论文__高尔夫球场灌溉系统设计与CAD研究.pdf

分类号 密缓 单位代码：1 0 0 1 9 学号：s 0 4 1 0 2 2 。等枝冀 文等 学位论文 高尔夫球场灌溉系统设计与c a d 研究 s t u d yo ud e s i g nm e t h o da n t c a d o f g o l fc o u r s e i r r i g a t i o ns y s t e m 磷究 生：，裁邀 指导教帅： 王翅堡熟援 合作指导教师： 宰诸学位门类缓捌： 王室耍圭 专业名称：壅些丛圭王蓬 研究方向：逾链扭越篡旦 所在学 院：趣弛蔓：匕查兰攫堂瞳 摘要 本文对高尔夫球场灌溉系统的规划与设计方法进行了全面研究与分析，给出了高尔夫球场灌 溉系统科学的设计方法与步骤，并在此基戤上开发了球场灌溉系统的c a d 软撵。全部静磅究工 作主簧包括i 王下两部分内容。首先，通过对国内外高尔夫球场灌溉系统设计方法的对比分析，结 合国内灌溉工稷设计的谢关规范，提出了球场灌溉系统科学的设计方法。然后，针对球场灌溉系 统设诗，结合c a d 技术，开发了球场灌溉设计静灌溉藏翔模块、灌溉设备布置模获、承力设计 模块和数据处理模块，影成了球场灌溉系统的c a d 软件。该软件实现了喷头自动布置与系统管 网农力损失数舞动谤冀嚣重要功糍，在一定程度上璧；瑗了球场灌溉系统翡鑫动设计，大大摄意了 设计效率。 所完成的c a d 软件建立在软 牛工程的模块思想之上，剩用a u t o c a d 二次开发技术 o b j e c t a r x 进行实现。谯实现的过程中，充分利用数耀文粹功能与a u 0 l c a d 开放式结构的特点 来进彳亍灌溉c a d 软件模块间数据交换、图形绘制以及用户界丽创建。浚软件是国内第一个针对 离尔炎球强灌溉系统最诗开发豹专门设诗较锋。 关键字：离尔失球场，灌溉系绞，c a d 软髂，二次开发，o b j e c t a r x a 嚣s t 襞a c t 1 1 h es t u d yi b c u s e so nt h es c i e n t i f i cd e s i g nm e t h o dm a dc a dp r o g r a mf o rg o l fc o u r s ei r r i g a t i o n s y s t e m ，t h r o u g ht h ec o m p a r i s o na n da n a l y s i so f 妇m e t h o d so f 翻fc o t l i r r i g a t i o ns y s t e md e s i g n d o m e s t i ca n do v e r s e a s ，t h es t u d yp r o v i d e sa ne f f e c t i v ea n ds c i e n t i f i cw a y sf o rt h ec o u r s ei r r i g a t i o n s y s t e md e s i g nw h i c hc o m p h ，w i t ht h ec o r r e s p o n d i n gd o m e s t i ci r r i g a t i o ne n g i n e e r i n g 鞋 南妇s b a s e d o nt h ei r r i g a t i o nt h e o r y , t h es t u d ya d o p t st h ec a dd e v e l o pt e c h n o l o g yt op r o g r a mt h ei r r i g a t i o n p l a m f i n gm o d u l e + e q u i p m e n tl a y o u tm o d u l e ，s y s t e mh y d m n t i ed e s i g nm o d u l ea n dd a t ap r o c e s s 堍 m o d u l oa l lo f w h i c ha r ei n t e g r a t e di n t oag n l fc o u r s ei r r i g a t i o nd e s i g ns e i b , v a r e “ ib i ss o f t w a r ec o u l d r e a l i z et h er o t o r sl a y o u t i n ga n ds y s t e mp i p e s h y d r a u l i cc o m p u t i n ga u t o m a t i c a l l ya n do t h e ri m p o r t a n t f u n c t i o n s ，a n dl a r g e l yi n c r e a s e st h ed e s i g ne f f i c i e n e ) ： t h eg o l fc o n r s ei r r i g a t i o ns y s t e md e s i g nc a ds o f t w a r e sd e v e l o p m e n ti sb a s e do nt h et h o u g h t so f s o f t w a r ee n g i n e e r i n g sm o d u l ed e v e l o p i n g 。t h em o d u l e sr e s e a r c ht a k e sa d v a n t a g e 醴a u i t o c a d s s e c o n dd e v e l o p i n gt e c h n o t o g y o b j 盼晴r x ，i nt h ec o u r s eo f m o d u l e s d e v e l o p i n g ，d a t ae x c h a n g i n g a m o n gm o d u l e s , g r a p h i d r a w i n ga n du s e ri n t e r f a c ec r e a t i n gm a k ef o i lu s eo f d a t af i l e sa n da u t o c a d o p e nc o n s 趣c t i o nf t m c t i n n s t h i ss o f t w a r ei st h ef i r s ti r r i g a t i o ns o f t w a r ee s p e c i a l l yf o rt h eg o l fc o m s e i r r i g a t i o ns y s t e ma u t o m a t i cd e s i g nd o m e s t i c k e yw o r d s ：g o l f c o u r s e ，i r r i g a t i o ns y s t e m - c a ds o f t w a r e ，s e c o n d a 垮“ d e v e l o p m e n t ，o b j e c t a r x 独创性声明 本人声明所呈突的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 莱。尽我黪躲，除了文中糁剃趣戬豁注萃拜致滋靛逢方磬，论文中不包禽其熟人曩经发 表成撰写过的研究成果，也不包含为获得中豳农业大学或其它教育机构的学位域证书 藤使用过蟾材料。与我一嗣工作昭麟志对本礤窥赝微购经侮贡献均已农论文中馋了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名：参j 晴凌j时闻：妇莎年莎月廖b 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即；学校有权保留 送交论文鲍复印件鞠磁盘，允许论文被查阅鄹馐阅，可以采j = | l 影印、缀窜或扫撼等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可阻用不同方式在不间媒体上发表、 传播学位论文的全都或部分内容。 研宠生签名：耋jt 甏 时间；如z 年刍月丛爨 翩躲翰毒 棚：山。年细夕日 第一章绪论 1 1 问题的提出和研究意义 在中国，灌溉自古以来一直扮演着重要的角色，其与农业的关系密不可分。随着社会日新月 异的发展，灌溉技术现代化的程度越来越高，其也有了更为广泛的运用。它所扮演的角色也不再 仅仅局限于解决人们的温饱问题，同时它也为丰富人们的精神世界贡献着力量。 农业灌溉一直是灌溉的一个最主要分支，由于农业在我国占有着十分特殊而又重要的地位， 国家对农业灌溉技术的发展投入了巨大力量，也使得我国农业灌溉的技术有了长足进步。相对于 农业灌溉，灌溉中另外两个重要的分支：园林灌溉与高尔夫球场灌溉在我国的发展历史相对短暂 但又迅速。园林与高尔夫球场灌溉技术的迅速发展体现了社会对生活品质与环境保护要求的提 高。无论是农业灌溉，园林灌溉还是高尔夫球灌溉，虽然灌溉所针对的对象不同；但是人们对其 灌溉技术发展的不懈追求却都有着共同的原因：灌溉用水的节约和灌溉质量与效率的提高。 我国是干旱缺水严熏的国家，淡水资源总量为2 8 0 0 0 亿m 3 ，占全球水资源的6 ，仅次于巴西、 俄罗斯和加拿大，居世界第4 位：但人均只有2 3 0 0m 3 ，仅为世界平均水平的1 4 、美国的1 5 ， 在世界上名列1 2 1 位，是全球1 3 个人均水资源最贫乏的国家之一【1 】。在全国用水总量中，灌溉用水 可占其7 0 以上，因此如何通过改进灌溉系统设计方法与技术来达到节约用水目的成为大家所 关注的问题。此外，在农业中，如何在较高的灌溉水利用率与效率的前提下获得较高的产出；在 同林与高尔夫球场巾，如何以最科学的灌溉方式得到最好灌溉效果都是值得人们探讨的课题【”。 在农业灌溉方面，我国已经有诸多学者与工作人员对喷灌、滴灌和微喷灌等先进节水灌溉技 术进行了较为全面与深入的研究，取得了突出的成就。从九十年代起，随着国外先进的园林灌溉 产品进入中国市场，园林灌溉技术在我国也得到了迅速的发展 4 】。较之于前两者，人们对高尔夫 球场灌溉技术的关注历史则比较短。虽然高尔夫球运动进入我国有一百多年的历史，其蓬勃发展 却只是近十年的事。特别是最近几年，随着社会发展，人们生活水平提高，高尔夫运动逐渐被国 人所接受，在我国迅速地普及和发展起来。高尔夫球场的兴建与其对草坪质量的要求，也使人们 更加关注高尔夫球场的灌溉问题。因为高尔夫球场的灌溉不仅关系到整个球场的品质，更是关系 到水资源的合理利用与节约。 在高尔夫球场的灌溉中，在保证灌溉质量的同时还要实现台理地利用灌溉水，避免浪费水资 源；科学地进行灌溉系统的设计与运行管理是关键。但是较之于国外高尔夫球场的灌溉技术水平， 我国高尔夫球场灌溉技术善在摸索与完善的阶段，至今没有总结出一套完整的灌溉系统设计方 法。尽管高尔夫球场灌溉系统所使用的设备大部分为进1 2 1 高性能灌溉产品，但是在现阶段国内灌 溉系统的设计、施工与管理水平下，其产品性能并不能得到很好地体现；同时，球场灌溉效果与 灌溉用水的合理性也难以得到保证。 结合工程实践，在高尔夫球场灌溉系统设计中主要存在如下些不足：工程设计精度不高，设计 效率低下规划设计方案修改困难等。作者希望通过本课题的研究，对我国现阶段高尔夫球场设 计方法进行全面总结，并结合国外先进设计经验，形成较为科学、系统的高尔夫球场灌溉系统设 计方法；在此基础上，采用先进的计算机辅助设计技术来提高整个灌溉系统的设计精度与效率， 中国农业大学硕士学位论文 绪论 使之8 较好蟪鳃决毫去：夫球场灌溉系统设计鼹毒在熬淹题。 在工程设计实际中，目前应用最广泛的c a d 软件是a u t o c a d 。该软件包怒典型的交互式绘 图软件，但是它在某些具体领域的_ t 程实际应用中还存在以下不足之她：1 ) a u t o c a d 向用户 提供的是一个孺商各应掰领域的避用静设计环境帮绘图工其，不其有专韭纯设计功能，滩班满是 某些专业领域的需要，绘图效率低。例如，高尔夫球场灌溉系统设计中，系统流量的推求仍然停 蟹在乎工诗弊豹拳平主，诗算效枣低，毒 冀耩疫苓荔豫涯；2 ) a u t o c a d 量具鸯穰强工程裁圈翡 能，但其计算、分析和优化等功能较弱仅仅靠绘嘲已无法更好地辅助设计者进行工程设计。灌 溉工程设计除了管网布鬟之外，设计人员还需要逶道水力计算了解所设计管网的水力性熊，通过 分析不断地对管网布置甚至灌溉舰划进彳亍调整，以优化设计。因此，赢接应用a u t o c a d 绘图软 件包进行绘图并不能实现正真的计算机辆助设计；3 ) 工程设计人员往往对软件中的圈形用户 秀秀裔鑫己习馁性戆特辣要求，a u t o c a d 软俘悉戳满是矮户豹其箨要求。 综上所述，在完善商尔夫球场灌溉系统设计方法的同时，加强c a d 技术与灌溉技术相互结 合，越子提高攘个毫尔炎球场灌溉行业的设专 齄力燕十分霆簧雏。壤攒褒客夫球场灌溉工嫒设 卡 方面的具体要求，通过编程开发，增加通用c a d 软件在灌溉设计方面，包括绘图、计算和分析 等的功能，开发完成能够应用乎安际工程设计并带采设计效攀巨大提赢的工程辅助设计的软件是 本谦颞最主要鼢研究蠢栝。 1 2裹参夫臻场灌溉系统的设诗褒状葛灌溉c a d 系统鳇磷突避爨 离尔夫球遮动起源予棼格兰，随后逐步传入英格兰1 6 j 。十九世纪米传到美洲、澳洲及南非， 十氆纪簧割驻澜。据统计，全 建界已有3 2 0 0 0 家球场分布在1 1 9 个翻家，并辩，有5 7 0 0 万高尔 夫运动人口( 球场分布：燕国占5 9 、欧洲占1 9 0 6 、砸洲占1 2 、其他地区占1 0 ) 。美国现有球 场约1 8 0 0 0 令，并鞋每必一个的速度璜翅。嚣蔻，美蓬投身糍尔夫运动静a 鲍鸯2 5 0 0 孬，建设 球场2 3 0 0 0 多个，日本球场数量达3 0 0 多个。高尔夫人口近1 5 0 0 0 万 另外，韩围、新加坡、台 湾省、泰国、舄来西亚以及中国餐港也是鼗洲高尔夹产业化鞍姆的国家与地区。垒世并的舞尔夫 球场总数已超过4 万个，高尔夫球运动己成为全世弊1 2 0 多个国家开餍的体育比赛项目1 7 j 。 由于高尔夹球运动在国外的发展历史久远；高尔夫球场的灌溉技术也相应的得到了较为成熟 静发袋，无论憝灌溉系缝静设诗方法还是灌溉设备等方面都达捌了檄惫进静东睾。尤其楚歌美帮 日本镨国家已经发展了很成熟、科学的高尔夫球场灌溉系统设计理论。菠国的b a r r e t tj ，v m c h e s i b 等人的著季誊g o l fc o u r s ei r r i g a t i o n ( 赢尔夫球场滚溉) h 秘p i r ae 的ag u i d et og o l fc o u r s e i r r i g a t i o ns y s t e md e s i g na n dd m i n a g e ( 商尔夫球场灌溉设计与排水手册) “等书对整个高尔夫 球场的灌溉设计都做了详细丽又仝厩的说明。现代的离尔夫球场灌溉设计不仅仪只局限于保证球 场草坪得到良好的灌溉，丽且还必须考虑劐灌溉藕发，永资源节约与环境保护。在高尔夫球场灌 溉设备上，美国的雨鸟( r a i n b i r d ) 公司，亨特( h u n t e r ) 公司和托罗( t o r o ) 公司生产了最为先进 匏毫零夫蘧灌溉设备，稳捶囔头，控襄嚣帮计算掇中痰控制软疆捧。 离尔夫球斌动运动传入我国摄在十九世纪末、二十世纪柳，而其真正在我国兴起则鼹在8 0 年代以后了 1 0 10 截止2 0 0 3 年7 月，在中国瓣2 6 个省市地区共有正规醚尔夫球场2 1 9 个，同时， 国内仍有大约5 0 0 至1 0 0 0 个高尔走球场正籍：建设或鄂将建成。另外，练习场的数量共计5 2 1 个， 2 中两农业大学硕士学位论文 绪论 _ i ii i i i i i ii i i i i i i i ii i i i i i i ii _ _ _ _ _ - _ _ _ _ 申罄将旗势缝蓑鏊、毯零、燕章丈、荚髫瓣懿世娶第五大意尔夫国家”“。虽然嵩零夫球运翡在我 国樽剡了较为快速的发腥，但描尔夫球场灌溉技术与国外接轨的时间短，与国外设计水平仍存在 缀太的差距。嘏太的程发i ，我濑离客夫球场灌溉靛实际工程设诗蹩借秘于匿抟灌溉设诗的方法 丽忽视了离拳夫球场灌溉系统静自身特点，这不仅税得设计精度这不至g 葵求，雨蔑造戒永资源韵 浪赞。同时，h 枉国外如夔国和欧洲等国家早在八十年代起就搿始研究利用污水绒再生水米进行球 餐戆灌溉菠达劐节约弱求，镶护臻撬舞藏熙辩霉，邋年寒褒鸯诸多学蠹黠藏散了鞍菇嚣入鹣霹究 【“1 m 。因此，学习国外先进的设计经验，并结台国内高尔夫球运动的发展特点，摸索出一“套较为 辩学可嚣静交拳夫球场灌溉系统设诗方法其窟穰大的寰嚣意义。并在戴基礁上，鳃皋鼗够对嘉尔 夫球场灌溉系统与其生悉系统进彳亍综合造研究姗对于高尔失球产业奉艇的发鼹以及社会经济文 化与自然协调的发展有游积极的作用“。 蕊于藉学的离象夫球场蓬溉系绕设诗方法，搭劲餐+ 算橇辅韵开发灌溉c a d 敬俘，避彳亍专秘 针对将尔夫球场灌溉系统设计的软件开发，对于提高球场设计的效率与质量有搬蘑要的意义。 淤舞薅予臻溉工程c a d 簿研究工谗谢魄较羲抟舔变，箕窳乎也虽糟当熹熬。锌黯举阏静囊 溉要求，学者们提出了许多新的设计模型和方法，弗开发出褶j 夔的计算机应用程序。例如：z a z u e t a fs 嚣殍发了遗鼹二 任何地形的喷灌系统设计软l 牛t u r f i i7 j ；s e r a g e l d i nma 壤霹了大型灌溉系 统管瓣设计静c a d 代褐u g l ；w a l k e rw r t 嘲等开发了稻于灌溉系统设计、管理和规划韵软件；h u x d 锊研究了游水灌溉誉统的计算机辅助设计，提出了污水灌溉系统的计算模型和决策支持系统 瑚罐。茏其燕谯灌溉技术撼较发达静嚣家，瓤美潼、髓篷甍帮澳天稳露簿，它赫赫瘫溉醑嚣梃擒、 设备嫩产及灌溉工程服务商从八十年代末期已相继汗发出一批灌溉工程计算机黼助设计商用软 终，冀殛能已经；陲避完善。铡势精瑗兰骜a e i 较嵇公霹所野发敲i r r t c a d 拼, 捌能够鸯韵宠壤袭 韭、嗣林和商尔夹球场的灌溉系统的设计并且还其霄管网永力设计的功能，美嘲的r a i n c a d 2 h 系列蠛溉设计软件可以凫成喷头的自动布矍、分区、赞线的耀量与尺寸避择和水力计算等功躲， 美蓍i r r i g a t i o ns e h e d a t i n gm e t h o d s ，妇所拜发靛拣l s m s s 澎赣律葺在橱镌魏完成灌溉系统灌溉 制度的制订与撇溉系统的管理，以色列的灌溉软件w c a d i 阱】拱4 在提离灌溉系统设计效率与精度 方嚣巍盛叠静表溪。一鼗嚣嚣斡麓溉公司舞豫鸟，援罗窝亭特等瞧霉裔鑫基匏纛溉工程竣诗款蒋。 上述软件的绘嘲功能强大，还提供了操作方便的开放拽数据库模块，以供管路郴龋时，喷强、管 路等帮传的选型，使用户可以按照自己熬设计所需修改数据蓐的耀关内容。 尽管国外软件在弄掰和功麓上优较完善，僵是对于莓内硝户有几个方面碉虢的不是：蓠先， 其软件的操作界面为英文，不能生成中文嘲纸，只有通过大赞本地化工作，才能邂合国内设计的 要袁；箕浚，彝予嚣癸设诗懿艇范及燕工习镤两翼内不一致，设计结暴不艇摄静姥满琵霉舞王疆 的实际要求；第三，很多商用软件主要是围绕自己厂家的产品碱服务商配套产晶而开发的，其产 最数攒瘁孛静态窭大多鼹限于蠡跫公霹懿灌溉产晶，送对予辫内耀产奁产是的叠出选择和襁涯亟 济性方面造成了很大静限制：另外，这些较件中虽掇供了图形编辑功能，但其功能与现柯专业 c a d 燃形软件还有一定的差距。同对由予软件公翅处于磷业保密的秘的。灌溉软辨为非开救 式辩，罩糍裰撩用户吴体需要骰辩宓要靛辅整。因扰，蓬蠹用户在傻弼辫静簌译游经常惑搿不便 或很滩达到预期的效率。 鬻内熬诗算撬在灌溉系统筑划莰诗翦绒藤爵究程，每钱鞋来逛陆续逮震帮了。蟊粼予蒋 街】、蒋履屏b ”游究了计算机优化管网设计的内容；中阑农业大学李蔼镪教授实现了利用有限元法 3 中国农业大学确士学位论文 绪论 及圈瓣法在微壤上进霉祷网的水力幸 算及魏掘设诗辩。2 0 0 0 年广西农垦设计院与广嚣露宁科兴 生物电子公司发布了管网c a d ) ) v 1 0 a ，其主要用于喷灌系统的设计，实现了自动化布鼹管网、 管网系统自适应计算帆忧化设计、管网数据管理系统等功能。武汉大学水利系也开发了集图形处 理、数据库、计算等功髓为一体的管道式喷灌系统c a d 软件1 3 0 l 。中翻农业大学的承利国土木工 程学院的流体机械和流体工程系也开发出丁喷灌工程c a d 戟件i r c a d 。 慧露来说，瑗除段我国灌溅工程c a d 鹣骚究与蚕井稳斑领域戆骚宠还毒在较大的羲踅，特 别是高尔夫喷灌工程计算机软件辅助设计蒋处于起步阶段。一个完整的灌溉工糕c a d 软件，不 仅仪是解决设计中的匿形绘制的翘题，更主要的是搬管嘲系缝的布置尚灌溉规划、承力计簿爰工 程概预算等结合起来，单纯靠a u t o c a d 进行图形绘制已无法更好地辅助设计凡员完成设计。基 于国内外喷灌工程c a d 的研究和开发的现状，结合高尔夫球场的灌溉系统的特点与我国行业规 范84 , 3 2 3 3 t 3 4 , 3 8 ，开发垂一套融前麓工程麓翻，喷头帮置，管羽生成和水力计算的灌溉设计软释， 对于提高国内高尔夫球场灌溉系统设计能力有很大的帮助。 1 3课题研究肉容 避鬻褰尔夫球灌溅系统壶承深工程、承泵嚣动力襁、控制醺备释中受嚣算枫控翻系统、赣配 水管道系统、喷头以及附属设备、附属建筑物组成。对于管道式喷灌系统的设计。提交的设计图 纸应包摆系统乎嚣毒置辫、管道缴妻l 蟊隧，营道系统绩构示懑罄，工援建筑物设计型等。为这到 灌溉工程的设计要求，率课题主簧就以下几个方面内容展开了研究工作； 1 ) 高尔夫球场灌溅系统设计理论的总结与完善。在国内现有高尔夫球场灌溉系统设计方法 基础上，结裔国外先进设计瑾论岛理念，并与工程实践稳结合，分析、研究和惫缩高尔失场灌溉 系统科学的设计方法。 2 ) 喷头与其恁 莲溅设鲁毒簧摸型的疆究与实袋。实瑗喷头乎垂鸯嚣蜜静a 视交互基动与事 自动布置，使设计者能够方便、台理和高效地完成喷头布置。 3 ) 管网礤置c a d 模型的研究与实现。实现管遒系统盼c a d 半爨动布置，劳可通过人枫交 互方戏达到最好的布置效果。使设计人员能够高效黼完成管黼系统的布置。 4 ) 管网水力设计模型的研究。通过对灌溉系统的管网系统的水力特点的分析，结合_ 水力计 算熬方注，运翊计算撬齑动诗雾娃实现对营阁系统窳力损失较隽耩确静计算。 4 中国农业人学碗士学位论文 高尔走球场灌溉工程设计 第二章高尔夫球场灌溉工程设计 2 1熹拳麦球运动概述 褒象夫球是w 一项吉糍贵族运秘，它起源于1 5 世纪的苏格兰，十九世纪末传美渊、澳洲致 南非，二十世纪传到亚洲。最近几年，随着社会发簇，人们生活水平提高，高尔夫运动逐渐被中 国人所接受，高尔夫球运动在我闯已迅速发展并普及起来。一f 是，高尔夫球运动由当时牧羊人消 瘗辩先豹游戏发展成为当今谨赛。t 最为菇好豹体育运动矮霹之一，耩斑悠久，源远流长。 2 1 1 毫尔夫球运劝妁特点 现在对于g o l f 比较多的解释是：g 代袭绿色( g r e e n ) ，是犬自然的主色；o 代农氧气( o x y g e n ) ， 氧气楚人类生愈串不可缺多魏三舔素之；l 栈表粥竞0 i g h o ，阳光楚一切生裔耱开始，辜受醋 光，就是享受生命；f 代表步履( f o o t ) ，打离尔夫球的主要运动形式是要走完几公里长的球道和用 杼毒球；也毒人谥f 伐寝友渲( f r i e n d s h i p ) ，这是说球手锯在搏球豹过程中各自遵守裹尔夫黔携貔 和礼仪，在彼此竞争的过程中建立起高尚的人际关系。友谊薰于比赛的胜负，也是高尔夫运动所 追求的高尚文明的最终目的。打随尔夫球，培养自僚心，勇于克服困难，大胆嘲对人生和束来， 追求攀韭的藏功。高尔夹球是哲骥静运动，结合了大自然，簿一秆都给予自己无限的挑战与期许 3 6 1 。 综主蜃述，哥鞋着爨裹零夫球运动鸯鲡f 的黪燕，第一：它是一矮缀植予大鑫然又簸亲近与 爱护大自然的逑动；第二= 二：高尔夫是适合各种性剐、年龄、体态、体能状况者的运动项目；第三： 高尔夫球运动融入了更多除技术、体力辨的文化和麟神的因素，一旦选择，决不轻畜放弃：这也 是箕不同于其德运动的特点所在。 2 。1 。2塞拳夫臻运动豹塞义 离尔夫球遮动具有薰要的文化特征与功能，主要总结为以下四个方蕊：第一，修身养性，磨 练定力；照好的打球心态是成败豹关键；第二，讲巍诚信，自我约束，这也是对每个球贫得基本 要求：第三，渡重礼仪，培养风度；第四，公平竞争，平等交流；球员不仅能与他人进行竞争， 氇淤疑鑫基避褥竞技，携藏鑫我，蠡我撬离。嚣蔼，薅予球员个太慧握离其文毒艺掺募，耩神境 界与完善性格特性而言，高尔夫球运动的意义是非凡的”。 予此，探究嘉尔夫文纯与中圜社会文豫的共性，可以更好地理解麓尔夫球运动在中基发展的 趋势与意义。中国社会文化与高尔夫文化存在着许多的共性，这也是嵩尔夫文化在中国发展的基 础，煞，高尔夫球文化的修身莽性符台中国人的修身之道；第二，注重礼仪的高尔夫球文化适 合在礼仪之邦的中国传播；第三，离尔夫辉文纯讲究诚信与瓣代社会释映诚信一致；第秘，高尔 夫球文化追求公平与平等符合现代社会发展需要唧j 。 瓣对，囊家夫球运动赧毫零失球产蛰瓣蠛枣的发展与经济熬挺进佟震遣誉蜜枣飙p ，第一， 其对投资环境的改善作用明显：第二，其对房地产、旅游及关联产业发展有显著的带动作用；第 5 中国农业大学硕士学位论文高尔夫球场灌溉工程设计 三，其对农村城镇化建设有促进作用；第四，其对城市生态环境有很好的优化作用。可以预见， 如果高尔夫球运动能够在中国持续健康的发展，其对社会与经济的发展的促进作用将得到更加明 显的发挥。 高尔夫球运动j 下以其独特的魅力吸引着更多人的注意，其社会文化功能与经济效益也将会得 到更好地证明与发挥，如何使其在国内得到更好的发展，充分利用其优点是值得人们深思的问题。 2 2 高尔夫球场的组成 高尔夫球场是球场设计者对草地、湖泊、沙地和树木等自然景观的精心铺排，巧妙地运用地 形构造建成的运动场地。一个标准的高尔夫球场应为1 8 洞，7 2 杆。球场一般分为上、下两半场， 每个半场9 个洞、3 6 杆，每个半场起始与结束的球道应在会馆附近，占地面积一般为6 0 1 0 0 公顷。根据所在区域及功能的不同，高尔夫球场一般划分为三个主要功能区域：会馆区、球道区 和草坪管理区【4 u j 。会馆区是球场管理的中枢，承担了球场的娱乐和社会活动；球道区是球场主体 部分，是球员进行高尔夫活动的场地：草坪管理区则是球道区“后院”，负责球道区机械日常管理 维护和物资存放，同时也负责机械的保养与维修，草坪实验及其他管理工作。 球道区作为整个高尔夫球场的主体部分，也是灌溉系统设计载体与研究对象。球道的组成及 特点与高尔夫球运动特点紧密相关。一般情况下，球道区设计主要由五个区域组成，分别为：发 球区( 发球台) ，障碍区，球道，界外区和球洞区( 果岭o m o n ) ；在有的球场中还包括球道引入区 和果岭引入区。对于高尔夫球场灌溉设计有决定意义的是发球台、球道和果岭。 2 2 1 发球台 现代高尔夫球场均使用的是多发球台体系，以适应不同水平球手的需要和大型国际比赛的要 求。发球台指每一个洞发球的地方，形状不一，有圆形球台、四方形球台及不规则圆形球台。发 球台位置和朝向根据不同球道类型和打球战略而定，但要对所有水平的球手都具有可打性和公平 性。球台的大小应根据球场的利用强度而定，散一个球道发球台的总面积设计为4 0 0 8 0 0m 2 。 当然，设计中应根据不同的球道类型、开球使用球杆的不同和布局位置的差别予以调整。加大发 球台面积可以增加打球变化性和使发球台有充裕的轮换空间，但同样也增加了球场的管理费用。 2 2 2 果岭 粜岭是位于高尔夫球场球洞周围的一片管理精细的草坪，它是高尔夫球场中最重要的部分。 在一轮比赛中，有7 5 的击球都与果岭相关，球员将在这里将球最后推杆入洞。因此，果岭的位 置、朝向、形状、造形和面积大小都对球道的打球战略和球场的可打性有重要影响。 果岭的形状和朝向依据一杆击球上果岭的距离和难度以及整体的球道打球战略而定，应符合 高尔夫设计一般要求。果岭的面积根据球道难度而定，一般设计为5 0 0 8 0 0m 2 ，其形状一般为 圆形或椭圆形。果岭的重要性决定了其是高尔夫球场养护最细致的地方，其对灌溉要求也就是最 高的，果岭草坪质量的好坏决定了高尔夫球场的等级。优质果岭要求草坪低矮，枝叶密度大，表 6 面平滑均匀，回弹性好。 2 2 3 球道 球道是位于发球台与果岭之间的一段缘地，球员从发球台发球，将球打向球道；然后，再将 球从球道打向果岭。球道是球道区占地面积最大的部分，设计也最为灵活。一般是场地地形走势 决定球场的球道，使球道尽量自然化。同时，球道也是能够充分体现设计师个性的设计部分，高 尔夫球场的不同，很大程度上是取决于球道设计的不同。球道长度布局一般在9 1 5 5 0n l 之间， 可根据实际需要调节其长短，球道宽一般在5 5m 左右。在球道两侧，设计经验表明一般可利 用原有自然起伏之地形，附加设置一组防止打球超越界外的障碍物，即可种植乔木、乔灌术树丛 或用土堆叠小丘j 。 2 3高尔夫球场灌溉系统的组成 高尔夫球场灌溉系统是高尔夫球场重要的组成部分，它担任着球场绿地灌溉和养护的工作， 其设计的优劣与否，将直接影响将来草坪质量以及球场整体功能的发挥与环境效果。 高尔夫球场灌溉系统的组成与园林灌溉系统的组成有相似之处，但也有其独特之处。由于高 尔夫球场面积较大，其对喷洒高均匀度要求也较高，高尔夫球场的灌溉一般采用专门的较高压力 与较大流量和射程的喷头。并且，高尔夫球场对灌溉系统智能化喷洒控制也有很高的要求。凼此， 其设计与组成可以说体现了灌溉领域最高的科技水平。在本节主要说明高尔夫球场灌溉系统的主 要组成部分与其特点。 高尔夫灌溉系统主要由喷头、管网系统、控制阀及其它阀类、卫星控制器、中央控制系统、 泵站、过滤系统和柔性接头及其它附件等部分组成。 高尔夫球场喷灌系统所使用的喷头与园林喷头和农业喷头相比有自己的特点。高尔夫球场的 喷头的工作环境恶劣，这就要求了其要有很高的耐用性( d u r a b i l i t y ) 。因为在球场有许多草坪养 护设备，如割草机和土壤通气处理设备等，它们的使用对喷头的正常运行是很大的考验。同时， 喷头还在多沙与泥浆的环境中运行，这就要求喷头有很高的抗堵性能。高尔夫球场所适用的喷头 一般有两种形式：摇臂式和齿轮驱动式。它们有共同的特点就是在较高的压力下运行，有较大的 流量与射程，并且有的喷头是自带电磁阀进行运行控制的。以上的这些特点，也是进行灌溉系统 喷头布置的依据与考虑的因素。 在世界范围内，高尔夫球场灌溉所使用的管道一般都为聚氯乙烯( p v c ) 和聚乙烯( p e ) 管， 这是由它们优越的性能所决定的，比如其抗蚀性、高抗张强度、使用寿命长、内流道光滑和安装 方便等j 。高尔夫球场管道系统是整个灌溉设备主要的组成部分，其造价成本往往会达整个球场 灌溉系统造价的一半以上。在高尔夫球场的灌溉系统中，与园林与农业灌溉管道设计所不同的是 高尔夫球场管道系统是以环状而不是支状进行布置的，这也就决定了其管网水力计算的特殊性弓 复杂性。 高尔夫球场灌溉控制系统可以说是代表着全部灌溉设备与技术的最先进的水平。包括卫星控 制器、解码器、集群控制装置、中央计算机和气象站在内的自动控制系统能够实现对整个高尔夫 中国农业大学硕士学位论文 高尔夫球场灌溉工程设计 球场灌溉的完全智能控制。气象站实时地收集整个球场的气象数据，计算得到精确的灌水量；利 用这些数据，中央计算机结合整个球场灌溉系统特点对系统的运行进行科学的编制并通过对田间 控制器的自动控制来实现对整个球场的高效、精确和自动的灌溉，从而在保证整个球场灌溉质景 的同时，达到了合理利用灌溉水的目的。 泵站系统是高尔夫球场灌溉系统的心脏，它提供整个灌溉系统运行所需要的动力。泵站实际 上是一个复杂的组合体，它包括多种部件：水泵、电机、阀门、管道、传感器和控制设备等。根 据整个灌溉系统水力与流量的要求，配置相应的泵站系统也是高尔夫球场灌溉系统设计的重要内 容之一。泵站性能的好坏与配置是否台理不仅是决定着整个灌溉系统的运行性能，而且是影响整 个系统运行成本的关键。 2 4 高尔夫球场灌溉系统设计方法 高尔夫球场灌溉设计主要包括七个方面，有一定的设计顺序，分别为：喷头的选型，喷头的 布置，管道及附件的布置，泵站位置的选择，系统流量摊求，水力计算和控制系统的设计。下面 结合高尔夫球场的灌溉c a d 系统开发的要求对这几个设计方面做较详细的论述。 2 4 1 喷头的选型 高尔夫球场一般分为平地高尔夫球场和山地高尔夫球场两种。平地高尔夫球场一般地形高差 不大，在1 0m 左右。山地高尔夫球场地形高差较大，最大的可达到百余米。因此，在不同的地 形高差下所选择的喷头类型也不一样。对于平地高尔夫球场可选择任意一种高尔夫专用喷头。而 对于i | i 地高尔夫则最好选择自带电磁阀的喷头，防止由于地形高差过大，同一分支上喷头同时开 启时，它们之间的工作压力相差较大而使喷洒的效果变差，超出止溢范围，出现溢流等情况。 高尔夫球场灌溉的主要对象是草坪，在进行喷头选型时候必须考虑到草坪要求的喷头水滴打 击强度的范围，用雾化指标h d ( 喷头的工作压力与主喷嘴直径之比) 表示。也就是，在选用喷 头时应注意所选用喷头的雾化指标参数是否符合草坪的要求】。 在选择喷头的时候，还有一个重要的考虑因素就是根据整个球场灌溉【耋：域的地形与面积来合 理选择相应射程的喷头，确保使用所选的喷头进行布置能够得到最佳的喷洒覆盖率与灌溉均匀 度，这也是喷头选型的关键要素。 2 4 2 喷头的布置 在高尔夫球场的灌溉系统中，喷头布置的主要原则是要保证草坪灌溉的覆盖率与均匀度，以 保证整个球场草坪的生长质量，同时还应考虑施工时测量放线等操作的可行性；其主要的布置方 式有以下两种： 1 ) 角形布置：三个相邻喷头成等边三角形布置，边长一般为喷头的射程。三角形布置优点 足能够获得较高的灌溉均匀度，但同时一定面积的灌溉地块需要布置的喷头也较多。 2 ) 矩形( 或正方形) 布置：一般以喷头射程为布置间距，相邻四个喷头组成正方形来实现 8 中国被业大学硪士学位论戈 高尔失球场灌溉工程设计 灌溉。这秘毒鬣与三角形布置招跑，痿使蟋瓣喷头数曩较少，魃够降德遗像，毽灌溉均匀犍较差。 1 聚岭喷头布置 在高尔夫球场中，果岭草坪晶质是最煎要的，熊对灌溅要求也是最高的。因此，喷头在果岭 的布置受到严格限制，熬午高尔夫球场灌溉系统赢鬻是飘聚蛉开始的。果龄草埒的特征；修赘颓 繁且修剪后草长极短，同时草坪不应有太高的湿度，以免影响打球。因此，在需要频繁与持续的 灌承条 偿莰涟捶捧鑫鲁承量鞋爨证鼙坪生长豹目霹，瞧要求浆埝有较奏孑斡撵承缝戆晔l 。 在大多数情况下，果岭采用仝圆喷头沿其周线布置，这种方法能够较实际的用同一粼号喷头 满足聚岭及其外围区域的喷洒要求。扇形骥头在暴岭的应用生要是满怒一些特定的要求：避免水 喷洒到附近建筑物，行道等。崩形喷头与众圆喷头皮该分开拯制，以保证草坪褥到相同的灌水强 度，保证灌溉的均匀度。 鬈埝喷头布置准裁： 1 ) 根据果岭的面积与形状，适当地进行喷头选型，确定合理的布置间距，喷头射程廊大于 果蛉平均竟赘熬7 5 ； 2 ) 禁止税果岭的推球区及躐其0 3m 范雨内布嚣喷头，允许在栗岭的裙带区内布置喷头； 3 ) 布置在果岭引入区的喷头，其位置应尽可自运离球道中心线以保证灌水覆盖的一皴性； 4 ) 采蛉中心区域的喷头灌溉重叠应充分均匀； 5 ) 喷头沿果岭周线布置，鼹大布置间距不应大于喷洒直径的5 0 。如果灌溉季节有风的影 穗箕毒置润蹑缝再逶当藏枣； 6 ) 注意相邻喷头喷洒的交叉点超出果岭边缘一定距离，如果交叉点距离果岭太近，可能会 医讯瓣影响使喷洒交叉点偏穆，造成局部漏喷； 7 ) 应防止球道喷头喷洒到巢岭，避免果岭局部区域的灌水强度增大。因此，果蛉和球道喷 头喷洒范围的交叉参考线应位于聚岭前一定距离范围内； 8 ) 最多盛布置4 个喷头醴获得较高的灌溉均匀度，豫菲暴渣的嚣获特剃小。其布置喷头数 可少于4 个；所选用的喷头应具有压力调节功能，确保所有喷头工况的一致性，无阀喷头应在电 磁闲上安装谖耀器。 嘴头的布鬣方法：根据以上喷头布置准则，喷头的布置阐距与值麓取决于聚岭面积、形状以 及周阑区域的情况。 1 ) 不规剜形状栗蜂，洽箕轮廓线进行布置通常可以最大限度减小布置所需喷头喷洒覆盖直 径，降低系统流量与压力的要求，相应的也就减小了管道与阀门尺寸，降低投资； 2 ) 遥嚣形暴涎，袋周霾个唆头或正方形毒置，搬据栗泠足寸选辑一巾最合逶鹣正方澎凌模 板，使其最大程度的覆盏果领区。这种模板对于确定喷头的布孱位置嫩很有用的，因为在开始布 置时，唼头最矬毒置位援是难以确定的。横援只是佟为布置参考，宴隧峻头毒鬟谯置是调照蜃褥 到的。在确定横板大小与位置时必须考虑球道中心线与果岭引入区位鬣。同时，每个喷头必须布 置于离果岭推球区边界外约0 3m 处，实际上这是对先前的喷头布置模板进行调艇： 3 ) 可在莱蛉的翦瑞，萁中心线两铡确定第一个喷头位萋，然螽汾两翻商蓐布置喷头，这种 方法可保证主骤灌溉区域的合理覆盖，注意喷头不能布置在粜岭里面； 4 ) 甄寿喷头毒置竞戎詹，鬟检查若确诀果蛉中心逸域楚露霉到羹好覆盖驻及辐邻唆头喷涯 交叉点超出果蛉边缘的距离是否达到要求； 擘 中国农业大学硕士学位论文高尔夫球场灌溉工程设计 5 ) 果岭环和周围区域喷头灌溉的覆盖情况可以通过做喷头喷洒覆盖圆来检查。在有些情况 f ，需要加布置若干个喷头以改进推球区外果岭区的灌水覆盖情况。从推球区到下一个发球台的 高尔夫球车道单独喷头喷洒覆盖系统也可以改善果岭周围区域的喷洒覆盖效果。 图2 - 1 果岭喷头的布置 图2 - 2 发球台喷头的布置 2 发球台喷头布置 发球台通常用全圆喷头进行布置，一般与果岭所用喷头型号相同。虽然使用喷头的喷洒覆盖 直径在有些情况下会比面积较小的发球台大，但是其可对发球台周围草地提供良好的灌溉。这种 布置方式减少了系统所使用的喷头种类，使系统维护更加的方便。然而，如果采用不同型号的喷 头能达到更好喷洒效果，设计中不应限制其使用。 ( 1 )小发球台的喷头布置 如果发球台很小，可以使用一个喷头布置在发球台的中心位置，所选用的喷头要使发球台及 其周围地块得到足够的灌水量。这种方法不能达到喷洒均匀度的要求，不推荐使用。 如果喷头射程超过发球台边界的距离不大，可在发球台内选用两个喷头进行布置。当需要发 球台喷头喷洒覆盖圆与球道喷头喷洒覆盖圆交叠时可以采用此种方法或其他的喷头布置方式如： 1 ) 发球台外喷头的布置：如果在发球台内不允许布置喷头，则可将喷头布置在发球台边界上；2 ) 窄发球台喷头的布置：可在发球台一边上采用全圆或扇形喷头进行布置；3 ) 宽发球台喷头的布 置：可以采用多个全圆或扇形喷头在发球台的边上进行布置。如果选用扇形喷头，其射程应相同。 ( 2 )正方形发球台的喷头布置 这种形状的发球台一般需要在其四边各布置一个喷头组成矩形进行喷洒。如果喷洒面积不 大，可以在其正对的两边各布置一个喷头进行喷洒。 ( 3 ) 大发球台的喷头布置 一般情况下小的高尔夫球场有较大的发球台：前发球台和后发球台。这两个发球台构成一个 大块草坪。前述的发球台喷头布置方法均可在此处采用。通常允许将喷头布置在发球台内，如布 置在两个发球台的分界线上。 综上所述，发球台面积较小，在喷头的选用和布置上应考虑”l ： 1 ) 通常采用全圆喷头布置，如果有不允许被水喷到的区域或建筑物，可选用扇形喷头达到 喷洒效果。需要注意的是，发球台的喷头型号最好能和果岭的一致，以减少系统中的喷头型号， 便于管理维护。对于一些小的发球台，这些喷头的射程可能显得过大，但是它们可以为发球台及 周围区域提供良好的灌溉； l o 中国农业大学硕士学位论文高尔夫球场灌溉工程设计 2 ) 喷头应尽量布置在发球台的外侧，避免布置存发球台内。小面积发球台一个喷头可能就 可以达到完全喷洒覆盖，大面积发球台可以布置两个或者更多的喷头，以保证喷洒的良好覆盖； 3 ) 窄小发球台可在一侧布置一个或几个全圆或扇形喷头，真至完全覆盖；较宽的发球台可 在其两侧布置喷头； 4 ) 布置于发球台的喷头最好具有调压功能，在确定喷头布置位置和间距时，必须考虑风力 与越界喷洒等因素的影响。 3 球道喷头布置 球道区的喷头布置是整个高尔夫球场喷头布置最为复杂，也是最为繁琐的的部分。根据球道 喷头布置的行数，一般布置方法可分为三种：单排喷头布置，双排喷头布置，三排喷头布置。一 般情况下，多排喷头布置系统的性能优于单排喷头布置系统的性能能使草坪获得更高的灌溉均 匀度：1 ) 其所使用的喷头喷洒半径较小，可有效地减小风力对喷洒效果的影响：2 ) 其采用的喷 头的流量和压力相对较小，减小所选用管道的直径；3 ) 其有效地提高了喷头喷洒的均匀度。 球道的喷头采用等间距布置。近果岭端球道所布置的第一个喷头的喷洒范围应与果岭喷头或 引入区的喷头射程范围相覆盖。近发球台端球道布置的第一个喷头的喷洒范围也应与发球台喷头 或球道引入区的喷头射程范围相覆盖。对于球道引入区不灌水的情况，应适当地调整球道第一个 喷头的位置以保证整个球道喷头布置问距可获得良好喷洒效果。 ( 1 ) 球道喷头喷洒有效覆盖面积 球道中喷头喷洒覆盖质量取决于喷头的布置方式( 间距和排数) ，喷头的喷洒射程，风的影 响以及测量覆盖面积所用标准。喷头喷洒情况通常用喷灌湿润的面积宽度w ( 不考虑风的影响) 表示。不同射程的喷头在不同的布置间距下的灌溉湿润面积宽度可参考文献【4 3 】的公式来计算得 出。通过对湿润圆宽度的计算可以确定喷头喷洒覆盖面积，用于不同喷头布置方案之间的对比。 单排喷头喷洒湿润砸积的宽度( 不考虑风的影响) 可用下式计算： r ： 脚= 4 d 2 一s 2 ( 2 - 1 ) 式中：肛单排喷头喷洒湿润