水是人们日常生活中不可缺少的物质，完善的给水工程和排水工程以及污水处理工程，对风景园林景观的保护、发展和旅游活动的开展都有决定性的作用。
第一节 给水工程
公园和其他公用绿地是人们休息游览的场所，同时又是树木、花草较集中的地方。由于游人活动的需要、植物养护管理及水景用水的补充等，公园绿地的用水量很大。解决好园林的用水问题是一项十分重要的工作。
园林绿地中用水大致可分为以下几方面：
．生活用水 生活用水是指饮用、烹饪、洗涤、清洁卫生用水。如餐厅、内部食堂、茶室、小卖部、消毒饮水器及卫生设备等的用水。
．生产用水 生产用水是指景观绿地内植物养护灌溉、动物笼舍的冲洗及夏季广场园路的喷洒用水等。生产用水对水质要求不高，但用水量大，可直接在池塘、河滨用水泵抽水满足。
．造景用水 各种水体(溪涧、湖泊、池沼、瀑布、跌水、喷泉等)的用水。
4．消防用水 消防用水对水质没有特殊的要求，为了节省网管投资，消防给水往往与园林生活用水由同一管网供给，发生火灾时，直接从给水网管的消防栓取水，经消防车加压后进行补救。绿地中的古建筑或主要建筑周围应设消防栓。
绿地中用水除生活用水外，其他用水的水质要求可根据情况适当降低。如无害于植物、不污染环境的水都可用于植物灌溉和水景用水的补给，如条件许可，这类用水可取自园内水体；大型喷泉、瀑布用水量较大，可考虑自设水泵循环使用。
景观给排水工程的任务就是经济、合理、安全可靠地满足以上四个方面的用水需求。
二、给水的特点
由于景观绿地中各要素的分布不均匀，加上地形的高低变化，不同功能、内容、设施
等对水的要求也不同，大致具有以下特点：①园林中用水点较分散；②由于用水点分布于起伏地形，故高程变化大；③水质可根据用途不同分别处理；④用水高峰时间可以错开；⑤饮用水（沏茶用水）的水质要求较高，以水质好的山泉最佳。
三、水源与水质
（一）水源
由于其所在地区的供水情况不同，园林取水方式也各异。给水水源分两大类，一类是地表水源，如江、河、湖、水库等，地表水源水量充沛，常能满足较大用水量的需求；另一类是地下水源，如泉水、地下水等。在城区的园林，可以直接从就近的城市自来水管引水，在郊区的园林绿地如果没有自来水供应，只能自行设法解决；附近有水质较好的江、湖水的可以引用江、湖水；地下水较丰富的地区可自行打井抽水（如北京的颐和园）。近山的园林往往有山泉，引用山泉水是最理想的。取水的方式不同，公园中的给排水系统的基本组成情况也不一样。
（二）水质
园林用水的水质要求因其用途不同而不同。养护用水只要无害于动植物、不污染环境即可；生活用水（特别是饮用水）则必须经过严格净化消毒，水质须符合国家颁布的卫生标准。园林中水的来源分为地表水和地下水两种。
．地表水 地表水包括江、河、湖、塘和浅井中的水，这些水由于长期暴露于地面，容易受到污染，有时甚至受到各种污染源的污染，水质较差，必须经过净化和严格消毒，才可作为生活用水。
2．地下水 一般受形成、埋藏和补给条件的影响，大部分地区的地下水由于其水源不易受污染，水质较好，一般情况下除做必要的消毒外，不必再净化。
五、水源的保护
(1)生活饮用水的水源，必须设置卫生防护地带。
(2)取水点周围半径100m的水域内，严禁捕捞、停靠船只、游泳和从事可能污染
水源的任何活动，并由供水单位设置明显的范围标志和严禁事项的告示牌。
(3)取水点上游1000m至下游100m的水域，不得排入工业废水和生活废水，沿岸防护范围内不得堆放废渣，不得设立有害化学物品仓库、堆栈或装卸垃圾、粪便和有毒物品的码头，不得使用工业废水或生活污水灌溉或施用持久性或剧毒的农药，不得从事放牧等可能污染的活动。
(4)在取水点上游1000米以外的一定范围河段划为水源保护区，严格控制上游污染物排放量。排放污水时应符合《工业企业设计卫生标准》和《地面水环境质量标准》的有关要求。
(5)供生活饮用水的专用水库、湖泊，应视具体情况将整个水体及其沿岸按(2)要求执行。
(6)以地下水为水源时，水井周围30m的范围内，不得设置渗水厕所、渗水坑、粪坑、垃圾堆和废渣堆等污染源。
六、给水系统的组成与布置
1.取水构筑物 是取用天然水源的构筑物。
2.一级泵站 从取水构筑物中取水，并送至净水设施的构筑物。
3.净水构筑物 使水源净化符合使用要求的设施。
4.清水池 收集、储备、调节水量的构筑物。
5.二级泵房 将洁净水池之水送至水塔的加压升水构筑物。
6.输水管 承担由二级泵站至水塔的输水管道。
7.水塔或高位水池 可收集、储存、调节水量或作为水源的蓄水构筑物。
8.配水管网 将水分配输送至园林内各处的管网。
9深水泵站 将深层地下水吸上来的泵站
七、给水管网的布置与计算
由于各地气候条件的差异、绿地类型的不同，加之季节变化，使用水量分布不均匀。如北京的冬灌和早春灌溉用水量大，南方夏季灌溉用水量大。给水管网的布置，除要了解园内用水的特点外,公园四周的给水情况也很重要,往往影响管网的布置方式。一般市区小绿地的给水可由一点引入。但对较大型的绿地,特别是地形较复杂的绿地,最好多点引水。
（一）给水管网的基本布置形式和布线要点
1.给水管网基本布置形式
(1)树状管网。树状管网布置就像树干分枝分杈,这种布置方式较简单,省管材。树状管网供水的保证率较差,一旦管网出现问题或需维修时，则后面的所有管道就会中断供水，另外，当管网末端用水量减小，管中水流缓慢甚至停流而造成“死水”，水质易变坏。它适合于用水点较分散的情况。
(2)环状管网。环状管网是把供水管网闭合成环,干管和支管均呈环状布置，其突出优点是供水安全可靠，管网中无死角，水可以经常沿管网流动，水质不易变坏。但管线总长度大于树状管网，造价高，主要用于对供水连续性要求较高的区域。
在实际工程中，给水管网往往同时存在以上两种布置形式，成为混合管网，对连续性供水要求较高地区、地段布置成环状管网，而对用水量不大、用水点较分散的的地区、地段则用树状管网。
a b
图3-1-2给水管网布置形式
a 树状管网 b环状管网
2.管网的布置要点
(1)干管应靠近主要供水点，保证有足够的水量和水压。
(2)干管应靠近调节设施(如高位水池或水塔)。
(3)在保证不受冻的情况下，干管宜随地形起伏敷设,避开复杂地形和难于施工的地段，以减少土石方工程量。
(4)和其他管道按规定保持一定距离。
(5)干管应尽量埋设于绿地下，避免穿越或设于园路下。
（二）管网布置的一般规定
1．管道埋深 冰冻地区应埋设于冰冻线以下40cm处。不冻或轻冻地区，覆土深度也不小于70cm。管道不宜埋得过深，否则工程造价高。但也不宜过浅，否则管道易遭破坏。
2．阀门及消防栓 给水管网的交点叫节点，在节点上设有阀门等附件，为了检修管理方便，节点处应设阀门井。
阀门除安装在支管和干管的连接处外，为便于检修养护,要求每500m直线距离设一个阀门井。
配水管上安装消防栓，按规定其间距通常为120m，且其位置距建筑不得少于5m，为了便于消防车补给水，离车行道不大于2m。
3．管道材料的选择〈包含排水管道，表3-1-2)大型排水渠道有砖砌、石砌及预制混凝土装配式等。
表3-1-2管道材料的选择
| 流动物质 | 压力pg (kg/cm2) 及水温t | 室内或室外 | DN公称管径（mm） | ||||||
| 25 | 50 | 80 | 100 | 150 | 200 | ≥250 | |||
| 给 水 | Pg≤10 t≤50℃ | 室 内 | 白铁管、 石棉水泥管 | 螺旋缝电焊钢管 | |||||
| 室 外 | 铸铁管、石棉水泥管 | ||||||||
流动物质 | 压力Pg (kg/cm2) 及水温t | 室内或室外 | DN公称管径(mm) | ||||||
| 25 | 50 | 80 | 100 | 150 | 200 | ≥250 | |||
| 雨 水 | 无 压 | 室 内 | 铸铁管 | ||||||
| 陶土管 | |||||||||
| 室 外 | |||||||||
| 生 产
污 水 | 室 内 | 排水铸铁管 | |||||||
| 室 外 | 钢筋混凝土管、混凝土管 | ||||||||
| 陶土管、陶瓷管 | |||||||||
| 生活 污水 | 室 内 | 排水铸铁管、陶土管 | |||||||
| 室 外 | 陶土管、混凝土管 | ||||||||
（三）与给水管网布置计算有关的几个名词及水力学概念
1．用水量标准 进行管网布置时，首先应求出各点的用水量。管网根据各个用水点的需要量供水，公园中各用水点的用水量就是根据或参照这些用水量标准计算出来的，所以用水量标准是给水工程设计的一项基本数据。用水量标准是国家根据各地区城镇的性质、生活水平和习惯、气候、房屋设备及生产性质等不同情况而制定的。
景观绿地给水网管的布置和水力计算是以各用水点用水时间相同为前提的，即所设计的供水系统在正常情况下都可安全供水。但实际上不同性质的绿地用水时间并不同步，如植物的浇灌时间最好是在早晚而餐厅的主要供水时间是中午。为更好地保证供水，可把几项用水量较大的用水时间错开。另外如餐厅、花圃等用水量较大的用水点可设水池等容水设备，错过用水高峰时间，在平时储水；喷泉、瀑布等水景，可考虑自设水泵循环使用。这样就可以大大降低用水高峰时的用水量，对节省管材和降低成本是很有意义的。
排水工程
景观排水工程也是景观绿地水处理工程，过去的做法只是简单的排放，如今发生了很大的变化。真正排放的是经过处理后的污水当中的渣滓，而废水、污水经过处理、净化又被循环利用。随着社会的进步和科学技术的高速发展，人们利用水和科学处理水的观念都发生了很大的变化。如在2000年悉尼奥运场馆的设计中，最成功的设计就是对雨水的回收和再利用，回收的雨水经过净化处理，不但可满足运动员洗漱的需要，同时也可以灌溉绿地，不但可以节约水资源，而且可大大节约成本。我国是严重的缺水国家，尤其北方地区，如能在景观绿地排水的处理方面采取一些行之有效的办法，对保护水资源具有非常重要的意义。
景观绿地对水有三种处理方式：①对地表水、没有受污染的水可直接排入水体（湖泊、池沼、溪涧、地下水)或排放土壤；②作为水质要求较低的用水(供给农业、渔业、水产养殖业)；③循环使用。
对水的循环使用有极其重要的意义。①通过广泛的循环用水，可以较好地解决废水污染环境的问题；②将推动废水的综合利用，从废水废液中回收原材料；③各工业先进国家，几乎都出现水资源不足的现象，循环用水将降低对天然水的需要量：④在某些情况下可节约费用，如采用天然水源的处理费用大于循环用水中的处理费用时，可节约处理费。水源遥远时可节约输水费。同时循环用水免除了废水的无害化，也节约费用。
一、园林排水的特点
主要是排除雨水和少量生活污水。
（2）可利用高低变化的地形排除地表水。
（3）雨水可就近排入园林中水体。
（4）景观绿地通常植被丰富，地面吸收能力强，地面径流较小，因此雨水一般以地面排除为主，沟渠和管道排除为辅的综合排水方式。
（5）排水设施应尽量结合造景，创造瀑布、跌水、溪流等景观。
（6）排水的同时还要考虑土壤能吸收到足够的水分，以利于植物生长,干旱地区尤其应注意保水。
二、园林排水的主要方式
景观绿地中基本上有两种排水方式，即地形排水和管渠排水，二者之间以地形排水最为经济。
（一）地形排水
主要是利用地面的坡度使雨水汇集，再通过设计好的沟、谷、涧等加以引导，排到附近水体或城市的水管网。地形排水是景观绿地排水的主要方式，目前我国大部分景观绿地都采用地面排水为主，管渠排水为辅的综合排水方式，如北京的颐和园、广州动物园、杭州动物园、上海复兴岛公园。这种排水方式不仅经济适用，便于维修，而且景观自然。
（二）管渠排水
通常指通过明沟、管道、盲沟等设施进行排水的方式。
1、明沟排水 主要是土质明沟，其断面形式有梯形、三角形和自然式浅沟，通常采用梯形断面，沟内可植草种花，也可任其生长杂草。在某些地段根据需要也可砌砖、石或混凝土明沟，断面形式常采用梯形或矩形（图3-2-1）。
2．管道排水 在园林中的某些部分，如低洼的草地、铺装的广场及休息场所、建筑物周围的积水以及污水的排除，需要或只能利用敷设管道的方式进行。其优点是不妨碍地面活动，卫生和美观，排水效率高。但造价也高，且检修困难。
3．雨水管渠布置的基本要求
（1）一般规定。
①最小覆土深度：管道的最小覆土深度应根据雨水井连接管的坡度、冰冻深度和外部荷载情况决定。雨水管道的最小覆土深度一般为0.5~0.7m，冰冻地区要在冻土下0.40m。
②最小坡度：雨水管道为无压自流管，只有具有一定的坡度，雨水才能靠自身重力向前流动，而且管径越小所需最小纵坡值越大。（表3-2-）1
表3-2-1管渠的最小纵坡
| 管径（mm） | 最小纵坡(i) | 管径（mm） | 最小纵坡(i) | 沟渠 | 最小纵坡(i) |
| 200 | 0.4% | 350 | 0.3% | 土质明沟 | 0.2% |
| 300 | 0.33% | 400 | 0.2% | 砌筑梯形明沟 | 0.02% |
④最大设计流速：流速过大，则会磨损管壁，降低管道的使用年限。各种金属管道的最大设计流速为10 m/s，非金属管道为5 m/s。各种明渠的最大设计流速见表3-2-2。
表3-2-2明渠最大设计流速
| 明渠类别 | 最大设计流速(m/s) | 明渠类别 | 最大设计流速（m/s） |
| 粗沙及贫沙质黏土 | 0.8 | 草皮护面 | 1.6 |
| 沙质黏土 | 1.0 | 干砌块石 | 2.0 |
| 黏土 | 1.2 | 浆砌块石及浆砌砖 | 3.0 |
| 石灰岩集中沙岩 | 4.0 | 混凝土 | 4.0 |
表3-2-3梯形明渠的边坡
| 土质 | 边坡 | 土质 | 边坡 |
| 粉沙 | 1：3~1：3.5 | 沙质黏土和黏土 | 1：1.25~1：1.15 |
| 松散的细沙、中沙、粗沙 | 1：2~1：2.5 | 砾石土和卵石土 | 1：1.25~1：1.5 |
| 细实的细沙、中沙、粗沙 | 1：1.5~1：2 | 半岩性土 | 1：0.5~1：1 |
| 黏质沙土 | 1：1.5~1：2 | 风化岩石 | 1：0.25~1：0.5 |
（2）布置要点.尽量利用地表面的坡度汇集雨水，使雨水能按设计要求流排到附近水体，以节约管线;当地形坡度大时，雨水干管应布置在地形低的地方;雨水口的布置应考虑到能及时排除附近地面的雨水，不至使雨水漫过路面而影响交通;条件允许时尽量采用分散出水口的布置形式;在冰冻地区，管道应埋在冻土以下0.40m，坡度应接近地面坡度。
4、暗沟排水 暗沟又叫盲沟,是一种地下排水渠道,也叫盲渠。用以排除地下水,降低地下水位。经常应用在要求排水良好的活动场地,如体育活动场,儿童游戏场等，或地下水位过高影响植物种植和开展游园活动的地段。
暗沟排水的优点:用材方便,造价低廉;不需要检查井或雨水井之类的排水构筑物,地面不留“痕迹”,从而保持了绿地或其他活动场地的完整性；对于地下水位高的地区，可降低地下水位，对于重盐地区，可采用盲沟排盐。
暗沟的布置和做法如下:
（1）暗沟布置形式。根据地形及地下水的流动方向而定。大致可归纳为如下几种:
自然式:周边高中间低,地下水向中心部位集中.其地下暗渠系统布置将排水干渠设于谷底,支管自由伸向周围的每个山洼以拦截由周围侵入园址的地下水(图3-2-2a).
截流式:四周或一侧较高,地下水来自高地,为防止园外地下水侵入园址,在地下水来的方向一侧设暗沟截流(图3-2-2b)。
篦式:表现为山谷形的地势,可在谷底设干管,支管呈鱼骨状向两侧坡地伸展(图3-2-2c).此法排水迅速,适用于低洼地积水较多的地方。
耙式:此法适于一面坡的情况,将干管埋设于坡下,支管由一侧接入,形如铁靶。
以上几种形式根据地形的实际情况灵活采用,可以单独使用，也可混合布置。
（2）暗沟的埋置深度和间距。暗沟的埋置深度和间距与其排水量及土壤的质地有关。暗沟的埋置深度取决于植物对水位的要求﹑土壤质地﹑地面上有无荷载和冰冻破坏的影响。通常在1.2～1.7m之间。
暗沟埋置的深度不宜过浅，否则表土中的养分易流走。支管的间距取决于土壤的种类、排水量和排除速度。对排水要求高的场地，应多设支管，支管间距一般为8～24m。
（3）暗沟沟底纵坡。沟底纵坡不小于0.5%，只要地形等条件许可，纵坡坡度应尽可能较大，以利于地下水的排除。
（4）暗沟的构造。因所采用的透水材料多种多样，所以类型也多，常用的材料及构造形式如图3-2-3。
（5）暗沟施工。为了保证暗沟施工质量，降低成本，通常在地下水位较低的季节（如冬春）进行，其施工过程为：
施工前的测量放线:根据施工图，确定干、支管及节点位置，分别用木桩和灰线标示。
开沟挖槽:根据设计要求，确定暗沟的边坡角度，施工中注意保护沟槽壁以防塌落，槽底要平整夯实，同时满足设计纵坡。
铺设管渠:根据实际需要，如需加快排水速度，除设置透水层外，还要设置排水渠道。渠道的材料通常采用塑料管、钢筋混凝土管，也可用砖砌筑。施工时最关键的要点是要符合设计坡度，绝不能高低起伏，否则容易造成泥沙淤积、堵塞管道。
铺设透水层（过滤层）:暗沟的构造不同其透水层的构造，材料、施工方法也不同。常用的材料有碎石、碎砖，粒径一般不大于50mm。填筑时应分层进行，大粒径放置在下层，小粒径在上层，回填时要密实，这样有利于透水层稳固。为了防止上层泥土堵塞透水层孔隙，在上层覆盖土工布，土工布应摆放平稳。
回填土方:当土层较厚时，应分层回填，且每层要压实，最上层选用肥沃的种植土，以利于植物生长，最后平整压实。
三、防止地表径流冲刷地面的措施
排水工程是整个景观工程中费用较大的工程项目。它由排水管网和污水处理两大部分组成。排水大体有：完全分流制(用管道分别收集雨水或污水单独自成系统)、半分流制(小雨和大雨的初期雨水同污水合流，雨量增大后，雨水就借助雨污分流井流入河道，一般较脏的初期雨水能得到适当处理)和合流制(只埋设单一的下水系统排除污水和雨水)。排水工程规划首先是估算园林排水量。地面径流量单独估算。较洁净的废水可由雨水系统排除或重复使用。
造成地表被冲蚀的原因主要是地表径流(径流是指经土壤或地被物吸收及在空气中蒸发后余下的在地表面流动的那部分天然降水)的流速过大,冲蚀了地表土层。解决这个问题可以从三方面着手：
（一）竖向设计应充分考虑排水需求
(1)注意控制地面坡度,使之不至过陡，如有些地段坡度过大，应采取措施以减少水土流失。
（2）同一坡度(即使坡度不太大)的坡面不宜延续过长，应该有起有伏，以减缓径流速度，同时也可丰富地形的变化，创造出多变的景观地形。
（3）利用盘山道、谷线等拦截和组织排水，防止造成大的径流。
（二）充分发挥植物的护坡作用，园林植物尤其是地被植物具有很好的吸收、阻碍地表径流的作用，同时还有固土、防止水土流失的作用，植物种类合理配置不但起到护坡的作用，还可创造出丰富的植物景观。
（三）工程措施
特殊地段由于坡度较陡或过长，前两项措施很难发挥作用，为了更好地防止地表水土流失，则需利用工程措施进行护坡。
四、排水管网附属构筑物
在雨水排水管网中常见的附属构筑物有检查井、雨水口和出水口等。
（1）检查井 检查井的功能是便于管道维护、人员检查和清理管道，另外它还是管段的连接点。检查井通常设置在管道方向改变的地方。井与井之间的最大间距为50m。为了检查和清理方便，相邻检查井之间的管段应在一条直线上。
检查井底主要由井基、井底、井身、井盖座和井盖等组成。
（2）雨水口 雨水口通常设置在道路边坡或地势低洼处，是雨水排水管道收集地面径流的孔道（图3-2-9）。雨水口设置的间距，在直线上一般控制在30~80m，它与干管常用200mm管道连接，其长度不得超过25m。
（3）出水口 出水口是排水管渠排入水体的构筑物，其形式和位置应根据水位、水流方向而定，管渠出水口不要淹没于水中，最好使其露在水面上。为了保护河岸或池壁，在出水口与河道连接部分做护坡或挡土墙。
图3-2-8普通检查井构造
图3-2-9雨水口的构造
园林中的雨水口、检查井和出水口，其外观在满足功能需要的同时，应尽量与园林景观充分结合。如在雨水井的箅子或检查井盖上铸(塑)出各种美丽的花纹图案，以山石、植物等材料加以点缀。这些做法在园林中都取得了很好的效果
五、园林污水的处理
人们在生活中，形成污水，这些污水中含有各种各样的有害物质，如不经过处理和消毒就排走，将严重破坏生态环境，危害人们的身体健康。在污水中也含有一些有用物质，经处理可回收利用。为了使排出的污水无害及变害为利，必须建造一系列设施对污水进行必要的处理。
园林中产生的污水量较少，基本上是饮食部门和卫生设备产生的污水，在动物园或带有动物展览区的公园里还有部分动物粪便及清扫禽兽笼舍的脏水。园林污水性质简单，所以处理也较容易。
不同性质的污水应做不同的处理。如饮食部门的污水主要是残羹剩饭及洗涤废水，污水中含有较多的油脂。这类污水可设带有沉淀室的隔油井，经沉渣、隔油处理后直接排入就近水体，肥水可以养鱼，也可以给水生植物施肥。另一做法就是在水体中种植藻类、荷花、水浮莲等水生植物，这些水生植物通过光合作用产生大量的氧，溶解于水中，为污水的净化创造良好条件，同时也丰富了水景景观。
粪便污水处理则应采用化粪池。污水在化粪池中经沉淀、发酵、沉渣、液体再发酵澄清后，污水可排入城市污水管。在没有城市污水管的郊区公园或风景区，如污水量不大，可设小型污水处理器或氧化塘对污水进一步处理，达到国家规定的排放标准后再排入园内或园外的水体。
我国有不少城镇的郊区用污水进行农田灌溉或养鱼，充分利用了污水中的有机肥，也是生化处理污水的一种经济而有效的方法。但公园或风景区是人们进行休闲活动的场所，不仅要求风景优美，而且要求空气清新，水体水质良好，特别是对那些开展水上活动的水体，必须严禁未经处理或处理不完善的污水排入。
风景园林喷灌工程
喷灌是指灌溉水通过喷灌系统(或喷灌机具)将具有一定压力的水通过喷头喷射到空中，形成水滴状态，洒落在土壤表面，为植物生长提供必要的水分，是一种模拟天然降水对植物提供的控制性灌水。这种灌水方式以其节水、保土、省工和适应性强等诸多优点，得到人们的普遍重视，逐渐成为园林绿地和运动场草坪灌溉的主要方式。
喷灌系统的布置和给水系统基本上一样，其供水可以取自城市给水系统，也可单独设置水泵解决。喷灌系统的设计要点也是解决用水量和水压要求，不过对水质要求可稍低，只要无害于植物、不污染土壤和环境的水均可使用。
一、喷灌的优点
1．提高生长量 喷灌时水以水滴的形式像降雨一样湿润土壤，不破坏土壤结构，为作物生长创造良好的水分状况。由于灌溉水通过各种喷灌设备输送、分配到绿地，都是在有控制的状态下工作的，所以可根据供水条件和作物需水规律进行精确供水。此外，在热风季节用喷灌可增加空气湿度，降低气温，可以收到良好效果，在早春可以用喷灌防霜。
．节约用水量 因为喷灌系统不存在输水损失，能够很好地控制喷灌强度和灌水量，灌水均匀，利用率高。喷灌的灌水均匀度一般可达到80％～85％，水的有效利用率为80％以上，比地面灌溉节省30％～50％。对于严重缺水的我国，尤其是北方地区积极推广喷灌是解决水资源缺乏的途径之一。
．具有很强的适应性 喷灌的一个突出优点是可用于各种类型的土壤和作物，受地形条件的小。如在沙土地或地形坡度达到5％等地面灌溉有困难的地方都可采用喷灌。在地下水位高的地区，地面灌溉使土壤层过湿，易引起土壤盐碱化，用喷灌可调节土层土壤的水分状况。
．节省劳动力 由于喷灌系统的机械化程度高，可以大大降低灌水劳动强度，节省大量的劳动力，如各种喷灌机组可以提高工效20～30倍。
二、喷灌的主要缺点
1．受风的影响大 喷灌时刮风会吹走大量水滴，增加水量损失。风力还会改变喷头布水的形状和喷射距离，降低喷灌均匀度，影响灌水质量，故一般在3～4级风时应停止喷灌。
2．蒸发损失大 由于水喷洒到空中，比地面灌溉的蒸发量大。尤其在干旱季节，空气相对湿度较低，蒸发损失更大，水滴降落在地面之前可以蒸发掉10％。因此，可以在夜间风力小时进行喷灌，减少蒸发损失，这样可以获得较好的喷灌效果。
3．可能出现土壤底层湿润不足的问题 在喷灌强度过大、土壤入渗能力低的情况下，会出现土壤表层很湿润而底层湿润不足的问题。采用低强度喷灌，使喷灌强度低于土壤入渗速度，并延长喷灌时间，可使灌溉水充分渗入到下层土壤，且不产生地面积水和径流。
4．前期投资大 建立喷灌系统需要一定数量的设备和材料，基建投资一般高于其他灌溉方法。因此，需要研究和生产经济、耐用、高效的喷灌设备，开发低成本、易普及的喷灌系统，尽可能降低前期投资，为全面推广节水灌溉创造条件。
（一）喷灌系统的组成
喷灌系统通常由水源工程、动力装置、输配水管道系统和喷头等部分组成。
1．水源工程 河流、湖泊、水库、池塘和井泉等都可作为喷灌的水源，都必须修建相应的水源工程，如泵站及附属设施、水量调蓄池和沉淀池等。
．水泵及配套动力机 水泵将灌溉水从水源点吸提、增压、输送到管道系统。喷灌系统常用的水泵有离心泵、自吸式离心泵、长轴井泵、深井潜水泵等。在有电力供应的地方常用电动机作为水泵的动力机，在用电困难的地方可用柴油机、手扶拖拉机或拖拉机等作为动力机与水泵配套。动力机功率的大小根据水泵的配套要求而定。
3．管道系统 管道系统的作用是将压力水输送到系统中每个喷头底部。通常管道系统有干管和支管两级，在支管上装有用于安装喷头的竖管。在管道系统上装有各种连接和控制的附属配件，包括弯头、三通、接头、闸阀等。为了在灌水的同时施肥，在干管或支管上端还装有肥料注入装置。
4．喷头 喷头是喷灌系统的专用部件，喷头安装在竖管上，或直接安装于支管上。喷头的作用是将压力水通过喷嘴，喷射到空中，在空气的阻力作用下，形成水滴，洒落在土壤表面。
（二）喷灌系统的分类
可按不同的方法对喷灌系统进行分类。
1．按系统获得压力的方式分机压式和自压式两种 机压式喷灌系统是靠机械加压获得工作压力的；自压式喷灌系统是利用地形的自然落差获得工作压力的。
2．按系统的喷洒特征分定喷式和行喷式两种 定喷式是喷洒设备（喷头）在一个位置上作定点喷洒；行喷式是喷洒设备在行走移动过程中进行喷洒作业，有时针式和平移自走式。
3．按系统的设备组成分管道式和机组式两种 管道式喷灌系统是水源与各喷头间由一
级或数级压力管道连接，根据管道的可移程度，又分固定式、移动式和半固定式。机组式喷灌系统是将喷头，水泵，输水管和行走机构等连成一个可移动的整体，称为喷灌机组或喷灌机。
四、喷头
喷头是喷灌系统最重要的部件，压力水经过它喷射到空中，散成细小水滴并均匀散落到所控制的灌溉面积上，亦称为喷洒器。喷头可以安装在固定或移动的管路上、行喷机组桁架的输水管上以及绞盘式喷灌机的牵引架上，并与其相匹配的机、泵等组成一个完整的喷灌机或喷灌系统。喷头性能的好坏以及对它的使用是否妥当，将对整个喷灌系统或喷灌机的喷洒质量、经济性和工作可靠性等起决定性作用。
喷头可按不同的方法进行分类，如按喷头的工作压力(或射程)、工作特征和材质等。
1．按工作压力和射程分类 按工作压力和射程大小，大体上可以把喷头分为微压喷头、低压喷头(或称近射程喷头)、中压喷头(或称中射程喷头)和高压喷头(或称远射程喷头)四类，（表3-3-1）。
2．按结构形式和喷洒特征分类 按喷头结构形式和喷洒特征，可以分为旋转式(射流式)喷头、固定式(散水式、漫射式)喷头、喷洒孔管三类。此外还有一种同步脉冲式喷头。
(1)旋转式喷头。旋转式喷头是绕其自身铅垂轴线旋转的一类喷头。它把水流集中呈股，在空气作用下碎裂，边喷洒边旋转。因此，它的射程较远，流量范围大，喷灌强度较低，均匀度较高，是中射程和远射程喷头的基本形式，也是目前国内外使用最广泛的一类喷头。但要这类喷头的旋转速度，并应使喷头安装铅直以保证基本匀速转动。
(2)固定式喷头。固定式喷头是指喷洒时其零部件无相对运动的喷头，即其所有结构部件都固定不动。这类喷头在喷洒时，水流在全圆周或部分圆周(扇形)呈膜状向四周散裂。它的特点是结构简单，工作可靠，要求工作压力低(100～200kPa)，故射程较近，距喷头近处喷灌强度比平均喷灌强度大(一般在15～20mm／h以上)，一般雾化程度较高，多数喷头喷水量分布不均匀。
根据固定式喷头的结构特点和喷洒特征，它还可以分成折射式、缝隙式和漫射式三种。
(3)喷洒孔管。喷洒孔管又称孔管式喷头，其特点是水流在管道中沿许多等距小孔呈细小水舌状喷射。管道常可利用自身水压使摆动机构绕管轴做90°旋转。喷洒孔管一般由一根或几根直径较小的管子组成，在管子的上部布置一列或多列喷水孔，其孔径1～2mm。根据喷水孔分布形式，又可分为单列和多列喷洒孔管两种。
喷洒孔管结构简单，工作压力比较低，操作方便。但其喷灌强度高，由于喷射水流细小，所以受风影响大，对地形适应性差，管孔容易被堵塞，支管内水压力受地形起伏变化的影响较大，对耕作等有影响，并且投资也较大，故目前大面积推广应用较少，在国内一般仅用于温室、大棚等固定场地的喷灌。
上述各种喷头中，我国目前使用最多的是摇臂式喷头、垂直摇臂式喷头、全射流喷头、折射式喷头等。
表3-3-1 喷头按工作压力与射程分类表
| 项 目 | 低压喷头 （近射程喷头） | 中压喷头 （中射程喷头） | 高压喷头 （远射程喷头） |
| 工作压力（kg） | 1～3 | 3～5 | >5 |
| 流量（cm3/h） | 0.3～11 | 11～40 | >40 |
| 射程（m） | 5～20 | 20～40 | >40 |
五、喷灌的主要技术要求
（一）喷头的结构系数
1．进水口直径 进水口直径是指喷头空心轴或进水口管道的内径，单位为毫米（mm）。通常较竖管内径小，因而流速增加，一般流速应控制在3～4m／s范围内，以减小水头损失。决定进水口直径大小的因素一般是减少水力损失和结构轻小紧凑等。一个喷头的进水口直径确定以后，其过水能力和结构尺寸也大致确定了。
2．喷嘴直径 喷嘴直径为喷头出水口最小截面直径，指喷嘴流道等截面段的直径，单位为毫米（mm）。喷嘴直径反映喷头在一定的工作压力下通过水流的能力。在压力相同的情况下，一定范围内，喷嘴直径愈大，喷水量也愈大，射程也愈远，但是其雾化程度下降；反之，喷嘴直径愈小，其喷水量愈小，射程也相对较近，但是其雾化程度较好。
3．喷嘴仰角 喷嘴仰角是指射流刚离开喷嘴时水流轴线与水平面的夹角。在工作压力和流量相同的情况下，喷头的喷射仰角是影响射程和喷洒水量的主要参数。选定适宜的喷射仰角可以获得最大的射程，从而可以降低喷灌强度和增大喷灌管道的间距。这样有利于充分利用喷头，扩大其覆盖范围，降低管道式喷灌系统中的管道投资，减少喷头的运行费用。
喷射仰角一般在20°～30°之间，大中型喷头大于20°，小喷头小于20°，目前我国常用喷头的喷射仰角多为27～30°。为了提高抗风能力，有些喷头已采用21°～25°的喷射仰角。对于小于20°的喷射仰角，称为低喷射仰角。低喷射仰角喷头一般多用于树下喷灌以及微量喷灌。对于特殊用途的喷灌，还可以将喷射仰角选得更小。
（二）技术要求
1．喷灌强度 单位时间内喷洒在喷灌区域上的水深或单位时间内喷洒在单位喷灌面积上的水量称喷灌强度，喷灌强度的单位常用毫米/小时（mm／h）。计算喷灌强度应大于平均喷灌强度。因为系统喷灌的水不可能没有损失地全部喷洒到地面。喷灌时的蒸发、受风后水滴的飘逸以及作物茎叶的载留都使实际落到地面的水量减少。
2．水滴打击强度 水滴打击强度是指单位时间受水面积内水滴对土壤或植物的打击动能。它与喷头喷洒出来的水滴的质量、降落速度和密度（落在单位面积上水滴的数目）有关。由于测量水滴打击强度比较复杂，测量水滴直径也比较困难，所以在使用或设计喷灌系统时多用物化指标法。
3．喷灌均匀度 喷洒均匀度是指在喷灌面积上水量分布的均匀程度，它是衡量喷灌质量好坏的主要指标之一。它与喷头结构、工作压力、喷头组合形式、喷头间距、喷头转速的均匀性、竖管的倾斜度、地面坡度和风速风向等因素有关。
4．喷洒水量分布特性 常用水量分布图表示喷洒水量分布特性。水量分布图是指在喷灌范围内的等水深(量)线图，能准确、直观地表示喷头的特性。水量分布特性是影响喷灌均匀度的主要因素。
影响喷头水量分布的因素很多，其中风的影响较大。一个做全圆喷洒的旋转式喷头，如转速均匀，在无风情况下，其水量分布等值线图是一组以喷头为中心的同心圆。通常为了更直观地看到水量分布情况，在互相垂直的两个直径方向，取水量分布等值线图的剖面，给出喷头径向水量分布曲线。
六、喷灌系统规划设计步骤和方法
影响喷灌设计的因素很多，如风、土壤特性、植物种类、喷灌时间、建筑、树木及其他已固定物、地形变化以及经济问题等，这些都是应综合考虑的因素。在设计喷灌系统时必须考虑已经固定下来的地物。在进行项目设计之前就应在平面图上标注下来。喷头不能在近距离内直接喷向树木或灌丛，因为这可能伤害植物的枝叶。如果建筑物置于喷头喷洒范围之内，不但造成水的浪费，而且在地面上会形成一个水饱和区域。同时会使砖或其他石制品龟裂、风化，形成难看的水迹。此外还应考虑到人行道和产权线的位置。
如果场地内有显著的高差变化，就需要一张地形图。喷灌系统中压力是一个重要的因素，地形变化会带来压力差。压力太小会改变喷洒形式，造成覆盖不完全，有时旋转喷头会不转。过大的压力会使喷头雾化程度过高，大量的水在空中损失掉。高差变化大造成的另一个问题是低位喷头排水。当干管阀门关闭后，在低位置的喷头仍在喷洒，直到管内的水排空为止。
喷灌系统规划设计的内容一般包括勘测调查、喷灌系统选型和田间规划、水力计算和结构设计。
七、喷灌系统的施工
不同形式的喷灌系统施工的内容不同。移动式喷灌机只需布置水源（井、渠、塘等）的
位置，主要是土方工程，而固定式喷灌系统还要进行泵站的施工和管道系统铺设。
在土地已经平整的地区，喷灌系统施工大致可分为以下几个步骤：定线、挖管道基坑和管槽、安装水泵和管道、冲洗、试压、回填和试喷。
1．定线 定线就是把设计方案布置到地面上。管道系统应确定干管的轴线位置，弯头、三通、四通及喷点（即竖管）的位置及管槽的深度。
2．挖基坑和管槽 在便于施工的前提下管槽尽量挖得窄些，在接头处挖一较大的坑，管槽的地面就是管子的铺设平面，要挖得平整。基坑管槽开挖后最好立即浇筑基础铺设管道，以免长期敞开造成塌方和风化底土，影响施工质量及增如土方工作量。
3．安装水泵和管道
管道安装应注意以下几点：
（1）干管均应埋在当地冰冻层以下，并应根据地面上的机械压力确定最小埋深，管道
应有一定的纵向坡度，使管内残留的水能向水泵或干管的最低处汇流，并装排空阀以便在喷灌结束后将管内积水全部排空。
（2）管槽应预先夯实并铺沙过水，以减少不均匀沉陷造成的管内压力。在水流改变方向的地方（弯头、三通）和支管末端应设垫墩以承受水平侧向推力和轴线推力。
（3）塑料管应装有伸缩节以适应温度变形。
（4）安装过程中要始终防止沙石进入管道。
（5）金属管道在铺设之前应进行防锈处理。铺设时如发现防锈层有损伤或脱落应及时修补。
水泵安装时要特别注意水泵轴线应与动力机轴线一致。安装完毕后应用测隙规检查同心度，吸水管要尽量短而直，接头要严格密封，不可漏气。
4．冲洗 管子装好后先不装喷头，放水冲洗管道，将竖管敞开任其自由溢流，把管中沙
石都冲出来，以免以后堵塞喷头。
5．试压 将开口部分全部封闭，竖管用堵头封闭，逐段试压。试压的压力应比工作压力
大一倍，保持此压力10～20min，接头不应有漏水，如发现漏水应及时修补，直至不漏为止。
6．回填 经试压证明整个系统施工质量符合要求，才可以回填。如管子大、埋深较大，
应分层轻轻夯实。采用塑料管应掌握回填时间，最好在气温等于土壤平均温度时进行，以减少温度变形。
7．试喷 最后装上喷头进行试喷，必要时还应检查正常工作条件下每个喷点处是否达到
喷头的工作压力，用量雨筒测量系统均匀度，看是否达到设计要求，检查水泵和喷头是否运转正常。最后应绘制在地下的管道与管件的实际位置图，以便检修时参考。
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