第四章园林给排水工程-3

1、第三节第三节 园林喷灌园林喷灌概概 述述 灌溉是弥补自然降水在数量上的不足与时空上的 不均、保证适时适量地满足植物生长所需水分的 重要措施。 以往的园林绿化工程，采用大水漫灌或人工洒水。 不但造成水的浪费，而且往往由于不能及时灌水、 过量灌水或灌水不足，难以控制灌水均匀度，园 林植物的正常生长产生不良影响。 园林喷微灌技术以其节水、节能、省工和灌水质 量高等优点，越来越被人们所认识。1 什么是喷灌？ 喷灌是一种先进的灌水方法。是利用专门的设备（喷灌设备）将有压水送到灌溉地段，并喷射到 空中，散成细小的水滴，均匀地散布在田间进行 灌溉，就像下雨一样，因此过去也叫做人工降雨。概概 述述2 什么是滴

2、灌？ 滴灌又称为滴水灌溉，是通过出流孔口非常小入 的滴头或滴灌带，把水一滴一滴地均匀而缓慢地 滴在作物根部附近的土壤中。概概 述述概概 述述3什么是微喷灌？微喷灌又称为微喷灌溉，是用很小的喷头（微喷头）将水喷洒在土壤表面上。微喷头的工作压 力与滴头差不多，但是流量可以大一些。湿润的 面积大一些，这样，喷洒的孔口也可以大一些， 出流流速比滴头大得多，所以堵塞的可能性大大 减小了。一、喷灌系统的组成一、喷灌系统的组成一个完整的喷灌系统一般由水源、控制枢纽、管 网和喷头等组成。 1、水源、水源：一般多用城市供水系统作为喷灌水源， 另外，井泉、湖泊、水库、河流也可作为水源。 水源水质应满足灌溉水质标准

3、的要求。一、喷灌系统的组成一、喷灌系统的组成 2、控制（首部）枢纽、控制（首部）枢纽：其作用是从水源取水，并对水进行加压、水质处理、肥料注入和系统控制。 一般包括动力设备、水泵、过滤器、施肥器、泄 压阀、逆止阀、水表、压力表，以及控制设备， 如自动灌溉控制器、衡压变频控制装置等。控制 设备的多少，可视系统类型、水源条件及用户要 求有所增减。一、喷灌系统的组成一、喷灌系统的组成 3、管网、管网：其作用是将压力水输送并分配到所需灌溉的草坪种植区域。由不同管径的管道组成，如 干管、支管、毛管等，通过各种相应的管件、阀 门等设备将各级管道连接成完整的管网系统。现 代灌溉系统的管网多采用施工方便、水力学

4、性能 良好且不会锈蚀的塑料管道，如PVC管、PE管等。 同时，应根据需要在管网中安装必要的安全装 置，如进排气阀、限压阀、泄水阀等。一、喷灌系统的组成一、喷灌系统的组成 4、喷头、喷头：喷头用于将水分散成水滴，如同降雨一 般比较均匀地喷洒在草坪种植区域。二、常见的园林喷头二、常见的园林喷头1、升降式喷头、升降式喷头 这种喷头也称为升缩式喷头， 不喷灌时整个喷头降到地面以 下，而当压力水充满管道时， 则在压力作用下升起，高出地 面一定高度进行喷灌，高度为 几厘米至几十厘米不等，对于 草皮只要几厘米就可以了，而 灌溉花卉则要升起几十厘米。二、常见的园林喷头二、常见的园林喷头2、反作用式喷头、反作用

5、式喷头 它是一种射流式喷头，利用 水舌喷出时的反作用力驱动 喷管旋转。这种形式在家庭小花园中对喷射的射程要求不高时经常作用。为 了美观，其外形常做成各式各样的，而且使其水 舌喷出时形成各种各样的造型。为了便于在草地 上拖动，这种喷头下常装有滑橇或小轮子。二、常见的园林喷头二、常见的园林喷头3、孔管式喷头、孔管式喷头 用于园林喷灌的孔管式 喷头多为小型移动式的。如图这是一种单列孔管，但是它将孔管做成弧形以扩大沿管轴线的喷洒范围，并由水轮驱动，使 孔管绕轴线摆动。这样的喷头可以湿润一个10 14m20m 的 矩 形 面 积 ， 工 作 压 力 仅 100 200kPa，可直接利用自来水压力喷灌，很

6、适合于 庭院小草坪的灌溉，而且喷射水舌有似孔雀开 屏，较为美观。图图 36 孔管式喷头孔管式喷头二、常见的园林喷头二、常见的园林喷头4、可控制射程的摇臂式喷头、可控制射程的摇臂式喷头 在摇臂式喷头的喷嘴上 方加一块可以调节角度 的控制射程的板，通过 调节其角度来调节喷头 的射程 。图图 37 可调射程摇臂式喷头可调射程摇臂式喷头二、常见的园林喷头二、常见的园林喷头 喷头按工作压力分有低压喷头、中压喷头和高压喷 头三种。低压喷头指工作压力小于20kPa的喷头， 中压喷头指压力工作压力为200500kPq的喷头， 工作压力大于500kPa的称为高压喷头。高压喷头很少用到。中压喷头用得最多，一般大田

7、作物喷灌 都用中压喷头。对于苗圃、幼嫩蔬菜或城市中的草 地、花卉常用低压喷头。三、喷灌的形式三、喷灌的形式 1移动式喷灌系统 要求灌溉区有天然水源(池塘、河流等)，其动力 (电动机或汽油发动机)、水泵、管道和喷头等是 可以移动的，由于管道等设备不必埋入地下，所 以投资较省，机动性强，但管理劳动强度大。适 用于水网地区的园林绿地、苗圃和花圃的灌溉。三、喷灌的形式三、喷灌的形式 2固定式喷灌系统 这种系统有固定的泵站，供水的干管、支管均埋 于地下，喷头固定于竖管上，也可临时安装。 固定式喷灌系统的设备费较高，但操作方便，节 约劳力，便于实现自动化和遥控操作。适用于需 要经常灌溉和灌溉期较长的草坪、

8、大型花坛、花 圃、庭院绿地等。三、喷灌的形式三、喷灌的形式 3半固定式喷灌系统。 其泵站和干管固定，支管及喷头可移动，优缺点 介于上述二者之间。使用于大型花圃或苗圃。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（一）设计所依据的基本资料 1、地形图比例尺为l10001500的地形图，灌溉区面积、位置、地势。 2、气象资料包括气温、雨量、湿度、风向风速等，其中尤以风对喷灌影响最大。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计 3、土壤资料包括土壤的质地、持水能力、吸水能力和土层厚度等，主要用以确定灌溉制度和允 许喷灌强度。 4、植被情况植被(或作物)的种类、种植面积、 耗水量情况、根系深度等。灌

9、溉区水的来源、自来水或天然水 5、水源条件 源。 6、动力。、动力。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（二）灌溉制定的设计 1、设计灌水定额、设计灌水定额 灌水定额是指一次灌水的水层深度(单位为mm)或 一次灌水单位面积的用水量(单位为m3ha)。而 设计灌水定额则是指作为设计依据的最大灌水定 额。确定这一定额旨在使灌溉区获得合理的灌水 量。即使被灌溉的植被既能得到足够的水分，又 不造成水的浪费。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（二）灌溉制定的设计 利用土壤田间持水量资料计算设计灌水定额利用土壤田间持水量资料计算设计灌水定额 土壤田间持水量是指在排水良好的土壤中排水 后不

10、受重力影响而保持在土壤中的水分含量，通 常以占干土重量的百分比表示，植物主要根系活 动层土壤的田间持水量，对于确定灌水时间和灌 水水量是一个重要指标。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（二）灌溉制定的设计m0.1hP (PlP2)1/ 式中 m设计灌水定额(mm)；土壤容重(gcm3)；h计算土层深度，即植物主要根系活动层深度(cm)， 草坪、花卉可取h2030cm；p田间持水率；P1适宜的土壤含水率上限(重量)，可取田间持水量 的80100；P2适宜的土壤含水率下限(重量)，可取田间持水量 的6070；喷灌水的利用系数，一般取0.70.9。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设

11、计（二）灌溉制定的设计 植物在不同的生长发育阶段，一年中不同生长季 节对水的需求量是不同的，但为了计算方便，均 按最大灌水定额计算。 以下是国内喷灌生产实践中灌水定额的参考数值： 小麦、玉米等大田作物一般为 225 375m3 ha，蔬菜为75150m3ha。 美国庭园绿地灌溉用水量：在气候温暖地带，大 多数草坪和灌木林为25mm星期，在气候炎热 地带为44mm星期。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（二）灌溉制定的设计 2、设计灌溉周期 灌水周期也叫轮灌期，在喷灌系统设计中，需确 定植物耗水最旺时期的允许最大灌水间隔时间， 灌水周期可用下式估算：三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌

12、系统设计（二）灌溉制定的设计 2、设计灌溉周期Tm/ W式中 T灌水周期(d)；m灌水定额(mm)； W作物日平均耗水量或土壤水分消耗速率(mmd)；喷灌水利用系数取0.70.9。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（二）灌溉制定的设计 2、设计灌溉周期以上公式计算得数值，只是为提供设计依据的粗略 估算。因为作物耗水量资料本身就是很粗略的， 并不能完全反映某个具体灌溉地块的情况。所以 最好辅以对土壤水分的经常性的测定工作，以掌 握适宜的灌水时间。目前我国农业灌溉，大田作物设计喷灌周期常用 510日，蔬菜13日。绿地的灌溉周期可参考 以上数据。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计

13、（二）灌溉制定的设计 3、喷洒方式和喷头组合形式 喷头的喷洒方式有圆形喷洒和扇形喷洒两种。一 般在管道式喷灌系统中，除了位于地块边缘的喷 头作扇形，其余均采用圆形喷洒。 喷头的组合形式(也叫布置形式)，是指各喷头相 对位置的安排。在喷头射程相同的情况下，不同 的布置形式，其支管和喷头的间距也不同。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（二）灌溉制定的设计 3、喷洒方式和喷头组合形式 有三种主要的喷头布置方式： 1) 正方形正方形： 这种方式中相邻四个喷头组成的四条 边距离相等，用于灌溉正方形的区域或有90度角的区域。尽管该方式有时均匀度欠佳，但四周有 围栏的地区常使用这种方式。 正方形布

14、置方式灌水覆盖度较差，其原因是因为 对角线上两个喷头间距比边线上的要长。水量偏少水量偏少图图 45 正方形布置时的水量偏少区域正方形布置时的水量偏少区域三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（二）灌溉制定的设计 3、喷洒方式和喷头组合形式 有三种主要的喷头布置方式： 2) 三角形三角形：该模式常用于边界不规则的地区。正三角形布置是指三个相邻喷头之间间距相等。与 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带。因此工程设计多数使 用三角形布置。图图 46 三角形布置方式三角形布置方式三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（二）灌溉制定的设计 3、喷洒方式和喷头组合

15、形式 有三种主要的喷头布置方式： 3) 矩形矩形: 矩形布置方式具有抗风的优点, 并且适合 灌溉有直线边界和角落的地区。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（二）灌溉制定的设计 3、喷洒方式和喷头组合形式 为适应特殊的工程条件，同一地域可以用上述各 种不同模式的组合。图图 4 48 8 曲线边界喷头布置方式曲线边界喷头布置方式图图 4 47 7交错型间距布置方式交错型间距布置方式三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（二）灌溉制定的设计 3、喷洒方式和喷头组合形式 风对喷灌有很大影响，在不同风速条件下，喷头 组合间距如何选择最合理，是喷灌系统设计中一 个尚待研究的课题。在实际工作

16、中可参照美国 “Rainbird”公司建议的喷头组合间距值，见表。平均风速(ms)喷头间距 L支管间距 b平均风速(m s)喷头间距 L支管间距 b5.5不宜喷灌 三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（二）灌溉制定的设计 4、喷灌强度与喷灌时间 喷灌强度 单位时间喷洒于田间的水层深度就叫喷灌强度，其 单位一般用mmh表示。喷灌强度的选择很重 要，强度过小，喷灌时间延长，水量蒸发损失大。反之，强度过大，水来不及被土壤吸收便形成径 梳或积水，容易造成水土流失，破坏土壤结构， 而且在同样的喷水量下，强度过大，土壤湿润深 度反而减少，灌溉效果不好。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（

17、二）灌溉制定的设计 4、喷灌强度与喷灌时间 喷灌强度喷灌系统工作时的组合喷灌强度，取决于喷头的水力性能、 喷洒方式和布置间距等。因此当喷头型号、布置间距和工 作制度确定以后，应检验其组合的喷灌强度，喷灌强度 可依下式计算： =1000 Q P S式中 喷灌强度(mmh)； Q P喷头喷水量(m3h)； S喷头控制面积(m3)。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（二）灌溉制定的设计 4、喷灌强度与喷灌时间 喷灌时间喷灌时间是指为了达到既定的灌水定额，喷头在每 个位置上所需的喷洒时间，可用下式计算：tm S1000 Q P式中 t喷灌时间(h)；m设计灌水定额(mm)； S喷头有效控制面

18、积(m3)； Q P喷头喷水量(m3h)。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（三）喷灌系统管道的水力计算 喷灌系统管道的水力计算和一般的给水管道的水力 计算相仿，也是在保证用水量的前提下，通过计算 水头损失来正确地选定管径及选配水泵与动力的。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（三）喷灌系统管道的水力计算 水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。 沿程水头损失可用公式计算，也可以查管道水力计 算表。局部水头损失，在计算精度要求不太高时， 为了避免繁琐计算，可按沿程水头损失值的10 计算。三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计（三）喷灌系统管道的水力计算 对于硬质塑料管道

19、（PVC），目前常用的计算公式如下： 式中：Hf为沿程水头损失（m）； L、Q、d分别为管道长度（m）、流量（m3/h）和 管道内径（mm）。1.77d 4.77LQfH 9.48 104三、固定式喷灌系统设计三、固定式喷灌系统设计式（三）喷灌系统管道的水力计算 以下介绍一个经验公式计算沿程水头损失，即谢才公Lhf C2 R V2式中 hf沿程水头损失(m)； L管道长度(m)； V管中水流平均流速(ms)；R 水力半径(m)，对于圆管Rd/4 ， d为管内径 (m)；C谢才系数(m1/2s)，常用满宁公式计算1/6四、典型园林灌溉系统设计案四、典型园林灌溉系统设计案 1、基本情况 该项目区位于南方某城市，一条小河从公园流过， 为灌溉主要水源，有机质含量较少。土壤为砂质 土，土壤干容重1.36gcm3，田间持水率为30， 保水性能比较好。主要种植草坪和多种树种，由于 不同作物需水不同，且由于降雨在时间上分布不均 匀，需要采用灌溉来满足作物的需水要求，保证作 物的正常生长。四、典型园林灌溉系统设计案四、典型园林灌溉系统设计案 1、基本情况 根据当地资料，灌溉季节没有主风向，风速