草坪微灌系統(tǒng)規(guī)劃設計

草坪微灌系統(tǒng)規(guī)劃設計第1頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二微灌系統(tǒng)的組成灌水器（微噴頭或滴頭等）、輸配水管網(wǎng)、首部和水源組成。典型滴灌系統(tǒng)的組成與布置第2頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二（1）灌水器將水從管道系統(tǒng)最末一級管道中分配到植物根區(qū)土壤的裝置。微噴頭、滴頭、滲頭等。將水分散成霧狀小水滴或輻射狀細條水線，比較均勻地噴灑在種植區(qū)域將水以水滴形式滴到植物根區(qū)土壤表面或土壤中

點源滴灌滴頭間距較大，以點狀分布，以一 個滴頭為水源向土壤供水并向周圍浸潤擴散。 線源滴灌滴頭間距小，水連續(xù)地沿管道緣滴出 或滲出，水源以線狀分布，地面或土壤浸潤狀 況以帶狀擴散。滴頭布置密度第3頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二（2）管網(wǎng)微灌中管道分三級：毛管：最末級，將壓力水輸送并分配到灌水器。支管或配水管：向毛管供水的管道。

安裝控制閘閥。干管或主管向支管供水的管道?？偢晒堋⒎指晒艿?。各級管道通過各種相應的管件、閥門等設備連接成一個整體組成一個管網(wǎng)系統(tǒng)——管網(wǎng)。第4頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二（3）首部

從水源取水，并對水進行加壓、水質處理、肥料注入和系統(tǒng)控制。包括動力設備、水泵、過濾器、施肥器、泄壓器、逆止閥、水表、壓力表、控制設備等。（4）水源井、泉、湖泊、水庫、河流、城市供水、再生水等。整個生長季應有可靠的供水保證，水質要合要求。第5頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二第6頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二微灌技術的優(yōu)點田間水利用效率最高；可以保持最佳的土壤水氣平衡狀況；減少了地面蒸發(fā)、徑流和滲漏損失；可與施肥、施藥相結合；減少雜草；適合各種土壤條件及坡地；容易實現(xiàn)自動控制，灌水計劃靈活；保持植物葉面干燥，從而減少病原菌的傳播；可以在土壤中灌溉，如地下滴灌，不影響景觀。第7頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二微灌技術的缺點滴頭易堵；滴灌管道易被機械、動物損壞漏水；容易在滴水濕潤邊緣積累鹽分；需要持續(xù)的管理維護與監(jiān)查；灌溉調節(jié)田間小氣候的作用減弱；滴灌需要較高的資金、技術和管理投入。第8頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)微灌系統(tǒng)的選型與布置

根據(jù)植物種類、配置、土壤、地形、水源（水量水質水壓）、氣象條件、景觀要求等選擇適宜的灌溉系統(tǒng)。微管系統(tǒng)類型的選擇1微噴灌

提供水分；還可淋洗植物葉面、花朵、莖稈，使植物保持新鮮、清潔，提高觀賞性；水霧增加近地面空氣濕度，調節(jié)植物環(huán)境溫度。地面小、形狀變化多、地勢有高有低植物以草坪、草花組合、草灌組合水源流量較小、水質清潔、有一定水壓

毛管或支管可鋪設在地面上，比較凌亂。選擇微噴灌第9頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二2滴灌系統(tǒng)滴灌對水源的水質要求高，必須過濾處理。地下滴灌的灌水器一般為特殊結構的滲水型灌水器，防堵塞功能。灌水器種類少，品種規(guī)格單一。全部埋于地下，檢查、維修不便。水分損失少，管道壽命長，一次性投資高。 適于灌溉灌木、喬木等園林樹木，窄帶狀草坪綠籬、公路隔離帶等。 地下滴灌只能采用固定式，適于多年生植物以及比較珍貴的草本、花卉等。草坪有試驗研究。第10頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二3滲灌系統(tǒng)地下滴灌也是一種滲灌方式（點源滲灌）。

滲灌是指水流通過沿管均勻分布的多孔滲水管滲透到土壤中，水分布是一種線源方式。滲水管用特殊材料制成，具有沿管壁透水的性能。地下滲灌同滴灌類似，要求較高的水質。連片的植物帶中使用滲灌的方法。地面上沒有任何管道，不干擾地面娛樂活動和維護管理，可用在城市綠地不便于管理或地面景觀要求高的區(qū)域。第11頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二滲灌的主要優(yōu)點：①灌水后土壤仍保持疏松狀態(tài)，不破壞土壤結構，不產生

土壤表面板結，為植物能提供良好的土壤水分狀況；②地表土壤濕度低，可減少地面蒸發(fā)；③管道埋入地下，可減少占地，便于交通和田間作業(yè)，可

同時進行灌水和農事活動；④灌水量省，灌水效率高；⑤能減少雜草生長和植物病蟲害；⑥滲灌系統(tǒng)流量小，壓力低，故可減小動力消耗，節(jié)約能

源。第12頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二滲灌存在的主要缺點：①表層土壤濕度較差，不利于作物種子發(fā)芽和幼苗

生長，也不利于淺根植物生長；②投資高，施工復雜，且管理維修困難；一旦管道

堵塞或破壞，難以檢查和修理；③易產生深層滲漏，特別對透水性較強的輕質土壤。第13頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二二微噴灌系統(tǒng)的布置1微噴頭的選擇

低轉速中型噴頭

通過流道的低速旋轉提供持續(xù)的單 水流噴灑，具極好的水分布均勻性。旋轉頭緩 慢旋轉，無振動搖擺現(xiàn)象。中距離微噴頭

從低度到高度的灌溉流量及精細水 滴，不產生徑流，噴灑角度可調，防止堵塞。中距霧化噴頭

水滴平均直徑150um，適于倒置和向 上兩種安裝方式。小射程噴頭

一般為埋藏伸縮式，如雨鳥1800系列 等，彈出高度有50mm、75mm…、300mm； 可選配噴灑形式繁多或可調角度的噴嘴，噴灌 強度較大。適于小塊綠地，也可用于灌木、綠 籬的灌水和洗塵。第14頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二2微噴頭的布置

噴頭的組合形式、噴頭沿支管上的間距及支管間距等。微噴頭的組合形式取決于地塊形狀及風的影響，一般為矩形和三角形，或正方形和正三角形。矩形和正方形：適于地塊規(guī)則，邊緣成直角。設計簡單，各支管流量比較均衡。三角形和正三角形：不規(guī)則地塊?？癸L能力強，噴灑均勻度優(yōu)于矩形和正方形，用噴頭數(shù)量較少。各支管流量難于均衡。第15頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二

正方形布置：噴頭間距與支管間距相等，考 慮風的影響，推薦噴頭間距等于噴頭 射程。正三角形布置：噴頭間距離相等，但支管間距離為噴頭距離的0.866倍。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。因邊角區(qū)域往往是半圓或90°，而中間是全圓，否則噴灌強度會大大超過中間。第16頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二三滴灌系統(tǒng)的布置對灌水器的基本要求出水量小；出水均勻穩(wěn)定，對壓力變化的敏感性?。豢垢鞣N雜質、污物堵塞的性能好；制造精度高；結構簡單，便于安裝；堅固耐用，價格低廉。第17頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二對滴頭的選擇主要考慮因素：水源供水量、水質清潔狀況及其過濾效果；園林樹木的需水量及需水規(guī)律；土壤透水性能、保水性能及土壤蒸發(fā)量的大小；滴頭與園林植物的配合情況及布置；植物是否對微灌系統(tǒng)灌水有噴淋、沖洗的要求；綠地維護管理與灌水是否互相干擾及相互影響程度；滴頭的價格；滴頭的安裝、使用、檢查、維修是否簡便易行。第18頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二根據(jù)植物、土壤等因素↓決定滴頭的基本類型

地面、地下等↓具體滴頭型號、規(guī)格地面滴灌滴頭應考慮水源、土質、植物、工作壓力、移動方式等因素第19頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二水質不好地面水源→抗堵塞性能好的噴頭，孔口大些；較干凈的井水→抗堵塞性能差些，孔口小些；沙性土→流量較小的滴頭；系統(tǒng)水壓變化大→具壓力調節(jié)功能的滴頭；移動式滴灌系統(tǒng)→與毛管一體式滴頭或旁通式滴頭；地下滴灌多年生、株行距不變→抗堵塞性能好的滴頭或滴灌帶第20頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二3滴灌系統(tǒng)的布置滴頭和毛管的布置，配水管、支管、干管和首部的布置以及水源工程的布置。滴頭和毛管的布置:每行樹木布置一條毛管，滴頭按一定距離安裝在毛管上適于幼樹、綠籬等，一棵樹2-3個滴頭或滴灌帶沿行布置。每行樹木布置一條毛管，毛管上再裝一段分支毛管環(huán)繞樹干，分支毛管上安裝4-6個滴頭。單行毛管帶微管滴頭布置每行樹木布置一條毛管，在每株附近的毛管上安裝1-4個微管滴頭或直徑4mm的小管，結合地面樹坑進行灌溉。減少毛管用量。第21頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二第22頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二自然布局種植的樹木，利用聚乙烯毛管的柔軟特性，可以隨意鋪設，控制毛管兩旁的樹木滴灌。城市公園最好采用地下滴灌方法。第23頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二環(huán)樹毛管與輸水毛管的連接要應用流量調節(jié)器，保證沿輸水毛管的進水量基本均勻。第24頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二毛管的布置長度→灌水的均勻度和工程費用毛管長度越大，支管數(shù)量越少，較小管徑控制面積增大，工程投資越少，但灌水均勻度下降。地下滴灌的滴頭和毛管的布置形式與地面布置相似，不同的是毛管埋設深度，一般20-30cm（主要吸收根區(qū)的上部）。第25頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)草坪微灌系統(tǒng)設計

優(yōu)質微噴頭、滴頭系統(tǒng)精心設計微灌系統(tǒng)的設計包括以下步驟：（1）灌溉需水量的確定；（2）擬定灌溉制度；（3）輪灌組的劃分；（4）管網(wǎng)布置；（5）灌溉系統(tǒng)的水力計算；（6）水泵及動力設備的選擇。發(fā)揮微灌的作用達到預期目標第26頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二一灌溉需水量的確定影響灌溉需水量因素復雜，最可靠的是實測，但往往在規(guī)劃設計階段缺乏實測資料，要根據(jù)影響需水量的因素估算，如彭曼公式，也可選取經(jīng)驗數(shù)據(jù)。微灌系統(tǒng)的設計，應滿足需水高峰期的日需水量第27頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二二擬定灌溉制度灌水定額、灌水周期、灌水日期、灌水持續(xù)時間等。1設計灌水定額

單位灌溉面積上的一次灌水量或灌水深度。第28頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二

灌水周期在無雨條件下，某種植物耗水量旺盛時期的允許最大灌水間隔時間。以此擬定輪灌次序并確定灌溉系統(tǒng)的設計流量。灌溉水利用系數(shù)第29頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二3一次灌水持續(xù)時間每個輪灌區(qū)內達到灌水定額所需的灌水時間。第30頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二4灌水日期需水規(guī)律和降雨情況靈活確定，或采用水分傳感器裝置現(xiàn)場自動測試確定第31頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二

輪灌組的劃分灌溉系統(tǒng)的工作制度：續(xù)灌和輪灌。續(xù)灌：對系統(tǒng)內的全部管道同時供水，即整個灌溉系統(tǒng)作為一個輪灌區(qū)同時灌水。灌水及時，運行時間短，便于其他管理操作的安排；干管流量大，設備利用率低，控制面積小。只用于植物單一且面積較小的情況。第32頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二1輪灌組劃分的原則輪灌組的數(shù)目應滿足植物需水要求，同時使控制灌 溉面積與水源的可供水量相協(xié)調；對于水泵供水且無恒壓裝置的系統(tǒng)，每個輪灌組的 總流量盡可能一致，以使水泵經(jīng)常處于或接近于 滿載工作狀態(tài)；同一輪灌組中，選用一種型號或性能相似的微噴 頭、滴頭，并將需水量相同的植物劃分在同一輪 灌區(qū)內；一個輪灌組所控制的范圍最好連片集中。自動控制 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，以分散干管的流量。第33頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二2輪灌組數(shù)目的確定取決于每天允許運行時間、灌水周期和一次灌水延續(xù)時間。每天允許運行時間—利用情況，控制病蟲害灌水周期—需水，質地如耐踐踏性一次灌水延續(xù)時間—氣候條件、灌水強度、灌水周期第34頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二輪灌組閥門的選擇及其安裝位置考慮以下因素：（1）輪灌組閥門即支管控制閥的規(guī)格與支管的公稱管徑相同；（2）閥門應設置在便于操作維修的位置，手動的設在噴灑范圍之外；（3）閥門及閥門井（箱）的位置不能影響正常的交通、人為活動及園林景觀；（4）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，減少支管管徑。第35頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二四管網(wǎng)布置管道系統(tǒng)的分級園林灌溉系統(tǒng)往往面積較小，且分散布局，一般只有兩到三級管道，即干管和支管或毛管，三級的有分干管。管道系統(tǒng)布置的一般原則（1）充分考慮地塊的形狀，盡量使支管控制面積相等或相近，力求使支管長度一致，規(guī)格統(tǒng)一，所控制范圍內的植物為同類或需水規(guī)律一致；（2）灌區(qū)內支管數(shù)與輪灌組數(shù)設置一致，管線的縱剖面應力求平順，減少折點，避免管線波狀起伏；（3）管線總長度盡量短；（4）支管長度應有一定的限制；（5）應考慮各用水單位的需要，既便于園林灌溉管理，又有利于輪灌；（6）應與城市公共設施的規(guī)劃相協(xié)調。第36頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二3管網(wǎng)布置形式（1）樹枝狀管網(wǎng)微灌系統(tǒng)應用最多，布置簡單，適于土地分散，地形起伏的地區(qū)，水力計算也簡單。豐字形、梳子形、樹杈形。一般要求支管嚴格地按順序工作，管道較多，管道利用率較低，一處出錯影響范圍較大。（2）環(huán)狀管網(wǎng)閉合狀，由多個閉路環(huán)組成。在給水工程中較普遍，優(yōu)點是某一水流方向的管道出問題，可由另一方向繼續(xù)供水；便于泄空管網(wǎng)積水。適應成片的、方形面積上的固定式管網(wǎng)?？偣荛L比樹枝狀長，可形成多路供水，減少流量，造價也比較經(jīng)濟，但不適宜在地塊分散的綠地采用。第37頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二灌溉系統(tǒng)的水力計算微灌系統(tǒng)選型、布置和輪灌區(qū)劃↓支管流量、干管流量↓管徑↓管道和系統(tǒng)的水頭損失↓系統(tǒng)的工作壓力第38頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二管道水頭損失的計算方法

沿程水頭損失和局部水頭損失沿程水頭損失：局部水頭損失可按公式分別計算，也可簡化為10-15%hf

管網(wǎng)比較復雜的取大的，一般情況取較小的。第39頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二2支管或毛管水力計算支管或毛管上一般安裝多個灌水器，管內的流量沿流程遞減，實際沿程水頭損失比按支管總流量的計算小得多，可按多孔口系數(shù)法計算。支管或毛管水力計算主要依據(jù)灌水均勻的原則，即任意兩個灌水器出水量之差<10%，壓力差<20%。 一般不需對所有支管或毛管進行水力計算，可選最不利條件下的支管或毛管進行計算（距首部最遠，或最高處）第40頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二第41頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二干管水力計算（1）管徑的初步確定管徑大→增加投資，管徑小→水頭損失大，需較大的水泵，運行費用高，且流速大，易產生水擊現(xiàn)象。（2）干管水力計算按不同管段的管徑流量和長度計算水頭損失即可。沿干管的各支流管分流處的壓力需滿足各支管進口對壓力的要求。第42頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二四水泵及動力設備的選擇水泵的選擇主要根據(jù)灌溉系統(tǒng)所需的流量和首部工作壓力。計算確定流量和揚程。流量：第43頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二揚程：第44頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二計算確定流量和揚程后可選擇水泵及動力機。水泵的實際流量和揚程一般稍大于上述計算值。用城市管網(wǎng)作為水源的微灌系統(tǒng)，不需水泵，但要核對供水管網(wǎng)所能提供的壓力是否能滿足。壓力不足：增大各級管徑以減少水頭損失或選擇低壓性能好的灌水器，或在管網(wǎng)連接處增設管道泵。第45頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二第四節(jié)草坪微灌系統(tǒng)設計實例基本資料與灌溉方式南方某市公園，小河從中流過；土壤為沙質，有機質含量少，干容重1.36g/cm3，田間持水率為30%；主要種植草坪和多種樹種；降雨時間分布不均勻。該區(qū)西部小山坡度6-7%。坡面草坪護坡；灌溉季節(jié)沒有主風向，風速2.0-3.4m/s，最大參考蒸散量4mm/d（8月）。希望采用自動控制灌溉系統(tǒng)。有柳、柏、杉、松、迎春花等樹木，樹間為高羊茅。第46頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二草坪區(qū)采用噴灌，由于分散不規(guī)則采用地埋散射噴頭；在高程變化區(qū)域，采用具有壓力補償性能和具有止溢功能的噴頭；樹木采用補償式滴頭滴灌；密集樹苗及綠籬，采用壓力補償式滴灌管灌溉。第47頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二二灌溉制度的確定草坪灌溉（1）灌水定額 土壤容重、田間持水率，計劃土壤濕潤土層30cm，適宜土壤含水率取田間持水率的75%～90%，灌水利用系數(shù)取0.9，計算得灌水定額27.2mm。（2）設計灌水周期 根據(jù)植物最大日需水強度資料和設計灌水定額，確定灌水周期為7d。第48頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二（3）噴頭布置

由于園區(qū)不規(guī)則和植物多樣性，噴頭采用三角形布置；設計風速在1.6-3.4m/s范圍，灌溉季節(jié)沒有主風向，噴頭間距可定為1-1.1R；由于面積較小和地塊不規(guī)則，根據(jù)壓力平衡和分流情況，支管間距根據(jù)實際情況布置；管路沿道路兩則布置，采用可調角度噴頭。（4）噴頭在一個工作點上的工作時間 噴頭流量1.42m3/h，噴頭間距12m，支管間距10.4m，根據(jù)灌水定額27.2mm，確定噴頭工作時間為2.5h。第49頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二樹木灌溉

沒有相關的研究與設計資料，按單棵需水情況設計。（1）設計灌水定額 土壤容重、田間持水率，計劃土壤濕潤土層80cm，樹冠直徑為3m，植物吸水根系主要分布在樹冠投影圓直徑的2/3處，則根據(jù)要求土壤濕潤比可選取50%，灌溉水利用系數(shù)0.95，則灌水定額為34mm。（2）設計耗水強度

確定為2.88mm/d。（3）灌水周期 取12d設計。第50頁，共57頁，2023年，2月20日，星期二（4）每棵樹實際用水率 日耗水強度2.88mm/d，樹冠直徑3m，則濕潤面積7.1m2，每棵樹設計用水率20.5L/d。（5）灌水器選擇及布置方式

選擇具有壓力補償功能的滴頭作為灌水器，其技術參數(shù)為：工作壓力0.1-0.34MPa；單滴頭流量3.8L/h;沿每行樹布置一條PE毛管，每棵樹配滴頭6個，滴頭間距50cm。（6）滴灌延續(xù)時間每棵樹滴頭6個，單滴頭流量3.8L/h，每棵樹設計用水率20.5L/d，計算滴灌延續(xù)時間11.5h。（7）輪灌區(qū)的劃分