现代景观工程34课件

第四节、喷灌系统规划设计一、喷灌系统规划设计基本资料二、喷灌系统规划设计步骤三、喷灌系统规划设计成果一、喷灌系统规划设计基本资料1.自然类地形土壤气象水源2.人文类喷灌区域种植状况用户资金状况喷灌系统拟

使用年限二、喷灌系统规划设计步骤1.基本资料收集2.喷灌用水分析3.喷灌系统选型4.喷头选型与布置5.管网布置6.喷灌水力设计7.轮灌区域划分8.安全运行措施9.灌水制度拟订10.技术经济分析1.基本资料收集图纸：平面图--定位竖向--水压种植--一次灌水量气象资料：降雨量集水时间主导风向：支管与主导风向垂直平均风速：3-4级风，风过大，水损失量大温度、湿度：与水损失量有关土壤资料：水文资料：水源土壤资料1）判断土壤类型2）土壤入渗率（速度）3）植物有效水：

土壤的田间持水量

土壤的有效持水量4）土壤允许喷灌强度1）判断土壤类型方法：分析法、资料法、指测法指测法：干测法和湿测法干测时．取一蚕豆大的土块，用拇指和食指上下压捏．根据捏碎的难暑程度来鉴定；湿测时，取一小块土捏成粉末，拣出杂物，用水调匀至不黏手为止，然后根据用手搓、挤时的外形表现进行整定。指测法鉴定土壤质地质地类型在手掌中研磨时的感觉放大镜或肉眼观察的情况干燥时状态湿挤时状态揉成细条时的状态砂土砂粒感觉几乎完全由砂粒组成土粒分散不成团流砂，不成团不能揉成细条砂壤土不均质，主要砂粒，也有细土粒感觉主要是砂粒，也有粉细的土粒用手指轻压或稍用里能碎裂干土块无可塑性揉成细条易裂成小段或小瓣壤土感觉到砂质和黏质土粒大致相同还能见到砂粒用手指难于破坏干土块有可塑性揉成完整细条，在其弯曲成圆环时裂成小瓣壤黏土感到有少量砂粒主要有粉砂和黏粒，砂粒几乎没有不可能用手指压碎干土块可塑性好易揉成细条，在卷成圆环时有裂痕黏土很细的均质土，难于磨成细粉均质的细粉未，没有砂粒用锤击仍难破坏使其粉碎可塑性良好，呈黏糊体揉成细条易卷成圆环，不产生裂痕2）土壤入渗率土壤吸收水分的速度称入渗率或入渗速度土壤类别渗吸速度mm/h表面良好表面板结粗砂土20-2512细砂土12-2010细砂壤土128粉壤土107粘壤土86粘土523）植物有效水：植物有效水：土壤田间持水量与永久凋萎点之间所能保持的水量在排水良好的土壤中，排水后不受重力影响而保持在土壤中的水分含量。常以占干重的百分比表示土壤田间持水量：土壤的有效持水量指可以被植物吸收的土壤的水分土壤类别有效持水量（体积%）范围平均值粗砂土3.3-6.24.0细砂土和壤砂6.0-8.57.0砂壤土8.5-12.510.5中壤土12.5-19.016.0粘壤土14.5-21.017.5粘土13.5-21.017.0常见土壤的有效持水量4）土壤允许喷灌强度2.喷灌用水分析植物需水量：指植物在正常生长的情况下，满足植株蒸腾和棵间土壤蒸发所需的水量，故也称植物腾发量。植物需水量因素：植物种类、气象、土壤规划设计：根据当地或临近地区有关资料

或试验观察结果确定水源供水能力植物需水量：水源供水能力：水量、水压和水质水量：指水源能够提供喷灌用水的总量和流量总量限制喷灌系统的规模流量是轮灌区域划分的依据水压：保证喷头雾化效果和组合喷灌均匀度水质：满足植物生长工艺流程环境保护处理：设备选型喷灌系统本身的要求水质监测3.喷灌系统选型根据喷灌区域地形地貌水源条件可投入资金数量期望使用年限操作人员的技术水平选择喷灌系统固定移动半固定型式4.喷头选型与布置合适的喷头是保证喷灌质量的前提喷头的选型和布置影响喷灌系统的灌水质量喷灌系统的工程造价喷头类型喷洒范围:工作压力：1.1Pmin<P设<0.9Pmax喷灌强度:射程:出水量:射角:喷头选型的因素喷灌区域的大小供水的压力地貌及种植状况喷头布置的原则轮灌区域划分等间距、等密度布置无风和微风时，喷灌区外不大量溅水充分考虑风对喷灌水量分布的影响充分考虑绿地植物对喷洒效果的影响喷头组合方式：矩形、正方形、三角形核算组合喷头的喷灌强度：

R实际=R设计/0.7-0.9选取喷头组合形式风向变化频繁，用正方形的喷头布置形式；无风可用正三角形的喷头布置形式；风向固定可采用矩形的喷头布置形式坡地上允许喷灌强度打折系数坡地砂土壤土粘土0-51.01.01.05-80.90.870.79-120.860.830.6413-210.820.830.55>20%0.750.600.395.管网布置布置原则：1)满足使用全园覆盖的前提下，使用管网最少，并且交叉最小。（一般原则不交叉）2)山地管网布置，干管要顺着山脊走，支管要沿着等高线走。缓坡地，干管沿着园路走，支管、支干管与干管及其它支管尽可能垂直；45度、60度也可取3)所有竖管与支管之间一定垂直相接4)布网注意风向：支管与主风向垂直，（有利用计算覆盖面积），可利用风向调整覆盖面积。5)支管不易太长：支管起端与末端的压力差20%以下6)干管尽量与道路平行（维修）7)供水点设在中心位置8)每个支管要安装阀门9)支管与支管、支管上竖管的距离：依喷头形式采取组合形式确定10)尽量将阀门井、泄水井布置在绿地周边区域，以便于使用和检修。11)干、支管均向泄水井找坡，确保管网冬季泄水。6.喷灌水力计算1)设计灌水定额2)灌溉周期3)灌水时间4)喷灌强度5)管道水力计算6)结构设计灌水定额：是指一次灌水的水层深度（mm）或一次灌水单位面积的用水量（m3/ha）设计灌水定额两种计算方法：①利用土壤田间最大持水量计算②利用土壤有效持水量计算1)设计灌水定额——最大灌水量设计灌水定额：m=0.1γh（P1-P2）1/ηm——设计灌水定额（mm） γ——土壤容重h——计算土层深度，即植物主要根系活动深度，草坪、花卉可取=20-30cmP1——适宜的土壤含水率上限（重量%），可取田间持水量d的80%-100%P2——适宜的土壤含水率下限（重量%），可取田间持水量d的60%-70%η——喷灌水的利用系数，一般取0.7-0.9①利用土壤田间最大持水量计算设计灌水定额：m=ahP/1000ηm——设计灌水定额（mm） a——允许消耗的水分占土壤的有效持水量的%h——计算土层深度，即植物主要根系活动深度，草坪、花卉可取=20-30cmP——土壤有效持水量（体积%）η——喷灌水的利用系数，一般取0.7-0.9②利用土壤有效持水量计算植物种类允许土壤水分消耗占有效持水量的％生产价值高，对水分敏感的浅根植物(如花卉、蔬菜等)33生产价值与根深中等的植物56生产价值低、抗旱性强根深植物(耐旱、草坪、大田作物等)67

土壤水分允许消耗值

土壤类别有效持水量（体积%）范围平均值粗砂土3.3-6.24.0细砂土和壤砂6.0-8.57.0砂壤土8.5-12.510.5中壤土12.5-19.016.0粘壤土14.5-21.017.5粘土13.5-21.017.0常见土壤的有效持水量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75—150m3／ha。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。2)灌溉周期灌溉周期: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。灌水周期可用公式估算：T=η*m/WT——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（mm/d）η——喷灌水利用系数，取0.7-0.9作物日平均耗水量资料本身就是很粗略的，导致设计灌溉周期的计算不精确。最好对土壤水分进行测定，以掌握灌水时间我国农业灌溉：大田作物设计灌溉周期常用5-10日

蔬菜设计灌溉周期常用1-3日3）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制定灌水方案所需资料（自动）计算公式：t=mS/1000QP

式中t——喷灌时间(h)；m——设计灌水定额(mm)；S——喷头的控制面积（m2）QP——喷头的喷水量（m3/h）4)喷灌强度喷灌强度公式：ρ=1000QP/S

ρ——喷灌强度（mm/h）

QP——喷头的喷水量（m3/h）

S——喷头控制面积多支管多喷头的喷灌强度公式5)管道水力计算给水管道的相仿：水量、水头损失确定管径、水泵、匹配的电机Q喷——选择喷头可查出相关参数。Q喷DQ=nQ喷D沿程水头损失公式——谢才公式：hf=LV2/C2*Rhf=LV2/C2*Rhf——沿程水头损失（m）L——管道长度（m）V——管中水流平均速度（m/s）R——水力半径（m），对于圆管R=d/4C——谢才系数，常用满宁公式计算：n—为粗糙系数。hf=SofLQ2沿程水头损失：hf=SofLQ2根据流量和管道品种及管径,查表4.2.1和表4.2.2,求得该管段的沿程水头损失喷灌系统管道的水力计算有其特点:采用“多口系数”概念,简便计算“多口系数”是假定支管各孔口流量相同,依孔口数目求得折算系数,见表4.2.3X:第一喷头到支管的距离/喷头之间的距离hf=SofFLQ2

折算系数：F局部水头损失：沿程水头损失10%表4.2.1各种管材的粗糙系数n值

管道种类n各种光滑的塑料管(如PVC、PE管等)0.008玻璃管0.009石棉水泥管，新钢管，新的铸造很好的铁管0.012铝合金管，镀锌钢管，锦塑软管，涂釉缸瓦管0.013使用多年的旧钢管、旧铸铁管，离心浇注的混凝土管0.014普通混凝土管0.015表4.2.1单位管长沿程阻力系数Sof值(s2／m6)管内径d(mm)粗糙系数n0．0080．0090．0100．0110．0120．0130．0140．01525227940288200355900431000512500602500697500774000401838502327028700348004140048600562506460050560070608710105501250014750171201959075658824．81015122114801738201522708047059l7298841057124014401638例：设有一长56m的喷灌支管，管径为50mm的PVC管，管上装有4个喷头，第一喷头距干管8m，喷头间距为16m，每个喷水量为4.5m3／h。试求该支管的沿程水头损失。解：进入该支管的流量Q长度L

管径D用谢才公式求hf=SofLQ2

Sof

查表4.2.1，4.2.2流量表：D折算系数：查表4.2.3F=0.393支管的沿程水头损失：hf=F*SofLQ2

解：进入该支管的流量Q：4.5X4＝18m3／h=(5L／s)=0.005m3／SL=8+3X16=56mD：50mm用谢才公式求hf，从表4.2.2查Sof=5600(s2／m6)

hf＝5600X56X(0.005m3／S)2＝7.84m喷头数为4：X=8/16=1/2：从表4.2.3查m=2F=0.393支管的沿程水头损失：hf＝7.84X0.393=3.08m①埋深：在冰冻线以下，干管、支干管；支管可以浅点。要有坡度，排空阀，怕冻。支管适当向干管倾斜，在干管的低端应设泄水阀，以便检修或冬季排空管内存水。②坡度坡向：③立管安装方式：埋地式：喷头在地面以下1cm；其他的，在草坪上的只要不妨碍喷头旋转就行。一般5-10cm。

灌木区，要根据灌木的高度，一般取1.5-2.0m。6）结构设计④冲洗：先不装喷头，加水冲洗。⑤试压：2倍的工作压力，不装喷头，用堵头，检查是否漏水。⑥回填：素土、夯实⑦试喷7.轮灌区域划分划分轮灌区域目的适应水源的供水能力降低喷灌系统工程造价

a.有效地降低管网造价

b.减少系统的运行费用

c.防止水锤对喷灌系统的不利影响轮灌区域划分的依据根据水源条件资金状况地形、种植情况水源条件的适应性喷灌系统的工程造价运行费用使用和管理上的方便轮灌区域划分的原则最大轮灌区需水量≤水源供水量在满足需水量条件下，轮灌区数量适中各轮灌区的需水量应接近相等，保证供水设备和干管节省、稳定和安全将需水量相同的植物划分在同一轮灌区8.安全运行措施1）防止回流2）水锤防护3）管网冬季防冻1）防止回流喷灌系统水源为饮用水时，必采取的措施

——逆止阀原因：供水管网产生真空。逆止阀位置：干管、支管最前端造成真空的原因：a.附近管网检修b.消防车冲水c.局部管网停水2）水锤防护产生水锤的原因闸阀突然启闭水泵的启动、停机防止水锤危害的措施a.适当延长闸阀的启闭历时b.减少管道中的水流速度c.安装减压阀，超过最大设计承压d.在逆止阀后安装空气阀3）管网冬季防冻在寒冷地区，必保证管网安全越冬入冬前或冬灌后，将管网的水排除。安装泄水阀：

自动泄水阀

手动泄水阀

空气机泄水设置碎石坑：9.灌水制度拟订灌水制度是指喷灌系统的工作制度。喷灌工程竣工以后，必须按照一定的制度运行，才能保证有效地利用淡水资源，满足植物正常生长的需水要求。绿地喷灌系统的灌水制度：

a.每天各轮灌区的工作次数

b.每次的喷洒时间

c.轮灌编组10.技术经济分析技术经济分析是指分别从技术和