草坪噴灌~這些你都知道嗎？
灌溉是彌補自然降水在數量上的不足與時空上的不均，保證適時適量地滿足草坪生長所需水分的重要措施。以往的草坪綠化工程，很多沒有配套完整的灌溉系統，灌水時只能採用大水漫灌或人工灑水。不但造成水的浪費，而且往往由於不能及時灌水過量灌水或灌水不足，難以控制灌水均勻度，對草坪的正常生長產生不良影響。隨著城鎮建設的不斷發展，城市人口大量集中工業和生活用水迅速增加，旅遊、休閒、運動場及居民社區等各種綠地面積越來越大，城市供水的緊張狀況日益突出。傳統的地面大水漫灌已不能滿足現代草坪灌溉的要求，採用高效的灌水方式勢在必行。
現代園林草坪灌溉的方法主要有噴灌和微灌技術，如果我們想使整個面積都得到相同的水量，通常用噴灌，如草坪灌溉。如果我們想讓某一特定區域濕潤而使周圍乾燥時，可採用微噴灌或滴灌，如灌木灌溉。滴灌有時也用於草坪地下灌溉。園林草坪噴微灌技術以其節水、節能、省工和灌水品質高等優點，越來越被人們所認識。
第一節 園林草坪噴灌的特點
園林草坪是為改善環境、增加美感、陶冶性情等目的而栽植的，因此 要求它們最好常年生長皆綠，每年只需剪而不必種植，另外，草坪使土壤滲吸速度降低，要求採用少量頻灌法灌溉，而且為了節約勞力和資金、提高噴灌品質的要求，園林草坪灌溉大多採用自動化控制固定式噴灌系統。
要求水質和噴灑品質較為嚴格，特別是對高級觀賞植物和高爾夫球場的草皮，要求噴灌均勻度較高，如有漏噴或噴灑過量。都會造成嚴重損失。
草坪噴灌多數在夜間進行，其原因之一是草坪白天噴灌，蒸發損失大。一般夜晚噴灌時能比白天少消耗10％以上的水量；原因之二是有些草坪白天不允許噴灑，如高爾夫球場進行比賽、公園娛樂區進行文娛活動等。
噴灌系統不能影響草坪的維護作業。草坪需要經常性的修剪、植保、施肥等，這些作業往往由機械完成。因此，需要選擇特殊的設備。
噴灌系統在滿足草坪需水要求的同時，需充分注意景觀和環境效果。精心設計的噴灌系統，通過正確選擇噴頭和進行噴點的佈置，不僅能滿足草坪需水，而且在灌水時可以形成水動景觀效果。
第一章 概述
灌溉是彌補自然降水在數量上的不足與時空上的不均、保證適時適量地滿足草坪生長所需水分的重要措施。以往的草坪綠化工程，很多沒有配套完整的灌溉系統，灌水時只能採用大水漫灌或人工灑水。不但造成水的浪費，而且往往由於不能及時灌水、過量灌水或灌水不足，難以控制灌水均勻度，對草坪的正常生長產生不良影響。隨著城鎮建設的不斷發展，城市人口大量集中，工業和生活用水迅速增加，旅遊、休閒、運動場及居民社區等各種綠地面積越來越大，城市供水的緊張狀況日益突出。傳統的地面大水漫灌已不能滿足現代草坪灌溉的要求，採用高效的灌水方式勢在必行。
現代園林草坪灌溉的方法主要有噴灌和微灌技術，如果我們想使整個面積都得到相同的水量，通常用噴灌，如草坪灌溉。如果我們想讓某一特定區域濕潤而使周圍乾燥時，可採用微噴灌或滴灌，如灌木灌溉。滴灌有時也用於草坪地下灌溉。園林草坪噴微灌技術以其節水、節能、省工和灌水品質高等優點，越來越被人們所認識。
第一節 園林草坪噴灌的特點
園林草坪是為改善環境、增加美感、陶冶性情等目的而栽植的，因此 要求它們最好常年生長皆綠，每年只需剪而不必種植，另外，草坪使土壤滲吸速度降低，要求採用少量頻灌法灌溉，而且為了節約勞力和資金、提高噴灌品質的要求，園林草坪灌溉大多採用自動化控制固定式噴灌系統。
要求水質和噴灑品質較為嚴格，特別是對高級觀賞植物和高爾夫球場的草皮，要求噴灌均勻度較高，如有漏噴或噴灑過量。都會造成嚴重損失。
草坪噴灌多數在夜間進行，其原因之一是草坪白天噴灌，蒸發損失大。一般夜晚噴灌時能比白天少消耗10％以上的水量；原因之二是有些草坪白天不允許噴灑，如高爾夫球場進行比賽、公園娛樂區進行文娛活動等。
噴灌系統不能影響草坪的維護作業。草坪需要經常性的修剪、植保、施肥等，這些作業往往由機械完成。因此，需要選擇特殊的設備。
噴灌系統在滿足草坪需水要求的同時，需充分注意景觀和環境效果。精心設計的噴灌系統，通過正確選擇噴頭和進行噴點的佈置，不僅能滿足草坪需水，而且在灌水時可以形成水動景觀效果。
第二節 噴灌系統的組成
一個完整的噴灌系統一般由水源、首部樞紐、管網和噴頭等組成。
水源：一般多用城市供水系統作為噴灌水源，另外，井泉、湖泊、水庫、河流也可作為水源。在草坪的整個生長季節，水源應有可靠的供水保證。同時，水源水質應滿足灌溉水質標準的要求。首部樞紐：其作用是從水源取水，並對水進行加壓、水質處理、肥料注入和系統控制。一般包括動力設備、水泵、篩檢程式、施肥器、泄壓閥、逆止閥、水錶、壓力錶，以及控制設備，如自動灌溉控制器、衡壓變頻控制裝置等。首部設備的多少，可視系統類型、水源條件及用戶要求有所增減。當城市供水系統的壓力滿足不了噴灌工作壓力的要求時，可建專用水泵站或加壓水泵室或專用水塔，有時可在自來水管路上加裝一台管道泵即可。
管網：其作用是將壓力水輸送並分配到所需灌溉的草坪種植區域。由不同管徑的管道組成，如幹管、支管、毛管等，通過各種相應的管件、閥門等設備將各級管道連接成完整的管網系統。現代灌溉系統的管網多採用施工方便、水力學性能良好且不會銹蝕的塑膠管道，如PVC管、PE管等。同時，應根據需要在管網中安裝必要的安全裝置，如進排氣閥、限壓閥、泄水閥等。
噴頭：噴頭用於將水分散成水滴，如同降雨一般比較均勻地噴灑在草坪種植區域。
第二章 噴灌水力學基礎
水力學是研究液體特性（靜止和運動狀態）的一門學科。依據水力學知識設計的管網，可以大大減少灌溉系統的投資和在運行過程中的維護保養費用。通過控制水的流速，可以減少水流在管網系統中的壓力水頭耗損。而不符合水力學特性的設計，會使噴灌系統的灌水品質降低、工程費用偏大和浪費水資源，並有可能使管受力過大,甚至導致管道破裂。因此管網水力學分析對於減少工程造價、提高灌溉效率和灌溉品質等都具有很重要的作用。
為了能正確設計噴灌系統，我們首先需要掌握一些有關水的知識。
第一節 靜水壓力
1 升水重1 kg，即水的比重為1000 kg/m3。在重力作用下，水總是由高處流向低處，一個重要的概念就是水壓力（也稱水頭），它是指水對單位面積上作用力的大小，其計算公式如下:
式中，P－水壓力（kPa）；F－作用力（N）；A－面積（m2）。
這種水壓力是由被測點以上水的重量所產生的。假設有10cm2的面積，該面積上作用力的大小，簡單地說就是它上面的水柱的重量。水柱重量越大，作用力越大，水壓力也就越大。底面積為0.01m2的柱狀容器充0.3米高的水後，容器底部水壓力為：
P=W/A=(1000kg/m3*0.3 m) / (0.01 m2)=30000 kg/m2 = 294000 N/ m2 = 294 kPa
如果底面積為0.01m2的柱狀容器充0.6米高的水，則容器底部壓力為：
P=W/A=(1000kg/m3*0.6 m) / (0.01 m2)=60000 kg/m2 = 588000 N/ m2 = 588 kPa
一個底為0.01 m2的容器充入0.3m深的水，不論是柱狀容器還是其它形狀的容器，0.3m深的水對其作用的水壓力都是294kPa，。如果水深加倍的話，容器底部所受的壓力也加倍，即294 * 2 = 588 kPa。
因此，水壓力還可用“水頭高度”或簡稱“水頭”來表示。壓力與水頭之間的相互轉換關係為：1m水頭=10kPa，60m水頭高即為600 kPa。 靜水壓力是指水不流動的封閉系統中水的壓力。一條充滿水的管子，閥門全部關閉，系統中的壓力即靜水壓力，靜水壓力是一個系統所能獲得的最大的壓力。 如圖2－2所示，水塔水位高度60米，輸水管道埋深1米，地面有起伏，B點地面比A點和C點高0.5米。當輸水管道末端的閘閥關閉，管中充滿水但沒有水流流動時，管道中各個位置的水壓力即為靜水壓力。根據靜水壓力的定義，圖中管道a點、b點和c點的靜水壓力均為61米，而地面A點、B點和C點的靜水壓力分別為60米、59.5米和60米。
第二節 動水壓力
當閥門打開時，系統中的水就開始運動了，水在管道中流動時，水與管壁由於摩擦而產生壓力損失，另外，連接件、閥門、水錶和逆止閥等對水的流動都有阻力，這些阻力也會產生壓力損失，使管道內水壓力減低。
動水壓力，即水流流動狀態下管道內的水壓力，磨擦損失和高程變化都會使系統內的動水壓力變化。
如圖2－3所示，將管道末端的閥門打開，管道中的水即成為流動的水，管網中各點的水壓力即為動水壓力，如果由於摩擦損失，水塔至A點、B點和C點的水頭損失分別為0.1m、0.8m和1m，根據動水壓力的定義，管道a點、b點和c點的動水壓力分別為60.9m、60.2m和60m。而地面A點、B點和C點的水壓力分別為59.9m、58.7m和59m。
通過管道系統的水流大小影響摩擦損失的大小，即通過系統的水流越多，流速越大，壓力損失越大。另外管道的大小尺寸也影響壓力損失。壓力損失或水頭損失可以根據經驗公式計算，也可以查表得到，這在後面的章節中我們要講到。
水流通過管道的速度快，除摩擦損失大外，大的水流速度還會引起一些其他問題。因此管道中的流速不能過大，根據經驗，噴灌管道中可接受的最大流速為1.5 m/s。流速超過1.5m/s時，其壓力損失會急劇增大。
第三章 園林草坪噴灌設備
第一節 噴頭
常見的園林噴頭主要有以下幾類：
一、升降式噴頭
這種噴頭也稱為升縮式噴頭，不噴灌時整個噴頭降到地面以下，而當壓力水充滿管道時，則在壓力作用下升起，高出地面一定高度進行噴灌，高度為幾釐米至幾十釐米不等，對於草皮只要幾釐米就可以了，而灌溉花卉則要升起幾十釐米。常見的有以下幾類
升降搖臂式噴頭
由一個搖臂式噴頭與外罩兩大部分組成，外形如圖3-2所示。外罩的下部是容納豎管與壓力彈簧的套管，上部是容納搖臂式噴頭的外殼，在噴頭頂部還裝有連在一起的頂蓋和噴頭。當不工作時，由於管內壓力下降，噴頭、豎管及頂蓋在重力與彈簧力的作用下，下降到與地面齊平，並把外殼蓋住。工作時，在管內壓力的作用下，噴頭、豎管及頂蓋升起，噴頭的噴嘴高出地面進行噴灌。根據噴灑範圍的要求，搖臂式噴頭可以作全圓噴灑，也可以作扇形噴灑。
由於搖臂式噴頭工作壓力一般為150～350kPa，所以這種噴頭不適於直接利用自來水壓力來噴灌。這種的噴頭射程一般比固定式噴頭大，比較適合在面積較大的開闊草坪使用。
3、水輪驅動射流式噴頭
這種噴頭的噴水部分多為射流式，但其噴嘴可以有若干個，而且都借助于內部的水輪帶動噴嘴旋轉。有的通過齒輪組傳動（圖3－3），也有的在水輪上裝有可沿徑向滑動伸縮的凸輪。當水輪旋轉時，由於離心力的作用，凸輪伸長並撞擊與噴嘴連在一起的驅動臂，使噴嘴作圓周旋轉。這些齒輪和水輪大多數都是用工程塑料製造的（圖3－4）。
4、旋球驅動的射流式噴頭
利用一個金屬旋球來驅動噴嘴旋轉的噴頭。在噴頭下部有一個斜的進水孔，壓力水進入腔室即形成高速旋轉的水流，這水流衝擊金屬球在腔室上沿作圓周運動，此時金屬球就不斷撞擊與噴嘴連接在一起的凸緣，使噴嘴作緩慢旋轉。
二、反作用式噴頭
它是一種射流式噴頭，利用水舌噴出時的反作用力驅動噴管旋轉（圖3－5）。這種形式在家庭小花園中對噴射的射程要求不高時經常作用。為了美觀，其外形常做成各式各樣的，而且使其水舌噴出時形成各種各樣的造型。為了便於在草地上拖動，這種噴頭下常裝有滑橇或小輪子。
三、孔管式噴頭
用於園林噴灌的孔管式噴頭多為小型移動式的，圖3－6所示的即為其中一種。這是一種單列孔管，但是它將孔管做成弧形以擴大沿管軸線的噴灑範圍，並由水輪驅動，使孔管繞軸線擺動。這樣的噴頭可以濕潤一個10～14m×20m的矩形面積，工作壓力僅100～200kPa，可直接利用自來水壓力噴灌，很適合於庭院小草坪的灌溉，而且噴射水舌有似孔雀開屏，較為美觀。
四、可控制射程的搖臂式噴頭
由於園林噴灌多在人們活動較多的地方進行，因此常要求噴灌濕潤範圍有嚴格的邊界。在一個系統裡，一般用相同的噴頭，這樣，就很不容易精確地組合成某一特定的形狀；況且系統工作壓力不可能非常穩定，射程隨著工作壓力而變化，有可能噴射到灌溉範圍以外的道路、亭臺上去。因此有時在搖臂式噴頭的噴嘴上方加一塊可以調節角度的控制射程的板，通過調節其角度來調節噴頭的射程（圖3－7） 另外，搖臂式噴頭的搖臂撞擊噴管時，從搖臂前端導流器上濺出來的水流是與噴嘴噴出的水舌垂直的，這在扇形噴灌時就有可能噴到我們所不希望打濕的地方去。因此，也有的在導流器上再加上一節導流管，使得這一束水流噴射的方向改變，從而與噴嘴的主水舌相一致。這樣就有可能嚴格控制扇形噴灌的濕潤範圍。
草坪噴頭還可按射程分類，有小射程噴頭、中等射程噴頭和大射程噴頭；按調節方式分，有無工具調節和有工具調節噴頭等。
小射程噴頭－一般為固定式散射式噴頭，如美國科雨的78004系列、UNI-Spray系列；美國尼爾森6300系列。這些噴頭可選配各種噴灑形式和可調角度的噴嘴，噴灌強度較大。不但適用於小塊草坪，也可用於灌木、綠籬的灌水和洗塵。這類噴頭的噴嘴大多為“匹配灌溉強度噴嘴”，即無論全圓噴灑，還是半圓或90度及其他角度，其灌溉強度基本相同。這種特性對保證系統的噴灑均勻度極為有利。中等射程噴頭－多為旋轉式噴頭，如雨鳥T-Bird系列齒輪驅動無工具調節噴頭、R-50球驅動無工具調節噴頭、Maxi-Paw搖臂式無工具調節噴頭、5004齒輪驅動有工具頂部調節噴頭；美國尼爾森5500系列、6000系列、6700系列。這些噴頭適用於中型面積綠地的灌溉。
大射程噴頭－如雨鳥Falcon和Talon系列；美國尼爾森6500系列、7000系列和7500系列。除用於大面積草坪灌溉外，特別適合於運動場草坪灌溉系統和高爾夫球場草坪灌溉。高爾夫球場與一般公共草坪相比具有本身的特殊性，因此，高爾夫球場草坪噴頭獨成體系，如雨鳥Eagle系列和Impact-D系列噴頭，即專為高爾夫球場草坪噴灌而設計。
在各種射程的噴頭中，均可選擇“止溢型”噴頭。帶止溢功能的噴頭一般安裝在地形起伏較大的草坪噴灌系統中的地形較低的部位，可有效防止當灌水停止時管道中的水從低位噴頭溢出，影響噴頭周圍草坪的正常生長。
第三節 自動控制設備
一、自動化灌溉系統的分類
1、全自動化灌溉系統
全自動化灌溉系統不需要人直接參與，通過預先編制好的控制程式和根據反映作物需水的某些參量可以長時間地自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉。人的作用只是調整控制程式和檢修控制設備。這種系統中，除灌水器（噴頭、滴頭等）、管道、管件及水泵、電機外，還有中央控制器、自動閥、感測器（土壤水分感測器、溫度感測器、壓力感測器、水位感測器和雨量感測器等）及電線等。
2、半自動化灌溉系統
半自動化灌溉系統中在田間沒有安裝感測器，灌水時間、灌水量和灌溉週期等均是根據預先編制的程式，而不是根據作物和土壤水分及氣象狀況的回饋資訊來控制的。這類系統的自動化程度很不一樣，如有的泵站實行自動控制，有的泵站採用手動控制；有的沒有中央控制器，而只是在各支管上安裝了一些順序轉換閥或體積閥等。
二、自動化灌溉系統中的典型部件
1、控制器
中央控制器被看作為自動化灌溉系統的大腦。控制器根據灌溉管理人員輸入的灌溉程式（灌水開始時間、延續時間、灌水週期等）向電磁閥發出電信號，開啟及關閉灌溉系統。
控制器可分機電式及混合路式、交流式及直流式。控制器的容量可大可小，最小的控制器可控制一個電磁閥，最大的可控制數百個電磁閥。
控制器額定輸入電壓有220V或110V兩種，額定輸出電壓為24V。實際輸出電壓通常在26～28V。
一台控制器可控制若干個輪灌區，一個輪灌區定義為一個站。一般生產廠家提供多種站式控制器以供選擇。以雨鳥公司生產的ESP－MC控制器為例（圖3－8），有8、12、16、24、32、40等站式。一個站可控制2～3個電磁閥，一台ESP－MC控制器最多可控制120個電磁閥。
自動控制器工作之前，必須輸入時間程式。程式輸入有多種方式，雨鳥公司生產的ESP系列控制器通過面板上的鍵輸入程式。摩托羅拉生產的Irrinet及雨鳥公司生產的直流控制器LINIK則通過一個獨立的程式編輯器輸入。較好的控制器通常可設置數套程式以滿足系統內不同作物或不同灌水方法（噴、滴灌等）下的灌水要求。
控制器內設有公共線（又稱“零線”）接線端子及控制線（又稱“火線”）接線端子。此外，有的控制器內還設有感測器介面。
好的控制器具備多種功能，如：
（1）迴圈＋入滲功能。將一次灌水時間等分成若干段，每段時間之間可自由設定間隔時間。此功能可滿足生產上多種要求，如：土壤入滲率低時，要求將日需水量分若干次灌入，以免引起徑流。將一次灌水分成若干段後，還可滿足育苗時灌水頻繁、次灌水量少的要求。
（2）降雨延遲功能。此功能可在露天灌溉系統降雨後對原設定程式起干涉作用。雨量感測器在降雨時終止控制器工作，再延遲一定時間使程式恢復工作。
（3）手動灌溉控制功能。一般控制器均有此種功能，以便在控制器設定灌水時間以外，手工啟動或關閉系統。
隨著技術的發展，控制器的功能將越來越多，以便使灌溉管理越來越靈活，最大限度地滿足生產要求。但是，功能越多，往往價格越高，維修越困難。選定控制器時應依具體要求選擇。
2、自動閥
自動閥種類很多，按其操作的方式分為水動閥、電磁閥等；按其功能又可分為開閉閥、截止閥、逆止閥、體積閥、順序動作閥等。下面僅以最為常用的電磁閥來說明其工作原理。
電磁閥一般為隔膜閥，如圖3－9所示。電磁閥腔內由一個特製的橡膠隔膜隔開。隔膜在水壓作用下上升，將閥門打開。隔膜在水壓作用下落回隔膜座時，關閉閥門。
電磁閥內橡膠隔膜的上部與水接觸的面積大，下部與水接觸的面積小。如果隔膜上下的壓強（單位面積上的水壓力）相等時，由於隔膜上面接觸水面的面積大於下面，導致放加在隔膜上部的水壓力大於隔膜下麵的水壓力，隔膜被壓回隔膜座，關閉閥門。相反，如果隔膜下面隨的壓力大於隔膜上面的壓力時，閥門開啟。閥門上游到隔膜上腔之間有一個過水小孔，使進入上游的水流入上腔，調節隔膜上、下游水壓力。隔膜上腔水可通過上腔與電磁頭下的小孔流入下游。這樣，從閥門上游到下游之間有一個細小的過水通道，如圖3－10，此通道開與關，由電磁頭上的金屬塞控制。金屬塞落下由通道關閉，上升由開啟。此通道如打開，上游的水流向下游（微小流量），導致隔膜上腔壓力小於隔膜下腔壓力，閥門打開。相反，如果此通道關閉，隔膜上腔的水壓會在短時間內與閥上游水壓力相等，從而使膜上壓力大於膜下壓力，關閉閥門。
從上述閥門開、關的過程可以看出，電磁閥上電磁頭的作用僅在於驅使金屬塞上下運動，堵塞或開通閥門上游與下游之間的通道。而驅使閥門開、關的真正動力為水壓。因此，當系統中流量及水壓不足時，電磁閥是無法正常工作的。
電磁頭上的金屬塞靠電磁力提升，靠塞上的彈簧壓下。
隔膜閥分常開及常閉兩種，一般為常閉閥。 以上就是噴灌系統組建的一部分，關注美時園藝 下 期更精彩！