劉春秀
齊魯石油化工設計院，山東　淄博　255400

　　摘要：齊魯石化公司體育場采用自動噴灌設計。詳細說明了水量水壓的確定、水泵房布置、管網布置、噴頭與噴頭井的布置，指出了設計中應注意事項，對體育場噴灌設計具有一定的指導意義。
　　關鍵詞：體育場；噴灌；設計
　　中圖分類號：TU998.1
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2000)05-0031-02

　　齊魯石化公司體育場工程總投資1684.68萬元，其中草坪投資61.34萬元，給排水工程費131.02萬元，兩者之和占總投資11.4％。對草坪進行日常養護，保持草坪嫩綠豐茂，合理澆水噴灑至關重要。經調查，國內體育場多是人工澆水，對于現代化體育場來說顯然不太合適，因此，設計上提出采用自動噴灌技術。

1　設計方案

1.1　方案選擇
　　足球場面積為105m×60m（見圖1）。設計初期，我們提出三個噴灌方案。

　　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。
　　經方案比較，設計推薦采用方案三。
1.2　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。

2　噴灌系統設計

2.1　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
　　 　　q=3.48μd²H^0.5·10^-3
　　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。
2.2　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。
2.3　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。
2.4　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。

3　運行效果

　　本套系統已經歷了1個夏天的運行，效果較為理想，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。

4　注意事項

　　通過實際運行，有以下幾點應引起注意：
　　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。

參考文獻?
　　[1]? 陳耀宋，姜文源，等.建筑給水排水設計手冊[M]?北京：中國建筑工業出版社，1992.

作者簡介：
　　劉春秀(1952-)，男，工程師，聯系電話：0533-7534084