喷灌技术计算

布置形式、支管上喷嘴的数量，得出支管的水流量（Q）
Q=ΣQp
流量（Q）计算出来后，同给水管道系统一样，查水力计算表，即可得到
支管的流速（v）和管径（DN）。
主管管径（DN）的确定与主管上连接支管的数量以及设计同时工作的支
管的数量有关，主管的流量（Q）随同时工作的支管数量变化而变化。
例：一根喷灌主管上接有8根支管，每根支管上有四个喷嘴，已选喷嘴的
外，还与喷头的布置形式、间距等有关；同样喷灌的有效面积也与这些因数 有关。
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(1) 单喷头喷洒
计算方便，喷头作全圆喷洒时，其喷灌强度
ρ=ρs。作扇形喷洒时与喷洒的角度有关。见右表
(2) 单行多喷头喷洒
这种喷灌方式可用在单支管的移动喷灌管道系统 和支管逐条轮灌或间支轮灌的固定喷灌管道系统， 其组合喷灌强度决定于喷头间距a。
单喷头喷洒的Cρ值
扇形角θ
Cρ
360º
1.0
300º
1.2
270º
1.34
240º
1.50
180º
2.00
90º
4.00
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3. 喷灌管道的水力计算
喷灌系统与给水管道系统相仿，喷头工作也需要工作压力，水在管道内
流动也会有阻力和水头损失，需要计算水头损失来确定引水点的水压或加压
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。
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二 、 固定式喷灌系统设计
（一）设计基础资料的收集
1. 地形图： 比例地势等
流量Qp=0.9m³/h，喷嘴的连接管DN=20mm，设计要求至少2组喷嘴能同时工
作，求出立管、支管和主管管径。
解：
Qp=0.9m³/h
每根支管的流量
Q=4Qp=4ⅹ0.9=3.6m³/h
主管的设计流量
Qz≥2Q=7.2m³/ h
喷灌系统为便于安装和运输，一般多用钢管和upvc塑料管，现采用镀锌
钢管，查钢管水力计算表得：
（3）喷灌强度及喷灌有效面积 单位时间喷洒于田间的水层深度称喷灌
强度，单位一般用mm/h表示。喷灌系统中，喷头的实际控制面积即为喷灌有
效面积。
公式
ρ= 1000Qp/S
式中ρ—喷灌强度（mm/h）Qp—喷头喷水量（m³/h）S—喷头控制面积（m²）
喷头的喷灌强度由喷头的性能确定，喷灌系统的组合喷灌强喷头的性能
设 a = Kr 式中 a —— 喷头间距（m） K —— 喷头间距与喷头射程的比值
r —— 喷头射程（m） Cρ是K的函数，其关系见右图
（3） 多行多喷头喷洒
相邻多行支管上的多个喷头使用时作圆形喷洒。
S=a*b
ρ= 1000Qp/S = 1000Qp/ab 式中 S —— 喷头的实际控制面积（m²） a —— 喷头间距（m） b —— 支管间距（m） ρ—— 喷灌组合强度（m/h） Qp —— 喷灌流量（m³/h）
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序
号
喷头组合形式
A
B
C
D
表 2-2-1 几种喷头布置形式
喷洒 方式
喷头间距（L） 支 管间距（b）喷头 射程 （R）的关系
有效控制 面积（S）
应用范围
全圆 L=b=1.42R
S=2R2
在风向改变
频繁的地区 效果较好
全圆 L=1.73R B=1.5R
泵的扬程，以便选择合适的水泵型号。
水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。沿程水头损失可以查管道
水力计算表，也可以用下列公式计算；局部水头损失可以估算为沿程水头损
失的10%-15%。
L hf = —— V²（谢才公式）
C²R
式中 hf—沿程水头损失（m）
L—管道长度（m）
R —— 水力半径（m），对于圆管R=d/4，d为水管的计算半径（m）
（2）设计灌水周期 灌水周期也称轮灌期。在喷灌系统设计中，需要确
定植物消耗水分最多时的水量和允许最大灌水间隔时间。灌水周期可以用下 列公式表示：
T = ηm/ W
式中 T —— 灌水周期（d）
m —— 灌水定额（mm）
W —— 植物日平均耗水量或土壤水分消耗速率（mm/d）
η —— 喷灌水利用系数取0.7—0.9
第二节 喷灌技术
喷灌是一种先进的灌溉方式，已广泛地运用在公园、城市广场以及农 业作物上
一 、 喷灌形式
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 。
式中 L —— 管长（m）
Q —— 管中流量（m³/s）
多口系数
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良好的土壤中，排水后不受重力影响而保持在土壤中的水分含量，通常以占
干土重量的百分比表示，也可以用体积的百分比表示。
B 利用土壤有效持水量资料计算设计灌水定额： 有效持水量
是指可以被植物吸收的土壤水分。灌溉应当是补充土壤中的有效水分，因此
，可根据有效持水量来计算灌水定额。
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立管DN=20mm 支管DN=40mm 主管DN=50mm
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2.计算喷灌时间 每次给草坪或花圃等灌溉有一定时间，即
能保证草皮或花卉的需要，又不造成水量过多而流失。喷头的喷洒时间可用
下列公式计算：
t=mS/1000Qp
式中 t —— 喷灌时间（h）
扇形 L=R B=1.73R
S=2.6R 2
在无风的情
况下喷洒的 效果最好
S=1.73R
较A B节省 管道，但多 用了喷头
扇形 L=R B=1.87R
S=1.87R 同C
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（三） 喷灌系统的计算
1. 选择管径
喷嘴选定后，根据其喷嘴流量（Qp）和接管管径，确定立管管径。根据
2. 气象资料： 包括气温、雨量、湿度、风向风速等，其中风对 喷灌影响最大。
3. 土壤资料： 主要是土壤的物理性能，包括土壤的质地、持水 能力、土层厚度、汲水能力等 ，土壤的物理性能是确定喷灌强度和 灌水定额的依据。
4. 植被情况： 植被的种类、种植面积、根系情况等。 5. 水源条件： 城市自来水或天然水源。 6. 动力来源
V —— 管中水流平均速度（m/s）
C —— 谢才系数（m½/s）
常用满宁公式计算：
1 1/6
C = —— R
n
n为粗糙系数
将上述公式的有关数值代入并化简：
hf = 10.28n²LQ²/d 5.33
设 Sof=10.28n²/d 5.33， Sof称为单位（或每米）管长沿程阻力参数
hf = SofLQ²
用圆形。 2. 喷头布置形式： 也叫喷头的组合形式，指各喷头的相对位置的安排。在喷头射程相同
的情况下，不同的布置形式，其支管和喷头的间距也不相同。表2-2-1是常 用的几种喷头布置形式和有效控制面积及使用范围。
3. 喷头及支管间距： 在确定喷头的布置形式后，选择合适的喷嘴，每个正规厂家的产品都
标明了喷嘴的型号、射程、喷嘴流量、工作压力等，然后根据喷嘴的射程 确定喷头的间距和支管间距。
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（二）喷灌喷头的布局
固定式喷灌系统引水方式一般是：外部引水至泵房，通过水泵加压再 输送给主管，主管输给（次主管至）支管，支管上竖立管再接喷嘴，在次 主管或支管上设阀门控制喷嘴数量和喷洒面积。
1. 喷洒方式： 喷嘴喷洒的形状有圆形和扇形，一般扇形只用在场地的边角上，其他
m —— 设计喷灌定额（mm）
S —— 喷头有效控制面积（m²) Qp —— 喷头喷水量（m³/ h）
（1） 设计灌水定额（m） 灌水定额是指一次灌水的水层深度
（单位为mm）或一次灌水单位面积的用水量（m³/hm²）。而设计灌水定额
是指作为设计依据的最大灌水定额。计算的方法有下列两种：
A：利用土壤田间持水量资料计算：田间持水量是指在排水
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，有时也可临时安装。现在运用的地埋伸缩式喷头，连喷头也埋在地下， 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。现 在公园、广场、运动场等草坪上应用最广。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。