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，灌水時只能采用大水漫灌或人工灑水。不但造成水的浪費，而且往往由于不能及時灌水、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，旅游、休閑、運動場及居民小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，采用高效的灌水方式勢在必行。   

噴灌，以其節水、節能、省工和灌水質量高等優點，越來越被人們所認識。近年來草坪噴灌發展很快，有逐步取代人工地面灌溉的趨勢。   

一、草坪噴灌的特點   

噴灌系統的設計和管理必須適應草坪的特點，才能滿足其需水要求，保證正常生長。   

噴灌設備的安裝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，除應選擇草坪專用埋藏式噴頭外，同時需精心施工，使之避免與草坪上的機械作業發生矛盾。   

設備選型和管網布置應適應草坪的種植方式。由于景觀的需要，園林綠化中草坪的種植地塊很多不是規則的形狀，如高爾夫球場，且有時同一工程中的不同地塊呈零星分布，增加了噴灌系統中設備選型和管網布置的難度。   

灌水管理應與草坪病害防治結合起來。很多草坪病害，特別是真菌類病害與草坪葉面和土壤濕度關系密切。在灌水管理中，制定合理的灌溉制度，包括灌水周期、灌水時間、灌水延續時間等，對控制草坪病害十分重要。   

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布置，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。   

二、噴灌系統的組成   

一個完整的噴灌系統一般由噴頭、管網、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草坪種植區域。   

2.管網：其作用是將壓力水輸送并分配到所需灌溉的草坪種植區域。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系統。現代灌溉系統的管網多采用施工方便、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。   

3.首部：其作用是從水源取水，并對水進行加壓、水質處理、肥料注入和系統控制。一般包括動力設備、水泵、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均可作為噴灌水源。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。   

三、噴頭的選型與布置   

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節之外，還必須同時考慮諸如土壤的允許噴灌強度、地塊大小形狀、草坪品種、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，最好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，而不是創作人工水景。因此，只能在首先滿足草坪需水的前提下，盡量照顧到景觀效果。   

目前，草坪噴灌系統一般均采用埋藏升降式草坪噴頭。   

此類噴頭品種繁多，以美國雨鳥公司(RAIN   BIRD)的產品為例，按射程分，有0.9～6.1米的小射程噴頭，6.4～15.3米的中等射程噴頭，11.6～25.0米的大射程噴頭；按驅動機構分，有球驅動、齒輪驅動和搖臂噴頭；按調節方式分，有無工具調節和有工具調節噴頭，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，不會影響園林景觀和草坪上的機械作業。   

1.1   小射程噴頭一般為非旋轉散射式噴頭，如雨鳥1800系列、UNI-Spray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角度的噴嘴，噴灌強度較大。不但適用于小塊草坪，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的噴灑均勻度極為有利。   

1.2   中等射程噴頭多為旋轉噴頭，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。這些噴頭適用于中型面積綠地的灌溉。其中T-Bird、R-50和5004噴頭均配有雨鳥公司性能獨特的雨簾(Rain   Curtain)噴嘴，使噴灑均勻度大為提高；Maxi-Paw噴頭尤其適合水源水質較差的條件。   

1.3   大射程噴頭，如雨鳥Falcon和Talon系列均為旋轉式齒輪驅動頂部有工具調節噴頭。其特點是材料強度高，抗沖擊性能好。除用于大面積草坪灌溉外，特別適合于運動場草坪灌溉系統。由于高爾夫球場草坪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。   

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   
20   
15   
12   
10   
8   

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的灌水質量。   

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則形。但在多數草坪噴灌系統中，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。考慮到風的影響，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   

正方形最大間距   
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。考慮到風的影響，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   

正三角形最大間距   
1.2R   
1.1R   
1.0R   

在噴頭布置完畢后，應根據實際布置結果對系統的組合噴灌強度進行校核。特別是在地塊的邊角區域，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，則該區域內的噴灌強度勢必大大超過地塊中間。所以，為保證系統良好的噴灑均勻度，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。   

四、草坪噴灌系統的設計   

有了性能優越、質量可靠的噴頭，還必須對系統進行精心設計，才能真正發揮噴灌的作用，達到預期的效果。草坪噴灌系統的設計一般包括以下步驟：   

(一)灌溉需水量的確定   

需水量包括土壤與地表的蒸發量和植物本身消耗的蒸騰量，也稱作植物騰發量。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，確定灌溉需水量最可靠的辦法是進行實際觀測。但往往在規劃設計階段缺乏實測資料，這時就需要根據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，或參照下列經驗數據選取：   

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”指仲夏最高氣溫低于21攝氏度；“暖”   指仲夏最高氣溫在21至32攝氏度之間；“熱”   指仲夏最高氣溫高于32攝氏度；“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%。   

灌溉系統的設計，應滿足草坪需水高峰期的日需水量，即按最不利的條件設計，選取特定氣象條件下的最高日需水量，以使系統有足夠的供水能力。   

(二)輪灌組的劃分   

灌溉系統的工作制度通常分為續灌和輪灌。續灌是對系統內的全部管道同時供水，即整個灌溉系統作為一個輪灌區同時灌水。其優點是灌水及時，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，續灌的方式只用于草坪單一且面積較小的情況。   

對于絕大多數灌溉系統，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。   

輪灌組劃分的原則   
1.1   輪灌組的數目應滿足草坪需水要求，同時使控制灌溉面積與水源的可供水量相協調；   

1.2   對于手動、水泵供水且首部無衡壓裝置的系統，每個輪灌組的總流量盡可能一致或相近，以使水泵運行穩定，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，同時種植的草坪品種一致或對灌水的要求相近；   

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最好連片集中。但自動灌溉控制系統不受此限制，而往往將同一輪灌組中的閥門分散布置，以最大限度地分散干管中的流量，減小管徑，降低造價。   

2、輪灌組數目的確定   

輪灌組的數目，取決于每天允許運行時間、灌水周期和一次灌水延續時間。對于固定式灌溉系統，其輪灌組數目可根據下式確定：   

N≤   

式中：   
N   -   系統允許劃分輪灌組的最大數目，取整數。   
c   -   一天運行的小時數，一般不超過20小時。草坪噴灌系統中，一天的可運行時間往往受到多種因素限制。如公共開放綠地在有人為活動時、運動場草坪在比賽時均不能灌水；草坪為控制病害，對于灌水時間也有特殊要求。   
T   -   灌水周期，即兩次灌水之間的間隔時間(天)。由于草坪的根系層淺，根層土壤持水能力有限，因此用水高峰期時灌水周期多以一天計。但灌水過于頻繁會使草坪發病率高，抗踐踏性差，生長不夠健壯，所以也有時人為延長灌水周期。   
t   -   一次灌水延續時間(小時)。取決于工程所在地氣候條件和系統的組合灌水強度以及灌水周期。假如灌水周期為一天，那么每一輪灌組的一次灌水延續時間只要滿足草坪當天的需水即可。   

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，最好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。例如，在足球場草坪灌溉工程中，閥門不應安裝在場地內部。   

3.4   在可能的情況下，閥門最好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。   

(三)灌溉系統的水力計算   

在完成噴頭選型、布置和輪灌區劃分之后，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。   

管道水頭損失的計算方法   
水在管道內流動會產生機械能的損耗，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部摩檫而引起的損失；局部水頭損失為水流經過各種管件、閥門等設備時因流態的變化而產生的損失。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驗公式。對于硬質塑料管道(PVC)，目前常用的計算公式如下：   

Hf   =   9.48X104   

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   

式中：Hj為局部水頭損失(m)；ξ為局部阻力損失系數，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，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，因此支管內的流量沿流程按一定規律遞減，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，其值在一般在0.3-0.6之間，與出口數量、第一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，調整管徑后重復計算→最后確定支管管徑。   

設計時，一般不用對所有支管進行計算，可選取最“危險條件”下的支管做水力計算。“危險條件”在大多數情況下發生在距首部最遠的支管，或系統內地形最高部位的支管。若系統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的總投資影響較大。管徑太大，投資增加，經濟上不合理；管徑太小，水頭損失大，需配置較大水泵，系統運行費用高，且管內流速大，易產生水擊現象，對管道的安全不利。干管管徑的初步估算可采用以下經驗公式：   

D   =   11   (Q