简介： 从园林角度出发，介绍城市绿地喷灌系统的组成，种类和应用范围。根据绿地灌水量，灌水周期，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。
关键字：喷灌 灌水量 喷灌制度 允许首尾压力差
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、、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。喷灌常用的有硬管（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 ：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。是喷灌系统中最重要的部件，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。
根据适用对象不同，园林喷灌分类见表-1：
表-1 园林喷灌分类
名称 | 适用对象 | 特点 |
微 | 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 | 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 | 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
气象条件 | 湿 冷 | 干 冷 | 湿 暖 | 干 暖 | 湿 热 | 干 热 |
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 |
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⑴
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⑵
地面坡度（%） | 允许喷灌强度降低（%） | 地面坡度（%） | 允许喷灌强度降低（%） |
5-8 | 20 | 13-20 | 60 |
9-12 | 40 | ＞20 | 75 |
3.3 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3.4~5.4m/s 
=0.7-0.8
3.4 喷灌的布置
的布置主要包括组合形式、间距等，它合的理与否，直接关系到喷灌效果。
① 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 （2）菱形组合
② 组合间距见表-5：
表-3 组合间距
设 计 风 速 （m/s） | 组合间距 | |
垂直风向 | 平行风向 | |
0.3-1.6 | R | 1.3R |
1.6-3.4 | （1.0-0.8）R | （1.3-1.1）R |
3.4-5.4 | （0.8-0.6）R | （1.1-1.0）R |
注：⑴表中R指射程 ⑵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。
① 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：
：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）
② 确定主管管径
主管管径可由喷灌制度中最多开启数量的水量来确定，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） |
20 | 63或75 |
30 | 75或90 |
40 | 90或110 |
50 | 110或125 |
60 | 125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
③ 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）
：同时工作数 
：单流量
：水泵出水口至最不利间管道沿程水头损失之和 （
）
：设计工作压力（
）
：水泵出水口至最不利间局部水头损失之和（
）
：水泵出水口中心线至最不利高差 ( m )
4 结束语
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。
参考文献
[1] ISBN 7-5038-1513-2 孟兆祯等 《园林工程》 2000年9月第三版 中国林业出版社 1996年 95-104页
[2] ISBN 7-5074-1191-5 梁伊任（主编） 《园林建设工程》2000年1月第一版
中国城市出版社 2000年 1627-1667页
[3] ISBN 7-80167-008-6 赵世伟（主编） 《园林工程景观设计》 2000年9月第一版 中国农业科技出版社 2000年 545-547页