园林灌溉系统的设计与施工 ——尼尔森灌溉设备在实践中的应用
一、水力学基本知识
1、水压
1.1、水压的产生（由水塔高程或水泵加压产生）
1.2、静水压（管路中的静水压只与高程有关，同一高程的静水压处处相等）
1.3、水压的单位及换算
2、流量和流速
2.1、流量、流速和管道横截面积之间的关系
流速（m/s） = 流量（m3/s）/管道内横截面积（m2）
2.2、管路中的沿程水头损失
（1）摩阻损失（水在管道中流动时的水力损失）；
（2）局部损失（水流过接头、阀门、过滤器等管件时的水力损失）。
2.3、摩阻损失的计算（哈—威公式，zhaosf实际使用中查双对数坐标图）
hf = 1.13x109（L/d4.871）x（Q/C）1.852
2.4、动水压（增加沿程水头损失）
2.5、多孔出流系数
二、常用灌溉设备和材料
1、灌水器
1.1、喷头
1.1.1、喷头的分类
1.1.2、喷头（喷嘴）性能参数表解读（以尼尔森喷头为例）
（1）喷嘴尺寸；
（2）工作压力；
（3）流量；
（4）喷洒扇形角；
（5）喷射仰角；
（6）灌水强度（喷灌强度）；
（7）水量分布图。
1.2、其他灌水器
1.2.1、微喷头
1.2.2、滴头（单个滴头，滴灌管，滴灌带）
1.2.3、涌水头
2、电磁阀
2.1、工作原理（剖面图）
2.2、公称通径
2.3、接口形式（尼尔森易接式电磁阀）
2.4、工作压力范围
2.5、流量和压力损失之间的关系（压力损失表解读）
2.6、电参数（输入电压、启动电流、吸持电流）
2.7、调压功能（手动调节、自动调节）
3、控制器
3.1、控制器在灌溉系统中的作用
（1）省去人工，减小劳动强度；
（2）灌水量准确，节约用水；
（3）牢记用水限制，不违犯法规。
3.2、控制器的功能特性
（1） 室内型，室外型器；
（2） 站数（轮灌区数）；
（3） 灌水时间表（七天日历、间隔1~30天、单双日）；
（4） 每个站控制电磁阀的数量；
（5） 灌水起始时间、持续灌水时间、灌水结束时间；
（6） 水泵/主阀电回路；
（7） 降雨延迟功能（与雨量传感器配套使用）；
（8） 5%~200%用水预算；
（9） 防电源波动和雷电损坏。
4、尼尔森索罗润（SoloRain）可编程电磁阀启动器
4.1、功能特性
除具有控制器的上述功能外，还具有以下功能：
（1）采用闭锁式结构，耗电量极小；
（2）8010系列一节电池可使用一年，8014系列出厂时配带的锂电池可使用10年；
（3）防水结构，可淹没在水里，不怕淋湿；
（4）利用尼尔森提供的转换接头，可与大多数生产厂的电磁阀兼容。
4.2、适用场合
没有交流电源的地方；对原有系统进行更新或改进；中间条带；雷电多发地区；温室大棚；移动式灌溉系统；运动场；室内景观；室内田径场；饭馆地面清洗；停车场安全岛；频繁停电的地区；农业灌溉等。
5、管材及附件
（1） 除首部外，通常采用PVC-U或PE管；
（2） 排气阀（空气阀）、泄水阀、过滤装置。
6、传感器
雨量传感器、土壤湿度传感器、气象站、压力传感器、水流传感器。
7、水泵
一般认为不属于灌溉设备，国外强调应由水泵工程师选型，这里不作详细介绍
三、灌溉（喷灌）系统设计
1、准备工作
1.1、收集相关资料：土壤、气象、作物、水质以及与用水相关的法规等
1.2、现场测量
1.2.1、三角形测量法
只需皮尺即可测量灌溉地块尺寸，灌溉地块之间以及灌溉地块与重要建筑物之间的相对位置。
1.2.2、测量内容
地块形状和位置、水源位置和供水能力、作物类型以及高大作物在地块中的位置、地块边界情况、电源位置等。
1.3、绘平面图
1.3.1、除标注尺寸外，还应采用各种图形标出乔木、灌木、绿篱等，草坪一般不标（空白）；
1.3.2、如果借用其他图纸（例如地产规划图、园林设计图等），应将与灌溉无关的线条删除，并将需要保留的线条改为细线，以突出灌溉系统
2、确定系统（喷头）类型
2.1、决定系统类型的因素
2.1.1、供水系统（水源）：
（1）直接利用城市自来水系统；
（2）以城市自来水系统为水源二次加压；
（3）自有水源（例如水井、河流、湖泊等）。
2.1.2、地块大小：
面积小（边长小于8~10m）采用散射式喷头；大于10m采用旋转式喷头（目前以齿轮驱动喷头为主）。
2.1.3、作物类型：
（1）草坪、地被等密植低矮作物宜采用喷灌；
（2）单棵乔木、灌木等宜采用微灌（多用滴灌）；
（3）树木、绿篱等可借用喷灌系统。
3、划分轮灌区
3.1、目的：
（1）利用较小的供水能力，灌溉较大的面积；
（2）减小管道尺寸，降低系统造价。
3.2、原则：
（1）作物类型相同或需水量相近的作物可划分为一个轮灌区；
（2）任何一个轮灌区的流量都不得大于水源的供水能力。
4、布置喷头
4.1、喷头的常规布置方式：矩形（含正方形），三角形（等腰三角形、等边三角形）。
4.2、喷头间距：两种描述方式：
（1）支管间距以及支管上两个喷头之间的距离；
（2）矩形和三角形的边长。
4.3、布置喷头的基本原则：
（1）同一轮灌区内，应采用相同类型的喷头。
（2）布置在直角上（喷洒扇形角为900）的喷头的流量应大体上为布置在中间（喷洒扇形角为3600）喷头的四分之一；布置在边界上（喷洒扇形角为1800）的喷头的流量应大体上为布置在中间（喷洒扇形角为3600）喷头的二分之一；其余类推。
（3）采用同一种喷头的同一轮灌区内的喷头间距应尽可能相等。
（4）邻近边界（尤其是控制边界）的第二排喷头的射程不应大于间距，以免水喷洒到边界外面，并由此确定喷头型号（射程）。
（5）喷头位置应尽可能远离树木等障碍物，以免阻挡水流。
4.4、布置喷头的顺序：先确定四角、边界以及其他关键部位的喷头位置，再布置中间及其它非关键部位。如遇到树木或其他障碍物，可能需要对整个喷头布置方案做出调整。
5、确定控制阀门位置并布置管道
（1） 控制阀（电磁阀）应位于检修方便的位置，并尽可能淋不到水；
（2）干管或分干管与支管的连接点应位于轮灌区的中心（压力差小，均匀度高）；
（3）管路尽可能走直线；
（4）为减少管沟开挖工作量，两条相距较近的平行管道应铺设在同一条管沟里。
6、管道尺寸（口径大小）和材质的选择
（1）按经济流速确定管道尺寸，通常为1.2~2.0m/s（管径大，初期投资高；管径小，运行费用高；最常见的现象是管径偏小）；
（2）为防止水锤对管道造成破坏，推荐塑料管内的流速不大于1.5m/s；
（3）园林绿地喷灌系统应尽可能采用塑料管；
（4）为施工安装方便，管道的规格型号不宜太多。
7、电磁阀与控制器之间引线的选择
（1）导线型号：美国推荐采用UF型灌溉用直埋电缆；我国推荐采用KVV型控制电缆；
（2）导线长度按下表选择。
8、其他管路附件
（1）进排气阀（空气阀）；
（2）泄水阀；
（3）过滤装置（喷灌系统一般不装）。
四、施工安装注意事项
1、管沟深度：北方结冰地区，管道应埋在最大冻土层以下；不结冰地区，管沟深度宜为0.4~0.5m；确认不走机动车的地方，可浅到0.3m。
2、管沟开挖：对于已经种植草坪的地块，建议在堆放草皮和开挖土的一侧铺放一条塑料块。
3、PVC管道粘接（溶接）：管道端部打圆—→试插—→涂清洁剂—→涂溶接胶—→将管端插入承口—→擦去多余溶胶—→保持不动，等待固化。
4、对于采用螺纹连接的阀门、水表等管路附件，两端一定要安装活接头（尼尔森易接式电磁阀）。
5、控制阀门，尤其是较大的阀门，应采用闸阀、截止阀等缓慢开关的阀门（电磁阀均为缓慢开关式），以防止产生水锤。
6、试压前，应填土稳管，只露出接口。
7、对于较大的管路，三通、弯头以及高低起伏大的部位应设置镇墩。
8、管道不应用力拉直，PE管应铺设成蛇型。
9、电磁阀引线接头应采用防水接头。
10、务必高度重视管路冲洗，这是齿轮驱动喷头成败的关键。
11、管沟回填应在傍晚气温低时进行。
12、刚开始运行的一段时期，应督促或协助用户冲洗喷头滤网。
13、冬季结冰前，应提醒用户放掉管路和喷头壳体内滞留的水。
