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1、目 录第一章 概述第一节 园林草坪喷灌的特点（2）第二节 喷灌系统的组成（3）第二章 喷灌水力学基础第一节 静水压力（4）第二节 动水压力（5）第三章 园林草坪喷灌设备第一节 喷头（7）第二节 管材（10）第三节 自动控制设备（12）第四章 园林喷灌系统设计原理第一节 收集资料（17）第二节 灌溉需水量确定（18）第三节 确定水和能源的供应（18）第四节 确定灌溉系统的形式（20）第五节 喷头选型（20）第六节 布置喷头（22）第七节 划分轮灌组（26）第八节 灌溉系统水力学计算（28）第五章 园林草坪喷灌系统施工安装（32）第六章 草坪的用水管理（34）附录1 典型园林草坪喷灌设备性能参数附
2、录2 典型场地喷头布置第一章 概 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草坪生长所需水分的重要措施。以往的草坪绿化工程，很多没有配套完整的灌溉系统，灌水时只能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，对草坪的正常生长产生不良影响。随着城镇建设的不断发展，城市人口大量集中，工业和生活用水迅速增加，旅游、休闲、运动场及居民小区等各种绿地面积越来越大，城市供水的紧张状况日益突出。传统的地面大水漫灌已不能满足现代草坪灌溉的要求，采用高效的灌水方式势在必行。现代园林草坪灌溉的方法主要有喷灌和微灌技术，如果我们
3、想使整个面积都得到相同的水量，通常用喷灌，如草坪灌溉。如果我们想让某一特定区域湿润而使周围干燥时，可采用微喷灌或滴灌，如灌木灌溉。滴灌有时也用于草坪地下灌溉。园林草坪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。第一节 园林草坪喷灌的特点园林草坪是为改善环境、增加美感、陶冶性情等目的而栽植的，因此 要求它们最好常年生长皆绿，每年只需剪而不必种植，另外，草坪使土壤渗吸速度降低，要求采用少量频灌法灌溉，而且为了节约劳力和资金、提高喷灌质量的要求，园林草坪灌溉大多采用自动化控制固定式喷灌系统。要求水质和喷洒质量较为严格，特别是对高级观赏植物和高尔夫球场的草皮，要求喷灌均匀度较
4、高，如有漏喷或喷洒过量。都会造成严重损失。草坪喷灌多数在夜间进行，其原因之一是草坪白天喷灌，蒸发损失大。一般夜晚喷灌时能比白天少消耗10以上的水量；原因之二是有些草坪白天不允许喷洒，如高尔夫球场进行比赛、公园娱乐区进行文娱活动等。喷灌系统不能影响草坪的维护作业。草坪需要经常性的修剪、植保、施肥等，这些作业往往由机械完成。因此，需要选择特殊的设备。 喷灌系统在满足草坪需水要求的同时，需充分注意景观和环境效果。精心设计的喷灌系统，通过正确选择喷头和进行喷点的布置，不仅能满足草坪需水，而且在灌水时可以形成水动景观效果。 第二节 喷灌系统的组成 一个完整的喷灌系统一般由水源、首部枢纽、管网和喷头等组成
5、。1. 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。在草坪的整个生长季节，水源应有可靠的供水保证。同时，水源水质应满足灌溉水质标准的要求。2. 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。首部设备的多少，可视系统类型、水源条件及用户要求有所增减。当城市供水系统的压力满足不了喷灌工作压力的要求时，可建专用水泵站或加压水泵室或专用水塔，有时可在自来水管路上加装一台管道泵即可。3. 管网：其作用是将压力水输送并
6、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。4. 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。 第二章 喷灌水力学基础 水力学是研究液体特性（静止和运动状态）的一门学科。依据水力学知识设计的管网，可以大大减少灌溉系统的投资和在运行过程中的维护保养费用。通过控制水的流速，可以减少水流在管网系统中的压力水头耗损。而不
7、符合水力学特性的设计，会使喷灌系统的灌水质量降低、工程费用偏大和浪费水资源，并有可能使管受力过大,甚至导致管道破裂。因此管网水力学分析对于减少工程造价、提高灌溉效率和灌溉质量等都具有很重要的作用。为了能正确设计喷灌系统，我们首先需要掌握一些有关水的知识。第一节 静水压力 1 升水重1 kg，即水的比重为1000 kg/m3。在重力作用下，水总是由高处流向低处，一个重要的概念就是水压力（也称水头），它是指水对单位面积上作用力的大小，其计算公式如下:式中，P水压力（kPa）；F作用力（N）；A面积（m2）。0.3m0.6m0.1m0.1m图211 装有0.3 m和0.6 m高水的柱形容器 这种水压
8、力是由被测点以上水的重量所产生的。假设有10cm2的面积，该面积上作用力的大小，简单地说就是它上面的水柱的重量。水柱重量越大，作用力越大，水压力也就越大。底面积为0.01m2的柱状容器充0.3米高的水后，容器底部水压力为：P=W/A=(1000kg/m3*0.3 m) / (0.01 m2)=30000 kg/m2 = N/ m2 = 294 kPa如果底面积为0.01m2的柱状容器充0.6米高的水，则容器底部压力为：P=W/A=(1000kg/m3*0.6 m) / (0.01 m2)=60000 kg/m2 = N/ m2 = 588 kPa60mABCabc1m0.5m图22 静水压力示
9、意图 一个底为0.01 m2的容器充入0.3m深的水，不论是柱状容器还是其它形状的容器，0.3m深的水对其作用的水压力都是294kPa，。如果水深加倍的话，容器底部所受的压力也加倍，即294 * 2 = 588 kPa。因此，水压力还可用“水头高度”或简称“水头”来表示。压力与水头之间的相互转换关系为：1m水头=10kPa，60m水头高即为600 kPa。静水压力是指水不流动的封闭系统中水的压力。一条充满水的管子，阀门全部关闭，系统中的压力即静水压力，静水压力是一个系统所能获得的最大的压力。如图22所示，水塔水位高度60米，输水管道埋深1米，地面有起伏，B点地面比A点和C点高0.5米。当输水管
10、道末端的闸阀关闭，管中充满水但没有水流流动时，管道中各个位置的水压力即为静水压力。根据静水压力的定义，图中管道a点、b点和c点的静水压力均为61米，而地面A点、B点和C点的静水压力分别为60米、59.5米和60米。第二节 动水压力当阀门打开时，系统中的水就开始运动了，水在管道中流动时，水与管壁由于摩擦而产生压力损失，另外，连接件、阀门、水表和逆止阀等对水的流动都有阻力，这些阻力也会产生压力损失，使管道内水压力减低。动水压力，即水流流动状态下管道内的水压力，磨擦损失和高程变化都会使系统内的动水压力变化。如图23所示，将管道末端的阀门打开，管道中的水即成为流动的水，管网中各点的水压力即为动水压力，
11、如果由于摩擦损失，水塔至A点、B点和C点的水头损失分别为0.1m、0.8m和1m，根据动水压力的定义，管道a点、b点和c点的动水压力分别为60.9m、60.2m和60m。而地面A点、B点和C点的水压力分别为59.9m、58.7m和59m。60mABCabc1m0.5m0.8m 1m0.1m图23 动水压力示意图 通过管道系统的水流大小影响摩擦损失的大小，即通过系统的水流越多，流速越大，压力损失越大。另外管道的大小尺寸也影响压力损失。压力损失或水头损失可以根据经验公式计算，也可以查表得到，这在后面的章节中我们要讲到。水流通过管道的速度快，除摩擦损失大外，大的水流速度还会引起一些其他问题。因此管道
12、中的流速不能过大，根据经验，喷灌管道中可接受的最大流速为1.5 m/s。流速超过1.5m/s时，其压力损失会急剧增大。第三章 园林草坪喷灌设备第一节 喷 头常见的园林喷头主要有以下几类：一、 升降式喷头图 31 升降固定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。常见的有以下几类。1、 升降固定式喷头图32 美国雨鸟MAXIPAW系列升降摇臂式喷头喷水部分是固定式喷头，有的是离心式的、有的是缝隙式的；由于固定式喷头一般工作压力
13、仅为80150kPa，这种喷头一般用自来水不需另外加压就可正常工作。离心式喷头一般只能作全圆喷洒，而缝隙式喷头则可以作扇形喷洒。如雨鸟1800系列即为典型的升降固定式喷头（图31）2、升降摇臂式喷头由一个摇臂式喷头与外罩两大部分组成，外形如图3-2所示。外罩的下部是容纳竖管与压力弹簧的套管，上部是容纳摇臂式喷头的外壳，在喷头顶部还装有连在一起的顶盖和喷头。当不工作时，由于管内压力下降，喷头、竖管及顶盖在重力与弹簧力的作用下，下降到与地面齐平，并把外壳盖住。工作时，在管内压力的作用下，喷头、竖管及顶盖升起，喷头的喷嘴高出地面进行喷灌。根据喷洒范围的要求，摇臂式喷头可以作全圆喷洒，也可以作扇形喷洒
14、。由于摇臂式喷头工作压力一般为150350kPa，所以这种喷头不适于直接利用自来水压力来喷灌。这种的喷头射程一般比固定式喷头大，比较适合在面积较大的开阔草坪使用。3、水轮驱动射流式喷头图33 美国雨鸟5000系列水轮驱动射流式喷头图34 美国雨鸟R50水涡轮驱动喷头这种喷头的喷水部分多为射流式，但其喷嘴可以有若干个，而且都借助于内部的水轮带动喷嘴旋转。有的通过齿轮组传动（图33），也有的在水轮上装有可沿径向滑动伸缩的凸轮。当水轮旋转时，由于离心力的作用，凸轮伸长并撞击与喷嘴连在一起的驱动臂，使喷嘴作圆周旋转。这些齿轮和水轮大多数都是用工程塑料制造的（图34）。4、 旋球驱动的射流式喷头利用一个
15、金属旋球来驱动喷嘴旋转的喷头。在喷头下部有一个斜的进水孔，压力水进入腔室即形成高速旋转的水流，这水流冲击金属球在腔室上沿作圆周运动，此时金属球就不断撞击与喷嘴连接在一起的凸缘，使喷嘴作缓慢旋转。二、 反作用式喷头图35 反作用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（图35）。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。三、 孔管式喷头图36 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，图36所示的即为其中一种。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1014m20m的矩形面积，工作压力仅100200kPa，可直接利用自来水压力喷灌，很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37 可调射程摇臂式喷头四、 可控制射程的摇臂式喷头由于园林喷灌多在人们活动较多的地
