園林草坪灌溉設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1、園林草坪灌溉設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 簡(jiǎn)介： 灌溉是彌補(bǔ)自然降水在數(shù)量上的不足與時(shí)空上的不均、保證適時(shí)適量地滿足草坪生長(zhǎng)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(tǒng)，灌水時(shí)只能采用大水漫灌或人工灑水。不但造成水的浪費(fèi)，而且往往由于不能及時(shí)灌水、過量灌水或灌水不足，難以控制灌水均勻度，對(duì)草坪的正常生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響第一章 概述灌溉是彌補(bǔ)自然降水在數(shù)量上的不足與時(shí)空上的不均、保證適時(shí)適量地滿足草坪生長(zhǎng)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(tǒng)，灌水時(shí)只能采用大水漫灌或人工灑水。不但造成水的浪費(fèi)，而且往往由于不能及時(shí)灌水、過量灌水或灌水不足，難以控制灌水均勻度，對(duì)草坪的正

2、常生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響。隨著城鎮(zhèn)建設(shè)的不斷發(fā)展，城市人口大量集中，工業(yè)和生活用水迅速增加，旅游、休閑、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)及居民小區(qū)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(tǒng)的地面大水漫灌已不能滿足現(xiàn)代草坪灌溉的要求，采用高效的灌水方式勢(shì)在必行?，F(xiàn)代園林草坪灌溉的方法主要有噴灌和微灌技術(shù)，如果我們想使整個(gè)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(qū)域濕潤(rùn)而使周圍干燥時(shí)，可采用微噴灌或滴灌，如灌木灌溉。滴灌有時(shí)也用于草坪地下灌溉。園林草坪噴微灌技術(shù)以其節(jié)水、節(jié)能、省工和灌水質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，越來越被人們所認(rèn)識(shí)。第一節(jié) 園林草坪噴灌的特點(diǎn)園林草坪是為改善環(huán)境、增加美感、陶冶性情等目

3、的而栽植的，因此 要求它們最好常年生長(zhǎng)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(jié)約勞力和資金、提高噴灌質(zhì)量的要求，園林草坪灌溉大多采用自動(dòng)化控制固定式噴灌系統(tǒng)。要求水質(zhì)和噴灑質(zhì)量較為嚴(yán)格，特別是對(duì)高級(jí)觀賞植物和高爾夫球場(chǎng)的草皮，要求噴灌均勻度較高，如有漏噴或噴灑過量。都會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p失。草坪噴灌多數(shù)在夜間進(jìn)行，其原因之一是草坪白天噴灌，蒸發(fā)損失大。一般夜晚噴灌時(shí)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(chǎng)進(jìn)行比賽、公園娛樂區(qū)進(jìn)行文娛活動(dòng)等。噴灌系統(tǒng)不能影響草坪的維護(hù)作業(yè)。草坪需要經(jīng)常性的修剪、植保、施肥等，這些作業(yè)

4、往往由機(jī)械完成。因此，需要選擇特殊的設(shè)備。噴灌系統(tǒng)在滿足草坪需水要求的同時(shí)，需充分注意景觀和環(huán)境效果。精心設(shè)計(jì)的噴灌系統(tǒng)，通過正確選擇噴頭和進(jìn)行噴點(diǎn)的布置，不僅能滿足草坪需水，而且在灌水時(shí)可以形成水動(dòng)景觀效果。第二節(jié)噴灌系統(tǒng)的組成一個(gè)完整的噴灌系統(tǒng)一般由水源、首部樞紐、管網(wǎng)和噴頭等組成。水源：一般多用城市供水系統(tǒng)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(gè)生長(zhǎng)季節(jié)，水源應(yīng)有可靠的供水保證。同時(shí)，水源水質(zhì)應(yīng)滿足灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。首部樞紐：其作用是從水源取水，并對(duì)水進(jìn)行加壓、水質(zhì)處理、肥料注入和系統(tǒng)控制。一般包括動(dòng)力設(shè)備、水泵、過濾器、施肥器、泄壓閥、逆止閥、水表、壓力表

5、，以及控制設(shè)備，如自動(dòng)灌溉控制器、衡壓變頻控制裝置等。首部設(shè)備的多少，可視系統(tǒng)類型、水源條件及用戶要求有所增減。當(dāng)城市供水系統(tǒng)的壓力滿足不了噴灌工作壓力的要求時(shí)，可建專用水泵站或加壓水泵室或?qū)Ｓ盟袝r(shí)可在自來水管路上加裝一臺(tái)管道泵即可。管網(wǎng)：其作用是將壓力水輸送并分配到所需灌溉的草坪種植區(qū)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(yīng)的管件、閥門等設(shè)備將各級(jí)管道連接成完整的管網(wǎng)系統(tǒng)?，F(xiàn)代灌溉系統(tǒng)的管網(wǎng)多采用施工方便、水力學(xué)性能良好且不會(huì)銹蝕的塑料管道，如PVC管、PE管等。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要在管網(wǎng)中安裝必要的安全裝置，如進(jìn)排氣閥、限壓閥、泄水閥等。噴頭：噴頭用于將水分散成水滴，

6、如同降雨一般比較均勻地噴灑在草坪種植區(qū)域。 第二章 噴灌水力學(xué)基礎(chǔ)水力學(xué)是研究液體特性（靜止和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)）的一門學(xué)科。依據(jù)水力學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)的管網(wǎng)，可以大大減少灌溉系統(tǒng)的投資和在運(yùn)行過程中的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。通過控制水的流速，可以減少水流在管網(wǎng)系統(tǒng)中的壓力水頭耗損。而不符合水力學(xué)特性的設(shè)計(jì)，會(huì)使噴灌系統(tǒng)的灌水質(zhì)量降低、工程費(fèi)用偏大和浪費(fèi)水資源，并有可能使管受力過大,甚至導(dǎo)致管道破裂。因此管網(wǎng)水力學(xué)分析對(duì)于減少工程造價(jià)、提高灌溉效率和灌溉質(zhì)量等都具有很重要的作用。為了能正確設(shè)計(jì)噴灌系統(tǒng)，我們首先需要掌握一些有關(guān)水的知識(shí)。第一節(jié) 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

7、總是由高處流向低處，一個(gè)重要的概念就是水壓力（也稱水頭），它是指水對(duì)單位面積上作用力的大小，其計(jì)算公式如下:式中，P水壓力（kPa）；F作用力（N）；A面積（m2）。這種水壓力是由被測(cè)點(diǎn)以上水的重量所產(chǎn)生的。假設(shè)有10cm2的面積，該面積上作用力的大小，簡(jiǎn)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

8、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(gè)底為0.01 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(duì)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(jiǎn)稱“水頭”來表示。壓力與水頭之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系為：1m水頭=10kPa，60m水頭高即為600 kPa。靜水壓力是指水不流動(dòng)的封閉系統(tǒng)中水的壓力。一條充滿水的管子，閥門全部關(guān)閉，系統(tǒng)中的壓力即靜水壓

9、力，靜水壓力是一個(gè)系統(tǒng)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(diǎn)地面比A點(diǎn)和C點(diǎn)高0.5米。當(dāng)輸水管道末端的閘閥關(guān)閉，管中充滿水但沒有水流流動(dòng)時(shí)，管道中各個(gè)位置的水壓力即為靜水壓力。根據(jù)靜水壓力的定義，圖中管道a點(diǎn)、b點(diǎn)和c點(diǎn)的靜水壓力均為61米，而地面A點(diǎn)、B點(diǎn)和C點(diǎn)的靜水壓力分別為60米、59.5米和60米。第二節(jié) 動(dòng)水壓力當(dāng)閥門打開時(shí)，系統(tǒng)中的水就開始運(yùn)動(dòng)了，水在管道中流動(dòng)時(shí)，水與管壁由于摩擦而產(chǎn)生壓力損失，另外，連接件、閥門、水表和逆止閥等對(duì)水的流動(dòng)都有阻力，這些阻力也會(huì)產(chǎn)生壓力損失，使管道內(nèi)水壓力減低。動(dòng)水壓力，即水流流動(dòng)狀態(tài)下管道內(nèi)的

10、水壓力，磨擦損失和高程變化都會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)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(dòng)的水，管網(wǎng)中各點(diǎn)的水壓力即為動(dòng)水壓力，如果由于摩擦損失，水塔至A點(diǎn)、B點(diǎn)和C點(diǎn)的水頭損失分別為0.1m、0.8m和1m，根據(jù)動(dòng)水壓力的定義，管道a點(diǎn)、b點(diǎn)和c點(diǎn)的動(dòng)水壓力分別為60.9m、60.2m和60m。而地面A點(diǎn)、B點(diǎn)和C點(diǎn)的水壓力分別為59.9m、58.7m和59m。通過管道系統(tǒng)的水流大小影響摩擦損失的大小，即通過系統(tǒng)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(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，也可以查表得到，這在后面的章節(jié)中我們要講到。水流通過

11、管道的速度快，除摩擦損失大外，大的水流速度還會(huì)引起一些其他問題。因此管道中的流速不能過大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，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(shí)，其壓力損失會(huì)急劇增大。 第三章 園林草坪噴灌設(shè)備第一節(jié) 噴頭常見的園林噴頭主要有以下幾類：一、升降式噴頭這種噴頭也稱為升縮式噴頭，不噴灌時(shí)整個(gè)噴頭降到地面以下，而當(dāng)壓力水充滿管道時(shí)，則在壓力作用下升起，高出地面一定高度進(jìn)行噴灌，高度為幾厘米至幾十厘米不等，對(duì)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

12、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，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(gè)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(dāng)不工作時(shí)，由于管內(nèi)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(shí)，在管內(nèi)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(jìn)行噴灌。根據(jù)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

13、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(qū)動(dòng)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(gè)，而且都借助于內(nèi)部的水輪帶動(dòng)噴嘴旋轉(zhuǎn)。有的通過齒輪組傳動(dòng)（圖33），也有的在水輪上裝有可沿徑向滑動(dòng)伸縮的凸輪。當(dāng)水輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力的作用，凸輪伸長(zhǎng)并撞擊與噴嘴連在一起的驅(qū)動(dòng)臂，使噴嘴作圓周旋轉(zhuǎn)。這些齒輪和水輪大多數(shù)都是用工程塑料制造的（圖34）。4、旋球驅(qū)動(dòng)的射流式噴頭利用一個(gè)金屬旋球來驅(qū)動(dòng)噴嘴旋轉(zhuǎn)的噴頭。在噴頭下部有一個(gè)斜的進(jìn)水孔，壓力水進(jìn)入腔室即形成高速旋轉(zhuǎn)

14、的水流，這水流沖擊金屬球在腔室上沿作圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)金屬球就不斷撞擊與噴嘴連接在一起的凸緣，使噴嘴作緩慢旋轉(zhuǎn)。二、反作用式噴頭它是一種射流式噴頭，利用水舌噴出時(shí)的反作用力驅(qū)動(dòng)噴管旋轉(zhuǎn)（圖35）。這種形式在家庭小花園中對(duì)噴射的射程要求不高時(shí)經(jīng)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(shí)形成各種各樣的造型。為了便于在草地上拖動(dòng)，這種噴頭下常裝有滑橇或小輪子。三、孔管式噴頭用于園林噴灌的孔管式噴頭多為小型移動(dòng)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(kuò)大沿管軸線的噴灑范圍，并由水輪驅(qū)動(dòng)，使孔管繞軸線擺動(dòng)。這樣的噴頭可以濕潤(rùn)一個(gè)1014m×20m的

15、矩形面積，工作壓力僅100200kPa，可直接利用自來水壓力噴灌，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。四、可控制射程的搖臂式噴頭由于園林噴灌多在人們活動(dòng)較多的地方進(jìn)行，因此常要求噴灌濕潤(rùn)范圍有嚴(yán)格的邊界。在一個(gè)系統(tǒng)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(tǒng)工作壓力不可能非常穩(wěn)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(tái)上去。因此有時(shí)在搖臂式噴頭的噴嘴上方加一塊可以調(diào)節(jié)角度的控制射程的板，通過調(diào)節(jié)其角度來調(diào)節(jié)噴頭的射程（圖37）。另外，搖臂式噴頭的搖臂撞擊噴管時(shí)，從搖臂前端導(dǎo)流器上濺出來的水流是與噴嘴噴出的水舌垂直的，

16、這在扇形噴灌時(shí)就有可能噴到我們所不希望打濕的地方去。因此，也有的在導(dǎo)流器上再加上一節(jié)導(dǎo)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(yán)格控制扇形噴灌的濕潤(rùn)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(diào)節(jié)方式分，有無工具調(diào)節(jié)和有工具調(diào)節(jié)噴頭等。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(diào)角度的噴嘴，噴灌強(qiáng)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(qiáng)度噴嘴”，即無論全圓噴灑，還是半圓或90度及其他角度，

17、其灌溉強(qiáng)度基本相同。這種特性對(duì)保證系統(tǒng)的噴灑均勻度極為有利。中等射程噴頭多為旋轉(zhuǎn)式噴頭，如雨鳥T-Bird系列齒輪驅(qū)動(dòng)無工具調(diào)節(jié)噴頭、R-50球驅(qū)動(dòng)無工具調(diào)節(jié)噴頭、Maxi-Paw搖臂式無工具調(diào)節(jié)噴頭、5004齒輪驅(qū)動(dòng)有工具頂部調(diào)節(jié)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。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(yùn)動(dòng)場(chǎng)草坪灌溉系統(tǒng)和高爾夫球場(chǎng)草坪灌溉。高爾夫球場(chǎng)與一般公共草坪相比具有本身的特殊性，因此，高爾夫球場(chǎng)草坪噴頭獨(dú)成體系，如雨鳥Eagle系列和I

18、mpact-D系列噴頭，即專為高爾夫球場(chǎng)草坪噴灌而設(shè)計(jì)。 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(tǒng)中的地形較低的部位，可有效防止當(dāng)灌水停止時(shí)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(zhǎng)。第二節(jié) 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(yōu)點(diǎn)是：耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，一般可用20年以上；重量小，搬運(yùn)容易；內(nèi)壁光滑、水力性能好，過水能力穩(wěn)定；有一定的韌性，能適應(yīng)較小的不均勻沉陷。缺點(diǎn)是：材質(zhì)受溫度影響大，高溫發(fā)生變形，低溫變脆；受光、熱老化后，強(qiáng)度逐漸降低，

19、工作壓力不穩(wěn)定；膨脹系數(shù)大等。硬聚氯乙烯（PVC）管的規(guī)格和技術(shù)性能指標(biāo)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(yè)部標(biāo)準(zhǔn)SG8075規(guī)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(nèi)水壓力常常達(dá)到0.6Mpa級(jí)或1Mpa級(jí)。在選用時(shí)要予以注意。聚乙烯管的規(guī)格和技術(shù)性能標(biāo)準(zhǔn)見表32。表31硬聚氯乙烯管的規(guī)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）32±0.31.5+0.40.222.5+0.50.3540±0.42

20、.0+0.40.363.0+0.60.5250±0.42.0+0.40.453.5+0.60.7763±0.52.5+0.50.714.0+0.81.1175±0.52.5+0.50.854.0+0.81.3490±0.73.0+0.61.234.5+0.91.81110±0.83.5+0.71.755.5+1.12.71125±1.04.0+0.8+2.296.0+1.13.55140±1.04.5+0.92.887.0+1.24.38160±1.25.0+1.03.658.0+1.45.72180±1

21、.45.5+1.14.529.0+1.67.26200±1.56.0+1.15.4810.0+1.78.95225±1.87.0+1.27.20  250±1.87.5+1.38.56  280±2.08.5+1.510.88  315±2.59.5+1.613.68  表 32聚乙烯管的規(guī)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）32±0.52.5+0.50.21340±0.53.0+0.60.32150&

22、#177;0.54.0+0.80.53263±0.85.0+0.80.83875±0.86.0+0.9 第三節(jié) 自動(dòng)控制設(shè)備一、自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)的分類1、全自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)全自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)不需要人直接參與，通過預(yù)先編制好的控制程序和根據(jù)反映作物需水的某些參量可以長(zhǎng)時(shí)間地自動(dòng)啟閉水泵和自動(dòng)按一定的輪灌順序進(jìn)行灌溉。人的作用只是調(diào)整控制程序和檢修控制設(shè)備。這種系統(tǒng)中，除灌水器（噴頭、滴頭等）、管道、管件及水泵、電機(jī)外，還有中央控制器、自動(dòng)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(dòng)化灌溉系統(tǒng)半自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)中在田間沒有

23、安裝傳感器，灌水時(shí)間、灌水量和灌溉周期等均是根據(jù)預(yù)先編制的程序，而不是根據(jù)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(tǒng)的自動(dòng)化程度很不一樣，如有的泵站實(shí)行自動(dòng)控制，有的泵站采用手動(dòng)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(zhuǎn)換閥或體積閥等。二、自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)中的典型部件1、控制器中央控制器被看作為自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)的大腦?？刂破鞲鶕?jù)灌溉管理人員輸入的灌溉程序（灌水開始時(shí)間、延續(xù)時(shí)間、灌水周期等）向電磁閥發(fā)出電信號(hào)，開啟及關(guān)閉灌溉系統(tǒng)?？刂破骺煞謾C(jī)電式及混合路式、交流式及直流式?？刂破鞯娜萘靠纱罂尚?，最小的控制器可控制一個(gè)電磁閥，最大的可控制數(shù)百個(gè)電磁閥?？刂破黝~定輸入電壓有2

24、20V或110V兩種，額定輸出電壓為24V。實(shí)際輸出電壓通常在2628V。一臺(tái)控制器可控制若干個(gè)輪灌區(qū)，一個(gè)輪灌區(qū)定義為一個(gè)站。一般生產(chǎn)廠家提供多種站式控制器以供選擇。以雨鳥公司生產(chǎn)的ESPMC控制器為例（圖38），有8、12、16、24、32、40等站式。一個(gè)站可控制23個(gè)電磁閥，一臺(tái)ESPMC控制器最多可控制120個(gè)電磁閥。自動(dòng)控制器工作之前，必須輸入時(shí)間程序。程序輸入有多種方式，雨鳥公司生產(chǎn)的ESP系列控制器通過面板上的鍵輸入程序。摩托羅拉生產(chǎn)的Irrinet及雨鳥公司生產(chǎn)的直流控制器LINIK則通過一個(gè)獨(dú)立的程序編輯器輸入。較好的控制器通?？稍O(shè)置數(shù)套程序以滿足系統(tǒng)內(nèi)不同作物或不同灌水方

25、法（噴、滴灌等）下的灌水要求?？刂破鲀?nèi)設(shè)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(nèi)還設(shè)有傳感器接口。好的控制器具備多種功能，如：（1）循環(huán)入滲功能。將一次灌水時(shí)間等分成若干段，每段時(shí)間之間可自由設(shè)定間隔時(shí)間。此功能可滿足生產(chǎn)上多種要求，如：土壤入滲率低時(shí)，要求將日需水量分若干次灌入，以免引起徑流。將一次灌水分成若干段后，還可滿足育苗時(shí)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(tǒng)降雨后對(duì)原設(shè)定程序起干涉作用。雨量傳感器在降雨時(shí)終止控制器工作，再延遲一定時(shí)間使程序恢復(fù)工作。（3）手動(dòng)灌溉控制功能。一般控制器均有此種功能，以便在控制

26、器設(shè)定灌水時(shí)間以外，手工啟動(dòng)或關(guān)閉系統(tǒng)。隨著技術(shù)的發(fā)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(chǎn)要求。但是，功能越多，往往價(jià)格越高，維修越困難。選定控制器時(shí)應(yīng)依具體要求選擇。2、自動(dòng)閥自動(dòng)閥種類很多，按其操作的方式分為水動(dòng)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(dòng)作閥等。下面僅以最為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(nèi)由一個(gè)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(shí)，關(guān)閉閥門。電磁閥內(nèi)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(qiáng)（單位面

27、積上的水壓力）相等時(shí)，由于隔膜上面接觸水面的面積大于下面，導(dǎo)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(guān)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(shí)，閥門開啟。閥門上游到隔膜上腔之間有一個(gè)過水小孔，使進(jìn)入上游的水流入上腔，調(diào)節(jié)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，從閥門上游到下游之間有一個(gè)細(xì)小的過水通道，如圖310，此通道開與關(guān)，由電磁頭上的金屬塞控制。金屬塞落下由通道關(guān)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(dǎo)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(guān)閉，隔膜上腔的水壓會(huì)在短時(shí)間內(nèi)與閥上游

28、水壓力相等，從而使膜上壓力大于膜下壓力，關(guān)閉閥門。從上述閥門開、關(guān)的過程可以看出，電磁閥上電磁頭的作用僅在于驅(qū)使金屬塞上下運(yùn)動(dòng)，堵塞或開通閥門上游與下游之間的通道。而驅(qū)使閥門開、關(guān)的真正動(dòng)力為水壓。因此，當(dāng)系統(tǒng)中流量及水壓不足時(shí)，電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(yīng)選擇采用什么樣的電線。控制器發(fā)出的額定電壓值為24V。如果線路太長(zhǎng)（有的灌區(qū)最遠(yuǎn)端電磁閥距控制器可能達(dá)1km多），線選的不夠粗的話，會(huì)使沿程電壓損失太大，達(dá)不到開啟電磁閥要求的最小電壓值，系統(tǒng)無法正常工作。因此選擇合

29、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(shù)據(jù)，通?？晒浪銥?V。（2）計(jì)算允許最大電阻值。計(jì)算公式為式中：R為允許最大電阻值，；U0為允許電壓損失值，V；I為電磁閥啟動(dòng)電流。（3）根據(jù)實(shí)際線路，計(jì)算出單位長(zhǎng)度上（如每100m）允許的電阻值。（4）與市場(chǎng)上銷售的電線的單位長(zhǎng)度上電阻值相比，確定適宜的電線型號(hào)。原則是選定電線的電阻值應(yīng)當(dāng)小于計(jì)算的單位長(zhǎng)度允許電阻值。三、自動(dòng)控制系統(tǒng)的線路連接每個(gè)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

30、線單獨(dú)接入控制器相應(yīng)站的接線端子上。全系統(tǒng)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(tǒng)設(shè)計(jì)原理第一節(jié) 收集資料收集現(xiàn)場(chǎng)資料是設(shè)計(jì)過程中非常重要的一步。完整和準(zhǔn)確的田間信息資料對(duì)于噴灌系統(tǒng)的正確設(shè)計(jì)是很有必要的。如果沒有田間現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)確資料，就不可能有準(zhǔn)確的灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)。1、園林的布局應(yīng)有標(biāo)有尺寸或有比例的平面圖，比例尺最好為1/1001/200。圖上應(yīng)標(biāo)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(shí)候，要注明坡度，同時(shí)，不允許噴灑的地方（如對(duì)著草坪的窗戶等）也應(yīng)在圖中做出標(biāo)

31、注?？傊?，圖上應(yīng)標(biāo)出所有可能對(duì)灌溉系統(tǒng)造成影響的因素，以及可能會(huì)因灌溉水灑在上面而受到影響的東西。如果沒有現(xiàn)成的圖就要自己實(shí)地測(cè)量繪制。2、了解植物的種類和特性不同的花卉對(duì)水分的需求是明顯不同的，應(yīng)對(duì)植物的耗水特性有所了解，按對(duì)水分的不同需要量進(jìn)行噴灌。3、土壤種類主要了解土壤對(duì)水的滲吸速度和保水能力，應(yīng)了解土壤容重和質(zhì)地、田間持水量等。，4、氣象資料包括氣溫、降雨、風(fēng)速風(fēng)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(duì)位置，對(duì)于自來水系統(tǒng)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(duì)用水有時(shí)間的限

32、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(yáng)程和型號(hào)、動(dòng)水位和電源位置6、資金與技術(shù)要求這將決定我們選用什么類型的噴灌系統(tǒng)，按照多高的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)，技術(shù)要求包括園林草坪使用的情況，何時(shí)使用，何時(shí)可以進(jìn)行灌溉等。第二節(jié) 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(fā)和植株蒸騰之和。株間蒸發(fā)是指通過土壤和土壤表面的水分蒸發(fā)；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(fā)量。影響需水量的因素有氣象條件（溫度、濕度、輻射及風(fēng)速等）、土壤性質(zhì)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(cuò)綜復(fù)雜，確定灌溉需水量最可靠的辦法是進(jìn)行實(shí)際觀測(cè)。但往往在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段缺乏實(shí)測(cè)資料，這

33、時(shí)就需要根據(jù)影響需水量的因素進(jìn)行估算。估算灌溉需水量的方法很多，可通過公式進(jìn)行計(jì)算，或參照表41的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗喔认到y(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足草坪需水高峰期的日需水量，即按最不利的條件設(shè)計(jì)，選取特定氣象條件下的最高日需水量，以使系統(tǒng)有足夠的供水能力。我們將在后面的設(shè)計(jì)過程中討論噴灌強(qiáng)度。選擇適合灌溉需水量的噴頭是設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮的關(guān)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）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(duì)濕度大于50%；“干” 指仲夏平均相對(duì)濕度低于5

34、0%。第三節(jié) 確定水和能源的供應(yīng)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(tǒng)（即自來水）作為灌溉水源。如果水源為自來水，需要確定兩個(gè)重要信息，第一個(gè)是供水管網(wǎng)可以提供多大的流量，第二個(gè)是供水管網(wǎng)可以提供多大的工作壓力。為此，需要收集現(xiàn)場(chǎng)資料，包括：靜水壓力，水表尺寸，供水管尺寸、長(zhǎng)度和材質(zhì)。靜水壓力可以通過壓力表來測(cè)定。夏季白天（或最不利條件）供水管網(wǎng)與噴灌系統(tǒng)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(wǎng)可以向噴灌系統(tǒng)提供多大流量的一個(gè)重要因素。一、計(jì)算供水管網(wǎng)可以向噴灌系統(tǒng)提供的最大流量我們可以用3個(gè)規(guī)則來確定灌溉系統(tǒng)可用的水的流量。每個(gè)規(guī)則得出的流量結(jié)果用L

35、/min來表示。選擇最小的流量作為系統(tǒng)可用的最大流量。規(guī)則一：水表的水頭損失不能超過規(guī)定的最小靜水壓力的10%。這個(gè)規(guī)則用來防止灌溉系統(tǒng)發(fā)生太大的水頭損失。查閱水表水頭損失圖表可以確定這個(gè)流量。規(guī)則二：最大流量不能超過水表最大刻度的75%。這個(gè)規(guī)則是為了保護(hù)水表不受破壞。如果設(shè)計(jì)流量過大，水表慢慢會(huì)不準(zhǔn)，最后會(huì)失效。規(guī)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(gè)規(guī)則來計(jì)算系統(tǒng)流量，最后選擇最小的流量作為供水管網(wǎng)可以向噴灌系統(tǒng)提供的最大流量。二、計(jì)算供水管網(wǎng)可以向噴灌系統(tǒng)提供的壓力為了確定工作壓力，需要計(jì)算從水

36、源到與灌溉主管道連接點(diǎn)的所有組件的水頭損失，并考慮地形高差。水頭損失的計(jì)算將在后面章節(jié)中講述。如果計(jì)算得到的壓力不能滿足噴灌系統(tǒng)的壓力要求，就要考慮加設(shè)水泵來加壓，水泵可以由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)或內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)，這要由當(dāng)?shù)貤l件來確定。由于園林草坪噴灌周圍環(huán)境應(yīng)不受污染，而內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)噪聲較大，所以如電力供應(yīng)有保障則多用電動(dòng)機(jī)。如果采用離心泵，為了保護(hù)水泵機(jī)組，往往需要建立一個(gè)泵房，但是有時(shí)環(huán)境所不允許的，此時(shí)建議選用管道泵，這種泵噪音低、結(jié)構(gòu)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(gè)金屬柜加以保護(hù)即可。第四節(jié) 確定灌溉系統(tǒng)的形式 園林草坪噴灌系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較高，灌水比較

37、頻繁，而且管理人員少，所以大多采用固定式噴灌系統(tǒng)，并且每一個(gè)噴點(diǎn)都裝有升降式固定噴頭，并經(jīng)常全部埋在地下。另外，由于許多草坪在白天要使用，例如高爾夫球場(chǎng)和足球場(chǎng)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(dòng)控制系統(tǒng)，以降低管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。只有在南方濕潤(rùn)地區(qū)每年灌水次數(shù)不多，而且使用不很頻繁的園林，如校園的邊遠(yuǎn)地段、住宅和辦公樓周圍草地等，或資金困難時(shí)，可以考慮選用半固定式或自動(dòng)化程度較高的移動(dòng)機(jī)組與設(shè)備。第五節(jié) 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(shí)，應(yīng)考慮以下一些因素：用戶對(duì)噴頭形式的要求 灌區(qū)大小和地形 植物類

38、型 現(xiàn)有水壓和流量 當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件（風(fēng)、溫度和降雨量） 土壤類型和入滲率 噴頭的一致性 灌區(qū)大小和地形、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(xué)基礎(chǔ)”中我們已經(jīng)知道，水壓和流量是設(shè)計(jì)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(wǎng)的水壓，所選擇的噴頭應(yīng)滿足現(xiàn)場(chǎng)可提供水壓力和流量要求。特殊氣候條件的地區(qū)需要特殊的噴頭，例如，有風(fēng)地區(qū)需要低角度噴頭，使水流緊貼地面以防被風(fēng)吹走，炎熱干旱地區(qū)需要大流量的噴頭。在“收集資料”中，我們已經(jīng)談到，噴灌強(qiáng)度不能大于土壤入滲率，低灌溉強(qiáng)度的噴頭在坡地噴灌中常用，這樣可以減少地表

39、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(shí)，最重要的原則是盡可能不要在同一閥所控制的管路上把不同類型的噴頭混在一起使用，即灌水強(qiáng)度不同的噴頭應(yīng)該分開布置在不同的控制閥管路上。如果灌水強(qiáng)度不同的噴頭放在一起，用戶或系統(tǒng)維護(hù)人員就可能對(duì)某一個(gè)小區(qū)過量灌溉，才能使另一小區(qū)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(zhuǎn)噴頭工作的濃密樹叢的情形，當(dāng)植物混合種植和需要不同的灌水量時(shí)，也需要采用固定式噴頭。固定式噴頭工作時(shí)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

40、一些特殊形式的噴灑方式，如帶狀。另外，還有噴灑角可調(diào)節(jié)的噴嘴（VAN），即用于特殊形狀的小區(qū)。其噴灑角度的調(diào)節(jié)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(qiáng)度達(dá)25100 mm/h，不宜用在在細(xì)質(zhì)土壤或坡地上，這種情況采用8-38mm/h灌水強(qiáng)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(jié)束后，噴頭降到地面以下，可減少對(duì)它惡意破壞的可能性，并增加行人的安全。2、旋轉(zhuǎn)式噴頭地埋式旋轉(zhuǎn)噴頭一般用于灌溉草坪。一般來說

41、，每個(gè)旋轉(zhuǎn)式噴頭都有一個(gè)或兩個(gè)噴嘴，其噴灑角度一般從20度到240度可調(diào)，許多還可以作全圓噴灑。與固定式噴頭比較，旋轉(zhuǎn)式噴頭一般工作壓力較高，絕大多數(shù)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(zhuǎn)式噴頭的灌水強(qiáng)度要小，因?yàn)樗膰姙⒚娣e較大，其噴灌強(qiáng)度一般為6-50 mm/h，因此旋轉(zhuǎn)式噴頭適合于坡地灌溉、細(xì)質(zhì)土壤以及其它低入滲率的土壤。在進(jìn)行大面積噴灌時(shí)，選用大射程旋轉(zhuǎn)式噴頭是比較經(jīng)濟(jì)的。各種噴頭的工作壓力、射程、噴灌強(qiáng)度可從制造廠家獲得第六

42、節(jié) 布置噴頭噴灌系統(tǒng)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。噴頭布置的合理與否，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的灌水質(zhì)量。1、噴頭的水力性能在討論噴頭間距布置之前，我們先了解一下單個(gè)噴頭的水量分布，將噴頭置于一個(gè)固定的點(diǎn)上，沿著濕潤(rùn)面積的半徑等間距地放上盛水容器（圖41），噴灑一定時(shí)間完后，測(cè)量每個(gè)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(gè)噴頭好與壞的重要指標(biāo)。單個(gè)噴頭的水量分布如圖42，從噴頭處向兩邊象一個(gè)30度的斜坡，即象一個(gè)楔形。對(duì)于全圓噴頭，其圖形象一個(gè)錐體，噴頭在中間，向四周傾斜的斜坡，隨著距噴頭距離的增

43、大，盛水容器中得到的水量越來越少。最后，在噴灌半徑的最遠(yuǎn)段的容器，由于距噴頭比較遠(yuǎn)，幾乎沒有收集到水。在噴灌半徑5060%的范圍內(nèi)，即使各噴頭水量不重疊，灌水量也能充分滿足植株生長(zhǎng)。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(zhǎng)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。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(zhì)地粗糙、風(fēng)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，噴灌頭間距常選用噴射直徑的50%。當(dāng)有風(fēng)時(shí)，可以用更小一些的間距如40%。當(dāng)噴頭間距過大時(shí)，草坪上會(huì)有

44、灌溉不到的干地。這些灌溉不到的地方草坪會(huì)出現(xiàn)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：1) 正方形： 這種方式中相鄰四個(gè)噴頭組成的四條邊距離相等，用于灌溉正方形的區(qū)域或有90度角的區(qū)域。盡管該方式有時(shí)均勻度欠佳，但四周有圍欄的地區(qū)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?yàn)閷?duì)角線上兩個(gè)噴頭間距比邊線上的要長(zhǎng)。當(dāng)邊線上兩個(gè)噴頭間距為噴頭的射程時(shí)（即50%法），對(duì)角線上兩個(gè)噴頭間距則為射程的70%，使得正方形中心噴水量偏少（圖45）。在風(fēng)速小和沒風(fēng)的情況下可以使用55%的間距，有風(fēng)時(shí)建議用更小的間距，這取決于風(fēng)的大小，下面給出風(fēng)速和最大間距的對(duì)照表：灌溉地

45、點(diǎn)的風(fēng)速（km/h）使用的最大間距（%直徑）0 555610501120452) 三角形：該模式常用于邊界不規(guī)則的地區(qū)。正三角形布置是指三個(gè)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(shè)計(jì)多數(shù)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(gè)正三角形布置時(shí)，L是S的0.866倍。例如噴頭間距為24m, 支管間距則為20.8m?？梢钥闯?，這種模式?jīng)]有正方形模式中對(duì)角線間距比邊線間距大的問題。由于這個(gè)原因, 在有風(fēng)的情況下, 允許噴頭之間有更大的間距（如下表）:灌溉地點(diǎn)的風(fēng)速(km/h)最大間距(直徑的%)05606115511

46、20503) 矩形: 矩形布置方式具有抗風(fēng)的優(yōu)點(diǎn), 并且適合灌溉有直線邊界和角落的地區(qū)。其噴頭和支管間距如下表：灌溉地點(diǎn)風(fēng)速(km/h)最大間距(直徑的%)05L=60, S=50611L=60, S=451120L=60, S=40為適應(yīng)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, 就需交錯(cuò)使用不同的模式。遇到樹或灌木叢我們可以交錯(cuò)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(duì)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

47、變到原來的布置模式。這樣既灌溉整個(gè)區(qū)域，同時(shí)避免在曲線邊界以內(nèi)噴頭過于集中和灌溉區(qū)域超出邊界。3、噴灌強(qiáng)度噴灌強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi)噴灑在地面上的水深。我們一般考慮的是組合噴灌強(qiáng)度，因?yàn)楣喔认到y(tǒng)基本上都是由多個(gè)噴頭組合起來同時(shí)工作。噴頭組合噴灌強(qiáng)度的計(jì)算公式為：組合（mm/h）=1000q/A式中：q為單噴頭的流量（m3/h）；A為單噴頭的有效控制面積（m2）。對(duì)于噴灌強(qiáng)度的要求是，水落到地面后能立即滲入土壤而不出現(xiàn)積水和地面徑流，即要求噴頭的組合噴灌強(qiáng)度（組合）應(yīng)小于等于土壤的水入滲率。各類土壤的允許噴灌強(qiáng)度（允許）的參考值見表42：表42各類土壤的允許噴灌強(qiáng)度（mm/h）土壤類別砂土壤砂土砂壤

48、土壤土粘土允許噴灌強(qiáng)度201512108另外，土壤的允許噴灌強(qiáng)度隨著地形坡度的增加而顯著減小。如坡度大于12%時(shí)，土壤的允許噴灌強(qiáng)度將降低50%以上。因此，對(duì)于地形起伏的工程，在噴頭選型時(shí)需格外注意。在地塊的邊角區(qū)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(qū)域內(nèi)的噴灌強(qiáng)度勢(shì)必大大超過地塊中間。所以，為保證系統(tǒng)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(gè)級(jí)別的噴嘴。第七節(jié) 劃分輪灌組灌溉系統(tǒng)的工作制度通有續(xù)灌和輪灌兩種。續(xù)灌是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的全部管道同時(shí)供水，即整個(gè)灌溉系統(tǒng)作為一個(gè)輪灌區(qū)同時(shí)灌水。其優(yōu)點(diǎn)是灌水及時(shí)，運(yùn)行時(shí)間短，便

49、于其他管理操作的安排；缺點(diǎn)是干管流量大，工程投資高，設(shè)備利用率低，控制面積小。因此，續(xù)灌的方式只用于草坪?jiǎn)我磺颐娣e較小的情況。對(duì)于絕大多數(shù)灌溉系統(tǒng)，為減少工程投資，提高設(shè)備利用率，擴(kuò)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(gè)或多個(gè)閥門，灌水時(shí)通過干管向各組輪流供水。1、輪灌組劃分的原則1.1 輪灌組的數(shù)目應(yīng)滿足草坪需水要求，同時(shí)使控制灌溉面積與水源的可供水量相協(xié)調(diào)；1.2 對(duì)于水泵供水且首部無衡壓裝置的系統(tǒng)，每個(gè)輪灌組的總流量盡可能一致或相近，以使水泵運(yùn)行穩(wěn)定，提高動(dòng)力機(jī)和水泵的效率，降低能耗；1.3 同一輪灌組中，選用一種型號(hào)或性能相似的噴頭，同時(shí)種植的草坪品種

50、一致或?qū)嗨囊笙嘟?.4 為便于運(yùn)行操作和管理，通常一個(gè)輪灌組所控制的范圍最好連片集中。但自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)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(jià)。2、輪灌組數(shù)目的確定輪灌組的數(shù)目，取決于每天允許運(yùn)行時(shí)間、灌水周期和一次灌水延續(xù)時(shí)間。對(duì)于固定式灌溉系統(tǒng)，其輪灌組數(shù)目可根據(jù)下式確定：N式中：N - 系統(tǒng)允許劃分輪灌組的最大數(shù)目，取整數(shù)。c - 一天運(yùn)行的小時(shí)數(shù)，一般不超過20小時(shí)。草坪噴灌系統(tǒng)中，一天的可運(yùn)行時(shí)間往往受到多種因素限制。如公共開放綠地在有人為活動(dòng)時(shí)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)草坪在比賽時(shí)均不能灌水；草坪為控制病害，對(duì)于灌水時(shí)間也有特殊要求。

51、T - 灌水周期，即兩次灌水之間的間隔時(shí)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(shí)灌水周期多以一天計(jì)。但灌水過于頻繁會(huì)使草坪發(fā)病率高，抗踐踏性差，生長(zhǎng)不夠健壯，所以也有時(shí)人為延長(zhǎng)灌水周期。t - 一次灌水延續(xù)時(shí)間（小時(shí)）。取決于工程所在地氣候條件和系統(tǒng)的組合灌水強(qiáng)度以及灌水周期。假如灌水周期為一天，那么每一輪灌組的一次灌水延續(xù)時(shí)間只要滿足草坪當(dāng)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(guī)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(yīng)超過一級(jí)管徑的范圍。閥門的選擇還受到閥門本身過流能力和壓

52、力損失的限制，特別是自動(dòng)控制灌溉系統(tǒng)中的電磁閥，在選用時(shí)一定要考慮其技術(shù)性能。3.2 閥門應(yīng)設(shè)置在便于操作、維修的位置，特別是手動(dòng)操作噴灌系統(tǒng)，最好將閥門安裝在噴頭的噴灑范圍之外，使操作人員不會(huì)在工作時(shí)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(dòng)及園林景觀。例如，在足球場(chǎng)草坪灌溉工程中，閥門不應(yīng)安裝在場(chǎng)地內(nèi)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。第八節(jié) 灌溉系統(tǒng)的水力計(jì)算在完成噴頭選型、布置和輪灌區(qū)劃分之后，即可計(jì)算各級(jí)管道的流量和進(jìn)行水力計(jì)算。某一支管流量為該支管上同時(shí)工作的噴頭流量之和，干管流量為

53、系統(tǒng)中同時(shí)工作的噴頭流量之和。流量確定后，即可選擇管徑并計(jì)算管道和系統(tǒng)的水頭損失。水力計(jì)算的主要任務(wù)就是通過計(jì)算管道的水頭損失，確定各級(jí)管道的直徑。1、管道水頭損失的計(jì)算方法水在管道內(nèi)流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生機(jī)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(nèi)部摩檫而引起的損失；局部水頭損失為水流經(jīng)過各種管件、閥門等設(shè)備時(shí)因流態(tài)的變化而產(chǎn)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(jì)算對(duì)于硬質(zhì)塑料管道（PVC），目前常用的計(jì)算公式如下：式中：Hf為沿程水頭損失（m）；L、Q、d分別為管道長(zhǎng)度（m

54、）、流量（m3/h）和管道內(nèi)徑（mm）。1.2 局部水頭損失的計(jì)算局部水頭損失計(jì)算公式為：Hj =式中：Hj為局部水頭損失（m）；為局部阻力損失系數(shù)，與管件、閥門的類型與大小有關(guān)；v、g分別為管道中水的流速（m/s）和重力加速度（9.81m/s2）。對(duì)于較大的灌溉系統(tǒng)，如真正按照公式計(jì)算各個(gè)管件、閥門處的局部水頭損失，工作量將十分龐雜。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，一般先計(jì)算出沿程水頭損失Hf，然后取局部水頭損失Hj = 10% Hf 即可滿足設(shè)計(jì)要求。2、支管水力計(jì)算由于在支管上一般安裝多個(gè)噴頭，因此支管內(nèi)的流量沿流程按一定規(guī)律遞減，故支管的實(shí)際沿程水頭損失比按支管總流量的計(jì)算值要小的多，即：Hf實(shí)

55、際 = F × Hf式中：F為多口出流系數(shù)，其值在一般在0.3-0.6之間，與出口數(shù)量、第一個(gè)出口位置和管材有關(guān)，可通過計(jì)算或查表得出。支管的水力計(jì)算主要依據(jù)噴灑均勻的原則，即要求支管上任意兩個(gè)噴頭的出水量之差不能大于10%。將這一原則轉(zhuǎn)化為對(duì)壓力的要求，即應(yīng)使支管上任意兩個(gè)噴頭處的壓力不能超過噴頭設(shè)計(jì)工作壓力（H設(shè)）的20%。設(shè)計(jì)時(shí)，不但要計(jì)算水頭損失，而且還要考慮地形對(duì)壓力的影響。在實(shí)際工程中，有時(shí)為節(jié)省投資而采用變徑支管，或受地塊形狀影響出水口不一定是等間距和等流量，這時(shí)就需要對(duì)支管分段進(jìn)行計(jì)算。支管的水力計(jì)算往往是一個(gè)反復(fù)的過程。在噴頭選型、布置和支管長(zhǎng)度確定后，水力計(jì)算的基本流程為：計(jì)算支管流量初設(shè)管徑計(jì)算水頭損失校核出水口處壓力差是否小于等于20% H設(shè)若超過20% H設(shè)，調(diào)整管徑后重復(fù)計(jì)算最后確定支管管徑。設(shè)計(jì)時(shí)，一般不用對(duì)所有支管進(jìn)行計(jì)算，可選取最“危險(xiǎn)條件”下的支管做水力計(jì)算?！拔ｋU(xiǎn)條件”在大多數(shù)情況下發(fā)生在距首部最遠(yuǎn)的支管，或系統(tǒng)內(nèi)地形最高部位的支管。若系統(tǒng)的壓力能滿足這些支管的壓力要求，也就自然滿足其他支管的壓力要求。3、干管水力計(jì)算3.1 管徑的初步確定干管的大小對(duì)灌溉系統(tǒng)的總投資影響較大，管徑太大，投資增加，經(jīng)濟(jì)上不合理；管徑太小，水頭損失大，需配置較大水泵，系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用高，且管內(nèi)流速大，易產(chǎn)生水擊現(xiàn)象，對(duì)管道的安全不利。干管管徑的