喷灌管讲义材及附件

成熟阶段
进入21世纪，喷灌技术逐 渐成熟，并向智能化、自 动化方向发展，成为现代 农业的重要组成部分。
喷灌技术的应用范围
蔬菜、花卉和果园
大田作物
喷灌技术能够均匀喷洒水肥，提高作物产 量和品质，适用于蔬菜、花卉和果园等高 附加值作物。
喷灌技术能够满足大田作物对水分的需求 ，提高土地利用率，适用于小麦、玉米、 棉花等大田作物。
专家打分法
邀请专家对喷灌工程进行打分，根 据专家打分结果对喷灌工程进行综 合评价。
喷灌工程实例分析
某市农业示范园区喷灌工程
该工程采用滴灌+喷灌相结合的方式，实现了节水、增产、高效的目标，为当 地农业发展提供了有力支持。
某县水稻种植区喷灌工程
该工程采用大田喷灌技术，有效提高了水稻灌溉效率和产量，为农民带来了可 观的经济收益。
PE管道
PE管道强度高、耐低温、耐腐蚀，适用于长期埋设在地下。
03 喷灌工程设计
喷灌工程设计的原则与步骤
原则
喷灌工程设计应遵循科学、经济、高 效、可持续等原则，确保喷灌系统的 合理性和可行性。
步骤
喷灌工程设计一般包括前期准备、方 案设计、初步设计、施工图设计等阶 段，每个阶段都有相应的任务和要求 。
调试运行
完成所有安装工作后，进行系统 调试，确保正常运行，并进行试 运行。
喷灌工程运行管理的内容与要求
01
02
03
04
定期巡检
定期对喷灌系统进行巡检，检 查管道、喷头、水泵等设备是
否正常。
维护保养
定期对喷灌系统进行维护保养 ，包括清洗过滤器、更换磨损
部件、检查电气线路等。
控制管理
根据作物生长需求和土壤湿度 等参数，合理控制喷灌水量和

• 〔2〕管道纵剖面图。绘出各级管道的纵剖面图，其中固定支管
一般可绘制一两条作为典型。管道纵剖面图应绘出地面线、管底 线，标出各种管件〔如阀门、三通、四通、异径管等〕和镇墩的 位置，底栏应包括桩号、地面高程、挖深、纵坡和管径等栏目。
• 〔3〕管道系统结构示意图。以透视图形式绘出固定管道系统的
结构示意图，标出各段管道的材质、长度、管径及各种管件的规 格型号。
LQm hf f db
式中：Q——管道中流量〔m3/h〕； L——计算管长〔m〕； f——摩擦损失系数； m——流量指数； b——管径指数。
沿程水头损失公式中的f、m、b值
管材
砼管、钢筋砼管 n=0.013 n=0.014 n=0.015
旧钢管、旧铸铁管
石棉水泥管
塑பைடு நூலகம்硬管
铝管、铝合金管
流态
f
粗糙区
• 三、各类喷灌系统的特点及适用条件 • 〔一〕固定管道式喷灌系统 • 〔二〕移动管道式喷灌系统 • 〔三〕半固定管道式喷灌系统 • 〔四〕定喷机组式喷灌系统 • 1. 使用单喷头机组的系统 • 2. 使用多喷头机组的系统 • 〔五〕行喷机组式喷灌系统
• 二、喷灌设计参数
• 1. 设计灌水定额和灌水周期 • 2. 设计风速和风向 • 3. 喷洒水利用系数 • 4. 喷灌均匀系数 • 5. 喷灌强度 • 〔1〕设计喷灌强度。 • 〔2〕 组合喷灌强度。 • (3) 允许喷灌强度。 • 6．一个位置的喷洒时间和设计日净喷时间 • 7. 支管首末端喷头压力差 • 8. 喷灌系统喷头工作压力 • 9. 作物雾化指标
• 水源分析与水利计算
水源水量分析计算作为喷灌工程的水源， 可有河川径流、地方径流、地下水及已建成 的水利工程供水等不同类型。。

图 3－1 升降固定式喷头
升降摇臂式喷头
由一个摇臂式喷头与外罩两大部分组成，外罩 的下部是容纳竖管与压力弹簧的套管，上部是容 纳摇臂式喷头的外壳，在喷头顶部还装有连在一 起的顶盖和喷头。 当不工作时，由于管内压力下降，喷头、竖管 及顶盖在重力与弹簧力的作用下，下降到与地面 齐平，并把外壳盖住。工作时，在管内压力的作 用下，喷头、竖管及顶盖升起，喷头的喷嘴高出 地面进行喷灌。 根据喷洒范围的要求，摇臂式喷头可以作全圆 喷洒，也可以作扇形喷洒。 由于摇臂式喷头工作压力一般为150～350kPa， 所以这种喷头不适于直接利用自来水压力来喷灌。 这种的喷头射程一般比固定式喷头大，比较适 合在面积较大的开阔草坪使用。
反作用式喷头
利用水舌喷出时的反作用力 驱动喷管旋转。 这种形式在家庭小花园中对 喷射的射程要求不高时经常 作用。 为了美观，其外形常做成各 式各样的，而且使其水舌喷 出时形成各种各样的造型。 为了便于在草地上拖动，这 种喷头下常装有滑橇或小轮 子
孔管式喷头
由水轮驱动，多孔孔管绕 轴线摆动。将孔管做成弧 形可以扩大沿管轴线的喷 洒范围， 可以湿润一个10～ 14m×20m的矩形面积，工 作压力100～200kPa， 可直接利用自来水压力喷 灌，很适合于庭院小草坪 的灌溉， 喷射水舌有似孔雀开屏， 较为美观。
3、DN1200以上的管材选用预应力钢筒混凝 土管（PCCP）
4、给水过路管材的选用
主干道：钢管 次干道：钢管和球墨铸铁管 支路：球墨铸铁管
SC----厚壁钢管
5、给水管件选择
（1）管道配件选择 （2）管件接口选择
6、给水管道阀门的选择
闸阀、蝶阀、截止阀、球阀、止回阀、减压 阀、排气阀等等 1、DN300以下的选择闸阀，其中室外小口径 （DN200以下）的选用直接埋地闸阀。 2、DN300以上的选用蝶阀。 3、排气阀：复合式高速进排气阀 4、止回阀：无磨损球型止回阀

用途：
公园、苗圃、温室等
旋转式喷头
根据转动机构的特点，将旋转式喷头分为摇臂式、叶轮式、和反作 用式齿轮式四种。 齿轮式、摇臂式喷头分别是农业和草坪灌溉中最广泛的两种喷头
射流式喷头的水力学原理
工作压力、喷水量和射程之间的关系自由出流喷嘴的 流量可按下式计算：
Q F 2gH嘴
式中：
μ——喷嘴的流量系数，一般等于0.9——0.95
它的作用是把有压水流喷射到空中，散成细小的水滴，并 均匀喷洒在灌溉土地上。
因此喷头的性能、结构形式及制造质量的好坏将直接影响 喷灌的质量。
1、喷水量
喷水量(或称喷头流量)是指喷头在单位时间内，喷射出
来的水体积。
表示符号：q 常用单位： m3/h 有时也用L/s表示
转换关系： 1L/s＝3.6 m3/h
• 定义：
单位时间内喷洒在单位面积土地上的水量，mm/h
• 技术要求：
与土壤的透水特性相适应，即喷灌强度不应超 过土壤的渗吸速度，不致在地表形成积水和径 流
喷灌强度有点喷灌强度 i 和平均喷灌强度
(面积和时间都平均)两个概念。点喷灌强度
i是指在一定时间(t)内，喷洒到某一点土壤表面
的水深h，即：
2、喷管均匀度
就是喷灌面积上水量分布的均匀程度。 喷灌均匀度的影响因素：
喷头结构、工作压力、喷头布置形式、 喷头间距、喷头转速的均匀性、竖管的 倾斜度、地面的坡度和风速、风向等因 素都有密切关系。
喷灌均匀度一般以喷洒均匀系数（克里斯琴森 系数）Cu表示，其计算方法如下：

Cu (1
) 100%
低压喷头
1～3
<10 <20
中压喷头
3～5
10 ～ 40 20 ～ 40

硬度差、易变形、价格较高
管段长一般为5m、6m
移动管道（二）
镀锌薄壁钢管
强度高 重量仅为普通钢管的五分之一，但比铝管重 耐腐蚀 寿命长
塑料软管 –
移动管道（三）
有锦塑软管和胶管两种，用锦纶丝或维纶丝织 成网状管坯，然后在内外壁涂一层塑料制成。 可承压400—800kPa
胶管
塑料管的承压能力差
塑料管优缺点
内壁光滑，水头损失小 施工容易 能适应一定的不均匀沉陷 放置在地表时，易老化
塑料管的连Pvc 管
Pvc 管
PE 管
2、固定管道—铸铁管
铸铁管

承压：一般可承受1MPa的压力
使用寿命：大于30年
管段短、接头多、施工量大
杠 杆 紧 扣 式
2、搭扣式
V形橡胶密封圈止水，插入时搭扣自动滑 入挂钩槽内
还有：
3、弹簧锁紧式 4、暗销式 5、偏心扣式等等
第四章 喷灌管材及附件
第一节 喷灌管材的种类及规格 第二节 管道附件 第三节 快速接头
第一节 喷灌管材的种类及规格
钢 管
固定式管道
塑 料 管
聚氯乙烯管 （PVC管） 聚乙烯管 （PE管）
管
铸 铁 管
道
移动式管道
薄壁铝合金管 镀锌薄壁管 胶 管
塑料软管
1、固定管道——塑料管
塑料管的规格——以外径标称
–
用橡胶作为原材料，当中夹布制成，价格较高
第二节 管道附件
给水栓
管网系统的给水装置或出水口,用于半固定
式系统或移动式系统中支管和主管的快速
连接和拆卸
给水栓
自闭阀

(1) 喷灌强度：指一定时间内 (如1分钟)喷洒在浇灌土地上 旳水量，常以每分钟降多少毫米水深来表达。单位：毫米／
小时
喷灌与自然降雨一样，喷灌强度太大，就像下集中大暴雨 一样，降落到地面旳水来不及入渗，形成地表积水径流， 一部分水就会顺地面坡度流走，使表层土壤构造破坏，肥 力降低，而深层土壤湿润不足，影响喷灌效果。但是喷灌 强度太小，像毛毛细雨一样，虽然水有充分旳时间入渗， 但是灌水时间太长，占用设备多，劳动效率低。最佳使喷 灌强度与土壤旳渗水能力大小相差不多。
喷灌具有好多优点，但是也有缺陷。主要
是投资费用大，就目前条件移动式喷灌系 统最便宜，亩投资也需要20 -50元/亩。另 外是受风速和气候旳影响大，当风速不小 于5.5米/秒时 (相当于4级风)，就能吹散雨 滴，降低喷灌均匀性,不宜进行喷灌。其次， 在气候十分干燥时,蒸发损失增大，也会降 低效果。
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。在整个生长季节，水源应 有可靠旳供水确保。同步，水源水质应满足浇灌 水质原则旳要求。
结束！
d．增产：喷灌便于严格控制土壤水分,使土壤湿度维持在 作物生长最合适旳范围。而且在喷灌时能冲掉植物茎叶上 尘土,有利于植物呼吸和光合作用。另外喷灌对土壤不产 生冲刷等破坏作用，从而保持土壤旳团粒构造，使土壤疏 松多孔，通气性好，因而有利于增产， 尤其是蔬菜增产 效果更为明显。
e．适应性强：喷灌对多种地形适应性强，不需要像地面 浇灌那样整平土地，在坡地和起伏不平旳地面均可进行喷 灌。尤其是在土层薄、透水性强旳沙质土，非常适合采用 喷灌。另外，喷灌不但适应全部大田作物，而且对ห้องสมุดไป่ตู้多种 经济作物、蔬菜、草场都能够取得很好旳经济效果。
(3) 水滴雾化程度（水滴打击强度）：

反作用式喷头
❖ 它是一种射流式喷头， 利用水舌喷出时的反作 用力驱动喷管旋转（图 3－5）。这种形式在家 庭小花园中对喷射的射 程要求不高时经常作用。 为了美观，其外形常做 成各式各样的，而且使 其水舌喷出时形成各种 各样的造型。为了便于 在草地上拖动，这种喷 头下常装有滑橇或小轮 子。
图3－5 反作用式喷头
❖ 从上述阀门开、关的过程可以看 出，电磁阀上电磁头的作用仅在
于驱使金属塞上下运动，堵塞或
开通阀门上游与下游之间的通道。
而驱使阀门开、关的真正动力为 水压。因此，当系统中流量及水 压不足时，电磁阀是无法正常工 作的。
❖ 电磁头上的金属塞靠电磁力提升， 靠塞上的弹簧压下。
图3－10 电磁阀结构示意图 1－电磁头； 2－流量调节手柄；外排气螺丝； 4
❖ 电磁阀一般为隔膜阀，如 图3－9所示。电磁阀腔 内由一个特制的橡胶隔膜 隔开。隔膜在水压作用下 上升，将阀门打开。隔膜 在水压作用下落回隔膜座 时，关闭阀门。
图3－9 电磁阀外形与剖视图
❖ 图3－10 电磁阀结构示意图
❖ 1－电磁头； 2－流量调节手柄； 外排气螺丝； 4－电磁阀上腔； 5－橡皮隔膜； 6－导流孔
图3－8 控制器
❖ 2、半自动化灌溉系统图3－8 控制器
❖ 半自动化灌溉系统中在田间 没有安装传感器，灌水时间、 灌水量和灌溉周期等均是根 据预先编制的程序，而不是 根据作物和土壤水分及气象 状况的反馈信息来控制的。 这类系统的自动化程度很不 一样，如有的泵站实行自动 控制，有的泵站采用手动控 制；有的没有中央控制器， 而只是在各支管上安装了一 些顺序转换阀或体积阀等。
－电磁阀上腔； 5－橡皮隔膜； 6－导流孔
电线
❖ 控制器发出的额定电压值为 24V。如果线路太长（有的 灌区最远端电磁阀距控制器 可能达1km多），线选的不 够粗的话，会使沿程电压损 失太大，达不到开启电磁阀 要求的最小电压值，系统无 法正常工作。因此选择合适 的电线是非常重要的。电线 选择步骤如下。

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。
(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。
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）
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
（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
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
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
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

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5．覆土填埋
管道安装完毕并经水压
第
及泄水试验合格后，可进行 管槽回填。
二
回填时，对于管道以上
节 约100 mm范围，一般先用砂
土或筛过的原土回填，管道
喷
两侧分层踩实，禁止用石块 或砖砾等杂物单侧回填；然
灌 后采用符合要求的原土，分
技 层轻夯或踩实。
术
一次填土100-150 mm， 直至高出地面100 mm左右。
灌 的方法。
技•
沟槽宽度：管道外径加0.4，深度应满足哦喷头的
术
高度及管网泄水的要求，冻结地区，沟槽至少有0.2％
的坡度，坡向指向指定的泄水点。
•
管槽底面应平整、压实，具有均匀的密实度。
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3、管道安装
管道安装是绿地喷灌工程中的主要施工项目。管
材供货长度一般为4m或6m，现场安装工作量较大。
喷 截断立管堵头，以免管道中出现负压、影响泄水效果。 灌 只要管道中无满管积水现象即为合格。一般采用抽查 技 的方法检验。抽查的位置应选地势较低处，并远离泄 术 水点。
• 检查管道中有无满管积水情况的较好方法是排烟法：
将烟雾从立管排入管道，观察临近的立管有无烟雾排
出，以此判断两根立管之间的横管是否满管积水。
术
喷灌系统的规划设计中有用喷头的工作水头
（mH2O）与喷嘴直径(m)的比值间接反映水滴打
击强度的，称为H/d值-----雾化指标。
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五 、喷灌系统设计
1、基本资料收集
第 二
(1)灌区的地形图。包括面积、位置、地势走 向等。
节
(2)气象资料。包括气温、雨量、湿度、风向、

（6）流量调节器：用于自动调节流量的设 备。
§5.4 管道附件
（7）配水井：主要用于无压管网，也可用 于低压管网起配水与联接干管和支管的作用。
（8）放水井：无压管网或低压管网的控制 设施之一，管网内的水由此流到地面进行灌 溉。
§5.4 管道附件
2 连接件
（1）三通和四通：主要用于上一级管道与 下一级管道的连接，单向分支的用三通（丁 字管），双向分支的用四通（十字管）。
§5 灌溉管道系统
本章主要内容：
1 灌溉管道系统的组成与分类 2 灌溉管道系统的规划布置 3 管道的种类及其规格 4 管道附件 5 管道系统的工作制度 6 管道灌溉系统的流量与压力推算 7 灌溉管道系统的结构设计
§5.4 管道附件
可分2大类： 控制件：根据灌溉的需要来控制
管道系统中水流的流量和压力 连接件：根据需要将管道连成一
（2）弯头：又称弯管，转弯或改变坡度时 用。
（3）异径管：又称渐缩管、渐放管、大小 头，连接不同管径的直管段之用。
§5.4 管道附件
（4）堵头：用于封闭管道末端。 （5）乙字管：形如S，用于连接两根轴线平 行而又错开一点的管道。
（6）短管：用于连接具有不同形式的管接 头的直线管段。
§5.4 管道附件
§5.3 管道的种类及其规格
3 移动管道的种类及其适用范围
按其软硬程度分： （1）软管：用完可卷起来移动或收藏 （2）半软管：水放空后横断面还基本能保 持圆形，也可卷成盘状，但盘的直径较大
（3）硬管：一般每节6~9m长
§5.3 管道的种类及其规格
3 移动管道的种类及其适用范围
几种常用的移动管道： （1）铝合金管 （2）镀锌薄壁钢管 （3）塑料管 （4）胶管 （5）薄膜塑料管

___管沟开挖____报审、报验表
注：本表一式三份，项目监理机构、建设单位、施工单位各一份。

表B.1 管沟开挖检验批质量验收记录
___室外给水管道安装____报审、报验表
注：本表一式三份，项目监理机构、建设单位、施工单位各一份。

室外给水管道安装工程检验批质量验收记录
___室外给水阀门井检查井___报审、报验表
注：本表一式三份，项目监理机构、建设单位、施工单位各一份。

___喷灌喷头安装___报审、报验表
注：本表一式三份，项目监理机构、建设单位、施工单位各一份。

喷头安装检验批质量验收记录表
GB50261—2005
___管沟回填__报审、报验表
注：本表一式三份，项目监理机构、建设单位、施工单位各一份。

管沟回填检验批质量验收记录。