般用3個周期。在噴灌期間,并不影響操作人員進行其它的工作。實踐證明,設計所確定的方案與選定的設計參數基本是正確的,運行可靠程度高,操作簡便。
四、注意事項
① 噴頭擺放過于靠近正規跑道,因為升降蓋與井體之間存在約5mm左右縫隙,并且腳踏到蓋板上有移動感覺,給人一種不安全感。足球場短邊的2個噴頭置于足球門之后,噴頭的水柱直擊足球門柱和門網,對水流的噴射產生一定的不利影響。我們認為將噴頭設在排水渠中較為合適,排水渠寬700mm,平均深1000mm,將噴頭安放在排水渠內不影響水渠的過流能力。這樣保證了塑料管道無任何井蓋,也便于對設備的檢修與維護。
② 自噴管道與人工澆地用管道應各自獨立設置。
③ 管材可采用PVC給水塑料管。
④ 現場運行時,噴頭有時停擺,這說明產品質量還不過關,應選擇質量更可靠的產品。(轉載)