淺談綠地噴灌設計

吳踐明,楊樹永

(1.四川海長設計研究有限公司,四川綿陽 621000;2.四川晟源建設工程咨詢有限公司,四川綿陽 621000)

淺談綠地噴灌設計

吳踐明1,楊樹永2

(1.四川海長設計研究有限公司,四川綿陽 621000;2.四川晟源建設工程咨詢有限公司,四川綿陽 621000)

介紹綠地噴灌系統的分類、噴灌噴頭的分類、噴灌噴頭的布置方式、噴灌系統的技術要素、噴灌系統的安全措施及管材選擇等方面的情況

綠地噴灌; 噴頭; 噴灌強度; 噴灌時間; 管徑選擇; 水泵選擇

隨著城市建設的飛速發展,綠地越來越受到人們的關注。如何為綠地提供一套安全可靠、節水節能、經濟合理的灌溉供水系統,也成為了一個不可忽略的重要問題。綠地節水灌溉包括噴灌、涌灌、滴灌、滲灌等供水系統。筆者就噴灌談幾點看法。

1 噴灌系統的分類及其適用范圍

噴灌系統分類及適用范圍見表 1。

2 噴灌噴頭的分類及適用范圍

噴灌噴頭的分類及適用范圍見表 2。

3 噴灌噴頭的配置形式

由于單個噴頭只能給噴灑半徑 2/3范圍內的植物提供充足的水,靠外 1/3區域內的植物則不能得到足夠的水,所以噴頭配置設計時應保證噴頭灑出的水能交迭覆蓋。在無風時,噴頭布置間距宜為噴頭灑水直徑的 66%;當有微風時,噴頭布置間距宜為噴頭灑水直徑的 55%;當有和風時,噴頭布置間距宜為噴頭灑水直徑的 50%。在對某區域進行噴頭配置時,筆者認為噴頭布置宜采用等邊三角形。當無法采用標準的等邊三角形時,可進行適當調整,讓它類似于等邊三角形即可。

對于方形或矩形區域的綠地,首先應根據區域大小及風的情況選定噴頭類型,再沿著不能超出的邊界(如道路或建筑物外墻等)配置噴頭,該邊界就是控制界。用控制界的總長度除以理想噴頭間距可以得出控制界上的噴頭數量,最后以等邊三角形的形式布置區域內的其他噴頭,待整個區域布置初步完成后,再對不合適的地方進行適當的調整。

對于不規則的區域,首先應根據區域的大小以及風的情況計算理想的噴頭布置間距,再沿著最需要均勻噴灑的邊界配置噴頭,該邊界即是控制界。然后在其它邊界上配置噴頭,最后按等邊三角形在區域內配置噴頭,如有不合適的區域,再根據實際情況進一步調整噴頭布置。

4 影響噴頭布局的因素

4.1 風

風對噴頭布局影響最大。設計時應根據當地的實際情況,按無風、微風、和風三種情況來選擇噴頭布置間距。

4.2 壓力

高壓會使噴頭噴出的水過度霧化而縮小噴灑面積,并使噴頭附近的水量增多;低壓則不能使水充分霧化而使整個噴灑面積上的水量減少。制式噴灌噴頭已標明適用壓力范圍,設計中應根據產品性能來考慮噴頭的布置。

4.3 旋轉速度

噴頭噴水孔口部位的旋轉速度會直接影響噴頭的噴灑效果。若旋轉速度不均勻,轉速慢的地方水會過多,轉速快的地方則水會過少。

5 噴灌系統的技術要素

5.1 噴灌強度

噴灌強度是指單位時間內噴灑在單位面積上的水量,或單位時間內噴灑在綠地上的水深。即:

式中:q為噴灌強度,mm/h;n為設計區域噴頭數量,個; p為單個噴頭出水量,由噴頭產品樣本提供,m3/(h·個);S為設計區域總面積,m2;

最大允許噴灌強度是指在特定土壤質地和地面坡度條件下,噴灌系統組合平均噴灌強度的最大值。而組合平均噴灌強度是指幾個工作壓力相同的噴頭按照一定形式組合,在同一噴灑區域內的平均噴灌強度。當地面有良好的植被覆蓋時,最大允許噴灌強度可適當提高,但不宜超過 20%。土壤質地和最大允許噴灌強度的關系見表 3,最大允許噴灌強度隨地面坡度的折減率見表4。

5.2 噴灌時間的確定

首先必須計算出不超過土壤吸水率的最大噴灌時間,即T1=土壤滲透率/最大允許噴灌強度。土壤的滲透率見表5。

其次必須計算出噴頭達到植物每周需水量的工作時間,即T2=植物每周需水量/最大允許噴灌強度。常見植物每周需水量見表 6。

最后計算出每周澆灌次數,即 T2/T1。這里必須注意的是,為了達到最大土壤吸水率,每次噴灌的間隔時間必須在1 h以上。

5.3 系統管徑的選擇

選擇管徑的原則是在滿足下一級管道流量及水壓的前提下,管道的年費用最小。管道的年費用包括投資成本和運行費用。如果采用給水塑料管,可利用下面公式確定管徑:

式中:D為管道的公稱直徑,mm;Q為設計流量,m3/h;v為設計流速,m/s。

該公式的適用條件是設計流量Q=0.5～200m3/h,設計流速v=1.0～2.5m/s。按上式計算出的管徑介于常用規格之間時,取大者。

當管徑D≤50mm時,管道中的設計流速不應超過表7。

5.4 水泵的選擇

當水源的水壓、水量不能滿足噴灌要求時,即需水泵加壓。噴灌系統的設計流量應大于計算作用面積中全部噴頭噴頭同時工作時的流量之和。即

式中Q為噴灌系統的設計流量,L/s;n為計算作用面積中噴頭數量,個;p為單個噴頭出水量,由噴頭產品樣本提供, m3/(h·個)。

噴灌系統的水泵揚程為噴頭額定工作壓力、管路的總水頭損失及最不利噴頭距離水源水面的高差之和。即

式中:H為噴灌系統的水泵揚程,m;Ht為最不利噴頭的額定工作壓力,m(此值由噴頭產品樣本提供);∑h為水泵到最不利噴頭的總水頭損失,m;ΔH為最不利噴頭和水源水面之間的高差,m。

6 噴灌系統的安全措施

6.1 防止回流污染

對于以飲用水作為水源的噴灌系統,必須采用有效的措施防止噴灌系統中的水倒流,污染飲用水源。

當噴灌系統為自壓型時,應在給水引入管處設置倒流防止器。

當噴灌系統為加壓型時,應設置水泵吸水井,不得使用疊壓供水設備。

6.2 水錘防護

減小設計流速,選用具有柔性啟閉功能的閘閥,減少水錘的誘發因素;對于設有水泵的噴灌系統,在水泵出水管上設置具有緩閉功能的止回閥,對水錘起到緩沖作用。

6.3 管道防凍

對于冬季結凍的地區,宜將系統管道埋設在凍土層以下,從而起到防凍作用。

7 設計原則

(1)在水源選擇上,應盡量考慮中水和地表水。(2)在系統選擇上,應安全可靠、技術先進。(3)設計全過程均需考慮節水節能。(4)在滿足設計使用年限的前提下,注意系統的經濟合理性。

[1] 城市園林綠地規劃編寫組.城市園林綠地規劃[M].北京:中國建筑工業出版社,1982

[2] 溫楊真.園林設計原理概論[M].北京:中國林業出版社,1989

[3] 羅伯特·愛蒙斯.草坪科學與管理[M].北京:中國林業出版社,1992

[4] 韓烈保.草坪建植與管理[M].北京:中國農業大學出版社,1991

[5] 全國民用建筑工程設計技術措施編委會.全國民用建筑工程設計技術措施—給排水[M].北京:中國計劃出版社,2003

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2010-02-03