XXX公園自動灌溉系統

設

計

說

明

書

二0年七月

目錄

目錄..............................................................2

第一章基本資料..................................................3

一、設計依據................................................................3

二、概況.....................................................................3

第二章灌溉系統設備選型..........................................5

一.灌溉系統組成...........................................................5

二.灌溉系統主要組成部分說明...............................................6

2.1、首部設備............................................................6

2.2、灌溉管網............................................................7

2.3、灌溉設備............................................................7

2.4、灌溉自動控制系統...................................................10

2.5、其他設備...........................................................15

第三章灌溉系統設計.............................................17

一、灌溉系統布置...........................................................17

二、灌溉系統設計及校核.....................................................17

第一章基本資料

一、設計依據

1、灌溉對象為XXX公園整個綠化種植區域，參考XXX整體規劃匡、植物種

植圖和地形圖。

2、設計規范和設計標準

《噴灌工程技術規范》(GB/T50085-2007)

《農田低壓管道輸水灌溉工程技術規范》(GB/T20203-2006)

《設施農業節水灌溉工程技術規程》(DB11/T557-2008)

《節水灌溉工程技術規范》(GB50363-2006)

《室外給水設計規范》(GB50013-2006)

《農田灌溉水質標準》GB5084-92

二、概況

1.地形特點

XXX公園位于縣城北部新城和舊城交接處，占地310畝。整個公園地勢

起伏較大，最大高差達到60米。

2.土壤資料

主要以紅壤和黃壤為主，土壤中腐殖質較少，粘性大，加之園區坡度起

伏大，極易形成地表徑流。

3.氣象資料

鄰水縣地處四川省東部，以丘陵型地貌為主，屬亞熱帶季風性濕潤

氣候。年平均氣候在18C左右，冬季最低氣溫平均在6-8C,夏季炎熱，

七月氣溫均時常在35度以上。極端氣溫最高43℃,最低-2℃,日照總

時數1000-1200小時，冬暖夏熱，無霜期長、雨量充沛、常年降雨量

1000—1450毫米，春夏之交夜雨尤甚。

5.水源資料

本項目提取灌溝污水加壓引入公園內，在公園內建造蓄水泵站，通過二

次水處理作為整個灌溉系統的水源。同時，考慮到灌溝缺水或者夏季高峰用

水量過大等特殊情況，將引入市政水作為備用水源。

6.電源資料

現場必須設置穩定的三相電源，電壓要求根據現場情況及水泵要求來確定;

到泵站的輸電線路必須安全可靠。

第二章灌溉系統設備選型

一.灌溉系統組成

根據以上地形，氣象，土壤，水源的具體情況，特確定從水源到噴頭，XXX

的中控灌溉系統組成如下：

中央控制灌溉系統如圖所示：

這個系統中，主要是兩部分，水源，管路及灌水器系統，和中央控制系統。

蓄水池的水源經過泵站的加壓過濾之后，經管道流向各個灌區的電磁閥，電磁

閥在中央控制器的控制下，按需定時打開相應的電磁閥，經噴頭將水噴灌到植

被區域進行灌溉。每個電磁閥負責一個灌區，所有的電磁閥在中央控制器的控

制下，按序依次進行打開輪灌，自動完成對公園綠化帶的灌溉。同時，基于ET

值的氣象系統將適時的監測植物的蒸發蒸騰量，太陽輻射強度以及降水強度，

對極端的天氣的灌溉進行干預。從而達到按需自動灌溉，節水高效，節省勞力,

精準灌溉，保證植被的正常生長。

二.灌溉系統主要組成部分說明

2.1、首部設備

由于水源是非市政水，這個水必須經過加壓過濾之后，水質才能達到灌

溉要求，所以需在首部配備專用泵站：包含水泵、水泵安裝基座，變頻控制柜

和過濾器，首部采用變頻調速智能水泵，實現節水、節電、節省人力，最終達

到高效率的運行目的。水泵取水口位置盡量選擇在淤積少的位置，并做好初步

過濾保證取水的潔凈和穩定。過濾器安裝在水泵出口，根據用水要求配備過流

量相匹配的過濾器。

泵站配置的泵組采用2臺水泵一組，輪流啟動，以減低長時間運行的疲

勞損耗。同時，在特殊時候全部啟動，滿足用水量大時的需求。（右圖：參考

圖片）

考慮到整個首部泵站設備對整個灌溉系統起著至關重要的作用，建議首

部系統選型需具備以下功能：

1、泵站的控制系統采用變頻控制，根據灌溉系統用水量對泵的轉速進行

合理優化,保證系統高效的運行。變頻器選用西門子或者ABB等國際知名品牌

2、泵站系統應有多重的保護功能，諸如：水位過低、流量過大、異常超

壓、電源相序錯、缺相、超壓欠壓、電機過載、壓力傳感器斷線、電源意外中

斷、過濾器故障等非正常情況下的自動報警和系統自動關閉功能，以及短信通

知等智能化功能。以保證因上述非正常情況導致的系統損壞、管道破裂并由此

導致的園區景觀破壞。

3、為保證水質，經過初步過濾后，建議在泵站進行二次過濾。同時，為

了避免人為判斷過濾器雜質含量的錯誤，泵站過濾器采用含有自動反沖洗功能

的過濾器，過濾器工作水流方向與沖洗方向相反。過濾器通過設定進水和出水

壓力差，當壓差達到設定值時自動啟動反沖洗功能。

4.考慮到管道的復雜性，建議泵站含有啟動壓力逐步給壓的功能，確保噴

灌管道安全運行。

2.2、灌溉管網

綜合考慮以后園區的維護、日常施肥、鋤草等作業以及現場土質情況，灌

溉系統管道干管埋深不小于60cm,分干管和支管埋深不少于40cm。

灌溉供水管道全部采用PE給水管，耐壓等級不低于1.25MPa。管件為熱熔

連接，管道與閥門、金屬管之間的連接采用法蘭或活接頭連接。該管路系統密

封性較好，但施工時需要熱熔機輔助安裝，施工現場需要通電供熱熔機使用。

與閥門連接時采用活接頭連接，比較便利。

2.3、灌溉設備

2.3.1、噴頭

由于園區實際地形起伏較大，部分種植區坡度較大，土壤滲水性差，若

灌水強度大，極易造成地表徑流。同時，從經濟性和現場施工角度出發，選擇

噴灌強度低，射程較大的噴頭進行布置。

MP(強度匹配)旋轉射線噴頭：

1).最大射程超過9米，根據實際情況布置間距(8-10)米。

3).應具備角度可調功能，避免系統工作時噴頭的水撒向路面行人。

4).需要兼顧噴灑的景觀性和抗風性、噴灌的均勻性。

PGP地埋式旋轉噴頭

對于較平坦的地方，應選擇射程超過9米的射程相對大的旋轉噴頭。

1).最大射程要求超過15米，減少管道的安裝量和施工量。

2).噴灑角度可調與角度恢復功能。考慮到XXX開放性公園的定位，游人

難免有好奇者會時常將噴頭亂擰所造成噴頭的驅動系統損壞，角度恢復功能能

減少上述事情發生后噴頭修復的時間。

2.3.2、取水器：快速取水閥（1”內螺紋接口、黃銅）

用途：用于人工臨時取水。在樹木較多或其他噴灌受到限制的地方采用人工補

水。

特點：取水閥由閥體、鑰匙桿、彎頭組成。

閥體未經鑰匙桿則打不開。

閥體帶有頂蓋，以防異物進入。

2.4、灌溉自動控制系統

灌溉系統是否高效，及時，按時，按需進行供水，使植被始終生長于優異

的土壤水，氣比例中，與灌溉系統中的自動控制系統有著直接的關系，為了使

園區的灌溉達到最優的效果：設計采用中央控制系統，根據氣象站采集土壤,

植物，氣候的綜合結果，自動分析調整灌溉制度，決定何時灌，每次灌多少。

保證高質高效的進行灌溉。

2.4?1、中央計算機系統

中央計算機灌溉管理與監測系統，對多個灌溉子系統進行自動控制，編制

灌水日期、灌水延續時間、灌水開始時間等等，均由一臺計算機完成。其監測

功能，是對有關的變化參數進行監測。通過選配流量傳感器、降雨傳感器、風

力傳感器等，系統即可對這些參數進行實時監測，若參數超出了設定范圍，將

自動做出反應，如中斷系統的運行。

選擇中文版本中央控制系統，可以根據操作者實際需要選擇加載實際地形

圖，GOOLE衛星地圖或者CAD版本的噴灌布置圖。直觀明了的進行室內控制。

1).考慮到將來管理者英語能力高低不一，中央控制系統選擇進口中文版本。

2).為了便于將來系統擴展，中央控制系統與其他新增子灌溉系統可進行有

線通信電纜、電話線、無線電話能多種通信傳輸渠道。

2.4.2、田間灌溉控制器與解碼器系統

為了彌補中央控制系統在實際管理中操作會出現有出現脫離實際的可能。

整個灌溉系統采用中央控制系統與田間控制器相結合管理的辦法進行。整個系

統管理者在現場巡場時，根據現場實際情況運用田間控制器對現場進行人為干

預，避免漏噴、灌溉不及時或者不足等特殊情況發生時還需要返回中控室進行

操作。

另外，避免因為中控系統中毒或者死機等特殊情況發生時導致的整個灌溉

系統癱瘓。上述情況發生時，可以直接用田間控制器進行控制。

解碼器系統：

田間控制器通過解碼器與噴灌末端噴頭的控制閥門相連。

解碼器系統是一個在國外被廣泛應用的控制系統。對于原來傳統的有

線控制系統，從每個電磁閥到控制器都需要一根14#的信號線（2.08mm2）

和一根12#的公共線（3.31mm2）,而且鋪設距離必須在1km以內。如果電

磁閥較多，到達控制器的地方就會有一大捆的信號線。而解碼器的兩線系

統正是解決了這個問題，只需要將所有電磁閥和控制器用一根雙絞線串聯

起來即可雙絞線通過解碼器與電磁閥相連接，而且14#雙絞線的鋪設距離

可達3km。優良的性能正是解碼器被廣泛應用的前提條件。具體解碼器系

統特點如下：

?兩線系統，大大減少了灌溉系統信號線的鋪設量。大約能減少系統

40%的鋪設量。

?雙絞線具有更好的延展性和抗干擾性，保證系統的穩定運行。

?解碼器具有更好的抗雷擊性能。

?系統可擴展能力強。只要需要，在兩線回路上的任何一點，都可以隨

時通過連接解碼器來增加站點，把對景觀的破壞減到最小。解碼器的

兩線回路可任意分叉(“T”型連接)，從電磁閥到控制器無需重新挖

溝，只需將新增解碼器鏈接到最近的雙絞線上。

?由于系統為兩線系統，診斷和排除故障更加便捷。

綜上所述，本項目計算機灌溉控制系統不意圖如左所示：

綜述：

1).中控結合田間控制器的解碼器控制方式；通過具有ET值采集計算的

氣象站進行干預；解碼器需要有接地功能。

2).為了避免停電的等情況發生時，真個灌溉系統無法關閉，控制系統末

端輸出信號采用交流電磁頭接收。

3).采用中文界面中控系統，方便操作。

2.4.3、電磁閥

1).承壓不小于1.OMPa.

2).電磁閥應具有流量控制手柄，在一個系統中可以調節每一個區域的流量。

3).考慮園區高差起伏較大，考慮到整個噴頭的穩定和噴灑的均勻性，電磁

閥有壓力調節器接入功能，便于后期根據實際情況在部分區域選擇加裝壓力調

節器。精確控制系統的壓力

PGV系列電磁閥壓力調節器

2.4.4、基于ET值的氣象系統(ET系統)

ET系統是灌溉系統實現智能運行的關鍵，根據自身測得的氣象資料計算出

蒸發量，再輸送給中控，自動調整節灌溉時間，從而達到真正有效的節水。

其運行理念為，測算當前的氣候條件，根據修正的彭曼一蒙特斯公式進行

計算，得出植物與土壤水份損失，運用MAD(容許耗水量)的概念，將土壤含

水量保持在滿足植物生長的最佳狀態，不浪費水。ET系統的特性如下：

2.4.5.遠距離遙控器

遠程遙控器是安裝在控制器上用來遙控啟閉灌溉系統的裝置，便于檢修維

護和特殊時候單個站點需要灌溉時獨立啟動，靈活便利地控制灌溉系統。對于

臨時，機動的補充水提供了極大地便利。建議遙控距離不低于3K無需開通

頻道。

2.5、其他設備

灌溉系統需要安裝一些防護設備，以保護灌溉設備和供水管網。

1).主管檢修閘閥：

切斷主管將管道系統分成幾個相對獨立的部分，便于對部分管路進行維修。

2).泄水閘閥:

泄水閥安裝在管道相對較低的位置，干管和支管上分別安裝。便于管道維

修時排放管道內余水。

泄水閥安裝位置附近若有排水管道或暗溝等排水設施，則可使用管道連接

排水系統直接排入其中，若沒有排水設施，則可安裝在專用閥門箱內，閥箱基

座采用磚砌，底部放置20cm厚粒徑為8mm左右的鵝卵石或砂石，防止泄水時直

接沖刷土壤。

3).空氣閥:

分為自動進排氣閥和排氣閥，保證系統的安全性。在泄水時進氣，避免排

水時產生負壓而不能排空管道；灌溉時快速釋放管內空氣，防止管道內空

氣對水流產生影響，同時避免壓力過大而爆管。

第三章灌溉系統設計

一、灌溉系統布置

灌溉系統布置詳見：附圖一《噴灌系統給水平面圖》、附圖二《噴灌系統電

氣平面圖》、附圖三《設備安裝示意及節點圖》(一、二)。

二、灌溉系統設計及校核

1、噴頭布置間距及噴灌強度校核

設計噴頭參數及性能如下：

工作壓力流量射程

噴頭類型噴灑角度噴灌強度(mm/h)

(kpa)m3/hm

MP旋轉射線噴頭180°2.750.4139.110

MP旋轉射線噴頭360°2.750.8259.110

PGP旋轉噴頭50-360°可調31.141313

注：1.因本項目地勢變化較大，在園區中，較低處的噴頭均加止溢閥，防止因管道高差導致管道

水通過噴頭外滲

2.噴頭安裝采用較接連接，全為地埋式噴頭，提高美觀度，便于后期養護作業。

3.部分壓力過大區域在電池閥上安裝壓力調節器，保證噴頭在正常壓力范圍內工作。

綜合考慮上面兩款噴頭的，每個分區的噴灌強度平均值大致可設定在

P=llmm/h。因為灌區土壤為砂壤土和壤土為主，土壤的允許噴灌強度為13nmi/h,

灌區劃分輪灌組時考慮了高差影響，允許噴灌強度有所降低，設計噴灌強度滿

足土壤入滲的要求，不會產生地面徑流。

2、確定輪灌制度及水源供水能力校核

1).劃分原則：

(1)最大輪灌區的需水量必須小于或等于水源的設計供水量，即：

Q輪maxQ供

(2)各輪灌區的需水量接近，保證供水設備和干管能夠在比較穩定的狀況

下工作；

（3）將需水量相同的植物劃分在同一個輪灌區里，以便在綠地養護時對需

水量相同的植物實施等量灌水。

2）.劃分步聚：

（1）根據給水平面布置圖，共計電磁閥162個（每個電磁閥控制流量5-20

m3/h）,根據現場實際情況和地形走勢，將其分為兩個田間控制器控制。為保證

管路工作的正常，避免水流在官網分配的不合理性，減少不必要的水力損失。

將輪灌組