第四章園林給排水工程-3

1、第三節(jié)第三節(jié) 園林噴灌園林噴灌概概 述述 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)適量地滿足植物生長(zhǎng)所需水分的 重要措施。 以往的園林綠化工程，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，園 林植物的正常生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響。 園林噴微灌技術(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(lái)越被人們所認(rèn)識(shí)。1 什么是噴灌？ 噴灌是一種先進(jìn)的灌水方法。是利用專門的設(shè)備（噴灌設(shè)備）將有壓水送到灌溉地段，并噴射到 空中，散成細(xì)小的水滴，均勻地散布在田間進(jìn)行 灌溉，就像下雨一樣，因此過去也叫做人工降雨。概概 述述2 什么是滴

2、灌？ 滴灌又稱為滴水灌溉，是通過出流孔口非常小入 的滴頭或滴灌帶，把水一滴一滴地均勻而緩慢地 滴在作物根部附近的土壤中。概概 述述概概 述述3什么是微噴灌？微噴灌又稱為微噴灌溉，是用很小的噴頭（微噴頭）將水噴灑在土壤表面上。微噴頭的工作壓 力與滴頭差不多，但是流量可以大一些。濕潤(rùn)的 面積大一些，這樣，噴灑的孔口也可以大一些， 出流流速比滴頭大得多，所以堵塞的可能性大大 減小了。一、噴灌系統(tǒng)的組成一、噴灌系統(tǒng)的組成一個(gè)完整的噴灌系統(tǒng)一般由水源、控制樞紐、管 網(wǎng)和噴頭等組成。 1、水源、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(kù)、河流也可作為水源。 水源水質(zhì)應(yīng)滿足灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

3、的要求。一、噴灌系統(tǒng)的組成一、噴灌系統(tǒng)的組成 2、控制（首部）樞紐、控制（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，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?？刂?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。一、噴灌系統(tǒng)的組成一、噴灌系統(tǒng)的組成 3、管網(wǎng)、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)。現(xiàn) 代灌溉系統(tǒng)的管網(wǎng)多采用施工方便、水力學(xué)

4、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。一、噴灌系統(tǒng)的組成一、噴灌系統(tǒng)的組成 4、噴頭、噴頭：噴頭用于將水分散成水滴，如同降雨一 般比較均勻地噴灑在草坪種植區(qū)域。二、常見的園林噴頭二、常見的園林噴頭1、升降式噴頭、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。二、常見的園林噴頭二、常見的園林噴頭2、反作用式噴頭、反作用

5、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)。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。二、常見的園林噴頭二、常見的園林噴頭3、孔管式噴頭、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。如圖這是一種單列孔管，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)10 14m20m 的 矩 形 面 積 ， 工 作 壓 力 僅 100 200kPa，可直接利用自來(lái)水壓力噴灌，很

6、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。圖圖 36 孔管式噴頭孔管式噴頭二、常見的園林噴頭二、常見的園林噴頭4、可控制射程的搖臂式噴頭、可控制射程的搖臂式噴頭 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(lái)調(diào)節(jié)噴頭 的射程 。圖圖 37 可調(diào)射程搖臂式噴頭可調(diào)射程搖臂式噴頭二、常見的園林噴頭二、常見的園林噴頭 噴頭按工作壓力分有低壓噴頭、中壓噴頭和高壓噴 頭三種。低壓噴頭指工作壓力小于20kPa的噴頭， 中壓噴頭指壓力工作壓力為200500kPq的噴頭， 工作壓力大于500kPa的稱為高壓噴頭。高壓噴頭很少用到。中壓噴頭用得最多，一般大田

7、作物噴灌 都用中壓噴頭。對(duì)于苗圃、幼嫩蔬菜或城市中的草 地、花卉常用低壓噴頭。三、噴灌的形式三、噴灌的形式 1移動(dòng)式噴灌系統(tǒng) 要求灌溉區(qū)有天然水源(池塘、河流等)，其動(dòng)力 (電動(dòng)機(jī)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī))、水泵、管道和噴頭等是 可以移動(dòng)的，由于管道等設(shè)備不必埋入地下，所 以投資較省，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，但管理勞動(dòng)強(qiáng)度大。適 用于水網(wǎng)地區(qū)的園林綠地、苗圃和花圃的灌溉。三、噴灌的形式三、噴灌的形式 2固定式噴灌系統(tǒng) 這種系統(tǒng)有固定的泵站，供水的干管、支管均埋 于地下，噴頭固定于豎管上，也可臨時(shí)安裝。 固定式噴灌系統(tǒng)的設(shè)備費(fèi)較高，但操作方便，節(jié) 約勞力，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和遙控操作。適用于需 要經(jīng)常灌溉和灌溉期較長(zhǎng)的草坪、

8、大型花壇、花 圃、庭院綠地等。三、噴灌的形式三、噴灌的形式 3半固定式噴灌系統(tǒng)。 其泵站和干管固定，支管及噴頭可移動(dòng)，優(yōu)缺點(diǎn) 介于上述二者之間。使用于大型花圃或苗圃。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)所依據(jù)的基本資料 1、地形圖比例尺為l10001500的地形圖，灌溉區(qū)面積、位置、地勢(shì)。 2、氣象資料包括氣溫、雨量、濕度、風(fēng)向風(fēng)速等，其中尤以風(fēng)對(duì)噴灌影響最大。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3、土壤資料包括土壤的質(zhì)地、持水能力、吸水能力和土層厚度等，主要用以確定灌溉制度和允 許噴灌強(qiáng)度。 4、植被情況植被(或作物)的種類、種植面積、 耗水量情況、根系深度等。灌

9、溉區(qū)水的來(lái)源、自來(lái)水或天然水 5、水源條件 源。 6、動(dòng)力。、動(dòng)力。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 1、設(shè)計(jì)灌水定額、設(shè)計(jì)灌水定額 灌水定額是指一次灌水的水層深度(單位為mm)或 一次灌水單位面積的用水量(單位為m3ha)。而 設(shè)計(jì)灌水定額則是指作為設(shè)計(jì)依據(jù)的最大灌水定 額。確定這一定額旨在使灌溉區(qū)獲得合理的灌水 量。即使被灌溉的植被既能得到足夠的水分，又 不造成水的浪費(fèi)。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 利用土壤田間持水量資料計(jì)算設(shè)計(jì)灌水定額利用土壤田間持水量資料計(jì)算設(shè)計(jì)灌水定額 土壤田間持水量是指在排水良好的土壤中排水 后不

10、受重力影響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 動(dòng)層土壤的田間持水量，對(duì)于確定灌水時(shí)間和灌 水水量是一個(gè)重要指標(biāo)。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì)m0.1hP (PlP2)1/ 式中 m設(shè)計(jì)灌水定額(mm)；土壤容重(gcm3)；h計(jì)算土層深度，即植物主要根系活動(dòng)層深度(cm)， 草坪、花卉可取h2030cm；p田間持水率；P1適宜的土壤含水率上限(重量)，可取田間持水量 的80100；P2適宜的土壤含水率下限(重量)，可取田間持水量 的6070；噴灌水的利用系數(shù)，一般取0.70.9。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)

11、計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段，一年中不同生長(zhǎng)季 節(jié)對(duì)水的需求量是不同的，但為了計(jì)算方便，均 按最大灌水定額計(jì)算。 以下是國(guó)內(nèi)噴灌生產(chǎn)實(shí)踐中灌水定額的參考數(shù)值： 小麥、玉米等大田作物一般為 225 375m3 ha，蔬菜為75150m3ha。 美國(guó)庭園綠地灌溉用水量：在氣候溫暖地帶，大 多數(shù)草坪和灌木林為25mm星期，在氣候炎熱 地帶為44mm星期。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 2、設(shè)計(jì)灌溉周期 灌水周期也叫輪灌期，在噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需確 定植物耗水最旺時(shí)期的允許最大灌水間隔時(shí)間， 灌水周期可用下式估算：三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌

12、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 2、設(shè)計(jì)灌溉周期Tm/ W式中 T灌水周期(d)；m灌水定額(mm)； W作物日平均耗水量或土壤水分消耗速率(mmd)；噴灌水利用系數(shù)取0.70.9。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 2、設(shè)計(jì)灌溉周期以上公式計(jì)算得數(shù)值，只是為提供設(shè)計(jì)依據(jù)的粗略 估算。因?yàn)樽魑锖乃抠Y料本身就是很粗略的， 并不能完全反映某個(gè)具體灌溉地塊的情況。所以 最好輔以對(duì)土壤水分的經(jīng)常性的測(cè)定工作，以掌 握適宜的灌水時(shí)間。目前我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉，大田作物設(shè)計(jì)噴灌周期常用 510日，蔬菜13日。綠地的灌溉周期可參考 以上數(shù)據(jù)。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)

13、（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 3、噴灑方式和噴頭組合形式 噴頭的噴灑方式有圓形噴灑和扇形噴灑兩種。一 般在管道式噴灌系統(tǒng)中，除了位于地塊邊緣的噴 頭作扇形，其余均采用圓形噴灑。 噴頭的組合形式(也叫布置形式)，是指各噴頭相 對(duì)位置的安排。在噴頭射程相同的情況下，不同 的布置形式，其支管和噴頭的間距也不同。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 3、噴灑方式和噴頭組合形式 有三種主要的噴頭布置方式： 1) 正方形正方形： 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

14、置方式灌水覆蓋度較差，其原因是因?yàn)?對(duì)角線上兩個(gè)噴頭間距比邊線上的要長(zhǎng)。水量偏少水量偏少圖圖 45 正方形布置時(shí)的水量偏少區(qū)域正方形布置時(shí)的水量偏少區(qū)域三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 3、噴灑方式和噴頭組合形式 有三種主要的噴頭布置方式： 2) 三角形三角形：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。圖圖 46 三角形布置方式三角形布置方式三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 3、噴灑方式和噴頭組合

15、形式 有三種主要的噴頭布置方式： 3) 矩形矩形: 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)。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 3、噴灑方式和噴頭組合形式 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。圖圖 4 48 8 曲線邊界噴頭布置方式曲線邊界噴頭布置方式圖圖 4 47 7交錯(cuò)型間距布置方式交錯(cuò)型間距布置方式三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 3、噴灑方式和噴頭組合形式 風(fēng)對(duì)噴灌有很大影響，在不同風(fēng)速條件下，噴頭 組合間距如何選擇最合理，是噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一 個(gè)尚待研究的課題。在實(shí)際工作

16、中可參照美國(guó) “Rainbird”公司建議的噴頭組合間距值，見表。平均風(fēng)速(ms)噴頭間距 L支管間距 b平均風(fēng)速(m s)噴頭間距 L支管間距 b5.5不宜噴灌 三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 4、噴灌強(qiáng)度與噴灌時(shí)間 噴灌強(qiáng)度 單位時(shí)間噴灑于田間的水層深度就叫噴灌強(qiáng)度，其 單位一般用mmh表示。噴灌強(qiáng)度的選擇很重 要，強(qiáng)度過小，噴灌時(shí)間延長(zhǎng)，水量蒸發(fā)損失大。反之，強(qiáng)度過大，水來(lái)不及被土壤吸收便形成徑 梳或積水，容易造成水土流失，破壞土壤結(jié)構(gòu)， 而且在同樣的噴水量下，強(qiáng)度過大，土壤濕潤(rùn)深 度反而減少，灌溉效果不好。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（

17、二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 4、噴灌強(qiáng)度與噴灌時(shí)間 噴灌強(qiáng)度噴灌系統(tǒng)工作時(shí)的組合噴灌強(qiáng)度，取決于噴頭的水力性能、 噴灑方式和布置間距等。因此當(dāng)噴頭型號(hào)、布置間距和工 作制度確定以后，應(yīng)檢驗(yàn)其組合的噴灌強(qiáng)度，噴灌強(qiáng)度 可依下式計(jì)算： =1000 Q P S式中 噴灌強(qiáng)度(mmh)； Q P噴頭噴水量(m3h)； S噴頭控制面積(m3)。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）灌溉制定的設(shè)計(jì) 4、噴灌強(qiáng)度與噴灌時(shí)間 噴灌時(shí)間噴灌時(shí)間是指為了達(dá)到既定的灌水定額，噴頭在每 個(gè)位置上所需的噴灑時(shí)間，可用下式計(jì)算：tm S1000 Q P式中 t噴灌時(shí)間(h)；m設(shè)計(jì)灌水定額(mm)； S噴頭有效控制面

18、積(m3)； Q P噴頭噴水量(m3h)。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（三）噴灌系統(tǒng)管道的水力計(jì)算 噴灌系統(tǒng)管道的水力計(jì)算和一般的給水管道的水力 計(jì)算相仿，也是在保證用水量的前提下，通過計(jì)算 水頭損失來(lái)正確地選定管徑及選配水泵與動(dòng)力的。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（三）噴灌系統(tǒng)管道的水力計(jì)算 水頭損失包括沿程水頭損失和局部水頭損失。 沿程水頭損失可用公式計(jì)算，也可以查管道水力計(jì) 算表。局部水頭損失，在計(jì)算精度要求不太高時(shí)， 為了避免繁瑣計(jì)算，可按沿程水頭損失值的10 計(jì)算。三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（三）噴灌系統(tǒng)管道的水力計(jì)算 對(duì)于硬質(zhì)塑料管道

19、（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）、流量（m3/h）和 管道內(nèi)徑（mm）。1.77d 4.77LQfH 9.48 104三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)式（三）噴灌系統(tǒng)管道的水力計(jì)算 以下介紹一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算沿程水頭損失，即謝才公Lhf C2 R V2式中 hf沿程水頭損失(m)； L管道長(zhǎng)度(m)； V管中水流平均流速(ms)；R 水力半徑(m)，對(duì)于圓管Rd/4 ， d為管內(nèi)徑 (m)；C謝才系數(shù)(m1/2s)，常用滿寧公式計(jì)算1/6四、典型園林灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)案四、典型園林灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)案 1、基本情況 該項(xiàng)目區(qū)位于南方某城市，一條小河從公園流過， 為灌溉主要水源，有機(jī)質(zhì)含量較少。土壤為砂質(zhì) 土，土壤干容重1.36gcm3，田間持水率為30， 保水性能比較好。主要種植草坪和多種樹種，由于 不同作物需水不同，且由于降雨在時(shí)間上分布不均 勻，需要采用灌溉來(lái)滿足作物的需水要求，保證作 物的正常生長(zhǎng)。四、典型園林灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)案四、典型園林灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)案 1、基本情況 根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y料，灌溉季節(jié)沒有主風(fēng)向，風(fēng)速