1、目 錄第一章 概述第一節 園林草坪噴灌的特點（2）第二節 噴灌系統的組成（3）第二章 噴灌水力學基礎第一節 靜水壓力（4）第二節 動水壓力（5）第三章 園林草坪噴灌設備第一節 噴頭（7）第二節 管材（10）第三節 自動控制設備（12）第四章 園林噴灌系統設計原理第一節 收集資料（17）第二節 灌溉需水量確定（18）第三節 確定水和能源的供應（18）第四節 確定灌溉系統的形式（20）第五節 噴頭選型（20）第六節 布置噴頭（22）第七節 劃分輪灌組（26）第八節 灌溉系統水力學計算（28）第五章 園林草坪噴灌系統施工安裝（32）第六章 草坪的用水管理（34）附錄1 典型園林草坪噴灌設備性能參數附

2、錄2 典型場地噴頭布置第一章 概 述灌溉是彌補自然降水在數量上的不足與時空上的不均、保證適時適量地滿足草坪生長所需水分的重要措施。以往的草坪綠化工程，很多沒有配套完整的灌溉系統，灌水時只能采用大水漫灌或人工灑水。不但造成水的浪費，而且往往由于不能及時灌水、過量灌水或灌水不足，難以控制灌水均勻度，對草坪的正常生長產生不良影響。隨著城鎮建設的不斷發展，城市人口大量集中，工業和生活用水迅速增加，旅游、休閑、運動場及居民小區等各種綠地面積越來越大，城市供水的緊張狀況日益突出。傳統的地面大水漫灌已不能滿足現代草坪灌溉的要求，采用高效的灌水方式勢在必行。現代園林草坪灌溉的方法主要有噴灌和微灌技術，如果我們

3、想使整個面積都得到相同的水量，通常用噴灌，如草坪灌溉。如果我們想讓某一特定區域濕潤而使周圍干燥時，可采用微噴灌或滴灌，如灌木灌溉。滴灌有時也用于草坪地下灌溉。園林草坪噴微灌技術以其節水、節能、省工和灌水質量高等優點，越來越被人們所認識。第一節 園林草坪噴灌的特點園林草坪是為改善環境、增加美感、陶冶性情等目的而栽植的，因此 要求它們最好常年生長皆綠，每年只需剪而不必種植，另外，草坪使土壤滲吸速度降低，要求采用少量頻灌法灌溉，而且為了節約勞力和資金、提高噴灌質量的要求，園林草坪灌溉大多采用自動化控制固定式噴灌系統。要求水質和噴灑質量較為嚴格，特別是對高級觀賞植物和高爾夫球場的草皮，要求噴灌均勻度較

4、高，如有漏噴或噴灑過量。都會造成嚴重損失。草坪噴灌多數在夜間進行，其原因之一是草坪白天噴灌，蒸發損失大。一般夜晚噴灌時能比白天少消耗10以上的水量；原因之二是有些草坪白天不允許噴灑，如高爾夫球場進行比賽、公園娛樂區進行文娛活動等。噴灌系統不能影響草坪的維護作業。草坪需要經常性的修剪、植保、施肥等，這些作業往往由機械完成。因此，需要選擇特殊的設備。 噴灌系統在滿足草坪需水要求的同時，需充分注意景觀和環境效果。精心設計的噴灌系統，通過正確選擇噴頭和進行噴點的布置，不僅能滿足草坪需水，而且在灌水時可以形成水動景觀效果。 第二節 噴灌系統的組成 一個完整的噴灌系統一般由水源、首部樞紐、管網和噴頭等組成

5、。1. 水源：一般多用城市供水系統作為噴灌水源，另外，井泉、湖泊、水庫、河流也可作為水源。在草坪的整個生長季節，水源應有可靠的供水保證。同時，水源水質應滿足灌溉水質標準的要求。2. 首部樞紐：其作用是從水源取水，并對水進行加壓、水質處理、肥料注入和系統控制。一般包括動力設備、水泵、過濾器、施肥器、泄壓閥、逆止閥、水表、壓力表，以及控制設備，如自動灌溉控制器、衡壓變頻控制裝置等。首部設備的多少，可視系統類型、水源條件及用戶要求有所增減。當城市供水系統的壓力滿足不了噴灌工作壓力的要求時，可建專用水泵站或加壓水泵室或專用水塔，有時可在自來水管路上加裝一臺管道泵即可。3. 管網：其作用是將壓力水輸送并

6、分配到所需灌溉的草坪種植區域。由不同管徑的管道組成，如干管、支管、毛管等，通過各種相應的管件、閥門等設備將各級管道連接成完整的管網系統。現代灌溉系統的管網多采用施工方便、水力學性能良好且不會銹蝕的塑料管道，如pvc管、pe管等。同時，應根據需要在管網中安裝必要的安全裝置，如進排氣閥、限壓閥、泄水閥等。4. 噴頭：噴頭用于將水分散成水滴，如同降雨一般比較均勻地噴灑在草坪種植區域。 第二章 噴灌水力學基礎 水力學是研究液體特性（靜止和運動狀態）的一門學科。依據水力學知識設計的管網，可以大大減少灌溉系統的投資和在運行過程中的維護保養費用。通過控制水的流速，可以減少水流在管網系統中的壓力水頭耗損。而不

7、符合水力學特性的設計，會使噴灌系統的灌水質量降低、工程費用偏大和浪費水資源，并有可能使管受力過大,甚至導致管道破裂。因此管網水力學分析對于減少工程造價、提高灌溉效率和灌溉質量等都具有很重要的作用。為了能正確設計噴灌系統，我們首先需要掌握一些有關水的知識。第一節 靜水壓力 1 升水重1 kg，即水的比重為1000 kg/m3。在重力作用下，水總是由高處流向低處，一個重要的概念就是水壓力（也稱水頭），它是指水對單位面積上作用力的大小，其計算公式如下:式中，p水壓力（kpa）；f作用力（n）；a面積（m2）。0.3m0.6m0.1m0.1m圖211 裝有0.3 m和0.6 m高水的柱形容器 這種水壓

8、力是由被測點以上水的重量所產生的。假設有10cm2的面積，該面積上作用力的大小，簡單地說就是它上面的水柱的重量。水柱重量越大，作用力越大，水壓力也就越大。底面積為0.01m2的柱狀容器充0.3米高的水后，容器底部水壓力為：p=w/a=(1000kg/m3*0.3 m) / (0.01 m2)=30000 kg/m2 = 294000 n/ m2 = 294 kpa如果底面積為0.01m2的柱狀容器充0.6米高的水，則容器底部壓力為：p=w/a=(1000kg/m3*0.6 m) / (0.01 m2)=60000 kg/m2 = 588000 n/ m2 = 588 kpa 一個底為0.01

9、m2的容器充入0.3m深的水，不論是柱狀容器還是其它形狀的容器，0.3m深的水對其作用的水壓力都是294kpa，。如果水深加倍的話，容器底部所受的壓力也加倍，即294 * 2 = 588 kpa。因此，水壓力還可用“水頭高度”或簡稱“水頭”來表示。壓力與水頭之間的相互轉換關系為：1m水頭=10kpa，60m水頭高即為600 kpa。靜水壓力是指水不流動的封閉系統中水的壓力。一條充滿水的管子，閥門全部關閉，系統中的壓力即靜水壓力，靜水壓力是一個系統所能獲得的最大的壓力。如圖22所示，水塔水位高度60米，輸水管道埋深1米，地面有起伏，b點地面比a點和c點高0.5米。當輸水管道末端的閘閥關閉，管中充

10、滿水但沒有水流流動時，管道中各個位置的水壓力即為靜水壓力。根據靜水壓力的定義，圖中管道a點、b點和c點的靜水壓力均為61米，而地面a點、b點和c點的靜水壓力分別為60米、59.5米和60米。第二節 動水壓力當閥門打開時，系統中的水就開始運動了，水在管道中流動時，水與管壁由于摩擦而產生壓力損失，另外，連接件、閥門、水表和逆止閥等對水的流動都有阻力，這些阻力也會產生壓力損失，使管道內水壓力減低。動水壓力，即水流流動狀態下管道內的水壓力，磨擦損失和高程變化都會使系統內的動水壓力變化。如圖23所示，將管道末端的閥門打開，管道中的水即成為流動的水，管網中各點的水壓力即為動水壓力，如果由于摩擦損失，水塔至

11、a點、b點和c點的水頭損失分別為0.1m、0.8m和1m，根據動水壓力的定義，管道a點、b點和c點的動水壓力分別為60.9m、60.2m和60m。而地面a點、b點和c點的水壓力分別為59.9m、58.7m和59m。 通過管道系統的水流大小影響摩擦損失的大小，即通過系統的水流越多，流速越大，壓力損失越大。另外管道的大小尺寸也影響壓力損失。壓力損失或水頭損失可以根據經驗公式計算，也可以查表得到，這在后面的章節中我們要講到。水流通過管道的速度快，除摩擦損失大外，大的水流速度還會引起一些其他問題。因此管道中的流速不能過大，根據經驗，噴灌管道中可接受的最大流速為1.5 m/s。流速超過1.5m/s時，其

12、壓力損失會急劇增大。第三章 園林草坪噴灌設備第一節 噴 頭常見的園林噴頭主要有以下幾類：一、 升降式噴頭圖 31 升降固定式噴頭這種噴頭也稱為升縮式噴頭，不噴灌時整個噴頭降到地面以下，而當壓力水充滿管道時，則在壓力作用下升起，高出地面一定高度進行噴灌，高度為幾厘米至幾十厘米不等，對于草皮只要幾厘米就可以了，而灌溉花卉則要升起幾十厘米。常見的有以下幾類。1、 升降固定式噴頭圖32 美國雨鳥maxipaw系列升降搖臂式噴頭噴水部分是固定式噴頭，有的是離心式的、有的是縫隙式的；由于固定式噴頭一般工作壓力僅為80150kpa，這種噴頭一般用自來水不需另外加壓就可正常工作。離心式噴頭一般只能作全圓噴灑，

13、而縫隙式噴頭則可以作扇形噴灑。如雨鳥1800系列即為典型的升降固定式噴頭（圖31）2、升降搖臂式噴頭由一個搖臂式噴頭與外罩兩大部分組成，外形如圖3-2所示。外罩的下部是容納豎管與壓力彈簧的套管，上部是容納搖臂式噴頭的外殼，在噴頭頂部還裝有連在一起的頂蓋和噴頭。當不工作時，由于管內壓力下降，噴頭、豎管及頂蓋在重力與彈簧力的作用下，下降到與地面齊平，并把外殼蓋住。工作時，在管內壓力的作用下，噴頭、豎管及頂蓋升起，噴頭的噴嘴高出地面進行噴灌。根據噴灑范圍的要求，搖臂式噴頭可以作全圓噴灑，也可以作扇形噴灑。由于搖臂式噴頭工作壓力一般為150350kpa，所以這種噴頭不適于直接利用自來水壓力來噴灌。這種

14、的噴頭射程一般比固定式噴頭大，比較適合在面積較大的開闊草坪使用。3、水輪驅動射流式噴頭這種噴頭的噴水部分多為射流式，但其噴嘴可以有若干個，而且都借助于內部的水輪帶動噴嘴旋轉。有的通過齒輪組傳動（圖33），也有的在水輪上裝有可沿徑向滑動伸縮的凸輪。當水輪旋轉時，由于離心力的作用，凸輪伸長并撞擊與噴嘴連在一起的驅動臂，使噴嘴作圓周旋轉。這些齒輪和水輪大多數都是用工程塑料制造的（圖34）。4、 旋球驅動的射流式噴頭利用一個金屬旋球來驅動噴嘴旋轉的噴頭。在噴頭下部有一個斜的進水孔，壓力水進入腔室即形成高速旋轉的水流，這水流沖擊金屬球在腔室上沿作圓周運動，此時金屬球就不斷撞擊與噴嘴連接在一起的凸緣，使噴

15、嘴作緩慢旋轉。二、 反作用式噴頭圖35 反作用式噴頭它是一種射流式噴頭，利用水舌噴出時的反作用力驅動噴管旋轉（圖35）。這種形式在家庭小花園中對噴射的射程要求不高時經常作用。為了美觀，其外形常做成各式各樣的，而且使其水舌噴出時形成各種各樣的造型。為了便于在草地上拖動，這種噴頭下常裝有滑橇或小輪子。三、 孔管式噴頭圖36 孔管式噴頭用于園林噴灌的孔管式噴頭多為小型移動式的，圖36所示的即為其中一種。這是一種單列孔管，但是它將孔管做成弧形以擴大沿管軸線的噴灑范圍，并由水輪驅動，使孔管繞軸線擺動。這樣的噴頭可以濕潤一個1014m20m的矩形面積，工作壓力僅100200kpa，可直接利用自來水壓力噴灌

16、，很適合于庭院小草坪的灌溉，而且噴射水舌有似孔雀開屏，較為美觀。圖37 可調射程搖臂式噴頭四、 可控制射程的搖臂式噴頭由于園林噴灌多在人們活動較多的地方進行，因此常要求噴灌濕潤范圍有嚴格的邊界。在一個系統里，一般用相同的噴頭，這樣，就很不容易精確地組合成某一特定的形狀；況且系統工作壓力不可能非常穩定，射程隨著工作壓力而變化，有可能噴射到灌溉范圍以外的道路、亭臺上去。因此有時在搖臂式噴頭的噴嘴上方加一塊可以調節角度的控制射程的板，通過調節其角度來調節噴頭的射程（圖37）。另外，搖臂式噴頭的搖臂撞擊噴管時，從搖臂前端導流器上濺出來的水流是與噴嘴噴出的水舌垂直的，這在扇形噴灌時就有可能噴到我們所不希

17、望打濕的地方去。因此，也有的在導流器上再加上一節導流管，使得這一束水流噴射的方向改變，從而與噴嘴的主水舌相一致。這樣就有可能嚴格控制扇形噴灌的濕潤范圍。草坪噴頭還可按射程分類，有小射程噴頭、中等射程噴頭和大射程噴頭；按調節方式分，有無工具調節和有工具調節噴頭等。1. 小射程噴頭一般為固定式散射式噴頭，如美國雨鳥1800系列、uni-spray系列；美國尼爾森6300系列。這些噴頭可選配各種噴灑形式和可調角度的噴嘴，噴灌強度較大。不但適用于小塊草坪，也可用于灌木、綠籬的灌水和洗塵。這類噴頭的噴嘴大多為“匹配灌溉強度噴嘴”，即無論全圓噴灑，還是半圓或90度及其他角度，其灌溉強度基本相同。這種特性對

18、保證系統的噴灑均勻度極為有利。 2. 中等射程噴頭多為旋轉式噴頭，如雨鳥t-bird系列齒輪驅動無工具調節噴頭、r-50球驅動無工具調節噴頭、maxi-paw搖臂式無工具調節噴頭、5004齒輪驅動有工具頂部調節噴頭；美國尼爾森5500系列、6000系列、6700系列。這些噴頭適用于中型面積綠地的灌溉。3. 大射程噴頭如雨鳥falcon和talon系列；美國尼爾森6500系列、7000系列和7500系列。除用于大面積草坪灌溉外，特別適合于運動場草坪灌溉系統和高爾夫球場草坪灌溉。高爾夫球場與一般公共草坪相比具有本身的特殊性，因此，高爾夫球場草坪噴頭獨成體系，如雨鳥eagle系列和impact-d系

19、列噴頭，即專為高爾夫球場草坪噴灌而設計。 在各種射程的噴頭中，均可選擇“止溢型”噴頭。帶止溢功能的噴頭一般安裝在地形起伏較大的草坪噴灌系統中的地形較低的部位，可有效防止當灌水停止時管道中的水從低位噴頭溢出，影響噴頭周圍草坪的正常生長。第二節 管 材噴灌常用的塑料管有硬聚氯乙烯管、聚乙烯管等。它們的承壓力隨管壁厚度和管徑不同而異，一般為0.40.6mpa。硬塑料管的優點是：耐腐蝕，使用壽命長，一般可用20年以上；重量小，搬運容易；內壁光滑、水力性能好，過水能力穩定；有一定的韌性，能適應較小的不均勻沉陷。缺點是：材質受溫度影響大，高溫發生變形，低溫變脆；受光、熱老化后，強度逐漸降低，工作壓力不穩定

20、；膨脹系數大等。硬聚氯乙烯（pvc）管的規格和技術性能指標見表31。聚乙烯（pe）管有高密度聚乙烯管和低密度聚乙烯管。前者為低硬度管，后者為高硬度管。輕工業部標準sg8075規定，低密度聚乙烯管在常溫條件下使用壓力為0.4mpa，而地埋噴灌固定管的內水壓力常常達到0.6mpa級或1mpa級。在選用時要予以注意。聚乙烯管的規格和技術性能標準見表32。表31 硬聚氯乙烯管的規格及尺寸公差外 徑（mm）外徑公差（mm）輕 型重 型壁厚及公差（mm）近似重量（kg/m）壁厚及公差（mm）近似重量（kg/m）320.31.5+0.40.222.5+0.50.35400.42.0+0.40.363.0+0

21、.60.52500.42.0+0.40.453.5+0.60.77630.52.5+0.50.714.0+0.81.11750.52.5+0.50.854.0+0.81.34900.73.0+0.61.234.5+0.91.811100.83.5+0.71.755.5+1.12.711251.04.0+0.8+2.296.0+1.13.551401.04.5+0.92.887.0+1.24.381601.25.0+1.03.658.0+1.45.721801.45.5+1.14.529.0+1.67.262001.56.0+1.15.4810.0+1.78.952251.87.0+1.27.2

22、02501.87.5+1.38.562802.08.5+1.510.883152.59.5+1.613.68 表 32 聚乙烯管的規格及尺寸公差外 徑（mm）外徑公差（mm）壁厚及以公差（mm）近似重量（kg/m）320.52.5+0.50.213400.53.0+0.60.321500.54.0+0.80.532630.85.0+0.80.838750.86.0+0.9第三節 自動控制設備一、自動化灌溉系統的分類1、 全自動化灌溉系統全自動化灌溉系統不需要人直接參與，通過預先編制好的控制程序和根據反映作物需水的某些參量可以長時間地自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉。人的作用只是調整控

23、制程序和檢修控制設備。這種系統中，除灌水器（噴頭、滴頭等）、管道、管件及水泵、電機外，還有中央控制器、自動閥、傳感器（土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器和雨量傳感器等）及電線等。2、 半自動化灌溉系統半自動化灌溉系統中在田間沒有安裝傳感器，灌水時間、灌水量和灌溉周期等均是根據預先編制的程序，而不是根據作物和土壤水分及氣象狀況的反饋信息來控制的。這類系統的自動化程度很不一樣，如有的泵站實行自動控制，有的泵站采用手動控制；有的沒有中央控制器，而只是在各支管上安裝了一些順序轉換閥或體積閥等。二 自動化灌溉系統中的典型部件1、 控制器圖38 控制器中央控制器被看作為自動化灌溉系統的大腦

24、。控制器根據灌溉管理人員輸入的灌溉程序（灌水開始時間、延續時間、灌水周期等）向電磁閥發出電信號，開啟及關閉灌溉系統。控制器可分機電式及混合路式、交流式及直流式。控制器的容量可大可小，最小的控制器可控制一個電磁閥，最大的可控制數百個電磁閥。控制器額定輸入電壓有220v或110v兩種，額定輸出電壓為24v。實際輸出電壓通常在2628v。一臺控制器可控制若干個輪灌區，一個輪灌區定義為一個站。一般生產廠家提供多種站式控制器以供選擇。以雨鳥公司生產的espmc控制器為例（圖38），有8、12、16、24、32、40等站式。一個站可控制23個電磁閥，一臺espmc控制器最多可控制120個電磁閥。自動控制器

25、工作之前，必須輸入時間程序。程序輸入有多種方式，雨鳥公司生產的esp系列控制器通過面板上的鍵輸入程序。摩托羅拉生產的irrinet及雨鳥公司生產的直流控制器linik則通過一個獨立的程序編輯器輸入。較好的控制器通常可設置數套程序以滿足系統內不同作物或不同灌水方法（噴、滴灌等）下的灌水要求。控制器內設有公共線（又稱“零線”）接線端子及控制線（又稱“火線”）接線端子。此外，有的控制器內還設有傳感器接口。好的控制器具備多種功能，如：（1）循環入滲功能。將一次灌水時間等分成若干段，每段時間之間可自由設定間隔時間。此功能可滿足生產上多種要求，如：土壤入滲率低時，要求將日需水量分若干次灌入，以免引起徑流。

26、將一次灌水分成若干段后，還可滿足育苗時灌水頻繁、次灌水量少的要求。（2）降雨延遲功能。此功能可在露天灌溉系統降雨后對原設定程序起干涉作用。雨量傳感器在降雨時終止控制器工作，再延遲一定時間使程序恢復工作。（3）手動灌溉控制功能。一般控制器均有此種功能，以便在控制器設定灌水時間以外，手工啟動或關閉系統。隨著技術的發展，控制器的功能將越來越多，以便使灌溉管理越來越靈活，最大限度地滿足生產要求。但是，功能越多，往往價格越高，維修越困難。選定控制器時應依具體要求選擇。2、 自動閥自動閥種類很多，按其操作的方式分為水動閥、電磁閥等；按其功能又可分為開閉閥、截止閥、逆止閥、體積閥、順序動作閥等。下面僅以最為

27、常用的電磁閥來說明其工作原理。電磁閥一般為隔膜閥，如圖39所示。電磁閥腔內由一個特制的橡膠隔膜隔開。隔膜在水壓作用下上升，將閥門打開。隔膜在水壓作用下落回隔膜座時，關閉閥門。電磁閥內橡膠隔膜的上部與水接觸的面積大，下部與水接觸的面積小。如果隔膜上下的壓強（單位面積上的水壓力）相等時，由于隔膜上面接觸水面的面積大于下面，導致放加在隔膜上部的水壓力大于隔膜下面的水壓力，隔膜被壓回隔膜座，關閉閥門。相反，如果隔膜下面隨的壓力大于隔膜上面的壓力時，閥門開啟。閥門上游到隔膜上腔之間有一個過水小孔，使進入上游的水流入上腔，調節隔膜上、下游水壓力。隔膜上腔水可通過上腔與電磁頭下的小孔流入下游。這樣，從閥門上

28、游到下游之間有一個細小的過水通道，如圖310，此通道開與關，由電磁頭上的金屬塞控制。金屬塞落下由通道關閉，上升由開啟。此通道如打開，上游的水流向下游（微小流量），導致隔膜上腔壓力小于隔膜下腔壓力，閥門打開。相反，如果此通道關閉，隔膜上腔的水壓會在短時間內與閥上游水壓力相等，從而使膜上壓力大于膜下壓力，關閉閥門。圖310 電磁閥結構示意圖1電磁頭； 2流量調節手柄；外排氣螺絲； 4電磁閥上腔； 5橡皮隔膜； 6導流孔從上述閥門開、關的過程可以看出，電磁閥上電磁頭的作用僅在于驅使金屬塞上下運動，堵塞或開通閥門上游與下游之間的通道。而驅使閥門開、關的真正動力為水壓。因此，當系統中流量及水壓不足時，電

29、磁閥是無法正常工作的。電磁頭上的金屬塞靠電磁力提升，靠塞上的彈簧壓下。隔膜閥分常開及常閉兩種，一般為常閉閥。3、 電線確定采用什么樣的控制器及電磁閥后，應選擇采用什么樣的電線。控制器發出的額定電壓值為24v。如果線路太長（有的灌區最遠端電磁閥距控制器可能達1km多），線選的不夠粗的話，會使沿程電壓損失太大，達不到開啟電磁閥要求的最小電壓值，系統無法正常工作。因此選擇合適的電線是非常重要的。電線選擇步驟如下。（1）確定允許的電壓損失值。所謂允許電壓損失即指控制器輸出電壓與電磁閥最小工作電壓之差。如無廠家確切數據，通常可估算為3v。（2）計算允許最大電阻值。計算公式為式中：r為允許最大電阻值，；u

30、0為允許電壓損失值，v；i為電磁閥啟動電流。（3）根據實際線路，計算出單位長度上（如每100m）允許的電阻值。（4）與市場上銷售的電線的單位長度上電阻值相比，確定適宜的電線型號。原則是選定電線的電阻值應當小于計算的單位長度允許電阻值。三、自動控制系統的線路連接 每個電磁閥有兩條線，其中任何一條均可作為控制線（又稱“火線”），另一條可作為公共線（又稱“零線”）。每一條控制線單獨接入控制器相應站的接線端子上。全系統只有一條公共線，將其接入公共端子上即可（圖311）。第四章 園林草坪噴灌系統設計原理第一節：收集資料收集現場資料是設計過程中非常重要的一步。完整和準確的田間信息資料對于噴灌系統的正確設計

31、是很有必要的。如果沒有田間現場的準確資料，就不可能有準確的灌溉系統設計。1. 園林的布局應有標有尺寸或有比例的平面圖，比例尺最好為1/1001/200。圖上應標有草地邊界、建筑物（包括窗戶和門的位置）、灌木、喬木、樹籬、花壇、小路、電線桿、圍墻等的形狀、高度與位置及其他的地貌特征。在有斜坡面的時候，要注明坡度，同時，不允許噴灑的地方（如對著草坪的窗戶等）也應在圖中做出標注。總之，圖上應標出所有可能對灌溉系統造成影響的因素，以及可能會因灌溉水灑在上面而受到影響的東西。如果沒有現成的圖就要自己實地測量繪制。 中國最龐大的資料庫下載2. 了解植物的種類和特性 不同的花卉對水分的需求是明顯不同的，應對

32、植物的耗水特性有所了解，按對水分的不同需要量進行噴灌。3. 土壤種類 主要了解土壤對水的滲吸速度和保水能力，應了解土壤容重和質地、田間持水量等。，4. 氣象資料 包括氣溫、降雨、風速風向、空氣濕度等，用于確定用水高峰期的需水量和噴頭組合形式。5. 水源與能源包括可能使用的水源的類型（自來水、河流、井水、池塘等）和園林的相對位置，對于自來水系統則要了解靠得最近的管道的管徑和壓力及市政部門一天中對用水有時間的限制。如果以井為水源就要確定井的出水量、原配水泵的功率、揚程和型號、動水位和電源位置6. 資金與技術要求這將決定我們選用什么類型的噴灌系統，按照多高的標準來設計，技術要求包括園林草坪使用的情況

33、，何時使用，何時可以進行灌溉等。第二節 灌溉需水量的確定 作物需水量指園林草坪植物的株間蒸發和植株蒸騰之和。株間蒸發是指通過土壤和土壤表面的水分蒸發；植株蒸騰是指作物從土壤中吸收的水分。兩者之和稱為騰發量。 影響需水量的因素有氣象條件（溫度、濕度、輻射及風速等）、土壤性質及其含水狀況、植物種類及生育階段等。由于上述這些影響因素錯綜復雜，確定灌溉需水量最可靠的辦法是進行實際觀測。但往往在規劃設計階段缺乏實測資料，這時就需要根據影響需水量的因素進行估算。估算灌溉需水量的方法很多，可通過公式進行計算，或參照表41的經驗數據選取： 灌溉系統的設計，應滿足草坪需水高峰期的日需水量，即按最不利的條件設計，

34、選取特定氣象條件下的最高日需水量，以使系統有足夠的供水能力。我們將在后面的設計過程中討論噴灌強度。選擇適合灌溉需水量的噴頭是設計者應考慮的關鍵因素。表41 氣象條件與作物需水量氣象條件濕冷干冷濕暖干暖濕熱干熱日需水量（mm）2.5-3.83.8-5.03.8-5.05.0-6.45.0-7.67.6-11.4 表中，“冷”指仲夏最高氣溫低于21攝氏度；“暖” 指仲夏最高氣溫在21至32攝氏度之間；“熱” 指仲夏最高氣溫高于32攝氏度；“濕”指仲夏平均相對濕度大于50%；“干” 指仲夏平均相對濕度低于50%。第三節：確定水和能源的供應水源可以是河水、塘水和湖水等，但園林灌溉較多是以民用給水系統（

35、即自來水）作為灌溉水源。如果水源為自來水，需要確定兩個重要信息，第一個是供水管網可以提供多大的流量，第二個是供水管網可以提供多大的工作壓力。為此，需要收集現場資料，包括：靜水壓力，水表尺寸，供水管尺寸、長度和材質。靜水壓力可以通過壓力表來測定。夏季白天（或最不利條件）供水管網與噴灌系統連接處的靜水壓力一般為最低靜水壓力。水表的尺寸是決定供水管網可以向噴灌系統提供多大流量的一個重要因素。一、計算供水管網可以向噴灌系統提供的最大流量我們可以用3個規則來確定灌溉系統可用的水的流量。每個規則得出的流量結果用l/min來表示。選擇最小的流量作為系統可用的最大流量。規則一：水表的水頭損失不能超過規定的最小

36、靜水壓力的10%。這個規則用來防止灌溉系統發生太大的水頭損失。查閱水表水頭損失圖表可以確定這個流量。規則二：最大流量不能超過水表最大刻度的75%。這個規則是為了保護水表不受破壞。如果設計流量過大，水表慢慢會不準，最后會失效。規則三：水流通過管道的速度不能超過1.5-2.3 m/s。如果供水管道為塑料管，采用1.5m/s的速度，金屬管可以采用較大值用這三個規則來計算系統流量，最后選擇最小的流量作為供水管網可以向噴灌系統提供的最大流量。二、計算供水管網可以向噴灌系統提供的壓力為了確定工作壓力，需要計算從水源到與灌溉主管道連接點的所有組件的水頭損失，并考慮地形高差。水頭損失的計算將在后面章節中講述。

37、如果計算得到的壓力不能滿足噴灌系統的壓力要求，就要考慮加設水泵來加壓，水泵可以由電動機帶動或內燃機帶動，這要由當地條件來確定。由于園林草坪噴灌周圍環境應不受污染，而內燃機運行時噪聲較大，所以如電力供應有保障則多用電動機。如果采用離心泵，為了保護水泵機組，往往需要建立一個泵房，但是有時環境所不允許的，此時建議選用管道泵，這種泵噪音低、結構緊湊、直接安裝在管道上，可以充分利用自來水的壓力，而且可以不建泵房，只要做一個金屬柜加以保護即可。第四節 確定灌溉系統的形式 園林草坪噴灌系統一般設計標準較高，灌水比較頻繁，而且管理人員少，所以大多采用固定式噴灌系統，并且每一個噴點都裝有升降式固定噴頭，并經常全

38、部埋在地下。另外，由于許多草坪在白天要使用，例如高爾夫球場和足球場白天有賽事，公園草坪白天要向游人開放，因此只好在夜晚噴灌，這樣固定式較為方便，而且最好能裝有自動控制系統，以降低管理人員的勞動強度。只有在南方濕潤地區每年灌水次數不多，而且使用不很頻繁的園林，如校園的邊遠地段、住宅和辦公樓周圍草地等，或資金困難時，可以考慮選用半固定式或自動化程度較高的移動機組與設備。第五節 噴頭選型噴頭種類很多，每種噴頭都有自己特有的使用范圍，選擇噴頭時，應考慮以下一些因素： 用戶對噴頭形式的要求 灌區大小和地形 植物類型 現有水壓和流量 當地環境條件（風、溫度和降雨量） 土壤類型和入滲率 噴頭的一致性 灌區大

39、小和地形、灌溉植物的種類影響噴頭的選擇，例如，草坪、灌木、樹林可能需要不同類型的噴頭。在“水力學基礎”中我們已經知道，水壓和流量是設計者首先要考慮的因素。每一種噴頭都有其自己的工作壓力，如果不增加水泵，而直接使用自來水管網的水壓，所選擇的噴頭應滿足現場可提供水壓力和流量要求。特殊氣候條件的地區需要特殊的噴頭，例如，有風地區需要低角度噴頭，使水流緊貼地面以防被風吹走，炎熱干旱地區需要大流量的噴頭。在“收集資料”中，我們已經談到，噴灌強度不能大于土壤入滲率，低灌溉強度的噴頭在坡地噴灌中常用，這樣可以減少地表徑流和水土流失。在布置支管或把噴頭按不同的控制閥分組時，最重要的原則是盡可能不要在同一閥所控

40、制的管路上把不同類型的噴頭混在一起使用，即灌水強度不同的噴頭應該分開布置在不同的控制閥管路上。如果灌水強度不同的噴頭放在一起，用戶或系統維護人員就可能對某一個小區過量灌溉，才能使另一小區的灌水量合適。1 固定式噴頭一般用于四周有障礙物和有阻擋旋轉噴頭工作的濃密樹叢的情形，當植物混合種植和需要不同的灌水量時，也需要采用固定式噴頭。 固定式噴頭工作時噴出的水流或是一束，或是多束，或是呈扇形（以固定的模式）。最常見的形式是全圓型、3/4圓弧型、2/3圓弧型、半圓型、1/3圓弧型和1/4圓弧型。除弧度噴灑外，還有一些特殊形式的噴灑方式，如帶狀。另外，還有噴灑角可調節的噴嘴（van），即用于特殊形狀的小

41、區。其噴灑角度的調節范圍一般為0到360度。固定式噴頭的工作壓力較低，大約在100200 kpa之間，工作半徑一般為1.57m，所以它們一般用在灌溉小塊草坪和水源水壓較低的情況。扇形噴灑的噴頭的噴灌強度達25100 mm/h，不宜用在在細質土壤或坡地上，這種情況采用8-38mm/h灌水強度的多束固定式噴頭較為合適。 道路邊的灌木叢可以用彈出高度為15cm和30cm地埋式固定噴頭。灌溉結束后，噴頭降到地面以下，可減少對它惡意破壞的可能性，并增加行人的安全。2 旋轉式噴頭地埋式旋轉噴頭一般用于灌溉草坪。一般來說，每個旋轉式噴頭都有一個或兩個噴嘴，其噴灑角度一般從20度到240度可調，許多還可以作全

42、圓噴灑。與固定式噴頭比較，旋轉式噴頭一般工作壓力較高，絕大多數噴頭的工作壓力在150700 kpa。這種噴頭的射程范圍比固定式噴頭大的多，小的大約為6m，大的可大于30m。這種噴頭的流量也較大，一般為90450 l/min。盡管流量很大，但與固定式噴頭比較，旋轉式噴頭的灌水強度要小，因為它的噴灑面積較大，其噴灌強度一般為6-50 mm/h，因此旋轉式噴頭適合于坡地灌溉、細質土壤以及其它低入滲率的土壤。在進行大面積噴灌時，選用大射程旋轉式噴頭是比較經濟的。各種噴頭的工作壓力、射程、噴灌強度可從制造廠家獲得第六節 布置噴頭噴灌系統中噴頭的布置包括噴頭的組合形式、噴頭沿支管上的間距及支管間距等。噴頭

43、布置的合理與否，直接關系到整個系統的灌水質量。1 噴頭的水力性能圖41 噴頭水量分布特性的測定圖4-2 單個噴頭土壤中的水分分布水量少水量多在討論噴頭間距布置之前，我們先了解一下單個噴頭的水量分布，將噴頭置于一個固定的點上，沿著濕潤面積的半徑等間距地放上盛水容器（圖41），噴灑一定時間完后，測量每個容器中水的深度，即可繪出水量分布圖。 噴頭的水量分布圖可從制造廠家獲得，該圖反映了噴頭的水量分布特性，是表征一個噴頭好與壞的重要指標。 單個噴頭的水量分布如圖42，從噴頭處向兩邊象一個30度的斜坡，即象一個楔形。對于全圓噴頭，其圖形象一個錐體，噴頭在中間，向四周傾斜的斜坡，隨著距噴頭距離的增大，盛水

44、容器中得到的水量越來越少。最后，在噴灌半徑的最遠段的容器，由于距噴頭比較遠，幾乎沒有收集到水。圖43 噴頭射程的60%的位置半徑的60在噴灌半徑5060%的范圍內，即使各噴頭水量不重疊，灌水量也能充分滿足植株生長。而在60%以外，即噴頭射程的后40%部分，隨著距離的增大，水量越來越小，便不能滿足植物的生長需要（圖43），需要用相鄰的噴頭重疊噴灌的方法來增加灌水量，提高灌水均勻度。圖44 噴頭間距為噴灑直徑的60半徑的60半徑的60直徑的60所以建議相鄰噴頭的最大間距是各自噴灑半徑的60%之和（圖44）。在土壤質地粗糙、風速大、低濕度、高溫等情況下，建議噴頭間距要更小一些。在草坪灌溉中，噴灌頭間

45、距常選用噴射直徑的50%。當有風時，可以用更小一些的間距如40%。當噴頭間距過大時，草坪上會有灌溉不到的干地。這些灌溉不到的地方草坪會出現缺水的癥狀，枝葉暗綠或枯死。2 噴頭布置方式有三種主要的噴頭布置方式：水量偏少圖45 正方形布置時的水量偏少區域1) 正方形： 這種方式中相鄰四個噴頭組成的四條邊距離相等，用于灌溉正方形的區域或有90度角的區域。盡管該方式有時均勻度欠佳，但四周有圍欄的地區常使用這種方式。正方形布置方式灌水覆蓋度較差，其原因是因為對角線上兩個噴頭間距比邊線上的要長。當邊線上兩個噴頭間距為噴頭的射程時（即50%法），對角線上兩個噴頭間距則為射程的70%，使得正方形中心噴水量偏少

46、（圖45）。在風速小和沒風的情況下可以使用55%的間距，有風時建議用更小的間距，這取決于風的大小，下面給出風速和最大間距的對照表：灌溉地點的風速（km/h） 使用的最大間距（%直徑） 0 5 55 610 50 1120 45圖46 三角形布置方式2) 三角形：該模式常用于邊界不規則的地區。正三角形布置是指三個相鄰噴頭之間間距相等。與正方形布置方式相比，三角形布置不存在象正方形布置中的水量偏少地帶。因此工程設計多數使用三角形布置（圖46）。 s代表噴頭間距, l代表支管間距。在一個正三角形布置時，l是s的0.866倍。例如噴頭間距為24m, 支管間距則為20.8m。可以看出，這種模式沒有正方形

47、模式中對角線間距比邊線間距大的問題。由于這個原因, 在有風的情況下, 允許噴頭之間有更大的間距（如下表）: 灌溉地點的風速(km/h) 最大間距(直徑的%) 05 60 611 55 1120 503) 矩形: 矩形布置方式具有抗風的優點, 并且適合灌溉有直線邊界和角落的地區。其噴頭和支管間距如下表： 灌溉地點風速(km/h) 最大間距(直徑的%) 05 l=60, s=50 611 l=60, s=45 1120 l=60, s=40圖48 曲線邊界噴頭布置方式圖47 交錯型間距布置方式為適應特殊的工程條件，同一地域可以用上述各種不同模式的組合，例如,如果一塊較大草坪既有草坪又有樹和灌木叢,

48、 就需交錯使用不同的模式。遇到樹或灌木叢我們可以交錯使用正方形或矩形、平行四邊形或三角形模式，繞過或穿過障礙物后, 其它地方仍可以使用原來的噴頭間距模式（圖47）。對于曲線邊界, 可采用從正方形或矩形模式變到平行四邊形或三角形模式布置噴頭（如圖48），還可以再變到原來的布置模式。這樣既灌溉整個區域，同時避免在曲線邊界以內噴頭過于集中和灌溉區域超出邊界。3 噴灌強度 噴灌強度是指單位時間內噴灑在地面上的水深。我們一般考慮的是組合噴灌強度，因為灌溉系統基本上都是由多個噴頭組合起來同時工作。噴頭組合噴灌強度的計算公式為：組合（mm/h）=1000q/a式中：q為單噴頭的流量（m3/h）；a為單噴頭的

49、有效控制面積（m2）。對于噴灌強度的要求是，水落到地面后能立即滲入土壤而不出現積水和地面徑流，即要求噴頭的組合噴灌強度（組合）應小于等于土壤的水入滲率。各類土壤的允許噴灌強度（允許）的參考值見表42：表42 各類土壤的允許噴灌強度（mm/h）土壤類別砂土壤砂土砂壤土壤土粘土允許噴灌強度201512108 另外，土壤的允許噴灌強度隨著地形坡度的增加而顯著減小。如坡度大于12%時，土壤的允許噴灌強度將降低50%以上。因此，對于地形起伏的工程，在噴頭選型時需格外注意。 在地塊的邊角區域，因噴頭往往是半圓或90度而不是全圓噴灑，若選配的噴嘴與地塊中間全圓噴灑的噴頭相同，則該區域內的噴灌強度勢必大大超過

50、地塊中間。所以，為保證系統良好的噴灑均勻度，一般安裝在邊角的噴頭須配置比地塊中間的噴頭小2-3個級別的噴嘴。第六節 劃分輪灌組 灌溉系統的工作制度通有續灌和輪灌兩種。續灌是對系統內的全部管道同時供水，即整個灌溉系統作為一個輪灌區同時灌水。其優點是灌水及時，運行時間短，便于其他管理操作的安排；缺點是干管流量大，工程投資高，設備利用率低，控制面積小。因此，續灌的方式只用于草坪單一且面積較小的情況。 對于絕大多數灌溉系統，為減少工程投資，提高設備利用率，擴大灌溉面積，一般均采用輪灌的工作制度，即將支管劃分為若干組，每組包括一個或多個閥門，灌水時通過干管向各組輪流供水。1. 輪灌組劃分的原則 1.1

51、輪灌組的數目應滿足草坪需水要求，同時使控制灌溉面積與水源的可供水量相協調；1.2 對于水泵供水且首部無衡壓裝置的系統，每個輪灌組的總流量盡可能一致或相近，以使水泵運行穩定，提高動力機和水泵的效率，降低能耗；1.3 同一輪灌組中，選用一種型號或性能相似的噴頭，同時種植的草坪品種一致或對灌水的要求相近；1.4 為便于運行操作和管理，通常一個輪灌組所控制的范圍最好連片集中。但自動灌溉控制系統不受此限制，而往往將同一輪灌組中的閥門分散布置，以最大限度地分散干管中的流量，減小管徑，降低造價。2、輪灌組數目的確定 輪灌組的數目，取決于每天允許運行時間、灌水周期和一次灌水延續時間。對于固定式灌溉系統，其輪灌

52、組數目可根據下式確定：n式中：n - 系統允許劃分輪灌組的最大數目，取整數。c - 一天運行的小時數，一般不超過20小時。草坪噴灌系統中，一天的可運行時間往往受到多種因素限制。如公共開放綠地在有人為活動時、運動場草坪在比賽時均不能灌水；草坪為控制病害，對于灌水時間也有特殊要求。t - 灌水周期，即兩次灌水之間的間隔時間（天）。由于草坪的根系層淺，根層土壤持水能力有限，因此用水高峰期時灌水周期多以一天計。但灌水過于頻繁會使草坪發病率高，抗踐踏性差，生長不夠健壯，所以也有時人為延長灌水周期。t - 一次灌水延續時間（小時）。取決于工程所在地氣候條件和系統的組合灌水強度以及灌水周期。假如灌水周期為一

53、天，那么每一輪灌組的一次灌水延續時間只要滿足草坪當天的需水即可。3、輪灌組閥門的選擇及其安裝位置3.1 輪灌組閥門即支管的控制閥的規格通常與支管的公稱管徑相同。在某些特殊情況下，閥門的尺寸可能小于或大于支管管徑，但相差不應超過一級管徑的范圍。閥門的選擇還受到閥門本身過流能力和壓力損失的限制，特別是自動控制灌溉系統中的電磁閥，在選用時一定要考慮其技術性能。3.2 閥門應設置在便于操作、維修的位置，特別是手動操作噴灌系統，最好將閥門安裝在噴頭的噴灑范圍之外，使操作人員不會在工作時被淋濕。3.3 閥門及其閥門井（箱）的位置不能影響正常的交通、人為活動及園林景觀。例如，在足球場草坪灌溉工程中，閥門不應

54、安裝在場地內部。3.4 在可能的情況下，閥門最好位于所控制的一組噴頭的中心部位，以利于平衡支管流量與壓力，減小支管管徑。第七節 灌溉系統的水力計算 在完成噴頭選型、布置和輪灌區劃分之后，即可計算各級管道的流量和進行水力計算。某一支管流量為該支管上同時工作的噴頭流量之和，干管流量為系統中同時工作的噴頭流量之和。流量確定后，即可選擇管徑并計算管道和系統的水頭損失。水力計算的主要任務就是通過計算管道的水頭損失，確定各級管道的直徑。1. 管道水頭損失的計算方法 水在管道內流動會產生機械能的損耗，即水頭損失。水頭損失可分為沿程摩阻力損失和局部阻力損失兩種類型。沿程水頭損失為水流過一定管道距離后由于水分子的內部摩檫而引起的損失；局部水頭損失為水流經過各種管件、閥門等設備時因流態的變化而產生的損失。沿程水頭損失與局部水頭損失之和即為管道的總水頭損失。1.1 沿程水頭損失的計算 對于硬質塑料管道（pvc），目前常用的計算公式如下：式中：h