園林灌溉系統(tǒng)設(shè)計

園林灌溉設(shè)計劉亮*1/15/20231園林灌溉設(shè)計的過程一般包括以下幾個步驟：1.

收集信息（水源、電源、平面圖）。2.

確定植物的需水量及系統(tǒng)設(shè)計流量。3．選擇噴頭類型，進(jìn)行噴頭布置。4.管路布置及輪灌組劃分。5．進(jìn)行水力計算，確定管徑和閥的尺寸。6．水泵和過濾器選型。7．控制器選型和配線。8．完善設(shè)計圖。第一步收集信息通過收集資料,可以初步確定采用什么灌溉方式?可能使用什么設(shè)備?1．客戶要求:計劃做成什么標(biāo)準(zhǔn)的灌溉系統(tǒng)（愛好、投資）？*2、現(xiàn)場圖:A、確定灌溉區(qū)域：B、確定灌溉植物類型：有哪些植物？它們的需水性、間距及高度如何？C、比例尺：盡量避免弄錯尺寸D、地形：注意起伏E、其它：道路和建筑物等非灌溉區(qū)域的要求,盡量避免噴灑到非灌溉區(qū)域*3.水源：采用什么水？含什么雜質(zhì)？流量是多少？壓力是多少？流量估算方法：Q=9πd2*V/104

式中:Q----估算流量(m3/h);d----管內(nèi)徑(mm);V----經(jīng)濟(jì)流速(1..5~2.3m/s)。4.氣象資料:風(fēng)速、光照（蒸發(fā)蒸騰量）。5.地形及土壤類型：土壤的人滲能力與灌溉方式

土壤類型允許的最大噴灌強(qiáng)度（mm/hr)0-5%坡度5-8%8-12%12%以上覆蓋裸露覆蓋裸露覆蓋裸露覆蓋裸露砂土5050383838252513覆砂土4438322525191910砂壤土4425322025151910覆砂壤土321925131910138粉砂壤土25132010158105覆粉砂壤土54433231.5植物需水量與下列參數(shù)有關(guān):最大ET值(蒸發(fā)蒸騰量):取決于氣候條件,一般取月平均值，可以查參考表.植物系數(shù)CF:取決于植物類型和養(yǎng)護(hù)要求,可以查參考表.灌溉效率CI:取決于灌溉方式和灌水器,可以查參考表.噴頭分組效率CP：一般取95%實際日需水量PDA=CF*ET/CI/CP不同的植物，需水量不一樣，要分成不同區(qū)域，分別進(jìn)行計算。

第二步

確定植物需水量及系統(tǒng)設(shè)計流量氣候與ET參考對照表氣候 ET值（mm/每天）濕冷 2.5-3.8干冷 3.8-5.0濕暖 3.8-5.0干暖 5.0-6.4濕熱 5.0-7.6干熱 7.6-11.4注：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21-32攝氏度；熱—指最高氣溫高于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%。

植物類型系數(shù)范圍低高樹0.30.8灌木0.30.7地衣0.30.6冷季性草普通養(yǎng)護(hù)0.650.7高養(yǎng)護(hù)（如運(yùn)動場）0.70.75最高養(yǎng)護(hù)（如四季常綠草坪）0.80.85暖季性草普通養(yǎng)護(hù)0.250.4高養(yǎng)護(hù)（如運(yùn)動場）0.450.55最高養(yǎng)護(hù)（如四季常綠草坪）0.550.7作物系數(shù)(CF)參考對照表中國參考作物騰發(fā)量（ETO)-部分城市

CI灌溉效率參考表

灌溉類型系數(shù)范圍滴灌80-90%旋轉(zhuǎn)噴頭70-80%散射噴頭60-70%例：高爾夫練習(xí)場高爾夫練習(xí)場在上海，有50000m2的冷季草坪，采用旋轉(zhuǎn)噴頭，球場需高養(yǎng)護(hù)，ET值最高發(fā)生在7月，月平均150mm，（ET取5mm/天）。計算每天需要多少水？ET草坪=CFxET=0.75x5=3.8mm/天取灌溉效率為80%(旋轉(zhuǎn)噴頭)取噴頭分組效率為95%每天灌溉量=3.8/0.8/0.95=5mm/天草坪每天最大需水量=5mm/天x50,000m2=250,000升/天=250m3/天注：mm深xm2面積=L體積

夠

不夠繼續(xù)設(shè)計

劃分區(qū)域減小灌溉面積采用較低作物系數(shù)尋找更多水源你有足夠的水嗎？系統(tǒng)設(shè)計流量系統(tǒng)設(shè)計流量取決于植物需水量及灌溉時間,它的大小決定了管路系統(tǒng)的大小。灌溉制度：一般以14天為一個周期，在這個周期內(nèi)允許有2天不灌溉；一般在晚上灌溉（減少蒸發(fā)損失，減少公共危害或損壞），一天允許灌8個小時。這意味著我們需要在10天內(nèi)（每天灌8小時）將14天的需水量全部灌完！前面，我們已經(jīng)計算出植物理論上每天的最大需水量為250立方米/天。所以我們可以計算出：系統(tǒng)設(shè)計流量=250X14/10/8=44立方米/小時第三步噴頭的選型與布置

1.噴頭的選型需要考慮：灌溉區(qū)域的植物分布：如果是密植植物，一般選擇噴灌；如果稀疏植物（間距80mm以上），宜選用滴灌以節(jié)省水資源。灌溉區(qū)域的形狀：在區(qū)域允許的情況下，盡可能選用半徑大的噴頭，因為，一般說來，噴灑半徑大的噴頭其單位成本會低些。特殊場地的要求：體育場：選擇運(yùn)動場專用噴頭（6504/7005/8005）公共場所：選擇抗人為損壞強(qiáng)的商用噴頭（5505/7005/8005）大塊草坪，宜用噴灑距離遠(yuǎn)的旋轉(zhuǎn)噴頭狹長小塊草坪，宜用噴灑距離短的散射噴頭滴灌管：適用于花卉及灌木等稀疏植物，工作壓力0.6-4.0公斤，滴頭間距有30.5cm，45.7cm,61.0cm三種規(guī)格，鋪設(shè)間距約50CM鋪一條。PC系列壓力補(bǔ)償式滴頭：適用于間距大的灌木及樹木灌溉，滴頭間距根據(jù)植物間距而定，滴頭數(shù)量根據(jù)植物大小和需水量而定，每棵灌木設(shè)1-2個滴頭，每棵樹設(shè)2-4個滴頭。

插入PE管用1/4”軟管與分流帽連接分流帽用1/4”軟管與滴頭連接樹根灌水器系列家族樹根系列(4”x36”)(10,2x91,4cm)灌木系列(2”x10”)(5,1x25,4cm)迷你樹根系列(4”x18”)(10,2x45,7cm)直接向樹木根部輸水，同時具有透氣功能，適用于灌木及樹木灌溉，數(shù)量和位置根據(jù)植物大小而定，建議每棵樹設(shè)3個（120度1個）。

雨鳥商用地埋旋轉(zhuǎn)噴頭系列Falcon?

6504

7005/8005

115-E5500Series新適用于大面積草坪、存在人為損壞（踢、擰）嚴(yán)重的地方。氣候條件的影響：在風(fēng)比較大的地方，宜選用低仰角噴嘴，以降低風(fēng)的影響，在設(shè)計時，對噴灑半徑也要作一定保留。工作壓力：盡量以最佳工作壓力作為設(shè)計壓力,在不能加壓的地方，噴頭的工作壓力要以水源壓力為基礎(chǔ)選擇。水質(zhì)情況：如果水質(zhì)比較差，又不能作深層處理，宜選用抗污或抗堵塞能力比較強(qiáng)的噴頭，如搖臂噴頭及球驅(qū)動噴頭。景觀要求：在園林灌溉中，宜選用地埋式噴頭，它們平時埋在綠地之下或灌木叢中，不影響原有景觀效果，也不影響剪草機(jī)及綠籬機(jī)的工作。節(jié)水要求：盡量避免澆到道路上。土壤類型和入滲率：在入滲能力差的地方（土壤類型和場地坡度過大），不宜選用噴灌強(qiáng)度高的噴頭，如散射噴頭。

土壤類型/入滲率類型:入滲率mm/hrSand沙土>20FineSand細(xì)沙15-20SandyLoam沙壤土10-18Loam壤土10-15SiltLoam粉沙壤土8-12ClayLoam粘壤土5-10Clay粘土1-52、噴頭的布置

噴頭布置的一般規(guī)則：一般先沿灌溉區(qū)域的邊角布置，然后布置不規(guī)則場地中間區(qū)域。（沿周邊布置的一個實用方法：先測得邊長，用邊長除以噴頭設(shè)計噴灑半徑，將結(jié)果向上取整得出噴頭數(shù)量，最后再用邊長除以噴頭數(shù)量即可得出噴頭間距）。噴頭間距為確保噴灑效果好，噴頭疊加噴灑模式。一般用噴頭噴灑直徑（在給定的壓力和噴嘴條件下）的50%作為間距:噴頭間距為噴射直徑的50%風(fēng)的影響有些灌溉區(qū)域受風(fēng)的影響，需要不同的噴頭間距，其降雨強(qiáng)度也不一樣，因此需要分區(qū)風(fēng)速間距(%直徑)0-5Km/hr55%5-11Km/hr50%11-20Km/hr45%噴頭布置形狀噴頭布置形狀應(yīng)該成正三角形、正方形、變形的三角形和變形的正方形，其中：A、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)計簡便，容易做到使各條支管的流量比較均衡。B、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，同時所用噴頭的數(shù)量相對較少，但不易作到使各條支管的流量均衡。C、有時地塊形狀十分復(fù)雜，或地塊當(dāng)中有障礙物，噴頭的布置形式可以采用多種形式混合布置。盡量避免使用五角形：五角形布置通常會加大噴頭間距并漏掉噴頭。正三角形布置實例（均勻度好、省噴頭，但會澆出場地、不規(guī)則地形）正方形布置實例（布置簡單，規(guī)則地形）噴頭布置:一般噴頭正方形和三角形布置，其灌溉強(qiáng)度不同，因此需要分區(qū)。LLL0.866xL計算灌溉強(qiáng)度正方形

灌溉強(qiáng)度(mm/hr)=1x噴嘴流量(m3/hr)x1000間距(m)x間距(m)例如:Falcon6504#18噴嘴,在5Kg/cm2壓力下,正方性(18mx18m):灌溉強(qiáng)度=4.23x1000=13mm/hr18x18注意：雨鳥產(chǎn)品介紹灌溉強(qiáng)度是假設(shè)噴頭180度旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度三角形灌溉強(qiáng)度(mm/hr)=1x噴嘴流量(m3/hr)x1000(0.866x間距(m))x間距(m)例如:Falcon6504,#18噴嘴在5Kg/cm2壓力下,采用正三角形(18mx15.6m)灌溉強(qiáng)度=4.23x1000=15mm/hr0.866x18x18注：三角形灌溉強(qiáng)度增加，均勻性好，對抗風(fēng)效果好。計算灌溉強(qiáng)度等灌溉強(qiáng)度當(dāng)噴頭組合時，其有不同的噴灑角度，因此要采用相同的灌溉強(qiáng)度相當(dāng)重要.例如–1/4圓的噴灑量只要半圓噴灑量的一半，因為面積只有一半。散射噴頭容易選擇–有MPR噴嘴對于5000+(有射程為7.6m,9.1m和10.7mMPR噴嘴)對其他旋轉(zhuǎn)噴頭噴嘴不宜取得相匹配的灌溉強(qiáng)度–有時可在噴嘴選擇上做一些變化以使灌溉強(qiáng)度盡量相近?！甅PR’等噴灌強(qiáng)度概念灌溉太多產(chǎn)生徑流沒有足夠水采用MPR噴嘴噴灑更均勻0.21m3/h0.42m3/h0.84m3/h0.42m3/h0.42m3/h0.42m3/h灌溉均勻性非常均勻不均勻測量均勻性分布均勻系數(shù)（DistributionUniformity）比較25%最干區(qū)域的平均水量與所有灌溉量筒的水量平均值之比:DU%=M25x100

M將量雨筒規(guī)則放在噴灑區(qū)域內(nèi)，噴灑一定時間，記錄所有量雨筒的降雨量，計算所有讀數(shù)平均值和讀數(shù)最少的25%平均值.

DU應(yīng)該>75%延時系數(shù)（SchedulingCoefficient）該系數(shù)表明灌溉時間增加，以確保最干X%區(qū)域內(nèi)達(dá)到平均灌溉量如果用25%的最干區(qū)域讀數(shù)計算DU值，則SC25%=1/DU25%一般延時系數(shù)SC是平均10%的最低讀數(shù)值。

SC10%=1/DU10%對草坪灌溉SC應(yīng)該小于1.3均勻系數(shù)（ChristiansenCoefficientofUniformity）該計算值測量每個量雨筒的讀數(shù)與平均的變化量:Cu=(1–SumMd)x100MxnM=所有量雨筒的平均值SumMd=所有與平均值的變化值絕對值之和N=量雨筒數(shù)

CU大于>84%布置好但壓力低加大噴頭間距，壓力好噴頭布置合理，壓力好第四步管路布置及輪灌組的劃分主管路的布置盡量減小管徑：大的系統(tǒng)，采用閉合管路盡量減少穿越障礙物：盡量減少交叉：一般用承壓10公斤的UPVC：主管路管徑的初步估算主管路流量按系統(tǒng)設(shè)計流量估算流量估算方法：Q=9πd2*V/104

式中:Q----估算流量(m3/h);d----管內(nèi)徑(mm);V----經(jīng)濟(jì)流速(1..5~2.3m/s)。支管的布置與輪灌組劃分輪灌組：同時工作的閥，可能是1個閥，也可能是多個閥將系統(tǒng)設(shè)計流量作為單個輪灌組的流量進(jìn)行計算。用系統(tǒng)設(shè)計流量除以單噴頭流量取整,得出每個輪灌組的噴頭數(shù)量。每個輪灌組的流量盡可能一致或相近。灌溉強(qiáng)度相差大的噴頭（如：散射噴頭與旋轉(zhuǎn)噴頭）不能劃在同一輪灌組。*盡量減小管徑：管道分流，盡量使用小口徑的閥（園林灌溉，支管閥建議一般不超過2寸）管道分流，減小管徑大管徑，大閥門盡量減少穿越障礙物盡量減少交叉考慮水力平衡：水力中心原則‘水力中心’壞好支管管徑的初步估算支管流量按所帶噴頭流量逐級估算流量估算方法：Q=9πd2*V/104

式中:Q----估算流量(m3/h);d----管內(nèi)徑(mm);V----經(jīng)濟(jì)流速(1..5~2.3m/s)。第五步水力計算，確定管徑及閥門尺寸確定采用HazenWilliams公式,DarcyWeisbach公式,或Colebrook-White公式等沿程公式表示如下:H=fxV2xL

Dx2g其H=沿程水頭損失f=摩擦系數(shù)D=管徑V=流速g=9.8m/s2L=管長沿程損失的計算支管大小(閥門以后)支管流速小于2m/s(50&90mm),小于1.8m/s(40mm)小于1.2m/s(25mm)同一支管內(nèi)噴頭壓力差小于10%（20%）。例如:如果用7005設(shè)計壓力為5Kg/cm2,最大可接受壓力5.25Kg/cm2,最小壓力為4.75Kg/cm2支管壓力損失是指閥門到支管最末位置（計算要考慮多孔系數(shù)）‘關(guān)鍵途徑’最長或最多噴頭途徑，采用水力中心關(guān)鍵途徑.考慮投資…主管比支管更貴.減少主管長度，也許增大支管管徑（但不是總是采用“水力中心”原則)減少挖溝量–主管和支管盡可能在同一溝內(nèi)，也許有些影響支管設(shè)計例1:6個F6504,#18噴嘴，設(shè)計工作壓力：500Kpa(允許偏差475-525Kpa).，16m間距，UPVC流量7.085.94.723.542.361.18管徑80mm80mm50mm50mm40mm25mmKpa/m0.250.140.70.440.60.9長度81616161616磨擦損失22.2411.27.049.614.4水壓478.5480.5482.7494501510.6525Kpa閥門流量=7.08L/s(425L/min),所以選50mmPGA（200PGA）例2:6個F6504,#18噴嘴，設(shè)計工作壓力：500Kpa(允許偏差475-525Kpa).，16m間距，UPVC。流量3.542.361.18管徑50mm40mm25mm每米損失Kpa/m0.440.60.9長度81616磨擦損失3.529.614.4水壓497.5501510.6閥門流量=7.08L/s(425L/min),所以選50mmPGA（200PGA）流速不要超過1.5m/s限制流速主要是防止關(guān)閉閥門時產(chǎn)生水錘，減少彎頭和連接件的壓力管徑為100mm主管,每12.8cm有1Kg水,因此可以想象200m(1560Kg)主管道水在1.5m/s.流速下，如果突然在1秒鐘內(nèi)關(guān)閉閥門，其動能將產(chǎn)生f2343牛頓!沿程損失由公式計算沿程損失x1.05為局部損失一般將主管的水頭損失控制在0.5Kg/cm2(50Kpa)環(huán)路主管道–簡單化計算是假設(shè)主管道流量是設(shè)計流量的一半。主管的大小

高程對壓力影響噴灌設(shè)計水力計算小工具介紹電磁閥的選型原則：電磁閥的過流能力和壓力損失：通過電磁閥的水流量不能超過它的最大過流量。同時水流通過電磁閥時的壓力損失不要超過0.4MPa。電磁閥的尺寸：電磁閥的尺寸規(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)超過一級管徑的范圍。

工作壓力：支管進(jìn)水口壓力不能超過電磁閥的最大工作壓力.輪灌組閥門的選擇及其安裝位置由上表可以看出：150PGA的過流量在7-12噸/小時的情況下比較好。200PGA的過流量在12-24噸/小時的情況下比較好。300BPE的過流量在40-60噸/小時的情況下比較好。在水力計算中，我們必須考慮閥門引起的壓力損失。電磁閥的布置原則：閥門應(yīng)設(shè)置在便于操作、維修的位置，特別是手動操作噴灌系統(tǒng)，最好將閥門安裝在噴頭的噴灑范圍之外，使操作人員不會在工作時被淋濕。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(yīng)安裝在場地內(nèi)部。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。泵的選型：選擇水泵的主要任務(wù)是確定水泵的類型、流量和揚(yáng)程。泵的類型選擇:管道泵：管道直接加壓（壓力疊加）臥式離心泵：地表水，維修方便，但占空間大，需要泵房潛水泵：地表水，維修不方便，但不占空間，不需要泵房深井泵：用于深井第六步水泵和過濾器的選型確定泵的類型后，計算流量和揚(yáng)程。

水泵流量=最大輪灌組的流量，然后放大5%—10%余量來選型。水泵揚(yáng)程=最壞點噴頭工作壓力+閥門損失+沿程損失+管件損失+高差引起的損失：然后放大5%—10%余量來選型。變頻選擇:在一個大的、綜合性的灌溉系統(tǒng)中，如果輪灌組流量變化比較大,宜選擇變頻泵.一般遵循以下原則：過濾器類型選擇：這需要了解灌溉水中含有哪些雜質(zhì)，通常來說地面水(江河湖泊)：一般以砂石和有機(jī)物為主，宜選用砂石過濾器作為一級過濾,如果雜質(zhì)體積比較大,還需要用攔污柵作初級攔污過濾;如果含沙量大,還需要設(shè)置沉沙池作初級攔污過濾.地下水(井水)：雜質(zhì)一般以砂石主，宜選用砂石分離器作為一級過濾.無論是砂石過濾器還是砂石分離器,都可以根據(jù)需要配備網(wǎng)式過濾器或疊片過濾器作為二級過濾.過濾器的選型確定過濾器的過濾能力：根據(jù)灌水的要求確定，一般來說，噴灌要求80-100目過濾，微噴要求80-120目過濾，滴灌要求120-200目過濾。確定過濾器的流量和尺寸：以灌溉系統(tǒng)的峰值流量作為過濾器的流量。

確定過濾的沖洗類型:如果系統(tǒng)比較大、水質(zhì)很差，需要經(jīng)常沖洗，建議采用自動反沖洗類型,以減少日常維護(hù)和工作量?？刂破鬟x型：在進(jìn)行控制選型時，我們主要考慮：使用場所：室內(nèi)還是室外？控制的站點數(shù)：一般來說，控制器的站數(shù)應(yīng)等于或大于電磁閥數(shù)量。

灌溉延續(xù)時間的限制：滴灌同時工作的電磁閥數(shù)量：控制器輸出功率遙控