1、臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 第一節第一節 園林給水工程園林給水工程噴灌系統設計噴灌系統設計臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 上節課內容回顧上節課內容回顧|1、水頭損失概念及其分類？|2、樹枝狀管網的計算目的？臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 五、噴灌系統的設計五、噴灌系統的設計 噴灌是噴灑灌溉的簡稱，是借助一套專門的設備將具有壓力的水噴灑到空中，散成水滴降落到地面，供給植物水分的一種灌溉方法。( (一一) ) 噴灌系

2、統簡介噴灌系統簡介 臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 噴灌的優點噴灌的優點 近似于天然降水，對植物全面進行澆灌，可以洗去樹葉上的塵土，增加空氣的濕度。 節約用水。 節省空間。 投資較高。 受風和空氣溫度影響大。 技術要求高。 高、中壓灌耗能較大。噴灌的缺點噴灌的缺點

3、噴灌系統的特點噴灌系統的特點臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 噴灌系統的分類噴灌系統的分類 依噴灌方式，噴灌系統可分為依噴灌方式，噴灌系統可分為1 1、移動式噴灌系統、移動式噴灌系統3 3、固定式噴灌系統、固定式噴灌系統2 2、半固定式噴灌系統、半固定式噴灌系統臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 水源管道噴頭壓力水干、支、立固定式噴頭旋轉式噴頭泵高位水池噴灌系統的組成噴灌系統的組成外露式噴頭地埋式噴頭或 (1)(1)外露式噴頭外露式噴頭： 指非工作狀態下暴露在地面以上的噴頭。這類噴

4、頭構造簡單、價格便宜使用方便，對供水壓力要求不高，但其射程、射角及覆蓋角度不便調節，且有礙園林景觀。因此般用在資金不足或噴灌技術要求不高的場合。(2)(2)地理式噴頭地理式噴頭： 是指非工作狀態下埋藏在地面以下的噴頭。工作時，這類噴頭的噴芯部分 在水壓的作用下伸出地面，然后按照一定的方式噴灑；當關閉水源，水壓消失，噴芯在彈簧的作用 下又縮回地面。地埋式噴頭構造復雜、工作壓力較高，其最大優點是不影響園林景觀效果、不妨礙活動，射程、射角及覆蓋角度等噴灑性能易于調節，霧化效果好，適合于不規則區域的噴灌，能夠更好地滿足園林綠地和運動場草坪的專業化噴灌要求。臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCA

5、PE ENGINEERING 園 林 工 程 管材和管件在綠地噴灌系統中起著紐帶的作用。它將噴頭、閘閥、水泵等設備按照特定的方式連接在一起，構成噴灌管網系統，以保證噴灌的水量供給。 在噴灌行業里，常用的管材有 聚氯乙烯(PVC) 聚乙烯(PE) 聚丙烯(PP) PVC等塑料管正在逐漸取代其他材質的管道，成為噴灌系統主要的管材。 種類有管材、接頭、彎頭、異徑、堵頭、法蘭等。( (二二 ) ) 固定式噴灌系統設計固定式噴灌系統設計 1 1）地形圖：）地形圖：比例尺為1/10001/500的地形圖，了解設計區域的形狀、 面積、位置、 地勢等 2 2）氣象資料：）氣象資料：包括氣溫、雨量、濕度、風向風

6、速等，其中風對噴灌影響最大。 3 3）土壤資料：）土壤資料：主要是土壤的物理性能，包括土壤的質地、持水能力、土層厚度、吸水能力等 ，主要用以確定噴灌強度和灌水定額的依據。 4 4）植被情況：）植被情況：植被的種類、種植面積、根系情況等。 5 5）水源條件：）水源條件：城市自來水或天然水源。 6 6）動力來源）動力來源：重力還是外力1 1、設計基礎資料的收集、設計基礎資料的收集臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 噴灌的缺點之一就是受風影響大,所以做噴灌工程設計應特別注意此問題。風速風向是確定噴頭風速風向是確定噴頭布置形式和管道布置方式的重要

7、依據。布置形式和管道布置方式的重要依據。 風向風向: :一般可分為8個方位， 即東、南、西、北、東北、西北、東南、西北八個方向。設計風向設計風向是指灌區主要農作物灌水時期內灌水日的主風向。 如此季節沒有時顯的主風向，應按多風向設計。 風速：風速：指噴灌工作日的平均風速。 臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 風向圖臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 2 2、灌溉制度的設計、灌溉制度的設計（1 1）設計灌水定額）設計灌水定額（2 2）設計灌溉周期）設計灌溉周期（3 3）噴灑方式和噴頭組合

8、形式）噴灑方式和噴頭組合形式（4 4）噴灌強度與噴灌時間）噴灌強度與噴灌時間臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 （1 1）設計灌水定額）設計灌水定額v灌水定額灌水定額一次灌水的水層深度（mm)或一次灌水單位面積的用水量（m3/畝)。v設計灌水定額設計灌水定額作為設計依據的最大灌水定額。若以若以m m0 0表示表示m m3 3/ /畝的灌水定額，以畝的灌水定額，以m m表示表示mmmm的灌水定額，則兩者之間的關系為的灌水定額，則兩者之間的關系為m m0 0=2/3m=2/3m 即即10mm10mm水深相當于水深相當于6.67m6.67m3

9、3/ /畝的灌水量。畝的灌水量。臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 其求解方法： 利用土壤田間持水量資料計算 利用土壤有效持水量資料計算設計灌水定額（略） 利用土壤田間持水量資料計算利用土壤田間持水量資料計算1210 .1()mr hPP式中：式中：m m設計灌水定額（設計灌水定額（mm)mm) r r土壤容重（土壤容重（g/cmg/cm3 3); ); h h計算土層深度，即植物主要根系活動層深度計算土層深度，即植物主要根系活動層深度（cm)cm)，草坪、花卉可取，草坪、花卉可取h=20-30cmh=20-30cm； P P1 1適宜的

10、土壤含水率上限（重量適宜的土壤含水率上限（重量% %），可取田間持），可取田間持水量的水量的80%-100%80%-100%； P P2 2適宜的土壤含水率下限（重量適宜的土壤含水率下限（重量% %），可取田間持），可取田間持水量的水量的60%-70%60%-70%臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 田間持水量田間持水量是指排水良好的土壤中，排水后不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，是確定灌水時間和灌水水量的一個重要指標。 幾種常見土壤的容重和P、P可參照教材1表2-1-8。臨沂師范學院生命科學學院園林專業

11、LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 （2 2 ）設計灌溉周期）設計灌溉周期 灌水周期也叫輪灌期，即植物耗水最旺時期的允許最大灌水間隔時間。mTW 式中：式中：T T灌水周期（灌水周期（d)d)； m m灌水定額（灌水定額（mm)mm)； W W作物日平均耗水量或土壤水分消耗速率（作物日平均耗水量或土壤水分消耗速率（mm/d)mm/d)； 噴灌水利用系數，取噴灌水利用系數，取0.70.70.90.9。臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 一般大田作物設計噴灌周期常取5-10日，蔬菜1-3日，綠地灌溉周期可參考以上數據。

12、臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 噴嘴噴灑的形狀有圓形圓形和扇形扇形，一般扇形只用在場地的邊角上，其他用圓形。（3 3）噴灑方式和噴頭組合形式）噴灑方式和噴頭組合形式 臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 也叫噴頭的組合形式，指各噴頭的相對位置的安排。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相同。教教材材1 1表表2-1-112-1-11是常用的幾種噴頭布置形式和有效控制面積及使用范圍。（常用三角形布局）臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENG

13、INEERING 園 林 工 程 在確定噴頭的布置形式后，選擇合適的噴嘴，每個正規廠家的產品都標明了噴嘴的型號、射程、噴嘴流量、直徑、工作壓力等，然后根據風速風速和噴嘴的射程噴嘴的射程R R確定噴頭的間距和支管間距。 臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 設計風速（m/s)垂直風向平行風向無主風向0.31.61.1R1.3R1.2R1.63.31.0R1.2R1.1R3.45.40.9R1.1R1.0R（4 4）噴灌強度與噴灌時間）噴灌強度與噴灌時間噴灌強度噴灌強度單位時間噴灑于田間的水層深度單位時間噴灑于田間的水層深度，（mm/h)mm/

14、h)。10001000PQqSS式中：式中：噴灌強度（噴灌強度（mm/h)mm/h)； Q QP P噴頭噴水量（噴頭噴水量（m m3 3/h)/h)； S S噴頭控制面積（噴頭控制面積（m m2 2) )，其單噴頭控制面積，其單噴頭控制面積為為S=RS=R2 221000PQR臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 相鄰多行支管上的多個噴頭使用時作全圓形噴灑，其單噴頭實際控制面積為S=ab，故其噴灌強度可直接按公式計算而不必采用換算系數。1000PQab 式中：式中：a a噴頭布置間距（噴頭布置間距（m)m)； b b相鄰支管的間距（相鄰支管

15、的間距（m)m)。多行多噴頭噴灑多行多噴頭噴灑臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 土壤質地允許噴灌強度（mm/h)土壤質地允許噴灌強度（mm/h)砂土 20輕質粘土10砂壤土15粘土8粉壤土12臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 噴灌時間噴灌時間為了達到既定的灌水定額，噴為了達到既定的灌水定額，噴頭在每個位置上所需的噴灑時間。頭在每個位置上所需的噴灑時間。1000PmStQ式中：式中： t t噴灌時間（噴灌時間（h)h)； m m設計灌水定額（設計灌水定額（mm)mm)； S S噴頭

16、有效控制面積（噴頭有效控制面積（m m2 2); ); Q QP P噴頭噴水量（噴頭噴水量（m m3 3/h)/h)。臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 3 3、噴灌系統管道的水力計算、噴灌系統管道的水力計算 水頭損失包括沿程水頭損失沿程水頭損失和局部水頭損失局部水頭損失。沿程水頭損失計算公式： 22fLhVC R式中：式中：h hf f沿程水頭損失（沿程水頭損失（m)m)； L L管道長度（管道長度（m)m)； v v管中水流平均流速（管中水流平均流速（m/s)m/s)； R R水力半徑（水力半徑（m)m) C C謝才系數（謝才系數（m

17、 m1/21/2/s),/s),常用曼寧公式計算常用曼寧公式計算臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 曼寧公式：161CRn式中：式中：n n粗糙系數，可查表粗糙系數，可查表2-1-142-1-14。 R R水力半徑（水力半徑（m),m),對于圓管對于圓管R=d/4R=d/4，d d為為管半徑（管半徑（m)m)臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 表3：各種管材的粗糙系數n值臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 將有關數值代入公式并化

18、簡，則：225.3310.28fLhnQd 令 ，Sof稱為單位（或每米）管長沿程阻力參數，則25.3310.28ofnSd2fofhS LQ 式中：式中：Q Q管中流量（管中流量（注意單位是注意單位是m m3 3/s/s) )。表4：單位管長沿程阻力系數S0f值臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 局部水頭損失，可按沿程水頭損失值的10%計算。臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 求多孔口管道的水頭損失時，可引入“多口系數”，即假定孔口流量相同，依孔口數目求得的一個折算系數。 可據孔口

19、數查教材1表2-1-16。 其中X X按第一個噴頭至支管進口的距離與噴頭間距是否相等分別取1 1或或1/21/2。多口系數的引入多口系數的引入表6：多口系數F值臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 4 4、計算管徑、計算管徑 噴嘴選定后，據其布置形式、支管上噴嘴的數量和噴嘴流量（Qp），得出支管的水流量（Q） Q=Qp 流量（Q）計算出來后，同給水管道系統一樣，查水力計算表，即可得到支管的流速（v）和管徑（DN）。 主管管徑（DN）的確定與主管上連接支管的數量以及設計同時工作的支管的數量有關，主管的流量（Q）隨同時工作的支管數量變化而變化。

20、 【例例2 2】一根噴灌主管上接有8根支管，每根支管上有四個噴嘴，已選噴嘴的流量Qp=0.9m/h，噴嘴的連接管DN=20mm，設計要求至少2根支管能同時工作，求出立管、支管和主管管徑。 解： 已知Qp=0.9m/h，每根支管的流量 Q=4Qp=40.9=3.6m/h主管的設計流量 Qz2Q=7.2m/ h 噴灌系統為便于安裝和運輸，一般多用鋼管和pvc塑料管，現采用鍍鋅鋼管，查鋼管水力計算表得： 立管DN=20mm 支管DN=40mm 主管DN=50mm 【例例3 3】設有一根長56mm的噴灌支管，管徑為50mm的PVC管，管上裝有4個噴頭，第一噴頭距干管8m，噴頭間距為16m，每個噴頭噴水

21、量為4.5m3/h，求支管的沿程水頭損失 。 解： 進入該支管的流量Q=4.54=18m3/h用謝才公式求hf，從表中查得Sof=5600s2/m6 hf=560056(0.005m3/s)2 =7.84m噴頭數為4，X=8/16=1/2查表多口系數F=0.393，故支管沿程水頭損失為 hf=7.84m0.393=3.08m臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 5 5、單水源管網噴灌管網布置方式、單水源管網噴灌管網布置方式 臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 臨沂師范學院生命科學學院園

22、林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 管道布置注意事項：管道布置注意事項： 1、坡地上，干管應盡量沿主坡向布置，使支管沿平行于等高線方向布置，這樣干管兩側的水頭損失較均勻。 2、支管適當向干管傾斜，在干管低端應設泄水閥，便于檢修及冬季排空管內存水。 3、地面立管高，對于草坪、花卉和灌木一般取1.5m-2.0m。臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING

23、園 林 工 程 6 6、噴灌的工作制度、噴灌的工作制度 噴灌工作制度是指噴灌工程運行中,噴頭在固定位置的噴灌時間, 同時工作的噴頭數以及噴頭輪灌組的劃分等內容。 噴灌的工作制度分輪灌輪灌和續灌續灌兩種。 臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 確定輪灌方案時，應考慮以下要點：確定輪灌方案時，應考慮以下要點： （1）各輪灌組的工作噴頭總數應盡量接近，使系統的流量保持在較小的變動范圍。 （2）編組時應使地勢較遠或路程較遠的噴頭數略少；反之略多，從而使水泵始終處于工作高效區。臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING

24、 園 林 工 程 7 7、水泵與動力選型、水泵與動力選型 1)1)設計揚程設計揚程 式中：式中：H H噴頭的自由水頭噴頭的自由水頭 典型噴頭高程與水源水位高差典型噴頭高程與水源水位高差(m)(m)11iinnpfjiiHHhh 臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 2)2)設計流量設計流量 根據Hp和Qp，可直接由水泵樣本中選定水泵，一般樣本中同時給出了配套電機的參數。式中：式中：N Nt t為同時工作噴頭數。為同時工作噴頭數。ptQNq臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSCAPE ENGINEERING 園 林 工 程 噴灌系統水的噴灑應該順主風向，對不同的植物，噴灌的霧化度霧化度也要求不同。 霧化度取決于噴灌水滴細小程度。水滴小則霧化度高 。水滴小，對作物打擊傷害小，但蒸發損失大；水滴大，對作物打擊大，但蒸發損失小。因此霧化度不宜過高，也不宜過低。8 8、注意問題、注意問題臨沂師范學院生命科學學院園林專業LANDSC