灌溉系统设计
草坪喷灌系统简介
（Introduction of Turf Irrigation System）
灌溉是弥补自然降水在数量上的不足与时空上的不均、保证适时适量地满足草坪生长所需水分的重要措施。以往的草坪绿化工程，很多没有配套完整的灌溉系统，灌水时只能采用大水漫灌或人工洒水。不但造成水的浪费，而且往往由于不能及时灌水、过量灌水或灌水不足，难以控制灌水均匀度，对草坪的正常生长产生不良影响。随着城镇建设的不断发展，城市人口大量集中，工业和生活用水迅速增加，旅游、休闲、运动场及居民小区等各种绿地面积越来越大，城市供水的紧张状况日益突出。传统的地面大水漫灌已不能满足现代草坪灌溉的要求，采用高效的灌水方式势在必行。
喷灌，以其节水、节能、省工和灌水质量高等优点，越来越被人们所认识。近年来草坪喷灌发展很快，有逐步取代人工地面灌溉的趋势。
一、草坪喷灌的特点
喷灌系统的设计和管理必须适应草坪的特点，才能满足其需水要求，保证正常生长。
1.喷灌设备的安装不能影响草坪的维护作业。草坪需要经常性的修剪、植保、施肥等，这些作业往往由机械完成。因此，除应选择草坪专用埋藏式喷头外，同时需精心施工，使之避免与草坪上的机械作业发生矛盾。
2.设备选型和管网布置应适应草坪的种植方式。由于景观的需要，园林绿化中草坪的种植地块很多不是规则的形状，如高尔夫球场，且有时同一工程中的不同地块呈零星分布，增加了喷灌系统中设备选型和管网布置的难度。
3.灌水管理应与草坪病害防治结合起来。很多草坪病害，特别是真菌类病害与草坪叶面和土壤湿度关系密切。在灌水管理中，制定合理的灌溉制度，包括灌水周期、灌水时间、灌水延续时间等，对控制草坪病害十分重要。
4.喷灌系统在满足草坪需水要求的同时，需充分注意景观和环境效果。精心设计的喷灌系统，通过正确选择喷头和进行喷点的布置，不仅能满足草坪需水，而且在灌水时可以形成水动景观效果。
二、喷灌系统的组成
一个完整的喷灌系统一般由喷头、管网、首部和水源组成。
1.喷头：喷头用于将水分散成水滴，如同降雨一般比较均匀地喷洒在草坪种植区域。
2.管网：其作用是将压力水输送并分配到所需灌溉的草坪种植区域。由不同管径的管道组成，分干管、支管、毛管等，通过各种相应的管件、阀门等设备将各级管道连接成完整的管网系统。现代灌溉系统的管网多采用施工方便、水力学性能良好且不会锈蚀的塑料管道，如PVC管、PE管等。同时，应根据需要在管网中安装必要的安全装置，如进排气阀、限压阀、泄水阀等。
3.首部：其作用是从水源取水，并对水进行加压、水质处理、肥料注入和系统控制。一般包括动力设备、水泵、过滤器、施肥器、泄压阀、逆止阀、水表、压力表，以及控制设备，如自动灌溉控制器、衡压变频控制装置等。首部设备的多少，可视系统类型、水源条件及用户要求有所增减。如在利用城市供水系统作为水源的情况下，往往不需要加压水泵。
4.水源：井泉，湖泊、水库，河流及城市供水系统均可作为喷灌水源。在草坪的整个生长季节，水源应有可靠的供水保证。同时，水源水质应满足灌溉水质标准的要求。
三、喷头的选型与布置
1.喷头的选型
选择喷头时，除需考虑其本身的性能，如喷头的工作压力、流量、射程、组合喷灌强度、喷洒扇形角度可否调节之外，还必须同时考虑诸如土壤的允许喷灌强度、地块大小形状、草坪品种、水源条件、用户要求等因素。另外，同一工程或一个工程的同一轮灌组中，最好选用一种型号或性能相似的喷头，以便于灌溉均匀度的控制和整个系统的运行管理。在已建项目中，有的为片面追求水景效果，安装了各种性能截然不同的喷头，致使灌溉均匀度无法保证。选择喷头时需特别注意的是，灌溉系统不是喷泉，其目的是为了弥补植物需水时空上的不足，而不是创作人工水景。因此，只能在首先满足草坪需水的前提下，尽量照顾到景观效果。
目前，草坪喷灌系统一般均采用埋藏升降式草坪喷头。
此类喷头品种繁多，以美国亨特公司（HUNTER）的产品为例，按射程分，有0.6～5.8米的小射程喷头，4.3～9.1米的中小射程喷头，8.5～15.9米的中等射程喷头，20米以上的大射程喷头；按喷洒类型分，有散射喷头，射线喷头，旋转喷头，射线旋转喷头；按使用场合分，有园林喷头，高尔夫喷头等等。这些喷头均可在加压喷水时自动弹出地面，而灌水停止时又缩入地面，不会影响园林景观和草坪上的机械作业。
1.1 小射程喷头一般为非旋转散射式喷头，如亨特PROS系列、PS系列以及INST 系列。这些喷头的弹出高度有50mm、75mm、100mm、150mm和300mm，可选配喷洒形式繁多或可调角度的喷嘴，喷灌强度较大。不但适用于小块草坪，也可用于灌木、绿篱的灌水和洗尘。这类喷头的喷嘴大多为“匹配灌溉强度喷嘴”，即无论全圆喷洒，还是半圆或90度及其他角度，其灌溉强度基本相同。这种特性对保证系统的喷洒均匀度极为有利。
1.2中小射程喷头多为旋转喷头，如亨特（Hunter） SRM、PGJ系列齿轮驱动顶部调节喷头，射程为4.3～11.3米，弹出高度有100mm、150mm、300mm。这种喷头适用于中型面积绿地和灌木、花卉的喷灌。
特别的如，MP系列地埋射线旋转喷头，射程3～9米，以其独特的喷洒方式，和由此而来的不可比拟的节水特性，尤其适合坡地和新植草坪喷洒。
1.3 中等射程喷头多为旋转喷头，如亨特I-20、 PGP系列地埋旋转喷头。这些喷头适用于中型面积绿地的灌溉。弹出高度有100mm和300mm两种，适用于较大面积草坪的灌溉。其中I-20喷头配有止溢阀，并且可选不锈钢升降柱，顶部带有独特阀门，可在系统运
行时单独将某个喷头关闭，便于维修或更换喷嘴。
1.4 大射程喷头，如亨特I-31、 I-35系列、I-41系列、I-60系列、I-90系列均为旋转式齿轮驱动顶部有工具调节喷头，射程均在20米以上。其特点是材料强度高，抗冲击性能好。除用于大面积草坪灌溉外，特别适合于运动场草坪灌溉系统。
其中I-60系列喷头，独有低压大射程功能，在压力为2.8bars（0.28Mp）时，射程可达18.9米。特别适合低压系统或者旧系统改造项目。
由于高尔夫球场草坪与一般公共草坪相比具有本身的特殊性，因此，高尔夫球场草坪喷头独成体系，如亨特G880系列喷头，即专为高尔夫球场草坪喷灌而设计。
在各种射程的喷头中，均可选择“止溢型”喷头。带止溢功能的喷头一般安装在地形起伏较大的草坪喷灌系统中的地形较低的部位，可有效防止当灌水停止时管道中的水从低位喷头溢出，影响喷头周围草坪的正常生长。
土壤的允许喷灌强度是影响喷头选型的主要因素之一。喷灌强度是指单位时间内喷洒在地面上的水深。我们一般考虑的是组合喷灌强度，因为灌溉系统基本上都是由多个喷头组合起来同时工作。对于喷灌强度的要求是，水落到地面后能立即渗入土壤而不出现积水和地面径流，即要求喷头的组合喷灌强度（ρ组合）应小于等于土壤的水入渗率。各类土壤的允许喷灌强度（ρ允许）的参考值见下表：
各类土壤的允许喷灌强度（mm/h）
土壤类别
砂土
壤砂土
砂壤土
壤土
粘土
允许喷灌强度
20
15
12
10
8
喷头组合喷灌强度的计算公式为：ρ组合（mm/h）=1000q/A
式中：q为单喷头的流量（m3/h）；A为单喷头的有效控制面积（m2）。
另外，土壤的允许喷灌强度随着地形坡度的增加而显著减小。如坡度大于12%时，土壤的允许喷灌强度将降低50%以上。因此，对于地形起伏的工程，在喷头选型时需格外注意。
2.喷头的布置
喷灌系统中喷头的布置包括喷头的组合形式、喷头沿支管上的间距及支管间距等。喷头布置的合理与否，直接关系到整个系统的灌水质量。
喷头的组合形式主要取决于地块形状以及风的影响，一般为矩形和三角形，或为其特例正方形和正三角形。矩形或正方形布置，适用于地块规则，边缘成直角的条件。这种形式设计简便，容易做到使各条支管的流量比较均衡；三角形或正三角形布置，适用于不规则地块，或地块边界为开放式，即使喷洒范围超出部分边界也影响不大的情况。这种布置抗风能力较强，喷洒均匀度要高于矩形或正方形，同时所用喷头的数量相对较少，但不易作到使各条支管的流量均衡。有时地块形状十分复杂，或地块当中有障碍物，使喷头的组合形式为不规则形。但在多数草坪喷灌系统中，可尽量采用正方形或正三角形布置。
2.1 正方形布置
正方形布置时，喷头沿支管上的间距与支管间距相等，但对角喷头之间的距离是支管间距的1.41倍。考虑到风的影响，推荐喷头间距为喷头射程（R）的0.9-1.1倍，见下表：
风速（km/h）
0-5
6-11
12-20
正方形最大间距
1.1R
1.0R
0.9R
2.2 正三角形布置
正三角形布置时，各个喷头之间的距离相等，但支管间距为喷头间距的0.866倍。考虑到风的影响，推荐喷头间距为喷头射程（R）的1.0-1.2倍，见下表：
风速（km/h）
0-5
6-11
12-20
正三角形最大间距
1.2R
1.1R
1.0R
在喷头布置完毕后，应根据实际布置结果对系统的组合喷灌强度进行校核。特别是在地块的边角区域，因喷头往往是半圆或90度而不是全圆喷洒，若选配的喷嘴与地块中间全圆喷洒的喷头相同，则该区域内的喷灌强度势必大大超过地块中间。所以，为保证系统良好的喷洒均匀度，一般安装在边角的喷头须配置比地块中间的喷头小2-3个级别的喷嘴。
四、草坪喷灌系统的设计
有了性能优越、质量可靠的喷头，还必须对系统进行精心设计，才能真正发挥喷灌的作用，达到预期的效果。草坪喷灌系统的设计一般包括以下步骤：
（一）灌溉需水量的确定
需水量包括土壤与地表的蒸发量和植物本身消耗的蒸腾量，也称作植物腾发量。影响需水量的因素有气象条件（温度、湿度、辐射及风速等）、土壤性质及其含水状况、植物种类及生育阶段等。由于上述这些影响因素错综复杂，确定灌溉需水量最可靠的办法是进行实际观测。但往往在规划设计阶段缺乏实测资料，这时就需要根据影响需水量的因素进行估算。估算灌溉需水量的方法很多，可通过公式进行计算，或参照下列经验数据选取：
气象条件
湿冷
干冷
湿暖
干暖
湿热
干热
日需水量（mm）
2.5-
3.8
3.8-5.0
3.8-5.0
5.0-
6.4
5.0-7.6
7.6-11.4
表中，“冷”指仲夏最高气温低于21摄氏度；“暖”指仲夏最高气温在21至32摄氏度之间；“热”指仲夏最高气温高于32摄氏度；“湿”指仲夏平均相对湿度大于50%；“干”指仲夏平均相对湿度低于50%。
灌溉系统的设计，应满足草坪需水高峰期的日需水量，即按最不利的条件设计，选取特定气象条件下的最高日需水量，以使系统有足够的供水能力。
（二）轮灌组的划分
灌溉系统的工作制度通常分为续灌和轮灌。续灌是对系统内的全部管道同时供水，即整个灌溉系统作为一个轮灌区同时灌水。其优点是灌水及时，运行时间短，便于其他管理操作的安排；缺点是干管流量大，工程投资高，设备利用率低，控制面积小。因此，续灌的方式只用于草坪单一且面积较小的情况。
对于绝大多数灌溉系统，为减少工程投资，提高设备利用率，扩大灌溉面积，一般均采用轮灌的工作制度，即将支管划分为若干组，每组包括一个或多个阀门，灌水时通过干管向各组轮流供水。
1.轮灌组划分的原则
1.1 轮灌组的数目应满足草坪需水要求，同时使控制灌溉面积与水源的可供水量相协调；
1.2 对于手动、水泵供水且首部无衡压装置的系统，每个轮灌组的总流量尽可能一致或相近，以使水泵运行稳定，提高动力机和水泵的效率，降低能耗；
1.3 同一轮灌组中，选用一种型号或性能相似的喷头，同时种植的草坪品种一致或对灌水的要求相近；
1.4 为便于运行操作和管理，通常一个轮灌组所控制的范围最好连片集中。但自动灌溉控制系统不受此限制，而往往将同一轮灌组中的阀门分散布置，以最大限度地分散干管中的流量，减小管径，降低造价。
2.轮灌组数目的确定
轮灌组的数目，取决于每天允许运行时间、灌水周期和一次灌水延续时间。对于固定式灌溉系统，其轮灌组数目可根据下式确定：
N≤ cT/t
式中：
N - 系统允许划分轮灌组的最大数目，取整数。
c - 一天运行的小时数，一般不超过20小时。草坪喷灌系统中，一天的可运行时间往往受到多种因素限制。如公共开放绿地在有人为活动时、运动场草坪在比赛时均不能灌水；草坪为控制病害，对于灌水时间也有特殊要求。
T - 灌水周期，即两次灌水之间的间隔时间（天）。由于草坪的根系层浅，根层土壤持水能力有限，因此用水高峰期时灌水周期多以一天计。但灌水过于频繁会使草坪发病率高，抗践踏性差，生长不够健壮，所以也有时人为延长灌水周期。
t - 一次灌水延续时间（小时）。取决于工程所在地气候条件和系统的组合灌水强度以及灌水周期。假如灌水周期为一天，那么每一轮灌组的一次灌水延续时间只要满足草坪当天的需水即可。
3.轮灌组阀门的选择及其安装位置
3.1 轮灌组阀门即支管的控制阀的规格通常与支管的公称管径相同。在某些特殊情况下，阀门的尺寸可能小于或大于支管管径，但相差不应超过一级管径的范围。阀门的选择还受到阀门本身过流能力和压力损失的限制，特别是自动控制灌溉系统中的电磁阀，在选用时一定要考虑其技术性能。
3.2 阀门应设置在便于操作、维修的位置，特别是手动操作喷灌系统，最好将阀门安装在喷头的喷洒范围之外，使操作人员不会在工作时被淋湿。
3.3 阀门及其阀门井（箱）的位置不能影响正常的交通、人为活动及园林景观。例如，在足球场草坪灌溉工程中，阀门不应安装在场地内部。
3.4 在可能的情况下，阀门最好位于所控制的一组喷头的中心部位，以利于平衡支管流量与压力，减小支管管径。
（三）灌溉系统的水力计算
在完成喷头选型、布置和轮灌区划分之后，即可计算各级管道的流量和进行水力计算。某一支管流量为该支管上同时工作的喷头流量之和，干管流量为系统中同时工作的喷头流量之和。流量确定后，即可选择管径并计算管道和系统的水头损失。水力计算的主要任务就是确定管道的水头损失。
1.管道水头损失的计算方法
水在管道内流动会产生机械能的损耗，即水头损失。水头损失可分为沿程摩阻力损失和局部阻力损失两种类型。沿程水头损失为水流过一定管道距离后由于水分子的内部摩檫而引起的损失；局部水头损失为水流经过各种管件、阀门等设备时因流态的变化而产生的损失。沿程水头损失与局部水头损失之和即为管道的总水头损失。
1.1沿程水头损失的计算
很多计算沿程水头损失的经验公式。对于硬质塑料管道（PVC），目前常用的计算公式如下：
H f = 9.48×104×（Q1.77/d4.77）×L
式中：Hf为沿程水头损失（m）；L、Q、d分别为管道长度（m）、流量（m3/h）和管道内径（mm）。
1.2局部水头损失的计算
局部水头损失计算公式为：
Hj =ξ v2/2g
式中：Hj为局部水头损失（m）；ξ为局部阻力损失系数，与管件、阀门的类型与大小有关；v、g分别为管道中水的流速（m/s）和重力加速度（9.81m/s2）。
对于较大的灌溉系统，如真正按照公式计算各个管件、阀门处的局部水头损失，工作量将十分庞杂。因此在实际设计工作中，一般先计算出沿程水头损失Hf，然后取局部水头损失Hj = 10% Hf 即可满足设计要求。
2.支管水力计算
由于在支管上一般安装多个喷头，因此支管内的流量沿流程按一定规律递减，故支管的实际沿程水头损失比按支管总流量的计算值要小的多，即：Hf实际 = F × Hf
式中：F为多口出流系数，其值在一般在0.3-0.6之间，与出口数量、第一个出口位置和管材有关，可通过计算或查表得出。
支管的水力计算主要依据喷洒均匀的原则，即要求支管上任意两个喷头的出水量之差不能大于10%。将这一原则转化为对压力的要求，即应使支管上任意两个喷头处的压力不能超过喷头设计工作压力（H设）的20%。设计时，不但要计算水头损失，而且还要考虑地形对压力的影响。
在实际工程中，有时为节省投资而采用变径支管，或受地块形状影响出水口不一定是等间距和等流量，这时就需要对支管分段进行计算。
支管的水力计算往往是一个反复的过程。在喷头选型、布置和支管长度确定后，水力计算的基本流程为：计算支管流量→初设管径→计算水头损失→校核出水口处压力差是否小于等于20% H设→若超过20% H设，调整管径后重复计算→最后确定支管管径。
设计时，一般不用对所有支管进行计算，可选取最“危险条件”下的支管做水力计算。“危险条件”在大多数情况下发生在距首部最远的支管，或系统内地形最高部位的支管。若系统的压力能满足这些支管的压力要求，也就自然满足其他支管的压力要求。
3.干管水力计算
3.1 管径的初步确定
管道的管径，特别是干管的大小对灌溉系统的总投资影响较大。管径太大，投资增加，经济上不合理；管径太小，水头损失大，需配置较大水泵，系统运行费用高，且管内流速大，易产生水击现象，对管道的安全不利。干管管径的初步估算可采用以下经验公式：
灌溉系统设计 草坪喷灌系统简介 （Introduction of Turf Irrigation System） 灌溉是弥补自然降水在数量上的不足与时空上的不均、保证适时适量地满足草坪生长所需水分的重要措施。以往的草坪绿化工程，很多没有配套完整的灌溉系统，灌水时只能采用大水漫灌或人工洒水。不但造成水的浪费，而且往往由于不能及时灌水、过量灌水或灌水不足，难以控制灌水均匀度，对草坪的正常生长产生不良影响。随着城镇建设的不断发展，城市人口大量集中，工业和生活用水迅速增加，旅游、休闲、运动场及居民小区等各种绿地面积越来越大，城市供水的紧张状况日益突出。传统的地面大水漫灌已不能满足现代草坪灌溉的要求，采用高效的灌水方式势在必行。 喷灌，以其节水、节能、省工和灌水质量高等优点，越来越被人们所认识。近年来草坪喷灌发展很快，有逐步取代人工地面灌溉的趋势。 一、草坪喷灌的特点 喷灌系统的设计和管理必须适应草坪的特点，才能满足其需水要求，保证正常生长。 1.喷灌设备的安装不能影响草坪的维护作业。草坪需要经常性的修剪、植保、施肥等，这些作业往往由机械完成。因此，除应选择草坪专用埋藏式喷头外，同时需精心施工，使之避免与草坪上的机械作业发生矛盾。 2.设备选型和管网布置应适应草坪的种植方式。由于景观的需要，园林绿化中草坪的种植地块很多不是规则的形状，如高尔夫球场，且有时同一工程中的不同地块呈零星分布，增加了喷灌系统中设备选型和管网布置的难度。 3.灌水管理应与草坪病害防治结合起来。很多草坪病害，特别是真菌类病害与草坪叶面和土壤湿度关系密切。在灌水管理中，制定合理的灌溉制度，包括灌水周期、灌水时间、灌水延续时间等，对控制草坪病害十分重要。 4.喷灌系统在满足草坪需水要求的同时，需充分注意景观和环境效果。精心设计的喷灌系统，通过正确选择喷头和进行喷点的布置，不仅能满足草坪需水，而且在灌水时可以形成水动景观效果。 二、喷灌系统的组成 一个完整的喷灌系统一般由喷头、管网、首部和水源组成。 1.喷头：喷头用于将水分散成水滴，如同降雨一般比较均匀地喷洒在草坪种植区域。 2.管网：其作用是将压力水输送并分配到所需灌溉的草坪种植区域。由不同管径的管道组成，分干管、支管、毛管等，通过各种相应的管件、阀门等设备将各级管道连接成完整的管网系统。现代灌溉系统的管网多采用施工方便、水力学性能良好且不会锈蚀的塑料管道，如PVC管、PE管等。同时，应根据需要在管网中安装必要的安全装置，如进排气阀、限压阀、泄水阀等。
智能化灌溉系统的设计与实现 O 引言 我国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能灌溉系统在这种背景下应运而生了。智能灌溉系统不仅可以提高源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。基于传感器技术的智能灌溉系统是我国发展高效农业和精细农业的必由之路。智能灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。 我国北方各省水资源缺乏，然而多年来使用传统方式为植株浇水不仅效率低、成本高而且浪费十分来重。对于大面积种植的棉田实现精准灌溉，不仅可以提高源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低生产的成本。 由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实际动态管理。采用传感器来监测土壤的墒情，实现灌溉管理的自动化。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。要真正实现水资源的高效，仅凭单项节水灌溉技术是不可能解决的。必须将水源开发、输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情以及农作物需水规律等方面做统一考虑。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用，实现按期、按需、按量自动供水。如何利用有限的水资源，走“节水农业”已经成为农业生产获得最佳的效益和持续稳定发展的增长点。因此使用自来水发电的智能灌溉系统，控制喷灌和微灌系统，能有效地减少田间灌水过程中的渗漏和蒸发损失。现有的灌溉系统都要外接电源，存在一定的安全隐患且较麻烦。本系统可在无供电条件的地区使用，其最大优点为节水、节能、节约劳动力。 1 设计目标与实现方案描述 针对现有的智能化灌溉系统都需要外加电源供电，存在一定安全隐患，而且现有的自动灌溉装置的程序一般固化在系统的程序存储器内，只能简单地设置灌溉时间及循环时间，不能灵活根据季节不同自动调节等缺点，该系统将小型直流发电机接上风叶至于密封特制的盒子中，用水流带动风叶旋转来发电，再将电能储存到蓄电池中以给监控电路和电磁阀供电。该装置是以湿敏电阻和光敏电阻检测信号，自来水发电用作供电的一种无需外接电源的自动灌溉装置。该装置监控电路由信号采集部分，灌溉控制部分，电源部分，执行部分4部分组成。如图1所示。 1．1 信号采集部分 1．1．1 土壤湿度检测 采用硅湿敏电阻作为检测土壤湿度的传感器，它在25℃时响应时间小于5 s，检测土壤含水量范围为O～100％。 当湿敏传感器插入土壤时，由于土壤含水量不同，使得湿敏传感器的阻值也不同。通过湿敏电阻和IC1NE555判断湿度强弱，如果是土壤较干燥，湿敏电阻阻值较大，NE555翻转，输出高电平(约为电源电压)。 调整时，将湿敏电阻插入水内，调Rp1使NE555的3脚输出为12 V，然后将湿敏电阻从水中取出并擦干，调Rp1使输出0 V，这样反复调节多次即可达到要求。 1．1．2 日光强弱检测 通过光敏电阻和NE555判断光线是否强烈，如果是中午光线较强烈，IC2 NE555的3脚输
智能农业灌溉系统方案设计 托普物联网认为所谓智能农业灌溉系统就是不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；系统可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。要实现此功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节，必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度，传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。 针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。 智能农业灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。 智能农业灌溉系统可以根据植物和土壤种类，光照数量来优化用水量，还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实，和传统灌溉系统相比，智能农业灌溉系统的成本差不多，却可节水16%到30%。加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能农业灌溉系统。 智能农业灌溉系统 背景
灌溉造成水资源浪费 美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升，而若安装一种智能农业灌溉系统则可有效地控制水流量，达到节水目的。 HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。 水资源被浪费的原因是技术不行，美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，它们在时间控制上还可以，但精准度不高。Spain称，城市灌溉系统占城市用水的58%，这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。 在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能农业灌溉系统在这种背景下应运而生了。 不仅美国，英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告，随着越来越多的家庭开始节约能源，使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。 智能农业灌溉系统整体方案图 结构 系统结构
自动灌溉施肥系统设计 1.系统组成及原理 现代化灌溉系统中农作物所需养分来自肥液, 所以在灌溉过程中不但要根据作物需求灌溉水, 还要将适宜作物生长的一定浓度的肥液通过灌溉水提供给作物。而肥液与水的混合是在灌溉过程中进行, 因此, 肥料的混合、检测和控制是一个实时控制系统。自动灌溉与施肥系统的组成如图 1 所示。系统由单片机控制器、灌溉管路、肥液混合系统等几部分组成。其中肥液混合系统包括混合罐、抽吸肥液用的文丘里阀、电磁阀( 根据施加肥料种类的不同可有个),PH 值、EC 值传感器等。 图 1 托普物联网在从事农业物联网的这几年内发展迅速，同浙江大学合作，有着强有力的技术支持，同时积极拓展国内外的物联网营销计划，物联网方案遍布全国各地，对物联网的前景了解和未来发展趋势有着深入的研究和带动作用，为国家未来的农业物联网的普及推广有着重大的贡献。 系统运行时，进水管与各个肥液罐的电磁阀通过单片机控制开启，肥液由文丘里阀输送至混肥液储存罐与灌溉用水充分混合，当肥液储存罐液位达到要求时，通过肥液泵输送至混肥管道，灌溉施肥时主电磁阀开启，充分混合后的肥液
输送至灌溉系统主管道并输送至大田作物及肥水采样器，对农作物进行灌溉与施肥。当肥水混合液中离子浓度（EC 值）或 PH 值过高，肥水采样器采样得到数值高于单片机内部控制程序设置的作物生长适合浓度数值，此时，单片机控制相应肥液罐电磁阀关闭，肥液储存罐内的肥液被主管道内的灌溉用水稀释，从而避免离子浓度或酸碱度过高对作物根系造成伤害。反之，当肥水混合液中 EC 值与 PH 值过低，肥水采样器采样得到数值低于单片机内部控制程序设置的作物生长适合浓度数值，单片机控制进水管电磁阀关闭，肥液储存罐内的肥液浓度上升，从而达到作物生长合适的浓度。使用此种控制能是肥液的浓度始终保持在作物生长合适的范围内。无需人工干预，修改单片机控制程序内的预设值，可对不同作物的施肥灌溉进行控制。 系统使用流量管传感器检测输入农田的肥液总量，灌溉的水量控制和施肥控制是分别独立的, 水量控制由单片机控制电磁阀开关时间, 采用闭环控制。施肥控制包括施肥量控制及肥液浓度控制。施肥量控制同样采用时序控制, 由用户输入施肥时间及周期, 或直接手动控制施肥。按作物所需肥液浓度,自动进行肥液的混合。 2.上位机软件设计 使用 VB6.0 编写上位机软件，具有良好的人机交互界面。上位机通过用户界面输入控制指令、实时监控系统工作、查询系统信息等。根据滴灌施肥过程中对施肥参数的控制需要，编写软件程序。主要是用户实时监控程序。通过单片机实现对施肥液中的 EC/PH 值、流量、混肥罐液位等信号的采集和处理，并将信号反馈给上位PC 机，同时能够接收并输出上位机的控制指令，驱动执行机构，执行相应操作；用户实时监控程序能够将滴灌施肥过程中的状态参数，通过数据和曲线两种方式实时显示在上位 PC 机的用户界面上，并能够对所监控的数据进行保存。 上位 PC 机通过 RS-232 串口与单片机通信，下位机采用 PIC18F45J10 单片机作为现场核心控制器，负责采集传感器信号，输出控制指令，控制执行机构运行。 3.系统测试与结论 经过实际的测试, 系统完全可以满足在功能方面的需求, 在对由达林顿管
智能节水灌溉系统的设计原理及使用方法 智能节水灌溉系统也叫智能农业物联网精细农业自控系统，是托普云农物联网为保证农业作物需水量的前提下，实现节约用水而提出的一整套解决方案。智能节水灌溉系统简单的说就是农业灌溉不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；智能节水灌溉系统可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。 一、智能节水灌溉系统的功能设计 智能节水灌溉系统要实现上述功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节，必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度，传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。 针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。 智能节水灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向
技术密集型转变奠定了重要的基础。 智能节水灌溉系统可以根据植物和土壤种类，光照数量来优化用水量，还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实，和传统灌溉系统相比，智能节水灌溉系统的成本差不多，却可节水16%到30%。加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能节水灌溉系统。 二、智能节水灌溉系统的设计背景 灌溉造成水资源大量浪费 美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升，而若安装一种智能节水灌溉系统则可有效地控制水流量，达到节水目的。HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。 水资源被浪费的原因是技术不行，美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，们在时间控制上还可以，但精准度不高。Spain称，城市灌溉系统占城市用水的58%，这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。 在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能节水灌溉系统在这种背景下应运而生了。 不仅美国，英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告，随着越来越多的家庭开始节约能源，使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。 三、智能节水灌溉系统工作原理 灌溉系统工作时，湿度传感器采集土壤里的干湿度信号，检测到的湿度信号
目录 自动化灌溉与信息化管理系统方案 (2) 1、现场智能感知平台： (4) 1.1、井房首部设备智能监控系统 (5) 1.2、田间无线灌溉控制系统 (7) 1.3．无线土壤墒情监测系统 (10) 1.4．综合智能气象监测系统 (11) 2、无线网络传输平台 (14) 3、数据管理平台 (15) 4、应用平台（监控中心及移动管理控制端） (17) 5、主要技术参数 (20)
自动化灌溉与信息化管理系统方案 自动化灌溉与信息化管理系统是针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点，融合最新的物联网和云计算技术，采用高精度土壤温湿度传感器和智能气象站，远程在线采集土壤墒情、气象信息，实现墒情自动预报、灌溉用水量智能决策、远程/自动控制灌溉等功能。 该系统根据不同地域的土壤类型、灌溉水源、灌溉方式、种植作物等划分不同类型区，在不同类型区内选择代表性的地块，建设具有土壤含水量，地下水位，降雨量等信息自动采集、传输功能的监测点；通过灌溉预报软件结合信息实时监测系统，获得作物最佳灌溉时间、灌溉水量及需采取的节水措施为主要内容的灌溉预报结果，定期向群众发布，科学指导农民实时实量灌溉，达到节水目的。 系统组成： 大田灌溉自动化与信息化管理系统分为现场智能感知平台、无线网络传输平台、云数据管理平台、应用平台（监控中心及移动管理控制端）四个层次，其中，田间脉冲电磁阀、无线阀门控制器、远程水泵智能控制器、云服务器、主控制中心和村级（企业）控制中心、移动控制终端等组成灌溉无线控制系统，能够实现现地无线遥控、远程随时随地监控、轮灌组定时自动轮灌等控制方式，并且实时监测机井和阀门状态，灌溉流量和管网压力，保障运行安全，及时提示报警信息。在此基础上，扩充田间土壤墒情监测、农田气象监测、作物和泵
本科生毕业设计 摘要 自动控制节水灌溉技术代表了农业现代化的发展状况，灌溉系统自动化水平比较低下是制约我国高效农业发展的主要原因。本文就此问题研究了基于单片机的节水灌溉自动控制系统，系统对土壤湿度进行监控，并按照农作物的要求进行适时适量的灌水，其核心部分是单片机控制部分，主要对灌溉控制技术以及系统的硬件设计，软件编程各个部分进行深入的研究。 控制部分以单片机为核心，研制了一种基于单片机的节水灌溉自动控制系统。介绍了系统总体结构、单片机系统主机电路、数据采集处理电路、I/O口的扩展电路。为了进行大规模灌溉工程的监控，采用分布式控制模式，以提高控制系统的可靠性、降低系统的成本。 该套基于单片机控制的节水灌溉自动控制系统造成本低，体积小、安装方便、抗干扰性强、运行可靠，相比其他控制方式来说，性价比高，更易形成产品，便于推广应用。这是我国灌溉自动控制技术的一种新尝试，为目前农业在较低生产力水平的状况下，向智能化、市场化方向发展开辟了一条新途径。 关键词： AT89C51单片机；湿度传感器；A/D转换；采样；芯片 1
本科生毕业设计 ABSTRACT The level of auto-control water-saving irrigation technology reflects the development condition of agriculture modernization.The low automatic level of irrigation system is the main reason that prevented our agriculture’s development.As to this condition,this paper mainly studies the water-saving irrigation system that controlled by MCU.This system can supervise humidity.it can irrigate to the demand of the farm crops with right amunt of water at well time.The control part that consists of MCU is its core.Research work had been carried on irrigation control technology,hardware and software program and so . The control that consists of MCU is its core.A set of automatic water-saving system which is controlled by sing-chip controller have been developed in this paper.The overall structure of system、the main circuit of the MCU system、data-collecting circuit、I/O expanding circuit are all the designed.For monitoring large-scale irrigation system,we use distributional control model to enhance stability of the system de reduce the cost. It is small,easy to fit,a strong capability to resist interfere and low-cost.So the control system is more economic compared to other control system such as thuter system and all these demonstrate this production is adept to be popularized.This work is a fresh attempt to bring our agriculture into an advanced stage,which now is relative to be backward greenhouse control technique,especially on the aspect of nutrient liquid supplying when crops cultivated on tissue. Key words: AT89C51 MCU; Humidity Sensor; A/D transform; Sampling; Chip 2
1设计初步情况 由于地块比较分散，设计时选取最具代表性的下楼子1号井为典型 设计地块，其他地块见附图。该地块面积为17.3亩，水源为地下水， 出水量为10m^/h。树莓行距为1.4米-2.5米不等。 1.1果树需水量分析 树莓最大日耗水强度的确定： 北方地区树莓全生育期日需水强度见表 1 —1。 表1 —1 树莓全生育期日需水强度及比系数 树莓需水高峰期一年内共有2—3次，最大日需水量为40mrm结合祝家地区气候情况和树莓日耗水的实际情况，树莓最大日耗水强度取为：E a=15.84mm/do 1.2灌溉制度的拟定 1.2.1灌水周期的确定 根据当地实际情况，灌溉工程实施后，为了确保树莓能够及时得到灌溉，灌水周期定为：T=2d。 1.2.2灌水定额的计算
T ――灌水周期，d ; E a ――耗水强度，mm/c ； n ――微灌水利用系数。 将T=2，E a =15.84，n =0.9，代入上述公式计算得：m =35.2mm 1.3、灌溉系统设计参数的选择 1.3.1 设计土壤湿润比：根据《微灌工程技术规范》 SL103— 95,设计 湿润比取60% 1.3.2 设计灌水均匀度为 85浓上。 1.3.3灌溉水利用系数：根据《微灌工程技术规范》 SL103-95,滴灌 灌溉水利用系数为0.90。 1.3.4灌水器采用管上式补偿性小管出流。支管采用每一行树莓铺设一 条支管，通 过分流管向树莓灌溉，分流管采用 FJY-4型，稳流器采用 FJY-10型，分流管间距 0.6m ，设计流量为 q d =10L/h ，工作压力范围 0.10-0.35Mp a ，设计工作压力 h d =0.15-0.25 Mp a 。 1.4工作流程及管道布臵 干管垂直树行铺设，水由水泵引入干管，经过滤器过滤后进入支管， 在每行树莓根部外30cm 平行树莓铺设支管，沿支管每 60厘米铺设一 条分流管，每条分流管与一套 10L 的稳流器连接，交替灌溉树莓，既稳 定压力又使灌溉均匀且能达到灌溉强度。 支管最大铺设长度180米，管 径分别为主管63mm 支管32mm 25mm 具体管道布臵见图1-1。 式中：m m =(T x E a )/ n 设计灌水定额，mm
园林绿化喷灌系统方案施工安装技术基础知识总结 1、园林绿化喷灌系统管道安装技术 管道安装是园林绿化喷灌系统方案施工工程中的主要施工项目。受运输条件限制，管材的供货长度一般为4或6米，现场安装工作量较大。管道安装用工一般占总用工量的一半以上。所以，了解绿地喷灌系统管道安装的基本要求，掌握管道安装的施工方法，对于保证工程质量，按期完成施工任务非常必要。 一、基本要求管道敷设应在槽床标高和管道基础质量检查合格后进行。管道的最大承受压力必须满足设计要求，不得采用无测压试验报告的产品。敷设管道前要对管材、管件、密封圈等重新进行一次外观检查，有质量问题的均不得采用。在昼夜温差变化较大的地区，刚性接口管道施工时，应采取防止因温差产生的应力而破坏管道及接口的措施。胶合承插接口不宜在低于5℃的气温下施工，密封圈接口不宜在低于－10℃的气温下施工。 管材应平稳下沟，不得与沟壁或槽床激烈碰撞。一般情况下，将单根管道放入沟槽内粘接。当管径小于32毫米时，也可将2或3根管材在沟槽上接好，再平稳地放入沟槽内。在安装法兰接口的阀门和管件时，应采取防止造成外加拉应力的措施。口径大于100毫米的阀门下应设支墩。管道在敷设过程中可以适当弯曲，但曲率半径不得小于管径的300倍。在管道穿墙处，应设预留孔或安装套管，在套管范围内管道不得有接口，管道与套管之间应用油麻堵塞。管道穿越铁路、公路时，应设钢筋混凝土板或钢套管，套管的内径应根据喷灌管道的管径和套管长度确定，便于施工和维修。管道安装施工中断时，应采取管口封堵措施，防止杂物进入。施工结束后，敷设管道时所用的垫块应及时拆除。管道系统中设置的阀门井的井壁应勾缝，管道穿墙处应进行砖混封堵，防止地表水夹带泥土泄入。阀门井底用砾石回填，满足阀门井的泄水要求。 二、管道连接对于不同材质的管道，其连接方法也不相同。由于硬聚氯乙烯（PVC）管在绿地喷灌系统中被普遍采用。硬聚氯乙烯管道的连接方式有冷接法和热接法。虽然这两种方法都能满足喷灌系统管网设计要求和使用要求，但由于冷接法无需加热设备，便于现场操作，故广泛用于绿地喷灌工程。根据密封原理和操作方法的不同，冷接法又分为胶合承插法、密封圈承插法和法兰连接法，不同连接方法的适用条件及选用的连接管件亦不相同。因此，在选择连接方法时，
目录 自动化灌溉与信息化管理系统方案....................... 错误!未定义书签。 1、现场智能感知平台：错误!未定义书签。 、井房首部设备智能监控系统错误!未定义书签。 、田间无线灌溉控制系统错误!未定义书签。 ．无线土壤墒情监测系统错误!未定义书签。 ．综合智能气象监测系统错误!未定义书签。 2、无线网络传输平台错误!未定义书签。 3、数据管理平台错误!未定义书签。 4、应用平台（监控中心及移动管理控制端）错误!未定义书签。 5、主要技术参数错误!未定义书签。 自动化灌溉与信息化管理系统方案 自动化灌溉与信息化管理系统是针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点，融合最新的物联网和云计算技术，采用高精度土壤温湿度传感器和智能气象站，远程在线采集土壤墒情、气象信息，实现墒情自动预报、灌溉用水量智能决策、远程/自动控制灌溉等功能。
该系统根据不同地域的土壤类型、灌溉水源、灌溉方式、种植作物等划分不同类型区，在不同类型区内选择代表性的地块，建设具有土壤含水量，地下水位，降雨量等信息自动采集、传输功能的监测点；通过灌溉预报软件结合信息实时监测系统，获得作物最佳灌溉时间、灌溉水量及需采取的节水措施为主要内容的灌溉预报结果，定期向群众发布，科学指导农民实时实量灌溉，达到节水目的。 系统组成： 大田灌溉自动化与信息化管理系统分为现场智能感知平台、无线网络传输平台、云数据管理平台、应用平台（监控中心及移动管理控制端）四个层次，其中，田间脉冲电磁阀、无线阀门控制器、远程水泵智能控制器、云服务器、主控制中心和村级（企业）控制中心、移动控制终端等组成灌溉无线控制系统，能够实现现地无线遥控、远程随时随地监控、轮灌组定时自动轮灌等控制方式，并且实时监测机井和阀门状态，灌溉流量和管网压力，保障运行安全，及时提示报警信息。在此基础上，扩充田间土壤墒情监测、农田气象监测、作物和泵房视频监测等内容，指导科学灌溉，提高灌溉的智能化程度。
广州学院 课程设计说明书 花园自动灌溉控制系统设计 院（系）机械工程学院 专业机械工程及自动化 班级机电(9)班 学生姓名 指导老师 2013 年1月1日
课程设计任务书 兹发给2009级机械工程及自动化班学生课程设计任务书，内容如下： 1．设计题目：花园自动灌溉控制系统设计 2．应完成的项目： 1.硬件设计 2.画出PLC接线控制端子连接图 3. 软件设计 4. 编写程序和程序流程图 5. 操作说明 3．参考资料以及说明： 1、可编程控制器及其系统 2、基于PLC控制的泵站自动控制系统的应用 4．本设计任务书于2012 年12月24日发出，应于2013年1月4日前完成，然后进行答辩。 指导教师签发2012 年12 月24 日课程设计评语：
课程设计总评成绩： 指导教师签字： 年月
目录 一、摘要 (1) 二、控制要求 (1) 三、系统分析 (1) 四、控制流程图 (2) 五、I/O地址分配表 (3) 六、I/O接线图 (4) 七、梯形图截图 (5) 八、程序说明 (9) 九、功能说明 (9) 十、总结 (9) 十一、附录 (10)
一、摘要 随着自动化技术、计算机技术及网络通信技术的发展，使PLC的应用越来越广泛，它不仅能实现逻辑控制，还能实现过程控制、运动控制和数据处理。根据相关知识设计自动喷灌系统，从而实现自动化处理。 关键词：PLC 自动喷灌自动化 二、控制要求 A区有两组，每喷灌2分钟，停5分钟，工作时间为每天7点~17点；B区分为两组交替喷灌，每组每工作5分钟，停10分钟，另一组再工作5分钟，停10分钟，循环工作。工作时间为每天9点~14点；C区也分为两组交替喷灌，每组每两天喷灌一天，工作方式、工作时间与A区相同。各区、组的喷灌由电磁阀控制，对喷灌系统提出的控制要求如下： 1. 考虑到系统的可靠性和经济性，要求系统有手动控制和自动控制功能。 2. 手动工作模式下，可在各区工作时间内随时控制各区、组喷灌的开始、停在。 3. 自动工作模式下，系统一经启动即自动按照上述工作规律工作。 4. 如遇到因阴雨天会自动停止全部区、组的灌溉。 5. 要求各区分别具有温度、湿度测控功能，即温度、湿度达到某一控制点就声光报警并自动停止相应区的灌溉。报警状态只能手动清除。 6. 系统设有储水池。储水池设有高、低水位开关，当池中水至低水位时自动气动阀水泵工作（动力为2.2KW三相异步电机），当池中水至高水位时自动停止水泵工作。 7. 应设有自动和手动指示、各区、组运行状态指示和水泵运行指示。 三、系统分析 由设计要求及各喷灌的工作方式知道，A区各组是同时工作，B区是交替工作的，C区也是交替工作，并且是隔天工作一天，通过分析其工作过程知道，首先是要判断储水池的水位，控制要求水位在某个低水位时自动启动水泵工作，并让其一直工作，直至水位达到某个高水位时，又自动停止水泵的工作，所以若要实现此要求，则可以通过控制两个水压传感器，当水位低于某个水位时，通过检测其压力达到某值使低水位水压传感器产生输出信号，从而使低水位水压传感器线圈通电，并同时使用一个中间继电器使水泵延续工作，同理，当水位达到高水位时，高水位水压传感器线圈通电使水泵停止工作。低水位线圈在梯形图中使用其常开触点，高水位传感器线圈使用其常闭触点。然后，用水泵线圈的触点来控制其指示灯的通断。因为阴雨天要停止所有区组的喷灌，所以同样用一个阴雨天传感器感知天气的变化，在梯形图中用它的常闭触点同时控制A，B，C三个区的喷灌，每个区分别用两个传感器控制温，湿度的变化，在天气不为阴雨天气时，分别判断每个区的温湿度是否超标，从而控制每个区的工作。对A区，根据其工作时间及工作方式，先通后断，循环，工作时间则用长延时（定时器与计数器串联），工作时间到，则启动另一个长延时（未工作时间）,延时时间到该控制该长延时的计数器复位，同时启动
某灌溉工程规划设计说明 一、编制依据 1、《微灌工程技术规范》GB/T 50485-2009 2、《农田灌溉水质标准》GB5084-92 3、《节水灌溉技术规范》SL207-98 4、《喷灌与微灌工程技术管理规程》SL236-1999 5、《中华人民共和国水利部水利工程设计概（估）算编制规定》 二、总体方案选择与布局 1．供水系统 在山角下设置一眼机井做为灌溉的主水源，供水至灌溉用蓄水池。 灌溉供水系统包括水泵动力机组。供水系统的选型和布置是否合理将影响整个灌溉工程的质量。选用国内著名厂家生产的水泵，具体型号见后面水泵选型设计部分。 2．过滤系统 灌水器极易被水源中的污物和杂质堵塞。因水源中不同程度地含有一定数量的砂粒，一般可采用物理过滤的方法除去水中的砂粒。根据单眼机井的出水量和种植区灌溉管理的实际情况，拟采用二级过滤系统，即离心过滤器+自动反冲洗叠片组合式过滤系统。根据水质和灌水器的结构，叠片式过滤器选用120目的国外进口过滤器，过滤精度很高。 过滤系统采用自动控制反冲洗系统，但需要定期进行维护，对管理人员的要求较严格。
3．施肥系统 考虑使用者管理情况，施肥系统采用施肥机，在泵出口干管、过滤系统前加注肥料，由水源泵本身提供压力。该施肥系统施肥高效节能、操作方便，能大大提高板栗的产量。 4．输配水管网 管道是灌溉系统的主要组成部分。工程主要采用的管材有PVC、PE等。管网系统中首部采用PVC管，田间管网系统采用PE管，微喷头、滴头及稳流器选用以色列进口产品。PVC管材、PE管材、管件等应选用国内著名厂家产品，符合国家规范标准要求。 5．灌水器 该项目微喷头工作压力0.20Mpa，流量80L/h； 滴灌管工作压力0.1 Mpa，滴头间距1米，滴头流量3.6L/h； 小管出流稳流器工作压力0.1 Mpa，间距3米，流量60L/h。 三、田间灌溉工程设计 1.滴灌系统 1.1 设计参数 水量充足，能够充分保证温室灌溉 根据设计规范及结合当地的实际情况，选用如下设计参数： (1) 日耗水强度：取5.0mm/d (2) 土壤湿润比：取80% (3) 灌水有效利用系数：η=0.9 (4) 设计灌水均匀度：Cu=0.95
市政园林灌溉系统的设计与施工 发表时间：2016-10-10T11:26:52.137Z 来源：《科学教育前沿》2016年8期作者：骆小川 [导读] 本文从市政园林灌溉系统的设计出发，分析了灌溉系统施工中应注意的几点问题。 （富顺县天然气有限责任公司四川自贡 643200） 【摘要】灌溉系统作为园林建设的关键性技术之一，在园林的现代化建设中发挥着越来越重要的作用。本文从市政园林灌溉系统的设计出发，分析了灌溉系统施工中应注意的几点问题，以及节水灌溉系统的建设。 【关键词】市政园林灌溉系统设计施工 中图分类号：TU99 文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2016）08-0021-01 随着我国城市园林绿地人均面积的不断增加，市政园林绿化的层次和品位也正在逐步提高。在这一过程中，灌溉系统作为园林建设的关键性技术之一，在园林的现代化建设中发挥着越来越重要的作用。同时，日益突出的城市水资源问题也使市政工作者们必须以建设节约型的生态园林为目标，打造更加科学合理、节能环保的灌溉系统。 一、市政园林灌溉系统的设计 近年来，在借鉴国外经验的基础上，更多的新技术、新材料开始运用于市政园林灌溉系统之中，灌溉方式也从简单喷灌向着喷灌、滴灌、微灌、涌泉灌等多种灌溉相结合的系统性灌溉过渡，并开始将准确把握植物需水规律的"精确"灌溉作为设计目标。设计中应首先考虑灌溉地域的土壤、地形、气候、植物群落等基本情况，并注意设备的隐蔽性以保证景观效果的美化。可通过自动控制系统提高灌溉的精确程度，达到提高效率和经济实用的双重效果。 灌溉系统由水源、首部枢纽、管网以及喷头等部分组成。首先应保证水源的水量及水质，在市政园林灌溉中通常选择城市供水系统；首部枢纽一般包括动力设备、水泵、水表、压力表，以及控制设备等，用于取水、加压、水质处理和系统控制。在设计中应根据水源条件、灌溉产品类型及灌溉对象适当增减设备。管网包括不同管径的干管、支管、毛管等，作为压力水的运输通道，通常以防锈蚀的UPVC 管、PE管等作为首选。喷头是使灌溉水均匀喷洒在绿化区域的设施，可根据不同情况选择不同射程的喷灌、滴灌或微灌产品。 在灌溉方式上，应以整体喷灌与局部滴灌或微灌的方式相结合，并根据设计需要选择全自动或半自动控制系统，其中全自动系统可通过预先编制好的控制程序和根据反映植物需水的某些参量（土壤气候条件、植物群落条件等）自动开闭水泵并按一定的轮灌顺序进行灌溉，可极大地降低人工成本和资源浪费。 二、灌溉系统施工中应注意的几点问题 施工前，应先确定水源的静态水压，通过描绘精确的施工图把握住系统的整体布局，并根据地区冻土层厚度确定挖埋管线的深度。根据具体的气候条件及水压情况确定喷头之间的距离，间距通常在喷头直径的60%左右，射程应互相压盖25%～30%，实际操作可以单独将小块绿地分开布置，布置方式可选正三角形或正方形，并从中间进行施工。一般的埋地式喷头应低于地面以下5mm，此外还应注意喷头射程与马路和建筑物间的距离。开挖喷灌沟时要找好坡度，沟下不应有尖锐的东西，并尽量保证其平直。连接管材时，应将接口处打磨平滑并擦拭干净，涂上胶水的接口要立即连接，并在插入后用力旋转一周，停留1min以保证接口的完全接触。 施工中要重视灌溉系统与其他市政设施的整体协调，如管网的铺埋与其他地下隐蔽工程的配合，处理好各工程间的关系，促进统一的规划和实施。施工完成后，还应进行水压试验，确保系统的正常运作。 三、节水灌溉系统的建设 随着世界性能源问题的出现，市政园林除了其发挥其美化城市生活、调节生态环境等作用外，其节能性也逐渐受到人们的关注。节约型生态园林概念的提出，对灌溉系统提出了更高的要求，促进灌溉系统不断向低成本、低能耗、多样化、自动化的节水、节能、节劳的方向发展。 首先，应以不同植物的灌溉特点优选灌溉方式及灌溉器具。低矮易蒸发的草地宜采取射程较远的喷灌以降低水的雾化程度和空气中的漂移损失；自然型灌木宜采用滴灌方式，将滴头设置在植物的根部附近减少水的损失；大型乔木可用根部灌水器和涌泉喷头将水分直接送入其根系，解决表层压实土透水性、透气性差的问题。而时令花卉与修剪型灌木则应分析具体情况，以滴灌、微灌或人工浇灌相结合的方式操作。 其次，管材和配件的选择直接关系到节水的效果。管材的人为损坏、老化、冻裂等情况，都可能破坏其密闭性，产生漏水现象，故应选择质量较好，柔韧度较高的UPVC或PE材料。而将某一区域的入口水压保持在同一最佳范围内，可产生更为均匀的灌溉效果，因此可在入口管道处设置水压调节器，使灌溉器在最适压力下工作。此外，灌溉系统后期的维护和对自动化程序的不断修正也将起到良好的作用。 总之，市政工作者应合理设计和运用灌溉技术，根据不同的园林环境设置不同的灌溉模式，为城市节约型生态园林的建设贡献力量。 参考文献： [1] 任振江，园林树木的灌溉方法及灌溉水源[J].河北林业科技，2010（1）：49～50。 [2] 张淑红，陈进。草坪自动喷灌系统结构研究与应用[J]. 农业装备技术，2007（6）。 [3] 陈志言，黄俊义。关于节约型生态园林建设的几点思考[J]. 黑龙江生态工程职业学院学报, 2009（2）。
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目录 一. 系统概述............................................................................................................ - 3 - 二. 系统组成............................................................................................................ - 4 - 三. 通信网络............................................................................................................ - 5 - 四. 功能设计............................................................................................................ - 6 - 4.1. 监测中心级设计 ...................................................................................... - 6 - 4.2. 首部控制级设计 ...................................................................................... - 6 - 4.3.1. 设计原则 ....................................................................................... - 7 - 4.3.2. 主要功能 ....................................................................................... - 7 - 4.3.3. 硬件设计 ....................................................................................... - 8 - 4.3.4. 软件设计 ..................................................................................... - 10 - 4.3. 田间控制级设计 .................................................................................... - 13 - 4.3.1. 田间控制器主要功能 ................................................................. - 13 - 4.3.2. 田间控制器性能指标 ................................................................. - 14 - 4.3.3. 田间路由器节点主要功能 ......................................................... - 14 - 4.3.4. 田间路由器节点性能参数 ......................................................... - 14 - 4.3. 5. 供电方式 ..................................................................................... - 14 - 五. 系统特性.......................................................................................................... - 15 - 六. 设计研究意义.................................................................................................. - 16 -