灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)草坪噴灌系統(tǒng)簡(jiǎn)介( Introduction of Turf Irrigation System)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(méi)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(guò)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。 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(lái)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

2、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。噴灌，以其節(jié)水、節(jié)能、省工和灌水質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越被人們所認(rèn)識(shí)。近年來(lái)草坪 噴灌發(fā)展很快，有逐步取代人工地面灌溉的趨勢(shì)。一、草坪噴灌的特點(diǎn)噴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理必須適應(yīng)草坪的特點(diǎn)，才能滿足其需水要求，保證正常生長(zhǎng)。1. 噴灌設(shè)備的安裝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)往往由機(jī)械完成。 因此， 除應(yīng)選擇草坪專用埋藏式噴頭外， 同時(shí)需精心施工，使之避 免與草坪上的機(jī)械作業(yè)發(fā)生矛盾。2. 設(shè)備選型和管網(wǎng)布置應(yīng)適應(yīng)草坪的種植方式。 由于景觀的需要， 園林綠化中草坪的種植 地塊很多不是規(guī)則的形狀， 如高爾夫球場(chǎng)

3、， 且有時(shí)同一工程中的不同地塊呈零星分布， 增加 了噴灌系統(tǒng)中設(shè)備選型和管網(wǎng)布置的難度。3. 灌水管理應(yīng)與草坪病害防治結(jié)合起來(lái)。 很多草坪病害， 特別是真菌類病害與草坪葉面和 土壤濕度關(guān)系密切。在灌水管理中，制定合理的灌溉制度，包括灌水周期、灌水時(shí)間、灌水 延續(xù)時(shí)間等，對(duì)控制草坪病害十分重要。4. 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(guò)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。二、噴灌系統(tǒng)的組成一個(gè)完整的噴灌系統(tǒng)一般由噴頭、管網(wǎng)、首部和水源組成。1. 噴頭：噴頭用于將水分散成水滴，如同降雨一般比

4、較均勻地噴灑在草坪種植區(qū)域。2. 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，分干管、支管、毛管等，通過(guò)各種相應(yīng)的管件、閥門(mén)等設(shè)備將各級(jí)管道連接成完整的管 網(wǎng)系統(tǒng)。 現(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。3. 首部：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(guò)濾器、施肥器、泄壓閥、逆止閥、水表、壓力表，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

5、視系統(tǒng)類型、水源條件及用 戶要求有所增減。如在利用城市供水系統(tǒng)作為水源的情況下，往往不需要加壓水泵。4. 水源：井泉，湖泊、水庫(kù)，河流及城市供水系統(tǒng)均可作為噴灌水源。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。三、噴頭的選型與布置1. 噴頭的選型選擇噴頭時(shí)，除需考慮其本身的性能，如噴頭的工作壓力、流量、射程、組合噴灌強(qiáng)度、 噴灑扇形角度可否調(diào)節(jié)之外， 還必須同時(shí)考慮諸如土壤的允許噴灌強(qiáng)度、 地塊大小形狀、 草 坪品種、水源條件、用戶要求等因素。另外，同一工程或一個(gè)工程的同一輪灌組中，最好選 用一種型號(hào)或性能相似的噴頭， 以便于灌溉均勻度的控制和整個(gè)系

6、統(tǒng)的運(yùn)行管理。 在已建項(xiàng) 目中， 有的為片面追求水景效果， 安裝了各種性能截然不同的噴頭， 致使灌溉均勻度無(wú)法保 證。選擇噴頭時(shí)需特別注意的是， 灌溉系統(tǒng)不是噴泉， 其目的是為了彌補(bǔ)植物需水時(shí)空上的 不足， 而不是創(chuàng)作人工水景。因此， 只能在首先滿足草坪需水的前提下，盡量照顧到景觀效 果。目前，草坪噴灌系統(tǒng)一般均采用埋藏升降式草坪噴頭。此類噴頭品種繁多，以美國(guó)亨特公司（ HUNTER ）的產(chǎn)品為例，按射程分，有0.65.8 米的小射程噴頭，4.39.1米的中小射程噴頭，8.515.9米的中等射程噴頭，20米以上 的大射程噴頭；按噴灑類型分，有散射噴頭，射線噴頭，旋轉(zhuǎn)噴頭，射線旋轉(zhuǎn)噴頭；按使用

7、場(chǎng)合分，有園林噴頭，高爾夫噴頭等等。 這些噴頭均可在加壓噴水時(shí)自動(dòng)彈出地面，而灌水 停止時(shí)又縮入地面，不會(huì)影響園林景觀和草坪上的機(jī)械作業(yè)。1.1小射程噴頭一般為非旋轉(zhuǎn)散射式噴頭， 如亨特PROS系列、PS系列以及INST系列。 這些噴頭的彈出高度有 50mm 、 75mm 、 100mm 、 150mm 和 300mm ，可選配噴灑形式 繁多或可調(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(wú)論全圓噴灑，還是半圓或90度及其他角度，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。1.2中小射程噴頭多

8、為旋轉(zhuǎn)噴頭，如亨特（ Hunter） SRM、PGJ系列齒輪驅(qū)動(dòng)頂部調(diào)節(jié) 噴頭，射程為 4.311.3 米，彈出高度有 100mm 、 150mm 、 300mm 。這種噴頭適用于 中型面積綠地和灌木、花卉的噴灌。特別的如， MP 系列地埋射線旋轉(zhuǎn)噴頭，射程 39 米，以其獨(dú)特的噴灑方式，和由此而 來(lái)的不可比擬的節(jié)水特性，尤其適合坡地和新植草坪噴灑。1.3 中等射程噴頭多為旋轉(zhuǎn)噴頭， 如亨特 I-20 、 PGP 系列地埋旋轉(zhuǎn)噴頭。 這些噴頭適用 于中型面積綠地的灌溉。彈出高度有 100mm 和 300mm 兩種，適用于較大面積草坪的灌 溉。其中 I-20 噴頭配有止溢閥，并且可選不銹鋼升降柱

9、，頂部帶有獨(dú)特閥門(mén)，可在系統(tǒng)運(yùn) 行時(shí)單獨(dú)將某個(gè)噴頭關(guān)閉，便于維修或更換噴嘴。1.4 大射程噴頭，如亨特 I-31 、 I-35 系列、 I-41 系列、 I-60 系列、 I-90 系列均為旋轉(zhuǎn) 式齒輪驅(qū)動(dòng)頂部有工具調(diào)節(jié)噴頭，射程均在 20 米以上。其特點(diǎn)是材料強(qiáng)度高，抗沖擊性能 好。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)。其中 I-60 系列噴頭，獨(dú)有低壓大射程功能，在壓力為 2.8bars （ 0.28Mp ）時(shí)，射程可達(dá)18.9 米。特別適合低壓系統(tǒng)或者舊系統(tǒng)改造項(xiàng)目。由于高爾夫球場(chǎng)草坪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，如亨特 G880

10、 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?chē)萜旱恼ＩL(zhǎng)。土壤的允許噴灌強(qiáng)度是影響噴頭選型的主要因素之一。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(lái)同時(shí)工作。 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（p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（p允許）的參考值

11、見(jiàn)下表：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土壤土粘土允許噴灌強(qiáng)度201512108噴頭組合噴灌強(qiáng)度的計(jì)算公式為：P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 ）。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。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。噴頭的組合形式主要取決于地塊形狀以及風(fēng)的影響，一

12、般為矩形和三角形，或?yàn)槠涮乩?正方形和正三角形。 矩形或正方形布置， 適用于地塊規(guī)則，邊緣成直角的條件。這種形式設(shè) 計(jì)簡(jiǎn)便， 容易做到使各條支管的流量比較均衡； 三角形或正三角形布置， 適用于不規(guī)則地塊， 或地塊邊界為開(kāi)放式， 即使噴灑范圍超出部分邊界也影響不大的情況。 這種布置抗風(fēng)能力較 強(qiáng)，噴灑均勻度要高于矩形或正方形， 同時(shí)所用噴頭的數(shù)量相對(duì)較少， 但不易作到使各條支 管的流量均衡。 有時(shí)地塊形狀十分復(fù)雜， 或地塊當(dāng)中有障礙物， 使噴頭的組合形式為不規(guī)則 形。但在多數(shù)草坪噴灌系統(tǒng)中，可盡量采用正方形或正三角形布置。2.1 正方形布置正方形布置時(shí)，噴頭沿支管上的間距與支管間距相等，但對(duì)角噴

13、頭之間的距離是支管間距的1.41倍。考慮到風(fēng)的影響，推薦噴頭間距為噴頭射程（ R）的0.9-1.1倍，見(jiàn)下表：風(fēng)速（ km/h ）0-56-11正方形最大間距1.1R1.0R0.9R0.866 倍。考慮2.2 正三角形布置正三角形布置時(shí)，各個(gè)噴頭之間的距離相等，但支管間距為噴頭間距的到風(fēng)的影響，推薦噴頭間距為噴頭射程（R ）的 1.0-1.2 倍，見(jiàn)下表：風(fēng)速（ km/h ）0-56-1112-20正三角形最大間距1.2R1.0R在噴頭布置完畢后，應(yīng)根據(jù)實(shí)際布置結(jié)果對(duì)系統(tǒng)的組合噴灌強(qiáng)度進(jìn)行校核。特別是在地 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

14、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(guò)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。四、草坪噴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有了性能優(yōu)越、質(zhì)量可靠的噴頭，還必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，才能真正發(fā)揮噴灌的作 用，達(dá)到預(yù)期的效果。草坪噴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般包括以下步驟：（一）灌溉需水量的確定需水量包括土壤與地表的蒸發(fā)量和植物本身消耗的蒸騰量，也稱作植物騰發(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

15、規(guī)劃設(shè)計(jì)階段缺乏實(shí)測(cè)資料，這時(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(guò)公式進(jìn)行計(jì)算，或參照下列經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。簹庀髼l件濕冷干冷濕暖干暖濕熱干熱I 八、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(duì)濕度大于50% ；“干” 指仲夏平均相對(duì)濕度低于 50% 。灌溉系統(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

16、最高日需水量，以使系統(tǒng)有足夠的供水能力。（二）輪灌組的劃分灌溉系統(tǒng)的工作制度通常分為續(xù)灌和輪灌。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(mén)， 灌水時(shí)通過(guò)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

17、水源的可供水量相協(xié)調(diào)；1.2 對(duì)于手動(dòng)、水泵供水且首部無(wú)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)種植的草坪品種一致或?qū)?水的要求相近；1.4 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(mén)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 w cT

18、/t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(guò) 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(kāi)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。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(guò)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

19、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(mén)的選擇及其安裝位置3.1 輪灌組閥門(mén)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(mén)的尺寸可能小于或大于支管管徑， 但相差不應(yīng)超過(guò)一級(jí)管徑的范圍。 閥門(mén)的選擇還受到 閥門(mén)本身過(guò)流能力和壓力損失的限制， 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(mén)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(mén)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(mén)及其閥門(mén)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，

20、在足球場(chǎng)草坪灌溉工程中，閥門(mén)不應(yīng)安裝在場(chǎng)地內(nèi)部。3.4 在可能的情況下，閥門(mén)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。（三）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 確定管道的水頭損失。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(guò)一

21、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(guò)各種管件、閥門(mén)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)算很多計(jì)算沿程水頭損失的經(jīng)驗(yàn)公式。對(duì)于硬質(zhì)塑料管道（ PVC ），目前常用的計(jì)算公式如下：H f = 9.48 X104 X（Q1.77/d4.77） XL式中： Hf 為沿程水頭損失（ m ）；L、Q、d 分別為管道長(zhǎng)度（ m ）、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 = E v2/2g式中：Hj為局部水頭損失（m ）;E為局部阻力損失系

22、數(shù)，與管件、閥門(mén)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(mén)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)際=F x 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(guò)計(jì)算或

23、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(guò)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(guò)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T初設(shè)管徑T計(jì)算水頭損失T校核出水口處壓力差是否小于等于20% H設(shè)t若超過(guò)20% H設(shè)，調(diào)整管徑

24、后重復(fù)計(jì)算t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 管徑的初步確定管道的管徑，特別是干管的大小對(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。干管管徑的初步估算可采用以下經(jīng)驗(yàn)公式：D = 11Q1/2（Q120m3/h 時(shí)）式中： D

25、 為管徑（ mm ）； Q 為流量（ m3/h ）?；虿捎媒?jīng)濟(jì)流速法公式： D = 22.36（Q/V）1/2式中： D 為管徑（ mm ）； Q 為流量（ m3/s ）； V 為經(jīng)濟(jì)流速，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般取 V W3m/s 。3.2 干管水力計(jì)算干管水力計(jì)算相對(duì)支管簡(jiǎn)單一些，分別按不同管段的管徑、流量和長(zhǎng)度計(jì)算水頭損失即 可，其總的要求是在沿干管的各支管分流處的壓力需滿足各支管進(jìn)口對(duì)壓力的要求。（四）水泵的選擇選擇水泵的主要任務(wù)是確定水泵的流量和揚(yáng)程。在上述步驟完成后，即可計(jì)算流量和揚(yáng)程。水泵流量：Q = ZN噴頭q水泵揚(yáng)程：H = H 設(shè)+ !Hf+ ZHj Am ）；式中： N 噴頭為同時(shí)工

26、作的噴頭數(shù)； q 為單噴頭流量； H 設(shè)為噴頭設(shè)計(jì)工作壓力（EHf為水泵至典型噴頭之間管路沿程水頭損失之和（m）,所謂典型噴頭一般是距泵站最遠(yuǎn)或位置最高的噴頭；XHj為水泵至典型噴頭之間局部水頭損失之和（m ）,其中應(yīng)包括閥門(mén)、過(guò)濾設(shè)備及施肥設(shè)備的局部水頭損失；為典型噴頭與水源水面或井內(nèi)動(dòng)水位的高差（m）。具體選擇水泵型號(hào)時(shí)，可參照有關(guān)水泵生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄，所選水泵的實(shí)際流量和揚(yáng) 程一般應(yīng)稍大于上述計(jì)算值，以確保滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于用城市供水管網(wǎng)作為水源的灌溉系統(tǒng)，不必選擇水泵，而是應(yīng)校核供水管網(wǎng)所能提 供的壓力是否滿足灌溉系統(tǒng)的所需壓力（即上述計(jì)算的揚(yáng)程值）。若不滿足， 一般需增大各級(jí)管徑，

27、 以減小水頭損失； 或選擇低壓性能好的噴頭， 使灌溉系統(tǒng)所需壓力小于等于城市供 水管網(wǎng)的壓力。五、噴灌系統(tǒng)的施工安裝噴灌系統(tǒng)施工安裝的總的要求是，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行，必須修改設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先征得設(shè)計(jì)單位 同意并經(jīng)主管部門(mén)批準(zhǔn)。 涉及到有關(guān)建筑物的施工，應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范的要求，如給排水建 筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范、地下防水工程施工及驗(yàn)收規(guī)范等。針對(duì)草坪噴灌系統(tǒng)的特點(diǎn)， 在其施工與安裝時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：（一）在已有草坪的地塊內(nèi)施工，除盡量保護(hù)現(xiàn)有草坪外，要特別注意管溝棄土的處理。棄土須分層放置， 埋管時(shí)須按與開(kāi)挖時(shí)相反的順序分層回填， 以保證沿管線種植層內(nèi)的土壤與原有土壤一致。（二）在干管和每條支管上應(yīng)安裝放水裝

28、置，以便于沖洗管道以及冬季防凍。即使在無(wú) 凍害的南方地區(qū)，在非灌溉季節(jié)一般也應(yīng)放空管道，防止水長(zhǎng)期滯留在管道中產(chǎn)生微生物， 附著在管壁和噴頭上影響噴灌效果。 放水裝置除常見(jiàn)的閘閥、 球閥外， 還有自動(dòng)泄水閥，可 在灌水停止后自動(dòng)排出管道中的水。（三）對(duì)于系統(tǒng)壓力變化或地形起伏較大的情況，支管閥門(mén)處應(yīng)安裝壓力調(diào)節(jié)設(shè)備，如 亨特公司生產(chǎn)的與電磁閥相配套的 Accu-Set 型壓力調(diào)節(jié)器， 使支管進(jìn)口處壓力均衡， 保證 系統(tǒng)的噴灑均勻度。 另外，在必要的管段還應(yīng)安裝進(jìn)排氣閥、 泄壓閥等，用以保護(hù)系統(tǒng)的安 全。（四）為便于臨時(shí)取水，或?qū)姽嗖灰卓刂频倪吔堑囟芜M(jìn)行人工灌溉，在主管道上一般 需安裝一定數(shù)量

29、的快速取水閥（方便體），如亨特 HQV 型快速取水閥。這種快速取水閥與 所配套的鑰匙配合使用， 插入鑰匙， 閥門(mén)即可自動(dòng)開(kāi)啟供水； 若要停止灌水， 只需取下鑰匙， 閥門(mén)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。（五）地埋式草坪噴頭的安裝1 、安裝前須對(duì)噴頭進(jìn)行預(yù)置。可調(diào)噴灑扇形角度的噴頭， 出廠時(shí)大多設(shè)置在 180 度， 因 此在安裝前應(yīng)根據(jù)實(shí)際地形對(duì)噴灑扇形角度的要求，把噴頭調(diào)節(jié)到所需角度。2 、噴頭的頂部應(yīng)與最后的地面相平。這就要求在安裝噴頭時(shí)噴頭頂部要低于松土地面，為以后的地面沉降留有余地；或在草坪地面不再沉降時(shí)再安裝噴頭。3 、噴頭與支管的連接， 最好采用交接接頭 (Swing Joint )，也稱千秋架。 如亨特

30、的 SJ-512 千秋架、 SJ-712 千秋架，可有效防止由機(jī)械沖擊，如剪草機(jī)作業(yè)或人為活動(dòng)而引起的管道 和噴頭損壞。同時(shí)，采用鉸接接頭，便于施工時(shí)調(diào)整噴頭的安裝高度。4 、在管理不便的地區(qū)，可安裝具有一定防盜性能的噴頭，如亨特 I-20 和 I-41 ，以防止 不必要的噴頭損壞。 這種噴頭在噴頭蓋上配有專用防盜鎖緊螺絲， 當(dāng)把螺絲用專用工具擰緊 后，噴頭蓋將不能隨意擰開(kāi)。六、草坪灌溉系統(tǒng)的自動(dòng)控制隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)草坪綠化工程水平的要求越來(lái)越高。同時(shí)，為進(jìn)一步解決水資源、 能源的短缺和人工成本增加等問(wèn)題， 越來(lái)越多的草坪綠化工程采用自動(dòng)控制灌溉系統(tǒng)。 目前 常用的自動(dòng)控制系統(tǒng)可分為時(shí)序控制

31、灌溉系統(tǒng)、 ET 智能灌溉系統(tǒng)、中央計(jì)算機(jī)控制灌溉系 統(tǒng)兩大類。1. 時(shí)序控制灌溉系統(tǒng) 時(shí)序控制灌溉系統(tǒng)將灌水開(kāi)始時(shí)間、灌水延續(xù)時(shí)間和灌水周期作為控制參量，實(shí)現(xiàn)整個(gè) 系統(tǒng)的自動(dòng)灌水。其基本組成包括：控制器、電磁閥，還可選配土壤水分傳感器、降雨傳感 器及霜凍傳感器等設(shè)備。 其中控制器是系統(tǒng)的核心。 灌溉管理人員可根據(jù)需要將灌水開(kāi)始時(shí) 間、灌水延續(xù)時(shí)間、 灌水周期等設(shè)置到控制器的程序當(dāng)中， 控制器既通過(guò)電纜向電磁閥發(fā)出信號(hào)，開(kāi)啟或關(guān)閉灌溉系統(tǒng)?？刂破鞯姆N類很多，可分為機(jī)電式和混合電路式，交流電源式和直流電池操作式等。其 容量有大有小，最小的控制器只控制單個(gè)電磁閥，而最大的控制器可控制上百個(gè)電磁閥。

32、電磁閥一般為交流 24 伏隔膜閥， 通過(guò)電纜與控制器相連。 電磁閥啟閉時(shí)有一定時(shí)間的延 遲，這一特性可有效防止管網(wǎng)中的水擊現(xiàn)象，保護(hù)系統(tǒng)安全。目前國(guó)內(nèi)的自動(dòng)控制灌溉系統(tǒng)，基本上均為時(shí)序控制灌溉系統(tǒng)。2.ET 智能灌溉系統(tǒng)ET 智能灌溉系統(tǒng)，將與植物需水量相關(guān)的氣象參量（溫度、相對(duì)濕度、降雨量、輻射、風(fēng)速等） 通過(guò)單向傳輸?shù)姆绞剑?自動(dòng)將氣象信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息傳遞給時(shí)序控制器。 使用時(shí) 只需將每個(gè)站點(diǎn)的信息（坡度、作物種類、土壤類型、噴頭種類等）設(shè)定完畢，無(wú)需對(duì)控制 器設(shè)定開(kāi)啟、運(yùn)行、關(guān)閉時(shí)間，整個(gè)系統(tǒng)將根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件、土壤特性、作物類別等不 同情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化精確灌溉。3. 中央計(jì)算機(jī)控制

33、灌溉系統(tǒng) 中央計(jì)算機(jī)控制灌溉系統(tǒng)，將與植物需水相關(guān)的氣象參量（溫度、相對(duì)濕度、降雨量、 輻射、風(fēng)速等） 通過(guò)自動(dòng)電子氣象站反饋到中央計(jì)算機(jī)， 計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)決策當(dāng)天所需灌水量， 并通知相關(guān)的執(zhí)行設(shè)備， 開(kāi)啟或關(guān)閉某個(gè)子灌溉系統(tǒng)。 在中央計(jì)算機(jī)控制灌溉系統(tǒng)中， 上述 時(shí)序控制灌溉系統(tǒng)可作為子系統(tǒng)。美國(guó)亨特公司開(kāi)發(fā)的 IMMS 中央計(jì)算機(jī)控制灌溉系統(tǒng)，可通過(guò)有線、無(wú)線、光纜、電話 線、甚至手機(jī)網(wǎng)絡(luò)等方式對(duì)無(wú)限量的子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制， 如對(duì)小到一個(gè)公園、 大到 一個(gè)城市甚至幾個(gè)城市的所有園林灌溉系統(tǒng)，均可由一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制。這種中央計(jì)算機(jī)控制灌溉系統(tǒng)是真正意義上的自動(dòng)灌溉系統(tǒng)。目前在很

34、多發(fā)達(dá)國(guó)家的園 林綠地灌溉系統(tǒng)，以及高爾夫球場(chǎng)的灌溉系統(tǒng)中已被廣泛采用。例如，在美國(guó)拉斯維加斯城，只用了三套中央計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，將所有草坪和花卉實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)灌溉， 一套用于控制全城的公園綠地、飯店草坪、街道花卉等灌溉，另兩套則用于 130 多所大學(xué)的所有綠地灌溉。七、草坪的用水管理用水管理是草坪噴灌系統(tǒng)全部管理工作的核心。草坪噴灌系統(tǒng)建成后，用水管理的好壞， 直接關(guān)系到噴灌系統(tǒng)能否發(fā)揮其應(yīng)有的作用。 用水管理的基本任務(wù)是， 根據(jù)噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃 設(shè)計(jì)和當(dāng)?shù)貧夂?、草坪種類、生育階段、土壤水分、水源供水等狀況，合理組織草坪噴灌作 業(yè)，達(dá)到提高灌溉效率、保持草坪最佳生長(zhǎng)狀態(tài)的目的。其具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。（一）灌水計(jì)劃的制定噴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般是按滿足最不利的條件作出的，可滿足草坪最大的需水要求。而在 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定灌水計(jì)劃，包括灌水時(shí)間、灌水延續(xù)時(shí)間、灌水周期等。1 、灌水時(shí)間