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浅述现代城市绿地的喷灌设计

 论文导读:因此,合理的绿地喷灌设计是成功的城市景观的重要因素。

关键词:喷灌,灌水量,灌水周期,喷灌制度

  随着我国城市建设的飞速发展,人民生活水平的不断提高,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,以及增加美感和陶冶性情的作用。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,有时也可在自来水管路上加装一台管道泵即可。

  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。喷灌系统多采用施工方便,水力学性能良好且不会腐蚀的塑料管道,如硬聚氯乙烯管(PVC-U)、聚乙烯(PE)管等。同时,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。

  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)

  :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)

  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。

  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。

  ① 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。论文发表。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。论文发表。但由于各支路水量不均,计算较为烦琐。

 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,便于其他操作管理的安排;缺点是干管管径大,工程投资高,设备利用率低,控制面积小。因此,续灌方式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。因其降低工程投资,提高设备利用率、控制面积大的优点,得到了广泛的应用。

  3.6 管道的水力计算

在完成喷头选型、布置及轮灌区划分之后,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)

  ② 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。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 )

  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。

参考文献:

[1]张建华,朱燕琴,张家源.喷灌技术在城市道路绿化带中的应用[J].甘肃农业大学学报,2007,(4).

[2]赵世伟(主编).园林工程景观设计.中国农业科技出版社,2000,9.

 

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