園林灌溉系統的設計與施工 ——尼爾森灌溉設備在實踐中的應用
一、水力學基本知識
1、水壓
1.1、水壓的產生（由水塔高程或水泵加壓產生）
1.2、靜水壓（管路中的靜水壓只與高程有關，同一高程的靜水壓處處相等）
1.3、水壓的單位及換算
2、流量和流速
2.1、流量、流速和管道橫截面積之間的關系
流速（m/s） = 流量（m3/s）/管道內橫截面積（m2）
2.2、管路中的沿程水頭損失
（1）摩阻損失（水在管道中流動時的水力損失）；
（2）局部損失（水流過接頭、閥門、過濾器等管件時的水力損失）。
2.3、摩阻損失的計算（哈—威公式，zhaosf實際使用中查雙對數坐標圖）
hf = 1.13x109（L/d4.871）x（Q/C）1.852
2.4、動水壓（增加沿程水頭損失）
2.5、多孔出流系數
二、常用灌溉設備和材料
1、灌水器
1.1、噴頭
1.1.1、噴頭的分類
1.1.2、噴頭（噴嘴）性能參數表解讀（以尼爾森噴頭為例）
（1）噴嘴尺寸；
（2）工作壓力；
（3）流量；
（4）噴灑扇形角；
（5）噴射仰角；
（6）灌水強度（噴灌強度）；
（7）水量分布圖。
1.2、其他灌水器
1.2.1、微噴頭
1.2.2、滴頭（單個滴頭，滴灌管，滴灌帶）
1.2.3、涌水頭
2、電磁閥
2.1、工作原理（剖面圖）
2.2、公稱通徑
2.3、接口形式（尼爾森易接式電磁閥）
2.4、工作壓力范圍
2.5、流量和壓力損失之間的關系（壓力損失表解讀）
2.6、電參數（輸入電壓、啟動電流、吸持電流）
2.7、調壓功能（手動調節、自動調節）
3、控制器
3.1、控制器在灌溉系統中的作用
（1）省去人工，減小勞動強度；
（2）灌水量準確，節約用水；
（3）牢記用水限制，不違犯法規。
3.2、控制器的功能特性
（1） 室內型，室外型器；
（2） 站數（輪灌區數）；
（3） 灌水時間表（七天日歷、間隔1~30天、單雙日）；
（4） 每個站控制電磁閥的數量；
（5） 灌水起始時間、持續灌水時間、灌水結束時間；
（6） 水泵/主閥電回路；
（7） 降雨延遲功能（與雨量傳感器配套使用）；
（8） 5%~200%用水預算；
（9） 防電源波動和雷電損壞。
4、尼爾森索羅潤（SoloRain）可編程電磁閥啟動器
4.1、功能特性
除具有控制器的上述功能外，還具有以下功能：
（1）采用閉鎖式結構，耗電量極小；
（2）8010系列一節電池可使用一年，8014系列出廠時配帶的鋰電池可使用10年；
（3）防水結構，可淹沒在水里，不怕淋濕；
（4）利用尼爾森提供的轉換接頭，可與大多數生產廠的電磁閥兼容。
4.2、適用場合
沒有交流電源的地方；對原有系統進行更新或改進；中間條帶；雷電多發地區；溫室大棚；移動式灌溉系統；運動場；室內景觀；室內田徑場；飯館地面清洗；停車場安全島；頻繁停電的地區；農業灌溉等。
5、管材及附件
（1） 除首部外，通常采用PVC-U或PE管；
（2） 排氣閥（空氣閥）、泄水閥、過濾裝置。
6、傳感器
雨量傳感器、土壤濕度傳感器、氣象站、壓力傳感器、水流傳感器。
7、水泵
一般認為不屬于灌溉設備，國外強調應由水泵工程師選型，這里不作詳細介紹
三、灌溉（噴灌）系統設計
1、準備工作
1.1、收集相關資料：土壤、氣象、作物、水質以及與用水相關的法規等
1.2、現場測量
1.2.1、三角形測量法
只需皮尺即可測量灌溉地塊尺寸，灌溉地塊之間以及灌溉地塊與重要建筑物之間的相對位置。
1.2.2、測量內容
地塊形狀和位置、水源位置和供水能力、作物類型以及高大作物在地塊中的位置、地塊邊界情況、電源位置等。
1.3、繪平面圖
1.3.1、除標注尺寸外，還應采用各種圖形標出喬木、灌木、綠籬等，草坪一般不標（空白）；
1.3.2、如果借用其他圖紙（例如地產規劃圖、園林設計圖等），應將與灌溉無關的線條刪除，并將需要保留的線條改為細線，以突出灌溉系統
2、確定系統（噴頭）類型
2.1、決定系統類型的因素
2.1.1、供水系統（水源）：
（1）直接利用城市自來水系統；
（2）以城市自來水系統為水源二次加壓；
（3）自有水源（例如水井、河流、湖泊等）。
2.1.2、地塊大小：
面積小（邊長小于8~10m）采用散射式噴頭；大于10m采用旋轉式噴頭（目前以齒輪驅動噴頭為主）。
2.1.3、作物類型：
（1）草坪、地被等密植低矮作物宜采用噴灌；
（2）單棵喬木、灌木等宜采用微灌（多用滴灌）；
（3）樹木、綠籬等可借用噴灌系統。
3、劃分輪灌區
3.1、目的：
（1）利用較小的供水能力，灌溉較大的面積；
（2）減小管道尺寸，降低系統造價。
3.2、原則：
（1）作物類型相同或需水量相近的作物可劃分為一個輪灌區；
（2）任何一個輪灌區的流量都不得大于水源的供水能力。
4、布置噴頭
4.1、噴頭的常規布置方式：矩形（含正方形），三角形（等腰三角形、等邊三角形）。
4.2、噴頭間距：兩種描述方式：
（1）支管間距以及支管上兩個噴頭之間的距離；
（2）矩形和三角形的邊長。
4.3、布置噴頭的基本原則：
（1）同一輪灌區內，應采用相同類型的噴頭。
（2）布置在直角上（噴灑扇形角為900）的噴頭的流量應大體上為布置在中間（噴灑扇形角為3600）噴頭的四分之一；布置在邊界上（噴灑扇形角為1800）的噴頭的流量應大體上為布置在中間（噴灑扇形角為3600）噴頭的二分之一；其余類推。
（3）采用同一種噴頭的同一輪灌區內的噴頭間距應盡可能相等。
（4）鄰近邊界（尤其是控制邊界）的第二排噴頭的射程不應大于間距，以免水噴灑到邊界外面，并由此確定噴頭型號（射程）。
（5）噴頭位置應盡可能遠離樹木等障礙物，以免阻擋水流。
4.4、布置噴頭的順序：先確定四角、邊界以及其他關鍵部位的噴頭位置，再布置中間及其它非關鍵部位。如遇到樹木或其他障礙物，可能需要對整個噴頭布置方案做出調整。
5、確定控制閥門位置并布置管道
（1） 控制閥（電磁閥）應位于檢修方便的位置，并盡可能淋不到水；
（2）干管或分干管與支管的連接點應位于輪灌區的中心（壓力差小，均勻度高）；
（3）管路盡可能走直線；
（4）為減少管溝開挖工作量，兩條相距較近的平行管道應鋪設在同一條管溝里。
6、管道尺寸（口徑大小）和材質的選擇
（1）按經濟流速確定管道尺寸，通常為1.2~2.0m/s（管徑大，初期投資高；管徑小，運行費用高；最常見的現象是管徑偏小）；
（2）為防止水錘對管道造成破壞，推薦塑料管內的流速不大于1.5m/s；
（3）園林綠地噴灌系統應盡可能采用塑料管；
（4）為施工安裝方便，管道的規格型號不宜太多。
7、電磁閥與控制器之間引線的選擇
（1）導線型號：美國推薦采用UF型灌溉用直埋電纜；我國推薦采用KVV型控制電纜；
（2）導線長度按下表選擇。
8、其他管路附件
（1）進排氣閥（空氣閥）；
（2）泄水閥；
（3）過濾裝置（噴灌系統一般不裝）。
四、施工安裝注意事項
1、管溝深度：北方結冰地區，管道應埋在最大凍土層以下；不結冰地區，管溝深度宜為0.4~0.5m；確認不走機動車的地方，可淺到0.3m。
2、管溝開挖：對于已經種植草坪的地塊，建議在堆放草皮和開挖土的一側鋪放一條塑料塊。
3、PVC管道粘接（溶接）：管道端部打圓—→試插—→涂清潔劑—→涂溶接膠—→將管端插入承口—→擦去多余溶膠—→保持不動，等待固化。
4、對于采用螺紋連接的閥門、水表等管路附件，兩端一定要安裝活接頭（尼爾森易接式電磁閥）。
5、控制閥門，尤其是較大的閥門，應采用閘閥、截止閥等緩慢開關的閥門（電磁閥均為緩慢開關式），以防止產生水錘。
6、試壓前，應填土穩管，只露出接口。
7、對于較大的管路，三通、彎頭以及高低起伏大的部位應設置鎮墩。
8、管道不應用力拉直，PE管應鋪設成蛇型。
9、電磁閥引線接頭應采用防水接頭。
10、務必高度重視管路沖洗，這是齒輪驅動噴頭成敗的關鍵。
11、管溝回填應在傍晚氣溫低時進行。
12、剛開始運行的一段時期，應督促或協助用戶沖洗噴頭濾網。
13、冬季結冰前，應提醒用戶放掉管路和噴頭殼體內滯留的水。
