草坪灌溉实设计实例

固定式喷灌系统设计实例

设计实例

现通过实地观测和相关数据收集，可知：草坪区尺寸为400米×200米，地形为平地，距小区有100米的正西方位有一条小河，河水面比草坪坪床面低5米。土壤为砂壤土，每天允许最大开机时间为8小时，作物最大日需水量E T＝6mm/d,最小降雨量P＝1 mm/d,土壤容重1.36 g/cm3，土壤计划湿润层深度为30cm，适宜土壤含水率上限取田间持水率的95%，适宜土壤含水率下限取田间持水率的75%，田间持水率30﹪,灌溉水利用系数取η=0.9,土壤湿润比百分之百。

包括：地形、气象、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等），草坪草品种，动力，水源（出水量、动水位等）一、喷管设计任务和要求

①设计灌溉面积80000㎡，灌溉时不能喷到绿化区域以外，不

能喷到马路上，绿化区内的小道可以不考虑，采用PVC管。

②设计灌溉方式采用固定式喷灌。采用土壤水分传感器，根据

土壤湿度情况，使用电磁阀、控制阀进行自动控制，从而进行科学合理的自动化灌溉。

③设计内容包括水泵设计、主干管网设计、支管设计以及运行

管理设计。

④本设计以草坪为主。

二、设计参数的确定

根据草坪草的耗水特点，喷灌设计参数确定为：

①作物最大日需水量E T＝6mm/d

②最小降雨量P＝1 mm/d

③土壤容重1.36 g/cm3

④土壤计划湿润层深度为30cm

⑤田间持水率30﹪

⑥灌溉水利用系数取η=0.9

⑦土壤湿润比百分之百

三、水量平衡计算与水泵供水能力确定

已知灌溉面积，确定水泵最小供水流量

Q=A×I/（c×1000×ƞ）

设一天最大开机12小时

I=(ET-P)=6-1=5mm

Q最小=400×200×5/(12×1000×0.9)=37m3/h

四、喷灌设备选型

⑴喷头

根据气候、地形、土壤性质和种植情况，选择散射式喷头。散射式喷头适合于小面积或狭长绿地喷灌，具有较好的雾化效果，有利于降低喷灌系统的运行费用。

⑵管道

输水管道选用国内生产的抗腐蚀、耐高压的UPVC管材。

⑶自动控制设备

包括选用电磁阀、控制器、气象传感器、土壤水分传感器、进排气阀等。在首部和管道系统的较高点设置进排气，以避免水锤或负压对管道产生破坏。

采用固定式喷灌系统

五、喷头和确定喷头组合形式

绿地喷灌系统规划设计原则：节水、节能、经济、可靠和实用。喷头的选择和布置是喷灌系统规划设计的重要内容之一。本设计由于地形平整、绿地规则，故采用正方形布置。

正方形布置间距R=R0（R0S是喷头喷洒的有效半径）

干管尽量沿道路及自然边界布置，少穿越马路等硬化路面，便于管理和维修；尽量减少干管长度，降低成本。

同一个轮灌小区里，任意俩个喷头之间的设计工作压力差应该小于20﹪。

⑴喷头的选择

选用喷头，喷嘴直径8mm，工作压力350kPa，喷头流量3m3/h，喷洒直径D=40m

⑵喷头组合方式

采用正方形布置，喷头和支管的间距为20×50%=20m

⑶计算组合平均喷灌强度

ｐ=q×ƞ/（b×l）=3×0.9/20×20=0.00675m/h=6.75mm/h

ｐ<ｐ砂壤土=12mm/h

六、布置干、支管

每条支管长200,米，单侧支管条数11条(图形右边为图示，表示采用正方形布置实图)。单侧支管上分别装有10个喷头。干管长为300m。其中边界采用半圆形喷洒喷头（规格与全圆形喷头相同）。喷头从距干管第二个点开始安装，与干管相交的点不安装喷头。

七、拟定喷灌灌溉制度

1.灌水定额：

m=0.1ɣH(B1-B2)p/Ƞ

=0.1×1.36×30×30﹪×（95%-75%）×100%/0.9

=27.2mm

2.一次灌水时间：

t=灌水定额/喷灌强度=27.2/6.75=4.02h

3.灌水周期：

T=m×ƞ/I=27.2×0.9/（6－1）=5

八、拟定灌溉工作制度

1.允许一次工作的喷头数：

N1=N总/N轮灌组数=A×t/（b×l×C日工作小时数×T）=400×200×4.02/（20×20×8×5）≈20

同时工作的支管数

N2=N1/N一条支管上的喷头数=20/10=2

九、轮灌组划分

划分方式：从设计图的左边开始，每2条支管为一个轮灌组，共有11个轮灌组。

校核：最大轮灌组数应满足：

N≦c×T/t=8×5/4.02≈11，满足n≦N

，所以n≦N，满足要求

十、管网水力学计算

目的：确定干管、支管直径，系统总扬程和流量，配制水泵1、确定支管直径和计算支管进口水头

⊿h允许=H喷工×20%=350kp a×20﹪=7m

计算支管水头损失

选用D=75mm的PVC管

⊿h支=0.017×200=3.4<7m

计算支管进口水头（计划竖管高度1米）

H支=H喷头设计压力+H竖管高度+3/4⊿h支+ -1/2Z=35+1+3/4×3.4=38.55m 2、计算干管水头损失、确定干管管径

选取最不利轮灌组，以最不利轮灌组确定干管管径

本例中第一轮灌组（顶端）为最不利轮灌组

干管流量Q干=10×3×2=60m3/h 干管长200m

若选用干管为D=110mm的PVC管道⊿h干=i×200=0.04×200=8m

3、计算干管进口水头

H干管进口=H支管进口+⊿h干+Z=38.55+8=46.55m

4、计算水泵扬程和流量

H=H干管进口+⊿h+动水位=46.55+5=51.15 m Q=60m3/h

5、计算其他支管

由于所有支管选用的管径相同，长度相同，所以支管水头损失相同；竖管高度都为1米；喷头设计压力相同，所以其他支管的进口水头在理论上相同，为38.55m.

十一、图纸绘制