园林喷灌系统原理.docx
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园林喷灌系统原理.docx
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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)
2.5-3.8
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。
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
②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
0.3-1.6
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指喷头射程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,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。
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- 园林 喷灌 系统 原理