喷灌技术课件

2023/1/301

喷

灌

技

术第二节喷灌技术2023/1/302

常规灌水方法是地面灌溉（沟灌、畦灌、淹灌）。局限性：只能改善土壤湿度，对田间小气候影响小，每次灌水量大，不便于轻浇勤灌。

喷灌：是指利用专门的设备将有压水引到灌溉地段，并喷射到空中散成细小的水滴均匀地散布在地面进行灌溉。

喷灌最初产于十九世纪末，1920年前仅用于蔬菜、苗圃和果园。

第二节喷灌技术一、喷灌系统简介2023/1/303

1、优点：

利于浅浇勤灌、节约用水、改善小气候、减少劳动强度、提高质量等。景观效果好，喷灌喷头良好的雾化效果和优美的水形在绿地中可形成一道亮丽的景观；

2、局限性：

①受风的影响大：3-4级风时水滴可被吹走，灌溉均匀度大大降低，不宜喷灌；②相对湿度过低，不宜喷灌；③表面湿润较多，而深层湿润不足。采用“低强喷灌”可克服；④投资大，资金的限制。第二节喷灌技术2023/1/304

1．移动式喷灌系统

此系统投资较少，机动性强，但管理强度大。适用于天然水源充裕的水网地区的园林绿地、苗圃、花圃的灌溉。

2．固定式喷灌系统

系统一次性投资比较大，但操作方便，节约劳动力，便于实现自动化和遥控操作。适用于需要经常灌溉和灌溉期较长的草坪、大型花坛、花圃、庭院绿地等。

3．半固定式喷灌系统

其泵站和干管固定，支管和喷头可移动，优缺点介于上述二者之间。一般使用于大型花圃、苗圃、菜地及绿地等。第二节喷灌技术二、喷灌系统的类型2023/1/305

水源管材和管件控制设备过滤装置加压设备喷头三、喷灌系统的构成第二节喷灌技术2023/1/306第二节喷灌技术四、喷灌系统技术要素

1、喷灌强度

在单位时间喷洒于田间的水层深度，单位一般为mm／h。喷灌强度过大容易形成地表径流或积水，造成水土流失，水资源浪费，灌溉效果差；反之，喷灌强度过小，喷灌时间延长，水分蒸发损失大。（1）点喷灌强度

ρi=h/t

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（2）平均喷灌强度：控制面积内各点喷灌强度的平均值，单位一般为mm／h。

ρs=1000Qp/S

式中：ρs―设计喷灌强度，mm/h；Qp―喷头喷水量，m3/h；S―喷头的控制面积，m2。

引入（3）组合平均喷灌强度

换算系数Cρ：全圆控制面积与实际控制面积的比值。ρ=Cρ*ρs式中：ρ―喷灌系统中的组合喷灌强度，mm/h；ρs―喷头的平均喷灌强度，mm/h；Cρ―换算系数。（图2-10）第二节喷灌技术2023/1/308A.单喷头喷洒

圆形：ρ=ρs

扇形：ρ=Cρ*ρs，

Cρ随扇形中心角变化第二节喷灌技术2023/1/309

B.单行多喷头喷洒

a=KR

式中a----喷头间距（m）；

k----喷头间距与射程的比值；

R----喷头射程（m）。参照p69例题第二节喷灌技术2023/1/3010

C.多行多喷头喷洒

相邻多行支管上的多个喷头使用全圆形喷洒。单喷头实际控制面积S=a*b

ρ=1000Qp/S=1000Qp/ab

a为喷头间距（m），

b为相邻支管间距（m）第二节喷灌技术2023/1/3011

2、喷灌均匀度

是衡量喷洒在喷灌面积的喷洒水量分布均匀程度的指标。用喷灌均匀系数表示。

3、水滴打击强度

水滴打击能量，是单位受水面积内水滴对植物和土壤的打击动能。水滴打击强度受水滴大小、降落速度和水滴密集程度的影响。所以在实践中也常用水滴直径mm间接反映打击强度。

喷灌系统的规划设计中有用喷头的工作水头（mH2O）与喷嘴直径(m)的比值间接反映水滴打击强度的，称为H/d值-----雾化指标。

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1、基本资料收集

(1)灌区的地形图。包括面积、位置、地势走向等。

(2)气象资料。包括气温、雨量、湿度、风向、风速等。

(3)土壤资料。包括质地、持水能力、吸水能力、土层厚度等。

(4)植被情况。植被种类、面积等。

(5)水源条件。自来水或天然水。

(6)动力条件。水泵、电机等。五、喷灌系统设计第二节喷灌技术2023/1/30132、喷洒方式和喷头组合

喷洒方式：喷嘴喷洒的形状有圆形和扇形，一般扇形只用在场地的边角上，其他用圆形。

喷头布置形式：也叫喷头的组合形式，指各喷头的相对位置的安排。在喷头射程相同的情况下，不同的布置形式，其支管和喷头的间距也不相同。第二节喷灌技术2023/1/3014喷头布置形式（表2-13）第二节喷灌技术2023/1/3015喷头及支管间距在确定喷头的布置形式后，选择合适的喷嘴，每个正规的厂家的产品都标明了喷嘴的型号、射程、喷嘴流量、工作压力等，然后根据喷嘴的射程（R)确定喷头的间距（L）和支管间距（b）。第二节喷灌技术2023/1/30163．喷灌设计

(1)设计灌水定额(mm)

灌水定额是指一次灌水的水层深度(单位为mm)或一次灌水单位面积的用水量(单位为m3／hm2)。设计灌水定额则是指作为设计依据的最大灌水定额。确定这一定额是为了使灌区获得合理的灌水量，既使植被能得到足够的水分，又不造成水资源的浪费。

计算方法:

利用土壤田间持水量资料；土壤有效持水量资料。第二节喷灌技术2023/1/3017

田间持水量是指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。灌水的上限:土壤水分占田间持水量的80%～100%;

灌水的下限:土壤含水量低于田间持水量的60%～70%.

m=0.1γh(P1-P2)/η

式中：m―设计灌水定额，mm；

γ―土壤容重，g/cm3；

h―计算土层深度，cm；

P1、P2―适宜土壤质量含水量的上、下限；

η―喷灌水利用系数,风速低于3.4m/s时，η=0.8～0.9；当风速为3.4～5.4m/s时，η=0.7～0.8。湿润地区取大值，干旱地区取小值）。

a.利用土壤田间持水量资料计算第二节喷灌技术2023/1/3018b.利用土壤有效持水量资料计算有效持水量:可被植物吸收的土壤水分。

m=ɑhp/η1000

式中：m―设计灌水定额，mm；

ɑ―允许消耗的水分占有效持水量的百分比；

h―计算土层深度，cm；

p―土壤有效持水量（体积%）；

η―灌水利用系数,

一般当风速低于3.4m/s时，η=0.8～0.9；当风速为3.4～5.4m/s时，η=0.7～0.8。湿润地区取大值，干旱地区取小值）。第二节喷灌技术2023/1/3019

(2)设计灌水周期

灌水周期也叫轮灌期。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。公式：

T＝η·m／W

式中：T——灌水周期，d；

m——灌水定额，mm；

W——植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，一般取0.7-0.9。

目前，在我国农业灌溉中，大田作物设计灌水周期一般为5-l0日，蔬菜为1—3日，园林绿地的设计灌水周期可参考此数值。第二节喷灌技术2023/1/3020（3）设计喷灌时间喷灌时间是指为了达到既定的灌水定额，喷头在每一个位置上所需的喷洒时间。

t=ms/1000Qp

式中t-----喷灌时间（h）；

m-----设计灌水定额（mm）；

S-----喷头有效控制面积（m2）；

Qp-----喷头喷水量（m3/h）。第二节喷灌技术2023/1/30214、喷灌系统管道水力计算

水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失①沿程水头损失按谢才公式计算：式中hf-----沿程水头损失（m）；

L-----管道长度（m）；

V-----管道中水流平均速度（m/s）；

R-----水力半径（m）

C-----谢才系数；

n-----粗糙系数。第二节喷灌技术2023/1/3022上述公式转换：

hf=10.28n2LQ2/d5.33若令10.28n2/d5.33=Sof，Sof为单位管长阻力参数。则hf=SofLQ2

式中Q------管中流量（m3/s)②局部水头损失=10%沿程水头损失③“多口系数”：假定各支管孔口流量相同，依孔口数目求的的折算系数。（表2-19）第二节喷灌技术2023/1/3023管径计算公式第二节喷灌技术式中D-----管道外径，mm;

Q-----设计流量，m3/h;

v-----设计流速，m/s.

(Q=0.5-200,v=1.0-2.5)2023/1/3024第二节喷灌技术2023/1/3025第二节喷灌技术2023/1/3026第二节喷灌技术2023/1/30271．施工放线根据实际情况，按照设计图纸进行施工放线。对独立的喷灌区域，应先确定喷头位置，再确定管道位置。2、沟槽开挖为防止对地下隐蔽设施的破坏，一般不采取机械的方法。沟槽宽度：管道外径加0.4，深度应满足哦喷头的高度及管网泄水的要求，冻结地区，沟槽至少有0.2％的坡度，坡向指向指定的泄水点。管槽底面应平整、压实，具有均匀的密实度。附：喷灌工程施工第二节喷灌技术2023/1/30283、管道安装管道安装是绿地喷灌工程中的主要施工项目。管材供货长度一般为4m或6m，现场安装工作量较大。 安装顺序一般是先干管，后支管，再立管。管道材质不同，其连接方法也不同。喷灌系统中普遍采用的是硬聚氯乙烯(PVC)管。第二节喷灌技术2023/1/30294、水压试验和泄水试验

（1）水压试验。 ①严密试验： ②强度试验：试压压力=2倍工作压力

(2)泄水试验。泄水时应打开所有的手动泄水阀，截断立管堵头，以免管道中出现负压、影响泄水效果。只要管道中无满管积水现象即为合格。一般采用抽查的方法检验。抽查的位置应选地势较低处，并远离泄水点。检查管道中有无满管积水情况的较好方法是排烟法：将烟雾从立管排入管道，观察临近的立管有无烟雾排出，以此判断两根立管之间的横管是否满管积水。第二节喷灌技术2023/1/30305．覆土填埋

管道安装完毕并经水压及泄水试验合格后，可进行管槽回填。回填时，对于管道以上约100mm范围，一般先用砂土或筛过的原土回填，管道两侧分层踩实，禁止用石块或砖砾等杂物单侧回填；然后采用符合要求的原土，分层轻夯或踩实。

一次填土100-150mm，直至高出地面100mm左右。填土到位后对整个管槽进行水夯；以免绿化工程完成后局部下陷，影响绿化效果。第二节喷灌技术2023/1/30316．修筑管网附属设施主要是阀门井、泵站等施工。7．设备安装

(1)水泵和电机设备的安装。

(2)喷头安装。喷头安装施工应注意以下几点：①喷头安装前，应彻底冲洗管道系统，以免管道中的杂物堵塞喷头；②喷头的安装高度以喷头顶部与草坪根部或灌木修剪高度平齐为