园林喷灌系统原理.pdf

园林喷灌系统原理园林喷灌系统原理园林草坪喷灌系统设计原理作物需水量指园林草坪植物的株间蒸发和植株蒸腾之和。株间蒸发是指通过土壤和土壤表面的水分蒸发;植株蒸腾是指作物从土壤中吸收的水分。两者之和称为腾发量。影响需水量的因素有气象条件(温度、湿度、辐射及风速等)、土壤性质及其含水状况、植物种类及生育阶段等。由于上述这些影响因素错综复杂，确定灌溉需水量最可靠的办法是进行实际观测。但往往在规划设计阶段缺乏实测资料，这时就需要根据影响需水量的因素进行估算。估算灌溉需水量的方法很多，可通过公式进行计算，或参照表 4,1 的经验数据选取:灌溉系统的设计，应满足草坪需水高峰期的日需水量，即按最不利的条件设计，选取特定气象条件下的最高日需水量，以使系统有足够的供水能力。我们将在后面的设计过程中讨论喷灌强度。选择适合灌溉需水量的喷头是设计者应考虑的关键因素。表中，“冷”指仲夏最高气温低于 21 摄氏度;“暖”指仲夏最高气温在 21 至32 摄氏度之间;“热”指仲夏最高气温高于 32 摄氏度;“湿”指仲夏平均相对湿度大于 50%;“干”指仲夏平均相对湿度低于 50%。市绿地的喷灌设计简介摘要:从园林角度出发，介绍城市绿地喷灌系统的组成，喷头种类和应用范围。根据绿地灌水量，灌水周期，喷头布置形式以及喷灌管道水力计算进行的设计步骤，并由此确定绿地的喷灌制度。从而达到节水灌溉目的并能形成良好的景观效果。关键词:喷灌 灌水量 喷灌制度 允许首尾喷头压力差随着我国城市建设的飞速发展，人民生活水平的提高，城市绿地也更多的出现在我们的生活中。城市绿地可以有效的净化空气、吸滞粉尘、调节和改善小气候和美化环境的作用。相对来说，城市绿地具有乔灌结合、功能健全、种群稳定的特点。因此，合理的绿地喷灌设计是成功的城市景观的重要因素。1 喷灌系统的定义喷灌是将灌溉水通过由喷灌设备组成的喷灌系统或喷灌机组，形成具有一定压力的水，由喷头喷射到空中，形成细小的水滴，均匀的喷洒到土壤表面，为植物正常生长提供必要水分的一种先进灌水方法。与传统的地面灌水方法相比，喷灌具有节水、节能、省工和灌水质量高等优点。喷灌的总体设计应根据地形、土壤、气象、水文、植物配置条件，通过技术经济比较确定。2 喷灌系统的组成2.1 水源:一般多用城市供水系统作为喷灌水源，另外，井泉、湖泊、水库、河流也可作为水源。在绿地的整个生长季节，水源应有可靠的供水保证。同时，水源水质应满足灌溉水质标准的要求。2.2 首部枢纽:其作用是从水源取水，并对水进行加压、水质处理、肥料注入和系统控制。一般包括动力设备、水泵、过滤器、加药器、泄压阀、逆止阀、水表、压力表，以及控制设备，如自动灌溉控制器、衡压变频控制装置等。首部枢纽设备的多少，可视系统类型、水源条件及用户要求有所增减。当城市供水系统的压力满足不了喷灌工作压力的要求时，应建专用水泵站或加压水泵室。2.3 管网:其作用是将压力水输送并分配到所需灌溉的绿地区域。由不同管径的管道组成，如干管、支管、毛管等，通过各种相应的管件、阀门等设备将各级管道连接成完整的管网系统。喷灌常用的塑料管有硬聚氯乙烯管(PVC-U)、聚乙烯(PE)管等。应根据需要在管网中安装必要的安全装置，如进排气阀、限压阀、泄水阀等。2.4 喷头:喷头用于将水分散成水滴，如同降雨一般比较均匀地喷洒在绿地区域。喷头是喷灌系统中最重要的部件，喷头的质量与性能不仅直接影响到喷灌系统的喷灌强度、均匀度和水滴打击强度等技术要素，同时也影响系统的工程造价和运行费用。故应根据植物配置和土壤性质的不同选择不同的喷头。根据喷头适用对象不同，园林喷灌喷头分类见表-1:表-1 园林喷灌喷头分类喷头名称适用对象特点微喷头花园、温室及屋顶绿地全圆或扇形喷洒，喷洒雨滴大小均匀;雾化效果好，有降温加湿作用地埋式喷头公园灌溉、公共绿地灌溉或运动场草坪喷射仰角角度可调;全圆或按所需角度喷洒;水型均匀，不易形成地表径流;可更换喷嘴，易于清洗及保养摇臂喷头较大面积草坪及灌木 耐磨、不锈、性能稳定;有良好的抗风能力及防沙特性;工作压力在 0.15MPa 时即可正常运行喷枪农田、大面积草坪、森林绿地的喷灌。射程远、雾化效果好、不易堵塞3 喷灌系统的设计步骤3.1 绿地设计灌水量的确定绿地设计灌水量可按下式计算(1)其中:绿地设计灌水量():土壤容量():计划湿润层深度(mm):适宜土壤含水量上限，下限(重量百分比):喷灌水的有效利用系数 一般取(0.7-0.9)当现场资料缺乏的情况下，也可参照表-2 中所列经验数据选取 表-2 绿地灌水量估算表城市绿地的喷灌设计简介气象条件 湿 冷干 冷湿 暖干 暖湿 热干 热日需水量(mm)2.5-3.83.8-5.03.8-5.05.0-6.45.0-7.67.6-11.4注:表中“冷”指仲夏最高气温低于 21?;“暖”指仲夏最高气温 21?-32?;“热”指仲夏最高气温高于 32?;“湿”指仲夏平均湿度大于 50%;“干”指仲夏平均湿度低于 50%。3.2 土壤允许喷灌强度的校核土壤的允许喷灌强度是影响选型的主要因素。土壤的允许喷灌强度是指单位时间内喷洒在地面上的水深。喷灌系统的设计喷灌强度不得大于土壤的允许喷灌强度。不同质地土壤允许喷灌强度可按表-3 确定:表-3 土壤允许喷灌强度表?土壤类别允许喷灌强度(mm/h)土壤类别允许喷灌强度(mm/h)砂土20壤粘土10砂壤土15粘土8壤土12当地面坡度大于 5%时，允许喷灌强度可按表-4 确定:表-4 土壤允许喷灌强度表?地面坡度(%)允许喷灌强度降低(%)地面坡度(%)允许喷灌强度降低(%)5-82013-20609-1240,20753.3 绿地灌水周期的确定(2):绿地灌水周期:日需水量，mm/d，取灌水临界期的平均日需水量其中喷灌水的有效利用系数可根据风速条件选取:风速低于 3.4m/s=0.8-0.9风速为 3.45.4m/s=0.7-0.83.4 喷灌喷头的布置喷头的布置主要包括组合形式、喷头间距等，它合的理与否，直接关系到喷灌效果。喷头的组合形式主要有矩形、菱形等形式，矩形组合适用于地形规则、平整的绿地，优点是设计简单，容易布置，但抗风能力差;菱形组合适用于地形不规则、起伏较大的绿地。这种形式抗风能力强，喷洒均匀度高，而且喷头数量较少，节省投资。但由于各支路水量不均，计算较为烦琐。(1)矩形组合&bsp;(2)菱形组合喷头组合间距见表-5:表-3 喷头组合间距设 计 风 速(m/s)组合间距垂直风向平行风向0.3-1.6R1.3R1.6-3.4(1.0-0.8)R(1.3-1.1)R3.4-5.4(0.8-0.6)R(1.1-1.0)R 注:?表中 R 指喷头射程?风向多变时采用垂直风向栏内数据。3.5 建立喷灌制度喷灌系统的工作制度可分为续灌和轮灌。续灌是对系统内所有管道同时供水，其优点是灌水及时，运行时间短便于管理;缺点是干管管径大，造价高，设备利用率低。故该工作制度仅适用于绿地植物配置单一且面积较小的情况。轮灌是将各个支管系统分为若干组，每组包括一个或者多个阀门，喷灌时通过干管向各个支管轮流配水。3.6 管道的水力计算完成上述工作后，即可计算各级管道的流量和水力计算。确定支管管径支管管径根据支管进口流量()、支管长度(L)多孔系数(F)以及允许首尾喷头压力变差()，用下列公式反求:(3):多口系数:支管长度(m):首位压力差:管径指数:流量指数:流量():摩阻系数其中:首位压力差:喷头工作压力()多口系数:(4):孔口数:多孔支管首孔位置系数(支管入口至第一个孔口的距离与孔口间距之比)?确定主管管径主管管径可由喷灌制度中最多开启喷头数量的水量来确定，初定管径可参考表-6 所列数值选取表-6 主管管径选取表道流量(管径(mm)2063 或 753075 或 904090 或 11050110 或 12560125 或 160主管沿程水头损失对于 PVC 管，可按以下公式计算:(5):沿程水头损失():管道长度(m):流量()d:管道内径管道的局部水头损失，可按下式计算:(6):局部水头损失():局部阻力系数:管道流速(m/s):重力加速度()在实际工程中，管道的局部水头损失一般取沿程水头损失的 10%-15%做为局部水头损失估算。3.7 水泵的选择根据以上计算流量和扬程，即可确定水泵型号。水泵水量:(7)水泵扬程:(8):同时工作喷头数:单喷头流量:水泵出水口至最不利喷头间管道沿程水头损失之和():喷头设计工作压力():水泵出水口至最不利喷头间局部水头损失之和():水泵出水口中心线至最不利喷头高差(m)结束语 4设计合理的喷灌系统在满足需水要求的同时，可以满足景观和环境效果。精心设计的喷灌系统，通过正确选择喷头和进行喷点的布置，不仅满足绿地需水，而且在灌水时可以形成水动景观效果，提高草坪利用率和观赏价值。