園林灌溉系統(tǒng)設計.ppt

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2020/5/19,1,,,園林灌溉設計,劉亮,,2020年5月19日星期W,,園林灌溉設計的過程一般包括以下幾個步驟：1.收集信息（水源、電源、平面圖）。2.確定植物的需水量及系統(tǒng)設計流量。3．選擇噴頭類型，進行噴頭布置。4.管路布置及輪灌組劃分。5．進行水力計算，確定管徑和閥的尺寸。6．水泵和過濾器選型。7．控制器選型和配線。8．完善設計圖。,第一步收集信息,通過收集資料,可以初步確定采用什么灌溉方式?可能使用什么設備?,1．客戶要求:計劃做成什么標準的灌溉系統(tǒng)（愛好、投資）？*2、現(xiàn)場圖:A、確定灌溉區(qū)域：B、確定灌溉植物類型：有哪些植物？它們的需水性、間距及高度如何？C、比例尺：盡量避免弄錯尺寸D、地形：注意起伏E、其它：道路和建筑物等非灌溉區(qū)域的要求,盡量避免噴灑到非灌溉區(qū)域,*3.水源：采用什么水？含什么雜質？流量是多少？壓力是多少？流量估算方法：Q=9πd2*V/104式中:Q----估算流量(m3/h);d----管內徑(mm);V----經濟流速(1..5~2.3m/s)。,4.氣象資料:風速、光照（蒸發(fā)蒸騰量）。5.地形及土壤類型：土壤的人滲能力與灌溉方式,植物需水量與下列參數(shù)有關:最大ET值(蒸發(fā)蒸騰量):取決于氣候條件,一般取月平均值，可以查參考表.植物系數(shù)CF:取決于植物類型和養(yǎng)護要求,可以查參考表.灌溉效率CI:取決于灌溉方式和灌水器,可以查參考表.噴頭分組效率CP：一般取95%實際日需水量PDA=CF*ET/CI/CP不同的植物，需水量不一樣，要分成不同區(qū)域，分別進行計算。,第二步確定植物需水量及系統(tǒng)設計流量,氣候與ET參考對照表氣候ET值（mm/每天）濕冷2.5-3.8干冷3.8-5.0濕暖3.8-5.0干暖5.0-6.4濕熱5.0-7.6干熱7.6-11.4注：表中,冷—指仲夏最高氣溫低于21攝氏度；暖—指仲夏最高氣溫在21-32攝氏度；熱—指最高氣溫高于32攝氏度；濕—指仲夏平均相對濕度大于50%；干—指仲夏平均相對濕度低于50%。,,作物系數(shù)(CF)參考對照表,中國參考作物騰發(fā)量（ETO)-部分城市,CI灌溉效率參考表,例：高爾夫練習場,高爾夫練習場在上海，有50000m的冷季草坪，采用旋轉噴頭，球場需高養(yǎng)護，ET值最高發(fā)生在7月，月平均150mm，（ET取5mm/天）。計算每天需要多少水？,,ET草坪=CFxET=0.75x5=3.8mm/天取灌溉效率為80%(旋轉噴頭)取噴頭分組效率為95%每天灌溉量=3.8/0.8/0.95=5mm/天草坪每天最大需水量=5mm/天x50,000m=250,000升/天=250m/天注：mm深xm面積=L體積,夠不夠繼續(xù)設計劃分區(qū)域減小灌溉面積采用較低作物系數(shù)尋找更多水源,,,你有足夠的水嗎？,系統(tǒng)設計流量,系統(tǒng)設計流量取決于植物需水量及灌溉時間,它的大小決定了管路系統(tǒng)的大小。,灌溉制度：一般以14天為一個周期，在這個周期內允許有2天不灌溉；一般在晚上灌溉（減少蒸發(fā)損失，減少公共危害或損壞），一天允許灌8個小時。,這意味著我們需要在10天內（每天灌8小時）將14天的需水量全部灌完！前面，我們已經計算出植物理論上每天的最大需水量為250立方米/天。所以我們可以計算出：系統(tǒng)設計流量=250X14/10/8=44立方米/小時,第三步噴頭的選型與布置1.噴頭的選型需要考慮：灌溉區(qū)域的植物分布：如果是密植植物，一般選擇噴灌；如果稀疏植物（間距80mm以上），宜選用滴灌以節(jié)省水資源。灌溉區(qū)域的形狀：在區(qū)域允許的情況下，盡可能選用半徑大的噴頭，因為，一般說來，噴灑半徑大的噴頭其單位成本會低些。特殊場地的要求：體育場：選擇運動場專用噴頭（6504/7005/8005）公共場所：選擇抗人為損壞強的商用噴頭（5505/7005/8005）,大塊草坪，宜用噴灑距離遠的旋轉噴頭,狹長小塊草坪，宜用噴灑距離短的散射噴頭,滴灌管：適用于花卉及灌木等稀疏植物，工作壓力0.6-4.0公斤，滴頭間距有30.5cm，45.7cm,61.0cm三種規(guī)格，鋪設間距約50CM鋪一條。,PC系列壓力補償式滴頭：適用于間距大的灌木及樹木灌溉，滴頭間距根據植物間距而定，滴頭數(shù)量根據植物大小和需水量而定，每棵灌木設1-2個滴頭，每棵樹設2-4個滴頭。,樹根灌水器系列家族,,直接向樹木根部輸水，同時具有透氣功能，適用于灌木及樹木灌溉，數(shù)量和位置根據植物大小而定，建議每棵樹設3個（120度1個）。,雨鳥商用地埋旋轉噴頭系列,,Falcon6504,7005/8005,115-E,5500Series,新,適用于大面積草坪、存在人為損壞（踢、擰）嚴重的地方。,氣候條件的影響：在風比較大的地方，宜選用低仰角噴嘴，以降低風的影響，在設計時，對噴灑半徑也要作一定保留。工作壓力：盡量以最佳工作壓力作為設計壓力,在不能加壓的地方，噴頭的工作壓力要以水源壓力為基礎選擇。水質情況：如果水質比較差，又不能作深層處理，宜選用抗污或抗堵塞能力比較強的噴頭，如搖臂噴頭及球驅動噴頭。,,景觀要求：在園林灌溉中，宜選用地埋式噴頭，它們平時埋在綠地之下或灌木叢中，不影響原有景觀效果，也不影響剪草機及綠籬機的工作。節(jié)水要求：盡量避免澆到道路上。土壤類型和入滲率：在入滲能力差的地方（土壤類型和場地坡度過大），不宜選用噴灌強度高的噴頭，如散射噴頭。,土壤類型/入滲率,類型:入滲率mm/hrSand沙土>20FineSand細沙15-20SandyLoam沙壤土10-18Loam壤土10-15SiltLoam粉沙壤土8-12ClayLoam粘壤土5-10Clay粘土1-5,2、噴頭的布置噴頭布置的一般規(guī)則：一般先沿灌溉區(qū)域的邊角布置，然后布置不規(guī)則場地中間區(qū)域。（沿周邊布置的一個實用方法：先測得邊長，用邊長除以噴頭設計噴灑半徑，將結果向上取整得出噴頭數(shù)量，最后再用邊長除以噴頭數(shù)量即可得出噴頭間距）。,噴頭間距,為確保噴灑效果好，噴頭疊加噴灑模式。一般用噴頭噴灑直徑（在給定的壓力和噴嘴條件下）的50%作為間距:,,噴頭間距為噴射直徑的50%,風的影響,有些灌溉區(qū)域受風的影響，需要不同的噴頭間距，其降雨強度也不一樣，因此需要分區(qū)風速間距(%直徑)0-5Km/hr55%5-11Km/hr50%11-20Km/hr45%,噴頭布置形狀噴頭布置形狀應該成正三角形、正方形、變形的三角形和變形的正方形，其中：A、正方形布置：適用于地塊規(guī)則，邊緣成直角的條件。這種形式設計簡便，容易做到使各條支管的流量比較均衡。B、三角形或正三角形布置：適用于不規(guī)則地塊，或地塊邊界為開放式，即使噴灑范圍超出部分邊界也影響不大的情況。這種布置抗風能力較強，噴灑均勻度要高于矩形或正方形，同時所用噴頭的數(shù)量相對較少，但不易作到使各條支管的流量均衡。C、有時地塊形狀十分復雜，或地塊當中有障礙物，噴頭的布置形式可以采用多種形式混合布置。盡量避免使用五角形：五角形布置通常會加大噴頭間距并漏掉噴頭。,,,正三角形布置實例（均勻度好、省噴頭，但會澆出場地、不規(guī)則地形）,正方形布置實例（布置簡單，規(guī)則地形）,噴頭布置,:,一般噴頭正方形和三角形布置，其灌溉強度不同，因此需要分區(qū)。,L,L,L,,0.866xL,計算灌溉強度,正方形灌溉強度(mm/hr)=1x噴嘴流量(m/hr)x1000間距(m)x間距(m)例如:Falcon6504#18噴嘴,在5Kg/cm壓力下,正方性(18mx18m):灌溉強度=4.23x1000=13mm/hr18x18注意：雨鳥產品介紹灌溉強度是假設噴頭180度旋轉強度,三角形灌溉強度(mm/hr)=1x噴嘴流量(m/hr)x1000(0.866x間距(m))x間距(m)例如:Falcon6504,#18噴嘴在5Kg/cm壓力下,采用正三角形(18mx15.6m)灌溉強度=4.23x1000=15mm/hr0.866x18x18注：三角形灌溉強度增加，均勻性好，對抗風效果好。,計算灌溉強度,等灌溉強度,當噴頭組合時，其有不同的噴灑角度，因此要采用相同的灌溉強度相當重要.例如–1/4圓的噴灑量只要半圓噴灑量的一半，因為面積只有一半。散射噴頭容易選擇–有MPR噴嘴對于5000+(有射程為7.6m,9.1m和10.7mMPR噴嘴)對其他旋轉噴頭噴嘴不宜取得相匹配的灌溉強度–有時可在噴嘴選擇上做一些變化以使灌溉強度盡量相近。,,,‘MPR’等噴灌強度概念,,灌溉太多產生徑流,,沒有足夠水,采用MPR噴嘴噴灑更均勻,,0.21m3/h,0.42m3/h,0.84m3/h,0.42m3/h,0.42m3/h,0.42m3/h,灌溉均勻性,非常均勻,不均勻,測量均勻性,分布均勻系數(shù)（DistributionUniformity）比較25%最干區(qū)域的平均水量與所有灌溉量筒的水量平均值之比:DU%=M25x100M將量雨筒規(guī)則放在噴灑區(qū)域內，噴灑一定時間，記錄所有量雨筒的降雨量，計算所有讀數(shù)平均值和讀數(shù)最少的25%平均值.DU應該>75%,延時系數(shù)（SchedulingCoefficient）該系數(shù)表明灌溉時間增加，以確保最干X%區(qū)域內達到平均灌溉量如果用25%的最干區(qū)域讀數(shù)計算DU值，則SC25%=1/DU25%一般延時系數(shù)SC是平均10%的最低讀數(shù)值。SC10%=1/DU10%對草坪灌溉SC應該小于1.3,均勻系數(shù)（ChristiansenCoefficientofUniformity）該計算值測量每個量雨筒的讀數(shù)與平均的變化量:Cu=(1–SumMd)x100MxnM=所有量雨筒的平均值SumMd=所有與平均值的變化值絕對值之和N=量雨筒數(shù)CU大于>84%,布置好但壓力低,加大噴頭間距，壓力好,噴頭布置合理，壓力好,第四步管路布置及輪灌組的劃分,主管路的布置盡量減小管徑：大的系統(tǒng)，采用閉合管路盡量減少穿越障礙物：盡量減少交叉：一般用承壓10公斤的UPVC：,主管路管徑的初步估算主管路流量按系統(tǒng)設計流量估算流量估算方法：Q=9πd2*V/104式中:Q----估算流量(m3/h);d----管內徑(mm);V----經濟流速(1..5~2.3m/s)。,支管的布置與輪灌組劃分輪灌組：同時工作的閥，可能是1個閥，也可能是多個閥,,,將系統(tǒng)設計流量作為單個輪灌組的流量進行計算。用系統(tǒng)設計流量除以單噴頭流量取整,得出每個輪灌組的噴頭數(shù)量。每個輪灌組的流量盡可能一致或相近。灌溉強度相差大的噴頭（如：散射噴頭與旋轉噴頭）不能劃在同一輪灌組。,,*盡量減小管徑：管道分流，盡量使用小口徑的閥（園林灌溉，支管閥建議一般不超過2寸）,,,管道分流，減小管徑,大管徑，大閥門,盡量減少穿越障礙物盡量減少交叉考慮水力平衡：水力中心原則,,‘水力中心’,壞,好,,支管管徑的初步估算支管流量按所帶噴頭流量逐級估算流量估算方法：Q=9πd2*V/104式中:Q----估算流量(m3/h);d----管內徑(mm);V----經濟流速(1..5~2.3m/s)。,第五步水力計算，確定管徑及閥門尺寸確定,,采用HazenWilliams公式,DarcyWeisbach公式,或Colebrook-White公式等沿程公式表示如下:H=fxVxLDx2g其H=沿程水頭損失f=摩擦系數(shù)D=管徑V=流速g=9.8m/sL=管長,沿程損失的計算,支管大小(閥門以后),支管流速小于2m/s(50如果含沙量大,還需要設置沉沙池作初級攔污過濾.地下水(井水)：雜質一般以砂石主，宜選用砂石分離器作為一級過濾.無論是砂石過濾器還是砂石分離器,都可以根據需要配備網式過濾器或疊片過濾器作為二級過濾.,過濾器的選型,確定過濾器的過濾能力：根據灌水的要求確定，一般來說，噴灌要求80-100目過濾，微噴要求80-120目過濾，滴灌要求120-200目過濾。確定過濾器的流量和尺寸：以灌溉系統(tǒng)的峰值流量作為過濾器的流量。確定過濾的沖洗類型:如果系統(tǒng)比較大、水質很差，需要經常沖洗，建議采用自動反沖洗類型,以減少日常維護和工作量。,控制器選型：在進行控制選型時，我們主要考慮：使用場所：室內還是室外？控制的站點數(shù)：一般來說，控制器的站數(shù)應等于或大于電磁閥數(shù)量。灌溉延續(xù)時間的限制：滴灌同時工作的電磁閥數(shù)量：控制器輸出功率遙控：如果有遙控要求，就要選擇能接遙控遙控裝置的控制器。傳感器：雨量、濕度間歇灌溉功能：可擴展性：界面：中文/英文電源獲得情況：交流/直流可升級性：中控,第七步控制器的選型和配線,控制器（電磁閥）配線在時序控制灌溉系統(tǒng)中，控制器輸送到電磁閥的電壓不得小于電磁閥的允許最低工作電壓（一般為3V），才能保證電磁閥上的電磁頭能正常打開。因此，我們必須計算控制線的電壓降，即計算控制線的電阻。有兩種方法，一個計算，二是查表。我們討論第二種控制線的選型步驟如下:1.計算各站的等效線路長度L,其方法如下圖所示:等效線路長度L=接入改站的所有電磁閥到控制器的距離之和,,第一站控制一個閥：L1=a1=610m第二站控制兩個閥：L2=L2A+L2B=a2+(a2+a3)=1525m第三站控制三個閥：L3=L3A+L3B+L3C=（1xa6）+（2xa5）+（3xa4）=2133m,2.根據等效長度,查相關的配線表,選取各站的控制線火線線號,實際工作中,盡可能在一個系統(tǒng)用的線號不要超過兩種以上。3.根據最大的等效長度,查相關的配線表,選取零線的線號,因為所有電磁閥公用一條零線，所以零線線徑一般比控制線線徑大一級或等于線徑最大的控制線。,根據以上方法,現(xiàn)在我們可以來計算并確定上圖的控制線.第一站的L1=610米,第二站的L2=1525米,第三站的等效長度L3=2133米,查表可知:第一站的控制線應選18#線,第二站的控制線應選16#線,第三站的控制線應選14#線,零線應選14#線.根據上述原則，我們最終確定：零線和第三站的控制線選14#線，第一、二站的控制線選16#線。,電纜的線徑、阻抗及負載對照表（AWG：美國線規(guī)）,添加必要的附件：快速取水閥：安裝在主管上，臨時補充灌溉。空氣閥：泄水閥如壓力調節(jié)器：使系統(tǒng)各個輪灌組的灌水器能在需要的工作壓力下工作。雨量傳感器：降雨自動關閉系統(tǒng)閥門箱：將閥門、線纜接頭裝在專門的閥箱內，便于查找和維修噴頭絞接：,第八步灌溉設計完善,最終的設計復核和驗算。完成比例圖、安裝圖（噴頭、電磁閥、控制器、泵房等）設計和施工說明如果可能，制訂灌溉制度。,,,200PGA電磁閥安裝示意圖,1804地埋式噴頭安裝示意圖,快速連接閥安裝示意圖,謝謝！,聯(lián)系方式手機：13816200596E-mail：mliu@,