武汉植物园灌溉系统工程分析

论文题目武汉植物园灌溉系统工程分析

部（系）生物与环境工程学部

专业园艺

姓名李 @@

学号 200904040@@@

指导教师魏礼玲

2011 年 10 月

武汉植物园灌溉系统工程分析

论文摘要:通过对植物园用水情况的分析，结合植物园自身的灌溉特点介绍了植物园的灌溉方式，并对其加以分析，然后结合喷灌的设计引入喷灌系统的相关知识，最后针对植物园喷灌系统工程提出自己的意见和建议。

关键词:给水系统、灌溉系统、喷灌设计、喷灌。

中科院武汉植物园是国家级大型植物园之一，堪称为华中地区最大、物种收集最丰富的植物王国。根据我园制定的国家知识创新体系的总体目标，植物物种要达到8000种左右。为了确保这一总体目标的顺利实施，达到国家级植物园对园区建设的要求，武汉植物园启动了创新工程建设项目之一的园区灌溉系统工程，计划采用先进的灌溉设施，实现园区内灌溉自动化。整

个工程由主管道的控制管网部分和覆盖全园的二级灌溉系统部分组成。

1、植物园的水资源分析

1、1植物园的灌溉水源

植物园利用其得天独厚的地理优势，以东湖水为主要水源。同时，植物园灌溉系统还采用砂介质过滤器，组成的自动反冲洗过滤系统，对污水进行工艺处理使其成为再生水。这样，植物园大大降低了灌溉成本。

1、2植物园的水质分析

植物园位于东湖的之滨，磨山南麓。植物园的主要水源是东湖，而东湖的水严重的富营养化，使植物园的灌溉水中含有水生生物杂质和水藻等严重影响了植物园的灌溉用水。

1、3植物园用水量分析

植物园的灌溉系统覆盖了面积约440亩的野生果树区、竹园、橡树区、槭树区、松柏区、珍稀植物区、草坪种植区及游客观赏区，面积约250亩的育苗区、引种驯化实验区、杜鹃园、牡丹园、玫瑰园、猕猴桃园、药用植物种植区，面积约为16亩的温室、荫棚以及西岗生活区等。在植物园区内还设置有供游人用餐的大型餐厅，植物园每天的游人少达几千人次，特别是在每年的春季和夏季游人更多，植物园的用水量也大大的增加。。

一个好的灌溉系统工程就必须根据该区域特点设计满足该区域的用水要求的灌溉系统工程。

2、喷灌系统的组成与分类

2、1 喷灌系统的组成

喷灌系统的组成包括水源、输水管道系统、控制设备、过滤设备、加压设备、喷头等部分。

（1）水源喷灌系统的水源可以有较多的选择，在可能的情况下应首先选择中水或地表水作为喷灌的水源，尽量减少对地下水和市政自来水等优质水资源的依赖，同时喷灌水源的水质应能满足植物生长的要求，不应改变原有土壤的物理和化学性质。

植物园喷灌系统的水资源主要是以东湖水为水源

（2）输水管道系统在输水管的分布上，由于园区地面坡度较大，最大落差在10m之间，且灌溉控制面积较大，需采用随机用水方法进行设计。

主干管网设计成环状，以提高灌溉保证率，达到压力均衡，并提高了可靠性。

为节省电耗、减少漏水及爆管事故的发生，采用变频器调控水泵电机，

配以进口的可编程控制器和标准化的配套控制柜。该恒压系统可同时控制3台电机，通过测压计向其传递数据来改变电机转速，从而达到调压的目的。并安装了控制、调节和保护设备，保证了系统的科学化管理和安全运行。

根据东湖的水质情况，灌溉水中含有水生生物杂质和水藻等影响灌溉用水的有机物，故本工程采用三台砂介质过滤器，组成了自动反冲洗过滤系统，以防止灌水器堵塞，从而保证了二级灌溉系统的正常运行。

二级灌溉系统由北京普拉斯托灌溉技术有限公司设计并安装施工。北京普拉斯托公司是以色列普拉斯托公司的独资子公司，有着较强的节水灌溉资质和实力，而以色列总公司是国际上著名的微灌溉（节水灌溉）产品生产公司之一。我园二级灌溉系统覆盖了面积约440亩的野生果树区、竹园、橡树区、槭树区、松柏区、珍稀植物区、草坪种植区及游客观赏区，面积约250亩的育苗区、引种驯化实验区、杜鹃园、牡丹园、玫瑰园、猕猴桃园、药用植物种植区，面积约为16亩的温室、荫棚以及西岗生活区等。针对植物种类如此繁多复杂，地形多样的特点，既不能破坏园内的自然景观，又要根据不同植物的生长特性采用不同的灌溉方式进行灌溉。

（3）控制系统植物园灌溉的控制系统采用自动和手动两种控制方式，控制阀门采用电磁阀和球阀。根据不同季节设定不同的时间灌溉进行定时灌溉，并安装泄水阀用以冲洗管道，防止灌水器堵塞。

植物园的自动灌溉系统至今已竣工验收一年多，到目前为止一直运行良好。从此解决了园内灌溉难的大问题，再也见不到拖着水管到处浇水的画面。自动灌溉系统的投入使用节约了大量的人力财力物力，顶住了去年夏季的持续高温，和武汉地区的长时期干旱。许多专类园的管理人员都感慨万千地说：我们再不用为水发愁了！最为典型的是植物园猕猴桃园。

(4)过滤设备根据东湖的水质情况，灌溉水中含有水生生物杂质和水藻等影响灌溉用水的有机物，故本工程采用三台砂介质过滤器，组成了自动反冲洗过滤系统，以防止灌水器堵塞，从而保证了二级灌溉系统的正常运行。

（5）加压设备为节省电耗、减少漏水及爆管事故的发生，采用变频器调控水泵电机，配以进口的可编程控制器和标准化的配套控制柜。该恒压系统可同时控制3台电机，通过测压计向其传递数据来改变电机转速，从而达到调压的目的。并安装了控制、调节和保护设备，保证了系统的科学化管理和安全运行。

（6）喷头喷头是喷灌的专用设备，起作用是将有压力的的集中水分散成水滴，均匀撒布到土壤表面。喷头性能参数是喷灌设计的重要数据，可以从工厂提供的产品性能种获得，主要包括有效射程、工作压力、仰射角、喷

灌强度和单位时间喷水量等。

2、2 喷灌系统的分类

依喷灌方式，喷灌系统可分为移动式、半固定式、固定式三种。

（1）移动式喷灌系统

这种喷灌系统适合有天然水源（池塘、河流等）的园林绿地灌溉。其动力设备、水泵、管道和喷头等都是可以移动的，投资较省，机动性较强，但管理劳动强度大。

(2）固定式喷灌系统

这种喷灌系统有固定的泵房，阀门设备、管道都埋在地下，喷头固定在立管上，也可临时安装。现在较先进的是地埋伸缩式喷头（喷头也埋在地下，平时缩入套管或检查井内，工作时，利用水压，喷头上升一定高度后喷洒）。

固定式喷灌系统设备费用较高，一次投资较多; 但节省人工、水量，从长远角度看还是比较经济的。

（3）半固定式喷灌系统

其泵房、干管固定或埋入地下，支管和喷头可以移动，优缺点介于两者之间。多应用在大型花圃、苗圃以及菜地，公园的树林区也可以运用。

3、喷灌系统的设计

3、1设计灌水定额

灌水定额—一次灌水的水层深度（mm)或一次灌水单位面积的用水量（m3/亩)。

设计灌水定额—作为设计依据的最大灌水定额。

其求解方法：

①利用土壤田间持水量资料计算

②利用土壤有效持水量资料计算设计灌水定额

利用土壤田间持水量资料计算

花后灌水可促进新梢和叶片生长，增强光合作用，提高座果率和增大果实，同时，对后期的花芽分化有一定的良好作用。没有灌水条件的地区，也应积极做好保墒措施，如覆草、盖沙等。

③花芽分化期灌水。此次水对观花、观果树木非常重要，因为树木一般

是在新梢生长缓慢或停止生长时，花芽开始形态分化。此时也是果实迅速生长期，都需要较多的水分和养分，若水分不足，则会严重影响果实发育和花芽分化。因此，在新梢停止生长前适时适量的灌水，可促进春梢生长而抑制秋梢生长，有利于花芽分化及果实发育。