花园与小农场太阳能水泵：按土壤选型，不是按地块面积

直接结论： 花园和小农场的太阳能水泵，不是按地块面积选的。真正决定的是两个数。流量上限来自土壤：入渗率(mm/h)乘以你此刻正在湿润的面积(m2)，再除以 1000。流量下限来自太阳：日需水量除以有效抽水小时数。任何型号，只要它在你的总扬程下给出的流量落在这两个数之间，这套系统就能跑。选到上限以上的，水会从畦面流走，顺便把你的表土一起带走；选到下限以下的，你永远追不上作物，而最先损失的那点菜，比省下的那台泵贵。

几乎每周都有人问我「我家花园配个泵」，而几乎每一封询价带来的都是两个错的数据：地块面积，和一个预算。这两个数都不能选泵。这篇文章给你真正能选泵的那两个数，用的是 FAO 的土壤数据、我们自己目录里的实测曲线，还有一个你能直接照抄的算例。

决定一切的是两个数，都不是你的地块面积

小系统比大系统更容易翻车，原因不是它更难，而是它的余量更窄。在 20 公顷的大田上，泵大了 30% 只是效率损失；在 120 平方米的菜畦上，泵大了 30% 就是一条顺路而下的泥浆。

所以在翻任何样本册之前，先把这两个数写下来。

	由什么决定	公式	算错的后果
上限	你的土壤	入渗率(mm/h) × 湿润面积(m2) ÷ 1000 = 上限流量(m3/h)	水先积、后溢。表土和养分跟着走，菜畦最后只拿到你花钱抽上来的水的一小部分
下限	你的太阳能日	日需水量(m3/天) ÷ 有效抽水小时数 = 下限流量(m3/h)	水箱永远打不满。只能浅浇，根系停在表层，第一个干旱周作物就塌了
泵	你的扬程	在你的总扬程下读它的 H-Q 曲线	必须落在两个数之间。没有别的标准

这里有两个定义必须说清楚，因为出错都出在这两个地方。

公式里的湿润面积不是你的地块，而是你此刻正在湿润的那片面积：一个喷头的覆盖圆、一个滴灌分区、一组开着阀门的菜畦。把 1000 平方米的花园用四个阀门分成四块，每块的上限就是整块数字的四分之一。这一条重新理解清楚，「我的泵太猛了」这类抱怨基本就消失了。

公式里的有效抽水小时数不是 24 小时，也不是日照时长。它是你的板阵能把泵维持在接近额定功率下的那些小时，在热带和亚热带生长季大约是 4.5 到 5.5 小时，高纬度冬季是 3 到 3.5 小时。

毫米和升之间的换算是最简单的一步，因为 1 平方米上 1 毫米，正好就是 1 升：

施水深度	10 m2 上	100 m2 上	1,000 m2 上	1 公顷上
1 mm	10 L	100 L	1,000 L	10 m3
5 mm	50 L	500 L	5 m3	50 m3
25 mm	250 L	2.5 m3	25 m3	250 m3

记住中间这一行。花园的一次灌溉量用毫米说话，花园的水箱用立方米说话，这张表是你唯一需要的换算器。

流量上限来自你的土壤

这个数几乎没有人算，而它恰恰决定你的菜畦是被浇到还是被冲掉。FAO 公布过各类土壤的基本入渗率，也就是初期快速下渗结束后，土壤稳定吞咽水分的速度，用一小时能进入多少毫米来表示。

土壤类型	FAO 基本入渗率	USDA-NRCS 最大施水强度	实际意味着什么
沙土	很高	25 mm/h（1.0 in/h）	沙土畦你基本不可能灌过头
壤质沙土	高	18 mm/h（0.7 in/h）	非常宽容，但失水也快
沙壤土	20-30 mm/h	13 mm/h（0.5 in/h）	最容易灌溉的花园土
壤土	10-20 mm/h	10 mm/h（0.4 in/h）	大多数花园的设计基准
粉砂壤土	5-10 mm/h	8 mm/h（0.3 in/h）	裸地容易结皮，要覆盖
黏壤土	5-10 mm/h	-	慢。必须分区、必须轮灌
黏土	1-5 mm/h	-	整个设计的真正瓶颈

配这张表的规则来自美国农业部自然资源保护局（USDA-NRCS），话说得很硬：喷灌的最大施水强度必须低于土壤的入渗率。施水强度一旦超过它，水就会从畦面流走或在畦内重新分布，结果是一部分苗淹死、另一部分仍旧干着。NRCS 还追加了第二个条件，对花园尤其重要：一次净施水量超过半英寸（12.7 毫米）之后，施水强度还必须再往下降，因为事件进行到那个深度时，土壤的入渗已经慢下来了。

现在把它套到花园里最常用的东西上——一个喷头。

土壤	入渗率	一个喷头湿润 80 m2 时的上限	这种喷头通常想要的流量	结论
沙壤土	25 mm/h	2.0 m3/h	0.5-0.8 m3/h	很宽裕
壤土	15 mm/h	1.2 m3/h	0.5-0.8 m3/h	可用，有余量
黏壤土	6 mm/h	0.48 m3/h	0.5-0.8 m3/h	已经超标
黏土	3 mm/h	0.24 m3/h	0.5-0.8 m3/h	超标三倍

最后一行请再看一遍。在黏土上，一个普普通通的喷头，施水速度已经是土壤能接受速度的三倍。喷头没问题，泵也没问题。瓶颈是土壤，而它在你买东西之前就已经在那里了。三种解法，按花钱多少排序：把连续喷改成短时循环喷；改滴灌或渗灌带，把水摊到更大的畦面上去；或者连着几年加有机质，把入渗率本身提上去。

流量下限来自你的太阳能日

下限的算术更简单，但买小了的都是栽在这里。日需水量由作物和面积决定。泵一天的出水量是它在扬程下的流量乘以有效抽水小时数，不是乘以 24。所以小时数越少，同样的日水量就要求越大的流量。

日需水量	5.5 小时抽水	4.5 小时	3.5 小时
0.6 m3/天（120 m2 菜园）	0.11 m3/h	0.13 m3/h	0.17 m3/h
3 m3/天（600 m2 菜园）	0.55 m3/h	0.67 m3/h	0.86 m3/h
5 m3/天（0.1 公顷小农场）	0.91 m3/h	1.11 m3/h	1.43 m3/h
12 m3/天（0.25 公顷）	2.18 m3/h	2.67 m3/h	3.43 m3/h

这张表就是花园其实比大田好做的原因。0.1 公顷的小农场只需要大约 0.91 m3/h 就能跟上，我们最小的 24V 潜水泵在工作扬程下已经超过这个数。难的从来不是流量，而是上一节那个上限，以及下面两节要讲的扬程。

一畦菜一天到底要喝多少水

还剩一个数要定，它决定你的浇水节奏。

作物耗水等于参考蒸散量乘以作物系数：ETc = Kc × ETo。FAO-56 的「小株蔬菜」组——包括甘蓝、胡萝卜、洋葱以及大多数叶菜和根菜——中期 Kc 是 1.05；番茄 1.15，黄瓜和生菜 1.00。暖季的 ETo 在温带夏季是 4-6 毫米/天，在干热地区是 6-8 毫米/天。取 5 毫米/天加上 Kc 1.05，混合菜园的设计值大约是净耗水 5 毫米/天。这是我用的数字，用来做规划是站得住的。

节奏的另一半，是你浇的时候浇多深。这取决于土壤的持水能力，FAO 给出的田间持水量下的有效水容量是每米土深多少毫米：

土壤	FAO 有效水容量	30 cm 根区能存多少	按 50% 耗竭补水的单次深度	按 5 mm/天算的间隔
粗沙	80 mm/米	24 mm	12 mm	2-3 天
沙土	150 mm/米	45 mm	22 mm	4 天
沙壤土	180 mm/米	54 mm	27 mm	5 天
壤土	180 mm/米	54 mm	27 mm	5 天
粉砂壤土	200 mm/米	60 mm	30 mm	6 天
黏壤土	180 mm/米	54 mm	27 mm	5 天
黏土	180 mm/米	54 mm	27 mm	5 天，前提是入渗跟得上

注意这张表说了什么、没说什么。壤土、黏壤土和黏土的储水能力几乎一样。真正天差地别的是上一节的入渗率。所以这两类土失效的原因正好相反，解法也正好相反：

• 在黏土上，你被「水进得有多快」限制。 土壤能存很多水，但它接受不了那么快。轮灌、分区、改渗灌带，你都能浇到位。换更大的泵只会让黏土更糟，不会更好。
• 在沙土上，你被「水留得住多少」限制。 土壤什么速度都接受，然后几天之内就漏到根系以下。要少量多次、加堆肥提高持水能力，而且别指望靠加大水箱来解决——如果下面的土存不住，再大的水箱也没用。

所以壤土菜园的实用节奏是每 4 到 5 天浇一次 25 毫米，不是每天早上浇 5 毫米。如果你一直用软管每天浅浇，那你一直在养浅根，而第一场热风会告诉你答案。

同一台泵，流量可以差好几倍

接下来是大多数花园买家从没见过的东西：泵没有「一个流量」，它有一条曲线。下面是目录里四款小型直流泵的实测 H-Q 点。这些是台架实测，不是样本册估算值，而且这四条曲线各自只挂一个型号，所以每个点都能单独归因给该型号。

总扬程	3DSS0.5-28-12-80（80W，12V）	3DSS1.2-56-24-120（120W，24V）	2DPC1.5-35-24-200（200W，24V）	HJQB2-30-24-280（280W，24V）
0.5-1 m	0.47 m3/h	1.42 m3/h	1.52 m3/h	1.98 m3/h
5 m	-	-	1.37 m3/h	1.51 m3/h
8-10 m	8 m 处 0.40 m3/h	9.6 m 处 1.20 m3/h	8 m 处 1.24 m3/h	9.7 m 处 1.21 m3/h
14 m	0.30 m3/h	1.01 m3/h	12.4 m 处 1.09 m3/h	-
20-22 m	0.20 m3/h	21.5 m 处 0.80 m3/h	17.7 m 处 0.87 m3/h	20.5 m 处 0.61 m3/h
24-26 m	24 m 处 0.10 m3/h	24 m 处 0.60 m3/h	24.7 m 处 0.65 m3/h	26.2 m 处 0.31 m3/h
28 m 及以上	28 m 处为 0	34.6 m 处 0.41 m3/h	26.5 m 处 0.47 m3/h	约 27 m 处为 0

这张表里要读走三件事。

最小的那台不是玩具，但它确实是一股细流。 3DSS0.5-28-12-80 是螺杆泵，螺杆泵是用流量换压力：8 米扬程下每小时 400 升，也就是每分钟 6.7 升，而且到了 24 米它还在出水——同功率段的离心泵这时候早就归零了。如果你的花园就是几畦菜、水位又深，这是一台完全正经的泵。如果你指望它打满一个 2000 升的水箱，它要打五个小时。

扬程翻倍，代价比泵翻倍更大。 从 8 米到 24 米，2DPC1.5-35-24-200 从 1.24 掉到 0.65 m3/h，几乎正好一半。同样的翻倍，对 3DSS0.5-28-12-80 来说要拿走四分之三的出水量。扬程才是花园系统里最贵的那个变量，而它的每一米通常都能从某个地方省下来：管子埋深一点、水箱挪近一点、软管缩短一点，或者把泵往井里再放深一点、把水位抬起来。

在你的扬程下读曲线，不是读「最大流量」那一格。 2DPC1.5-35-24-200 标的最大流量是 1.5 m3/h，但你只有在总扬程不到一米时才能看到这个数字，而一个有任何提升的花园永远到不了。在现实的 10 米扬程下它是 1.17 m3/h。如果你是按汇总表选型而不是按曲线选型，你大约超配了三分之一，而在花园里，三分之一就是「一畦菜」和「一摊泥」的差别。这一条值得认真读一遍：怎么看懂水泵曲线。

从 80W 到 900W，真实可选的型号阶梯

下面是小地块可用的真实产品范围，从 12V 到 48V，参数就是我们目录里原样写着的。出水口径比你以为的更重要，因为它决定了你能用的最小管径，以及未来十五年你要一直承担的摩擦损失。

型号	电压	功率	最大流量	最大扬程	出水口径	典型花园用途
3DSS0.5-28-12-80	12V	80W	0.5 m3/h	28 m	0.75 英寸	几畦菜、水位深
3DSS1.2-56-24-120	24V	120W	1.2 m3/h	56 m	0.75 英寸	小菜园、深井
2DPC1.5-35-24-200	24V	200W	1.5 m3/h	35 m	0.75 英寸	经典 0.1 公顷小农场，打到水箱
3DPC3.5-25-24-200	24V	200W	3 m3/h	25 m	1.25 英寸	浅井、要流量不要压力
DQB2.0-25-24-210	24V	210W	2 m3/h	25 m	1 英寸	直供滴灌，浅水位
DQB2.0-30-24-280	24V	280W	2 m3/h	30 m	1 英寸	同上，扬程余量更大
3DPC3.5-35-24-300	24V	300W	3 m3/h	35 m	1.25 英寸	半公顷菜地分区灌溉
3DSC4.5-35-24-300	24V	300W	4 m3/h	35 m	1.25 英寸	不锈钢叶轮，含沙水
3DSC4.5-50-48-400	48V	400W	4 m3/h	50 m	1.25 英寸	更深的井，不锈钢叶轮
4DSC3.5-50-48-400	48V	400W	3.5 m3/h	50 m	1.25 英寸	小口径井、扬程更高
4DPC4.5-40-48-500	48V	500W	4.5 m3/h	40 m	1.25 英寸	要喷头直接带压力
3DPC5-45-48-500	48V	500W	5 m3/h	45 m	1.5 英寸	大花园、低扬程
4DSC6-45-48-500	48V	500W	6 m3/h	45 m	1.25 英寸	中等扬程要大流量
DLP15-14-48-500	48V	500W	15 m3/h	14 m	2 英寸	地面泵，只能接池塘或水渠
DLP20-19-72-900	72V	900W	20 m3/h	19 m	2 英寸	漫灌或沟灌、极低扬程

两条能帮你省钱的提醒。

水含沙或者微咸，不锈钢叶轮就值这个钱。 3DSC 和 4DSC 是不锈钢线，3DPC 和 4DPC 是塑料线。在花园里，这个差别最要紧的场景是你从池塘、水渠或者含沙的浅井取水——因为把花园泵磨掉的是磨损，不是腐蚀。什么时候塑料叶轮其实完全够用，塑料叶轮还是不锈钢叶轮里有完整对比。

板阵配比是规则，不是估计。 我们目录里写得很直接：板阵功率应不低于泵额定功率的 1.3 倍。所以 200W 的泵至少配 260W 板子，实际就是两块 150W，或者一块 400W。而控制器对「这些板子怎么串」有一个硬上限，因为它的最大开路电压由该型号的电压等级锁死：

控制器电压等级	最大板阵 VOC	大致能串几块 12V 标称板
24V 型号（2DPC、3DPC、2HJPC、3HJSS）	低于 60V	2 块（约 45V）；串三块约 67V，超限
48V 型号（3DSC、48V 的 3HJSC）	低于 105V	4 块
72V 型号（3DPC、72V 的 3HJSC）	低于 155V	6 块
110V 型号（3DSC、110V 的 3HJPC）	低于 205V	9 块

这是小系统最常见的接线错误。有人买了一块便宜的 60 片板，VOC 45V，为了多要点功率再加一块，结果串到了 90V，而 24V 控制器到 60V 就停。而且清晨低温会把 VOC 顶得更高，不是更低，所以出事的时间往往是冬天的天亮前后。如果你的地方会结冰，留的余量要比这张表更多。

是软管不是管道：小系统最常忘掉的那几米扬程

在大田系统里，摩擦损失是设计表上的一行。在花园里它通常被忽略，而它正是一台选型完全正确的泵只出一股细流的原因。

下面是 0.5 m3/h 这个不大的流量下，30 米管子要吃掉你多少扬程。算法用达西-韦斯巴赫公式，光滑聚乙烯和软管取粗糙度 0.007 毫米：

管或软管	内径	30 米、0.5 m3/h 下的摩擦损失	占总扬程 20 米的比例
25 mm（1 英寸）PE 管	约 21 mm	0.4 m	2%
20 mm（0.75 英寸）PE 管	约 16 mm	1.4 m	7%
1/2 英寸花园软管	约 10 mm	13 m	65%

最后一行就是全部问题所在。在一台出水口径 1.25 英寸的泵后面接一根 1/2 英寸花园软管，等于把大部分扬程丢掉，而且是无声无息地丢——因为软管看起来没问题，水也确实在流。大田里那条「每 10 米管约 1 米扬程」的经验法则是按 1-2 m/s 的大田流速标定的。到了花园流量下，它对正经管径略微偏高，而对细软管偏低到只有实际值的四分之一。如果你的泵把软管拉直时很有劲、一卷起来就变成滴答，那你刚刚亲手测了一遍摩擦损失。通用原则在该配多大的管里。

实例：0.1 公顷的家庭菜园

把所有东西放到一个真实场地里算一遍，因为这些数字会互相影响，而人们正是在这一步发现「太小」的那台泵其实是对的。

场地。 0.1 公顷，1000 平方米，混合蔬菜，自家吃加上少量出售。壤土。静水位距地面 4 米，抽水时降深 2 米。水箱架在 1.5 米的支架上。从井口到水箱 25 米 20 毫米管。板阵按泵功率的 1.3 倍预留。

第一步，下限。 1000 平方米上按净耗水 5 毫米/天，菜园一天需要 5.0 m3。加上 15% 的施水损失，毛需水 5.9 m3/天。按 5.5 个有效抽水小时算，就是 1.07 m3/h。

第二步，上限。 壤土入渗 10-20 mm/h，按 12 mm/h 设计。如果把菜园分成四块、每块 250 平方米，每块的上限是 12 × 250 ÷ 1000 = 3.0 m3/h。如果你一次浇整个 1000 平方米，上限是 12 m3/h，但那时你面对的是施水强度问题，而这个问题世界上任何一台泵都帮不了你，因为日水量只有 5.9 m3。四块分区不是妥协，它就是设计本身。

第三步，扬程。 水位加降深，4 + 2 = 6 米。打到 1.5 米支架上的水箱进水口，2.5 米。25 米 20 毫米管在略超 1 m3/h 时的摩擦，含管件约 1.6 米。总扬程 10.1 米，就按 10 米算。

第四步，选型号。 2DPC1.5-35-24-200 在 10 米扬程下出 1.17 m3/h。它落在下限 1.07 和上限 3.0 之间，而且几乎正好贴住下限——这正是花园泵该有的样子：不浪费能力，也不浪费板子。

核对项	数值	结论
下限（日需水 ÷ 日照小时）	1.07 m3/h	-
上限（入渗率 × 湿润分区）	3.0 m3/h	-
泵在 10 米总扬程下的流量	1.17 m3/h	在窗口内，高于下限 9%
日出水量（1.17 × 5.5 小时）	6.4 m3/天	对 5.9 m3/天 的需求，余量 8%
250 m2 分区上的施水强度	4.7 mm/h	对壤土的 10-20 mm/h，很宽裕
板阵需求（1.3 × 泵功率）	260W	两块 150W，或一块 400W
控制器 VOC 上限	低于 60V	两块 12V 标称板串联约 45V

第五步，浇水排期。 日水量 5.9 m3，按每次 25 毫米算，覆盖 236 平方米。所以菜园分四块，每天浇一块，每块每四天浇透一次 25 毫米。这正好就是前面那一节从土壤数据推出来的节奏，只是这次是从另一个方向算到的。每块要浇约 5.5 小时，用掉你全部的日照时间——这就是为什么四块分区不是可选项。

第六步，水箱。 按日需水量的 1.5 到 3 倍配，这个场地就是 2000 到 3000 升。但请注意水箱在这里到底在干什么。泵以 1.17 m3/h 往一个只能吸收 4.7 mm/h 的分区里送水。在壤土上这个差距无害。同样的菜园换成黏壤土，入渗 6 mm/h，每块的上限就掉到 1.5 m3/h，差距开始要命——这就引出了第二个例子。

重土版本。 120 平方米黏壤土菜畦，一次 25 毫米，也就是 3.0 m3 水。按 6 mm/h 算，土壤上限是 120 × 6 ÷ 1000 = 0.72 m3/h。而 3DSS1.2-56-24-120 在 11 米扬程下出 1.18 m3/h，比上限高。两条路，都成立：

1. 把泵降下来，换成 80W 的 3DSS0.5-28-12-80，它在 10 米时出 0.35 m3/h。这样确实尊重了上限，但 3.0 m3 要浇 8.6 小时，超过一个太阳能日。你得把这一次拆成两天。
2. 保留 120W 的泵，加一个水箱，这也是我会选的。泵以 1.18 m3/h 往 3000 升水箱里打，水箱同时以 0.72 m3/h 通过渗灌带往菜畦里放。5.5 小时里泵送进去 6.5 m3，菜畦接到 4.0 m3、施水强度 6 mm/h，正好压在土壤上限而不是翻倍，剩下 2.5 m3 留在水箱里给傍晚或者阴天用。

这里有一个值得带走的概念：在花园这个尺度上，水箱其实不是储水设备，它是流量变压器。 它把一台比土壤更快的泵，变成一台比土壤更慢的灌溉器，而你不必换更小的泵，也不必接受两天的浇水周期。你要的容积，是「泵的流量减土壤上限」乘以抽水小时数，再加上运转余量。这也是为什么直驱、无电池的系统特别适合花园（详见水箱还是电池），以及为什么花园是少数几个「滴灌是默认选择而不是高配」的场景之一（详见滴灌系统怎么设计）。

三种让花园系统提前报废的错误

1. 按地块面积选泵。 分母是你此刻正在湿润的面积，不是整块地。如果你曾经站在菜园里，看着水从畦面上淌走、而远的那一头依旧干着，那你看到的就是上限被无视的样子。先在纸上分区，再用阀门分区，然后逐块对照上面那张土壤表。

2. 最后 30 米用花园软管。 1/2 英寸软管要 13 米扬程，20 毫米管只要 1.4 米。如果你的总扬程是 20 米，这根软管刚刚拿走了三分之二，而且它会一直拿走整套系统的余生。管径用泵的出水口径，或者大一档，而且要在买泵之前先把管子买回来，这样你就没法说服自己省这一点。在低扬程场景下这一条更重要，而花园全都是低扬程。

3. 串了超过控制器 VOC 上限的板子。 按目录，24V 等级上限是 60V。两块 12V 标称板串联约 45V，安全；三块约 67V，当场报废。陷阱在于：你加第二块板，是为了解决一个其实是扬程问题的「出水太小」，而多出来的那块板并不是解药。加板之前，先用总扬程怎么算老老实实量一遍你的扬程，再把选型方法完整读一遍：太阳能水泵怎么选型。

买什么，按这个顺序买

顺序买错，是花园系统最后配上错泵的原因。照这个来。

1. 量水位、降深和出水口高度。 这三个数加上摩擦损失就是你的总扬程，决定泵的是它们，不是地块面积。
2. 算日水量：面积（平方米）× 5 毫米 = 每天多少升，再按你自己的季节调整。
3. 测或者查你的土壤入渗率。 用简易环刀入渗试验半小时就能做完，一分钱不花；上面表里 FAO 的公布值也是完全合理的起点。
4. 算出下限和上限，确认它们有重叠。 如果下限高于上限，先规划分区或者水箱，再规划泵。
5. 这时候才去挑型号，在你的扬程下读它的实测曲线，确认流量落在窗口内。
6. 配水箱：日水量的 1.5 到 3 倍，如果土重就按那个流量差来配；架在 1.5 米高的支架上，让重力替你分配。
7. 配板阵：不低于泵功率的 1.3 倍，然后核对串联方式是否超过控制器的 VOC 上限。
8. 加浮球开关和控制器上的防干转设置。这两样东西花不了多少钱，而正是它们让花园泵不会因为自己太成功（第一次水满人不在）而报废。
9. 按泵的出水口径买管子，而且在泵到货之前就买。

花园系统其余的一切——喷头怎么选、怎么防冻、板子倾角多少——都是第一个生长季之后可以慢慢调的小事。扬程、下限、上限调不了，而它们正是一个花园能用 80W 的泵活得很好、隔壁同样大的花园配了 500W 的泵却做不成的原因。如果你希望这套算术直接给你算好，把你的水位、提升高度和地块面积填进选型工具，或者直接把数字发给我。

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正在给花园或小农场规划太阳能泵？ 把你的水位、提升高度和地块面积填进选型工具看真实总扬程，或者直接WhatsApp 找我，把水位、提升高度、地块面积、土质和作物发给我，我按你的土壤而不是你的地块给你型号、板数、水箱容积和一套浇水排期。