中國農(nóng)業(yè)灌溉的發(fā)展趨勢—噴灌
目錄
前引... 6
一，什么是噴灌... 7
二，噴灌過濾的優(yōu)點... 8
三，灌溉系統(tǒng)的組成... 10
四，噴灌系統(tǒng)的分類... 11
五，噴灌設備的選型... 11
六，噴灌系統(tǒng)整體的設計和規(guī)劃... 11
七，噴灌設備的整體安裝與施工... 12
八，噴灌系統(tǒng)操控裝置... 12
九，噴灌系統(tǒng)用水方式... 13
十，噴灌灌溉的缺點與局限性... 13
在29日舉行的新聞發(fā)布會上，*農(nóng)村水利司司長王愛國作如是表示。
目前，中國節(jié)水灌溉發(fā)展正進入的“快車道"。據(jù)*數(shù)據(jù)，截至2013年底，在6347萬公頃的全國有效灌溉面積中，節(jié)水灌溉工程面積達2711萬公頃，約占有效灌溉面積的43%；農(nóng)田畝均灌溉用水量由2000年的420立方米下降到361立方米。
受。大力推進節(jié)水灌溉帶動，中國節(jié)水產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。據(jù)*數(shù)據(jù)，目前全國生產(chǎn)節(jié)水灌溉設備和材料的廠家已有2000多家，形成了年生產(chǎn)3000多萬畝節(jié)水灌溉設備和材料的供應能力，一些民營企業(yè)已擁有了部分具有自主知識產(chǎn)權的節(jié)水灌溉技術和產(chǎn)品。
但王愛國坦言，在一些關鍵構件上，目前中國節(jié)水灌溉企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量與美國、以色列等國家相比仍有明顯差距；同時，在把節(jié)水與農(nóng)技、農(nóng)藝相結合，提升農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量方面，中國也落后于發(fā)達國家。
王愛國表示，為提高中國節(jié)水灌溉設備的質(zhì)量水平，下一步將推進節(jié)水灌溉產(chǎn)品的研發(fā)和創(chuàng)新，扶持一些進一步發(fā)展壯大。
他說，目前一些上市公司和民營企業(yè)在節(jié)水灌溉領域已經(jīng)取得了較大成功，但“還要進一步提供一些政策措施來扶持"。
王愛國指出，今后還將加強市場監(jiān)管，把好質(zhì)量監(jiān)督關，以進一步提升節(jié)水灌溉產(chǎn)品的質(zhì)量。（引自：*）
一，什么是噴灌
利用機械和動力設備，使水通過噴頭（或噴嘴）射至空中，以雨滴狀態(tài)
降落田間的灌溉方法。噴灌設備由進水管、抽水機、輸水管、配水管和噴頭（或噴嘴）等部分組成，可以是固定的或移動的。具有節(jié)省水量、不破壞土壤結構、調(diào)節(jié)地面氣候且不受地形限制等優(yōu)點.
二，噴灌過濾的優(yōu)點
a．省水：由于噴灌可以控制噴水量和均勻性，避免產(chǎn)生地
噴灌
面徑流和深層滲漏損失，使水的利用率大為提高，一般比漫灌節(jié)省水量30%一50%，省水還意味著節(jié)省動力，降低灌水成本。
b.省工：噴灌便于實現(xiàn)機械化、自動化，可以大量節(jié)省勞動力。由于取消了田間的輸水溝渠,不僅有利于機械作業(yè)，而且大大減少了由間勞動量。噴灌還可以結合施入化肥和。，又可以省去不少勞動量，據(jù)統(tǒng)計，噴灌所需的勞動量僅為地面灌溉的五分之一。
c．提高土地利用率：采用噴灌時，無需田間的灌水溝渠和畦埂，比地面灌溉更能充分利用耕地，提高土地利用率，一般可增加耕種面積7%一10%。
d．增產(chǎn)：噴灌便于嚴格控制土壤水分,使土壤濕度維持在作物生長zui適宜的范圍。而且在噴灌時能沖掉植物莖葉上塵土,有利于植物呼吸和光合作用。另外噴灌對土壤不產(chǎn)生沖刷等破壞作用，從而保持土壤的團粒結構，使土壤疏松多孔，通氣性好，因而有利于增產(chǎn)， 特別是蔬菜增產(chǎn)效果更為明顯。
e．適應性強：噴灌對各種地形適應性強，不需要像地面灌溉那樣整平土地，在坡地和起伏不平的地面均可進行噴灌。特別是在土層薄、透水性強的沙質(zhì)土，非常適合采用噴灌。此外，噴灌不僅適應所有大田作物，而且對于各種經(jīng)濟作物、蔬菜、草場都可以獲得很好的經(jīng)濟效果。 噴灌具有好多優(yōu)點，但是也有缺點。主要是投資費用大，就目前條件移動式噴灌系統(tǒng)*，畝投資也需要20
噴灌系統(tǒng)
-50元/畝。另外是受風速和氣候的影響大，當風速大于5.5米/秒時 (相當于4級風)，就能吹散雨滴，降低噴灌均勻性,不宜進行噴灌。其次，在氣候十分干燥時,蒸發(fā)損失增大，也會降低效果。
三，噴灌系統(tǒng)的組成
一個完整的噴灌系統(tǒng)一般由噴頭、管網(wǎng)、首部和水源組成。
1. 噴頭：噴頭用于將水分散成水滴，如同降雨一般比較均勻地噴灑在種植區(qū)域。
噴灌系統(tǒng)的噴頭構造
2.管網(wǎng)：其作用是將壓力水輸送并分配到所需灌溉的種植區(qū)域。由不同管徑的管道組成，分干管、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(wǎng)系統(tǒng)?，F(xiàn)代灌溉系統(tǒng)的管網(wǎng)多采用施工方便、水力學性能良好且不會銹蝕的塑料管道，如PVC管、PE管等。同時，應根據(jù)需要在管網(wǎng)中安裝必要的安全裝置，如進排氣閥、限壓閥、泄水閥等。
3.首部：其作用是從水源取水，并對水進行加壓、水質(zhì)處理、肥料注入和系統(tǒng)控制。一般包括動力設備、水泵、過濾器、施肥器、泄壓閥、逆止閥、水表、壓力表，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(tǒng)類型、水源條件及用戶要求有所增減。如在利用城市供水系統(tǒng)作為水源的情況下，往往不需要加壓水泵。
4.水源：井泉，湖泊、水庫，河流及城市供水系統(tǒng)均可作為噴灌水源。在整個生長季節(jié)，水源應有可靠的供水保證。同時，水源水質(zhì)應滿足灌溉水質(zhì)標準的要求。
四，噴灌系統(tǒng)的分類
按水流獲得的壓力方式可分為機壓式、自壓式和提水蓄能式噴灌系統(tǒng);
按噴灌設備的形式可分為管道式和機組式噴灌系統(tǒng);
按噴灑方式可分為定噴式和行噴式噴灌系統(tǒng).
噴灌系統(tǒng)按照噴灌作業(yè)過程中可移動的程度分為下列 3類[1] .
固定式噴灌系統(tǒng)：除噴頭外,各組成部分在長年或灌溉季節(jié)均固定不動.干管和支管多埋設在地下,噴頭裝在由支管接出的豎管上.操作方便,效率高,占地少,也便于綜合利用（如結合施肥、噴。等）和實現(xiàn)灌溉的自動控制.但需要大量管材,單位面積投資高.適用于灌溉頻繁的經(jīng)濟作物區(qū)（如蔬菜種植區(qū)）和高產(chǎn)作物地區(qū).
半固定式噴灌系統(tǒng)：噴灌機、水泵和干管固定,而支管和噴頭則可移動.移動的方式有人力搬移、滾移式,由拖拉機或絞車牽引的端拖式,由小發(fā)動機驅(qū)動作間歇移動的動力滾移式、絞盤式以及自走的圓形及平移式等.其投資比固定式噴灌系統(tǒng)少,噴灌效率較移動式噴灌系統(tǒng)高.常用于大田作物.
移動式噴灌系統(tǒng)：除水源外,動力機、水泵、干管、支管和噴頭等都是可以移動的,因而可在一個灌溉季節(jié)里在不同地塊輪流使用,提高了設備利用率,并可節(jié)省單位面積投資,但工作效率和自動化程度低.常用的類型中,有的是動力機和水泵裝在手推車或手架上的輕、小型噴灌機,其噴頭裝在輕便三角架上,通過軟管同水泵連接；有的是將水泵同噴頭裝在手扶拖拉機上的小型噴灌機,由手扶拖拉機的動力輸出裝置驅(qū)動水泵作業(yè)；有的是裝在大、中型拖拉機上的雙懸臂式噴灌機.移動式噴灌系統(tǒng)適用于灌溉次數(shù)較少的大田作物和小塊地段.此外,在有條件的地區(qū),還可發(fā)展自壓噴灌.其優(yōu)點是可以利用水的自然落差,不需動力機和水泵,設備簡單,操作方便,使用成本低.
五，噴灌設備的選型
1.噴頭的選型
選擇噴頭時，除需考慮其本身的性能，如噴頭的工作壓力、流量、射程、組合噴灌強度、噴灑扇形角度可否調(diào)節(jié)之外，還必須同時考慮諸如土壤的允許噴灌強度、地塊大小形狀、水源條件、用戶要求等因素。另外，同一工程或一個工程的同一輪灌組中，選用一種型號或性能相似的噴頭，以便于灌溉均勻度的控制和整個系統(tǒng)的運行管理。在已建項目中，有的為片面追求水景效果，安裝了各種性能截然不同的噴頭，致使灌溉均勻度無法保證。選擇噴頭時需特別注意的是，灌溉系統(tǒng)不是噴泉，其目的是為了彌補植物需水時空上的不足，而不是創(chuàng)作人工水景。因此，只能在首先滿足需水的前提下，盡量照顧到景觀效果。
此類噴頭品種繁多，按射程分，有0.6～5.8米的小射程噴頭，4.3～9.1米的中小射程噴頭，8.5～15.9米的中等射程噴頭，20米以上的大射程噴頭；按噴灑類型分，有散射噴頭，射線噴頭，旋轉(zhuǎn)噴頭，射線旋轉(zhuǎn)噴頭；按使用場合分，有園林噴頭，高爾夫噴頭等等。這些噴頭均可在加壓噴水時自動彈出地面，而灌水停止時又縮入地面，不會影響園林景觀上的機械作業(yè)。
1.1 小射程噴頭一般為非旋轉(zhuǎn)散射式噴頭，如PROS系列、PS系列以及INST系列。這些噴頭的彈出高度有50mm、75mm、100mm、150mm和300mm，可選配噴灑形式繁多或可調(diào)角度的噴嘴，噴灌強度較大。不但適用于小塊灌溉，也可用于灌木、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(tǒng)的噴灑均勻度極為有利。
1.2中小射程噴頭多為旋轉(zhuǎn)噴頭，如 SRM、PGJ系列齒輪驅(qū)動頂部調(diào)節(jié)噴頭，射程為4.3～11.3米，彈出高度有100mm、150mm、300mm。這種噴頭適用于中型面積綠地和灌木、花卉的噴灌。
特別的如，MP系列地埋射線旋轉(zhuǎn)噴頭，射程3～9米，以其*的噴灑方式，和由此而來的不可比擬的節(jié)水特性，尤其適合坡地和新植噴灑。
1.3 中等射程噴頭多為旋轉(zhuǎn)噴頭，如亨特I-20、 PGP系列地埋旋轉(zhuǎn)噴頭。這些噴頭適用于中型面積綠地的灌溉。彈出高度有100mm和300mm兩種，適用于較大面積的灌溉。其中I-20噴頭配有止溢閥，并且可選不銹鋼升降柱，頂部帶有*閥門，可在系統(tǒng)運行時單獨將某個噴頭關閉，便于維修或更換噴嘴。
1.4 大射程噴頭，如亨特I-31、 I-35系列、I-41系列、I-60系列、I-90系列均為旋轉(zhuǎn)式齒輪驅(qū)動頂部有工具調(diào)節(jié)噴頭，射程均在20米以上。其特點是材料強度高，抗沖擊性能好。除用于大面積灌溉外，特別適合于運動場灌溉系統(tǒng)。
其中I-60系列噴頭，*低壓大射程功能，在壓力為2.8bars（0.28Mp）時，射程可達18.9米。特別適合低壓系統(tǒng)或者舊系統(tǒng)改造項目。
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噴灌系統(tǒng)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，影響噴頭周圍的正常生長。
土壤的允許噴灌強度是影響噴頭選型的主要因素之一。噴灌強度是指單位時間內(nèi)噴灑在地面上的水深。我們一般考慮的是組合噴灌強度，因為灌溉系統(tǒng)基本上都是由多個噴頭組合起來同時工作。對于噴灌強度的要求是，水落到地面后能立即滲入土壤而不出現(xiàn)積水和地面徑流，即要求噴頭的組合噴灌強度（ρ組合）應小于等于土壤的水入滲率。各類土壤的允許噴灌強度（ρ允許）的參考值見下表：
各類土壤的允許噴灌強度（mm/h）
土壤類別
砂土
壤砂土
砂壤土
壤土
粘土
允許噴灌強度
噴頭組合噴灌強度的計算公式為：ρ組合（mm/h）=1000q/A
式中：q為單噴頭的流量（m3/h）；A為單噴頭的有效控制面積（m2）。
另外，土壤的允許噴灌強度隨著地形坡度的增加而顯著減小。如坡度大于12%時，土壤的允許噴灌強度將降低50%以上。因此，對于地形起伏的工程，在噴頭選型時需格外注意。
2.噴頭的布置
噴灌系統(tǒng)中噴頭的布置包括噴頭的組合形式、噴頭沿支管上的間距及支管間距等。噴頭布置的合理與否，直接關系到整個系統(tǒng)的灌水質(zhì)量。
噴頭的組合形式主要取決于地塊形狀以及風的影響，一般為矩形和三角形，或為其特例正方形和正三角形。矩形或正方形布置，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；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。有時地塊形狀十分復雜，或地塊當中有障礙物，使噴頭的組合形式為不規(guī)則形。但在多數(shù)噴灌系統(tǒng)中，可盡量采用正方形或正三角形布置。
2.1 正方形布置
正方形布置時，噴頭沿支管上的間距與支管間距相等，但對角噴頭之間的距離是支管間距的1.41倍?？紤]到風的影響，推薦噴頭間距為噴頭射程（R）的0.9-1.1倍，見下表：
風速（km/h）
0-5
6-11
12-20
正方形zui大間距
1.1R
1.0R
0.9R
2.2 正三角形布置
正三角形布置時，各個噴頭之間的距離相等，但支管間距為噴頭間距的0.866倍?？紤]到風的影響，推薦噴頭間距為噴頭射程（R）的1.0-1.2倍，見下表：
風速（km/h）
0-5
6-11
12-20
正三角形zui大間距
1.2R
1.1R
1.0R
在噴頭布置完畢后，應根據(jù)實際布置結果對系統(tǒng)的組合噴灌強度進行校核。特別是在地塊的邊角區(qū)域，因噴頭往往是半圓或90度而不是全圓噴灑，若選配的噴嘴與地塊中間全圓噴灑的噴頭相同，則該區(qū)域內(nèi)的噴灌強度勢必大大超過地塊中間。所以，為保證系統(tǒng)良好的噴灑均勻度，一般安裝在邊角的噴頭須配置比地塊中間的噴頭小2-3個級別的噴嘴。
六，噴灌系統(tǒng)整體的設計和規(guī)劃
有了性能*、質(zhì)量可靠的噴頭，還必須對系統(tǒng)進行精心設計，才能真正發(fā)揮噴灌的作用，達到預期的效果。噴灌系統(tǒng)的設計一般包括以下步驟：
灌溉水量
需水量包括土壤與地表的蒸發(fā)量和植物本身消耗的蒸騰量，也稱作植物騰發(fā)量。影響需水量的因素有氣象條件（溫度、濕度、輻射及風速等）、土壤性質(zhì)及其含水狀況、植物種類及生育階段等。由于上述這些影響因素錯綜復雜，確定灌溉需水量zui可靠的辦法是進行實際觀測。但往往在規(guī)劃設計階段缺乏實測資料，這時就需要根據(jù)影響需水量的因素進行估算。估算灌溉需水量的方法很多，可通過公式進行計算，或參照下列經(jīng)驗數(shù)據(jù)選?。?/span>
氣象條件
濕冷
干冷
濕暖
干暖
濕熱
干熱
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zui高氣溫低于21℃；“暖" 指仲夏zui高氣溫在21至32℃之間；“熱" 指仲夏zui高氣溫高于32℃；“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%。
灌溉系統(tǒng)的設計，應滿足需水高峰期的日需水量，即按zui不利的條件設計，選取特定氣象條件下的zui高日需水量，以使系統(tǒng)有足夠的供水能力。
輪灌組
灌溉系統(tǒng)的工作制度通常分為續(xù)灌和輪灌。續(xù)灌是對系統(tǒng)內(nèi)的全部管道同時供水，即整個灌溉系統(tǒng)作為一個輪灌區(qū)同時灌水。其優(yōu)點是灌水及時，運行時間短，便于其他管理操作的安排；缺點是干管流量大，工程投資高，設備利用率低，控制面積小。因此，續(xù)灌的方式只用于單一且面積較小的情況。
對于絕大多數(shù)灌溉系統(tǒng)，為減少工程投資，提高設備利用率，擴大灌溉面積，一般均采用輪灌的工作制度，即將支管劃分為若干組，每組包括一個或多個閥門，灌水時通過干管向各組輪流供水。
1.輪灌組劃分的原則
1.1 輪灌組的數(shù)目應滿足需水要求，同時使控制灌溉面積與水源的可供水量相協(xié)調(diào)；
1.2 對于手動、水泵供水且首部無衡壓裝置的系統(tǒng)，每個輪灌組的總流量盡可能一致或相近，以使水泵運行穩(wěn)定，提高動力機和水泵的效率，降低能耗；
1.3 同一輪灌組中，選用一種型號或性能相似的噴頭，同時種植的品種一致或?qū)嗨囊笙嘟?/span>
1.4 為便于運行操作和管理，通常一個輪灌組所控制的范圍連片集中。但自動灌溉控制系統(tǒng)不受此限制，而往往將同一輪灌組中的閥門分散布置，以zui大限度地分散干管中的流量，減小管徑，降低造價。
2.輪灌組數(shù)目的確定
輪灌組的數(shù)目，取決于每天允許運行時間、灌水周期和一次灌水延續(xù)時間。對于固定式灌溉系統(tǒng)，其輪灌組數(shù)目可根據(jù)下式確定：
N≤ cT/t
式中：
N - 系統(tǒng)允許劃分輪灌組的zui大數(shù)目，取整數(shù)。
c - 一天運行的小時數(shù)，一般不超過20小時。
T - 灌水周期，即兩次灌水之間的間隔時間
3.輪灌組閥門的選擇及其安裝位置
3.1 輪灌組閥門即支管的控制閥的規(guī)格通常與支管的公稱管徑相同。在某些特殊情況下，閥門的尺寸可能小于或大于支管管徑，但相差不應超過一級管徑的范圍。閥門的選擇還受到閥門本身過流能力和壓力損失的限制，特別是自動控制灌溉系統(tǒng)中的電磁閥，在選用時一定要考慮其技術性能。
3.2 閥門應設置在便于操作、維修的位置，特別是手動操作噴灌系統(tǒng)，將閥門安裝在噴頭的噴灑范圍之外，使操作人員不會在工作時被淋濕。
3.3 閥門及其閥門井（箱）的位置不能影響正常的交通、人為活動及園林景觀3.4 在可能的情況下，閥門位于所控制的一組噴頭的中心部位，以利于平衡支管流量與壓力，減小支管管徑。
水力計算
在完成噴頭選型、布置和輪灌區(qū)劃分之后，即可計算各級管道的流量和進行水力計算。某一支管流量為該支管上同時工作的噴頭流量之和，干管流量為系統(tǒng)中同時工作的噴頭流量之和。流量確定后，即可選擇管徑并計算管道和系統(tǒng)的水頭損失。水力計算的主要任務就是確定管道的水頭損失。
1.管道水頭損失的計算方法
水在管道內(nèi)流動會產(chǎn)生機械能的損耗，即水頭損失。水頭損失可分為沿程摩阻力損失和局部阻力損失兩種類型。沿程水頭損失為水流過一定管道距離后由于水分子的內(nèi)部摩檫而引起的損失；局部水頭損失為水流經(jīng)過各種管件、閥門等設備時因流態(tài)的變化而產(chǎn)生的損失。沿程水頭損失與局部水頭損失之和即為管道的總水頭損失。
1.1沿程水頭損失的計算
很多計算沿程水頭損失的經(jīng)驗公式。對于硬質(zhì)塑料管道（PVC），常用的計算公式如下：
H f = 9.48×104×（Q1.77/d4.77）×L
式中：Hf為沿程水頭損失（m）；L、Q、d分別為管道長度（m）、流量（m3/h）和管道內(nèi)徑（mm）。
1.2局部水頭損失的計算
局部水頭損失計算公式為：
Hj =ξ v2/2g
式中：Hj為局部水頭損失（m）；ξ為局部阻力損失系數(shù)，與管件、閥門的類型與大小有 關；v、g分別為管道中水的流速（m/s）和重力加速度（9.81m/s2）。
對于較大的灌溉系統(tǒng)，如真正按照公式計算各個管件、閥門處的局部水頭損失，工作量將十分龐雜。因此在實際設計工作中，一般先計算出沿程水頭損失Hf，然后取局部水頭損失Hj = 10% Hf 即可滿足設計要求。
2.支管水力計算
由于在支管上一般安裝多個噴頭，因此支管內(nèi)的流量沿流程按一定規(guī)律遞減，故支管的實際沿程水頭損失比按支管總流量的計算值要小的多，即：Hf實際 = F × Hf
式中：F為多口出流系數(shù)，其值在一般在0.3-0.6之間，與出口數(shù)量、*個出口位置和管材有關，可通過計算或查表得出。
支管的水力計算主要依據(jù)噴灑均勻的原則，即要求支管上任意兩個噴頭的出水量之差不能大于10%。將這一原則轉(zhuǎn)化為對壓力的要求，即應使支管上任意兩個噴頭處的壓力不能超過噴頭設計工作壓力（H設）的20%。設計時，不但要計算水頭損失，而且還要考慮地形對壓力的影響。
在實際工程中，有時為節(jié)省投資而采用變徑支管，或受地塊形狀影響出水口不一定是等間距和等流量，這時就需要對支管分段進行計算。
支管的水力計算往往是一個反復的過程。在噴頭選型、布置和支管長度確定后，水力計算的基本流程為：計算支管流量→初設管徑→計算水頭損失→校核出水口處壓力差是否小于等于20% H設→若超過20% H設，調(diào)整管徑后重復計算→zui后確定支管管徑。
設計時，一般不用對所有支管進行計算，可選取zui“危險條件"下的支管做水力計算。“危險條件"在大多數(shù)情況下發(fā)生在距首部zui遠的支管，或系統(tǒng)內(nèi)地形zui高部位的支管。若系統(tǒng)的壓力能滿足這些支管的壓力要求，也就自然滿足其他支管的壓力要求。
3.干管水力計算
3.1 管徑的初步確定
管道的管徑，特別是干管的大小對灌溉系統(tǒng)的總投資影響較大。管徑太大，投資增加，經(jīng)濟上不合理；管徑太小，水頭損失大，需配置較大水泵，系統(tǒng)運行費用高，且管內(nèi)流速大，易產(chǎn)生水擊現(xiàn)象，對管道的安全不利。干管管徑的初步估算可采用以下經(jīng)驗公式：
D = 11Q1/2 （Q<120m3/h時）
式中：D為管徑（mm）；Q為流量（m3/h）。
或采用經(jīng)濟流速法公式：D = 22.36(Q/V)1/2
式中：D為管徑（mm）；Q為流量（m3/s）；V為經(jīng)濟流速，根據(jù)經(jīng)驗一
般取V≤3m/s。
3.2 干管水力計算
干管水力計算相對支管簡單一些，分別按不同管段的管徑、流量和長度計算水頭損失即可，其總的要求是在沿干管的各支管分流處的壓力需滿足各支管進口對壓力的要求。
（四）水泵的選擇
選擇水泵的主要任務是確定水泵的流量和揚程。在上述步驟完成后，即可計算流量和揚程。
水泵流量： Q = ∑N噴頭q
水泵揚程： H = H設+∑Hf+∑Hj±Δ
式中：N噴頭為同時工作的噴頭數(shù)；q為單噴頭流量；H設為噴頭設計工作壓力（m）；∑Hf為水泵至典型噴頭之間管路沿程水頭損失之和（m），所謂典型噴頭一般是距泵站zui遠或位置zui高的噴頭；∑Hj為水泵至典型噴頭之間局部水頭損失之和（m），其中應包括閥門、過濾設備及施肥設備的局部水頭損失；Δ為典型噴頭與水源水面或井內(nèi)動水位的高差（m）。
具體選擇水泵型號時，可參照有關水泵生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄，所選水泵的實際流量和揚程一般應稍大于上述計算值，以確保滿足設計要求。
對于用城市供水管網(wǎng)作為水源的灌溉系統(tǒng)，不必選擇水泵，而是應校核供水管網(wǎng)所能提供的壓力是否滿足灌溉系統(tǒng)的所需壓力（即上述計算的揚程值）。若不滿足，一般需增大各級管徑，以減小水頭損失；或選擇低壓性能好的噴頭，使灌溉系統(tǒng)所需壓力小于等于城市供水管網(wǎng)的壓力。
七，噴灌設備的整體安裝與施工
噴灌系統(tǒng)施工安裝的總的要求是，嚴格按設計進行，必須修改設計時應先征得設計單位同意并經(jīng)主管部門批準。涉及到有關建筑物的施工，應符合現(xiàn)行規(guī)范的要求，如《給排水建筑物施工及驗收規(guī)范》、《地下防水工程施工及驗收規(guī)范》等。針對噴灌系統(tǒng)的特點，在其施工與安裝時，應注意以下問題：
（一）在已有的噴灌地塊內(nèi)施工，除盡量保護現(xiàn)有噴灌外，要特別注意管溝棄土的處理。棄土須分層放置，埋管時須按與開挖時相反的順序分層回填，以保證沿管線種植層內(nèi)的土壤與原有土壤一致。
（二）在干管和每條支管上應安裝放水裝置，以便于沖洗管道以及冬季防凍。即使在無凍害的南方地區(qū)，在非灌溉季節(jié)一般也應放空管道，防止水長期滯留在管道中產(chǎn)生微生物，附著在管壁和噴頭上影響噴灌效果。放水裝置除常見的閘閥、球閥外，還有自動泄水閥，可在灌水停止后自動排出管道中的水。
（三）對于系統(tǒng)壓力變化或地形起伏較大的情況，支管閥門處應安裝壓力調(diào)節(jié)設備，如亨特公司生產(chǎn)的與電磁閥相配套的Accu-Set型壓力調(diào)節(jié)器，使支管進口處壓力均衡，保證系統(tǒng)的噴灑均勻度。另外，在必要的管段還應安裝進排氣閥、泄壓閥等，用以保護系統(tǒng)的安全。
（四）為便于臨時取水，或?qū)姽嗖灰卓刂频?/span>邊角地段進行人工灌溉，在主管道上一般需安裝一定數(shù)量的快速取水閥（方便體），如亨特HQV型快速取水閥。這種快速取水閥與所配套的鑰匙配合使用，插入鑰匙，閥門即可自動開啟供水；若要停止灌水，只需取下鑰匙，閥門會自動關閉。
（五）地埋式噴頭的安裝
1、安裝前須對噴頭進行預置。可調(diào)噴灑扇形角度的噴頭，出廠時大多設置在180度，因此在安裝前應根據(jù)實際地形對噴灑扇形角度的要求，把噴頭調(diào)節(jié)到所需角度。
2、噴頭的頂部應與zui后的地面相平。這就要求在安裝噴頭時噴頭頂部要低于松土地面，為以后的地面沉降留有余地；或在地面不再沉降時再安裝噴頭。
3、噴頭與支管的連接，采用交接接頭（Swing Joint），也稱千秋架。如亨特的SJ-512千秋架、SJ-712千秋架，可有效防止由機械沖擊，如剪草機作業(yè)或人為活動而引起的管道和噴頭損壞。同時，采用鉸接接頭，便于施工時調(diào)整噴頭的安裝高度。
4、在管理不便的地區(qū)，可安裝具有一定防盜性能的噴頭。
八，噴灌系統(tǒng)操控裝置
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對綠化工程水平的要求越來越高。同時，為進一步解決水資源、能源的短缺和人工成本增加等問題，越來越多的綠化工程采用自動控制灌溉系統(tǒng)。常用的自動控制系統(tǒng)可分為時序控制灌溉系統(tǒng)、ET智能灌溉系統(tǒng)、*計算機控制灌溉系統(tǒng)兩大類。
時序控制灌溉系統(tǒng)
時序控制灌溉系統(tǒng)將灌水開始時間、灌水延續(xù)時間和灌水周期作為控制參量，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動灌水。其基本組成包括：控制器、電磁閥，還可選配土壤水分傳感器、降雨傳感器及霜凍傳感器等設備。其中控制器是系統(tǒng)的核心。灌溉管理人員可根據(jù)需要將灌水開始時間、灌水延續(xù)時間、灌水周期等設置到控制器的程序當中，控制器既通過電纜向電磁閥發(fā)出信號，開啟或關閉灌溉系統(tǒng)。
控制器的種類很多，可分為機電式和混合電路式，交流電源式和直流電池操作式等。其容量有大有小，zui小的控制器只控制單個電磁閥，而zui大的控制器可控制上百個電磁閥。
電磁閥一般為交流24伏隔膜閥，通過電纜與控制器相連。電磁閥啟閉時有一定時間的延遲，這一特性可有效防止管網(wǎng)中的水擊現(xiàn)象，保護系統(tǒng)安全。
目前國內(nèi)的自動控制灌溉系統(tǒng)，基本上均為時序控制灌溉系統(tǒng)。
ET智能灌溉系統(tǒng)
ET智能灌溉系統(tǒng)，將與植物需水量相關的氣象參量（溫度、相對濕度、降雨量、輻射、風速等）通過單向傳輸?shù)姆绞?，自動將氣象信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息傳遞給時序控制器。使用時只需將每個站點的信息（坡度、作物種類、土壤類型、噴頭種類等）設定完畢，無需對控制器設定開啟、運行、關閉時間，整個系統(tǒng)將根據(jù)當?shù)氐臍庀髼l件、土壤特性、作物類別等不同情況，實現(xiàn)自動化灌溉。
*計算機控制灌溉系統(tǒng)
*計算機控制灌溉系統(tǒng)，將與植物需水相關的氣象參量（溫度、相對濕度、降雨量、輻射、風速等）通過自動電子氣象站反饋到*計算機，計算機會自動決策當天所需灌水量，并通知相關的執(zhí)行設備，開啟或關閉某個子灌溉系統(tǒng)。在*計算機控制灌溉系統(tǒng)中，上述時序控制灌溉系統(tǒng)可作為子系統(tǒng)。
美國亨特公司開發(fā)的IMMS*計算機控制灌溉系統(tǒng)，可通過有線、無線、光纜、線、甚至手機網(wǎng)絡等方式對無*的子系統(tǒng)實現(xiàn)計算機遠程控制，如對小到一個公園、大到一個城市甚至幾個城市的所有園林灌溉系統(tǒng)，均可由一臺*計算機進行自動控制。
這種*計算機控制灌溉系統(tǒng)是真正意義上的自動灌溉系統(tǒng)。目前在很多發(fā)達國家的園林綠地灌溉系統(tǒng)，以及高爾夫球場的灌溉系統(tǒng)中已被廣泛采用。
例如，在美國拉斯維加斯城，只用了三套*計算機控制系統(tǒng)，將所有和花卉實現(xiàn)自動灌溉，一套用于控制全城的公園綠地、、街道花卉等灌溉，另兩套則用于130多所大學的所有綠地灌溉。
九，噴灌系統(tǒng)用水的方式
用水管理是噴灌系統(tǒng)全部管理工作的核心。噴灌系統(tǒng)建成后，用水管理的好壞，直接關系到噴灌系統(tǒng)能否發(fā)揮其應有的作用。用水管理的基本任務是，根據(jù)噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設計和當?shù)貧夂?、生育階段、土壤水分、水源供水等狀況，合理組織噴灌作業(yè)，達到提高灌溉效率、保持。生長狀態(tài)的目的。其具體內(nèi)容包括以下幾個方面。
灌水計劃的制定
噴灌系統(tǒng)的設計一般是按滿足zui不利的條件作出的，可滿足zui大的需水要求。而在系統(tǒng)運行時，應根據(jù)實際情況確定灌水計劃，包括灌水時間、灌水延續(xù)時間、灌水周期等。
1、灌水時間
灌溉季節(jié)，在一天內(nèi)的大部分時間均可灌水。但應避免在炎熱的夏季中午灌水，以防燙傷，而且此時蒸發(fā)量zui大，水的利用率低。夜間灌水可避免上述情況，但人們往往擔心因葉面濕潤時間太長，容易引發(fā)病害。夜間灌水的這一弊端可通過施用殺菌劑來解決。清晨灌水，陽光和晨風可使葉面迅速變干，是較為理想的灌水時間。但對于非自動控制的噴灌系統(tǒng)，夜間和清晨灌水對操作人員會帶來一些不便，因此，傍晚灌水也是較好的選擇。
灌水時間還受到人為活動的限制。如高爾夫球場，基本上都在夜間灌水，這樣不會對白天球員打球產(chǎn)生影響；足球場應在比賽之前一天灌水完畢，以減輕比賽時對場地的損壞和影響運動員的比賽成績。
2、灌水延續(xù)時間
灌水延續(xù)時間的長短，主要取決于系統(tǒng)的組合噴灌強度和土壤的持水能力，即田間持水量。當噴灌強度大于土壤的滲透強度時，將產(chǎn)生積水或徑流，水不能充分滲入土壤；灌水時間過長，灌水量將超過土壤的田間持水量，造成水分及養(yǎng)分的深層滲漏和流失。因此，一般的規(guī)律是，砂性較大的土壤，土壤的滲透強度大，而田間持水量小，故一次灌水的延續(xù)時間短，但灌水次數(shù)多，間隔短，即需少灌勤灌；反之，對粘性較大的土壤則一次灌水的延續(xù)時間長，但灌水次數(shù)少。
采用測定土壤水分的儀器，可以更加科學地確定灌水延續(xù)時間。目前在工程上常用的儀器有電子土壤水分測試儀和張力計。
3、灌水周期
灌水周期，即灌水間隔或灌水頻率，除與上述提到的土壤性質(zhì)有關外，主要取決于本身。灌水過于頻繁，會使發(fā)病率高，根系層淺，抗踐踏性差，生長不健壯；而灌水間隔時間太長，草坪會因缺水使正常生產(chǎn)受到抑制，影響草坪質(zhì)量。
灌水計劃不是一成不變的，應根據(jù)不同季節(jié)按旬或月為單位制定，但在實際執(zhí)行時需參照實際灌水效果和天然降雨情況隨時加以調(diào)整。
建立系統(tǒng)運行檔案
對噴灌系統(tǒng)的運行情況，包括開機時間、灌水時間、用水量、用電量等，應進行詳細記錄存檔，并及時分析這些數(shù)據(jù)，為進一步改進管理和監(jiān)測系統(tǒng)運行狀況提供依據(jù)。
灌水效果評價
在噴灌系統(tǒng)投入使用后，可以直觀地對生長狀況、綠色期的延長以及節(jié)水、節(jié)省人工的情況進行評價。也可以通過實際測試，對系統(tǒng)的噴灑均勻度、灌溉水的利用率等加以評估，以便及時修正灌水計劃，并為提高今后噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設計水平提供參考。
十，噴灌灌溉的缺點與局限性
噴灌也有一定缺點和局限性，主要是以下幾方面；
投資較高
與地面灌溉相比，噴灌投資較高，目前半固定式噴灌如不計輸變電和人工雜費，一般每畝300～500元，全包括約500～800元。固定式噴灌就更高，有的高達1000元/畝。
噴灌受風和空氣濕度影響大
當風速在5.5～7.9m/s即四級風以上時，能吹散水滴，使灌溉均勻性大大降低，飄移損失也會增大?？諝鉂穸冗^低時，蒸發(fā)損失加大。據(jù)美國德克薩斯州西南大平原研究中心的試驗，當風速小于4.5m/s(三級風)時，蒸發(fā)飄移損失小于10%；當風速增至9m/s時，損失達30%。我國通過在寧夏、陜西、云南、河南、湖北、北京、福建、新疆等八個省市的統(tǒng)一實測，在相對濕度為30%～62%、風速0.24～6.39m/s的情況下，噴灑水損失為7～28%。
為了使噴頭運轉(zhuǎn)和達到灌水均勻，必須給水一定壓力，除自壓噴灌系統(tǒng)外，噴灌系統(tǒng)都需要加壓，消耗一定的能源。
