吳踐明,楊樹永

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

淺談綠地噴灌設(shè)計

吳踐明1,楊樹永2

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

介紹綠地噴灌系統(tǒng)的分類、噴灌噴頭的分類、噴灌噴頭的布置方式、噴灌系統(tǒng)的技術(shù)要素、噴灌系統(tǒng)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(qiáng)度; 噴灌時間; 管徑選擇; 水泵選擇

隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展,綠地越來越受到人們的關(guān)注。如何為綠地提供一套安全可靠、節(jié)水節(jié)能、經(jīng)濟(jì)合理的灌溉供水系統(tǒng),也成為了一個不可忽略的重要問題。綠地節(jié)水灌溉包括噴灌、涌灌、滴灌、滲灌等供水系統(tǒng)。筆者就噴灌談幾點(diǎn)看法。

1 噴灌系統(tǒng)的分類及其適用范圍

噴灌系統(tǒng)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(nèi)的植物提供充足的水,靠外 1/3區(qū)域內(nèi)的植物則不能得到足夠的水,所以噴頭配置設(shè)計時應(yīng)保證噴頭灑出的水能交迭覆蓋。在無風(fēng)時,噴頭布置間距宜為噴頭灑水直徑的 66%;當(dāng)有微風(fēng)時,噴頭布置間距宜為噴頭灑水直徑的 55%;當(dāng)有和風(fēng)時,噴頭布置間距宜為噴頭灑水直徑的 50%。在對某區(qū)域進(jìn)行噴頭配置時,筆者認(rèn)為噴頭布置宜采用等邊三角形。當(dāng)無法采用標(biāo)準(zhǔn)的等邊三角形時,可進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,讓它類似于等邊三角形即可。

對于方形或矩形區(qū)域的綠地,首先應(yīng)根據(jù)區(qū)域大小及風(fēng)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(shù)量,最后以等邊三角形的形式布置區(qū)域內(nèi)的其他噴頭,待整個區(qū)域布置初步完成后,再對不合適的地方進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

對于不規(guī)則的區(qū)域,首先應(yīng)根據(jù)區(qū)域的大小以及風(fēng)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(qū)域內(nèi)配置噴頭,如有不合適的區(qū)域,再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步調(diào)整噴頭布置。

4 影響噴頭布局的因素

4.1 風(fēng)

風(fēng)對噴頭布局影響最大。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,按無風(fēng)、微風(fēng)、和風(fēng)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(biāo)明適用壓力范圍,設(shè)計中應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品性能來考慮噴頭的布置。

4.3 旋轉(zhuǎn)速度

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

5 噴灌系統(tǒng)的技術(shù)要素

5.1 噴灌強(qiáng)度

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

式中:q為噴灌強(qiáng)度,mm/h;n為設(shè)計區(qū)域噴頭數(shù)量,個; p為單個噴頭出水量,由噴頭產(chǎn)品樣本提供,m3/(h·個);S為設(shè)計區(qū)域總面積,m2;

最大允許噴灌強(qiáng)度是指在特定土壤質(zhì)地和地面坡度條件下,噴灌系統(tǒng)組合平均噴灌強(qiáng)度的最大值。而組合平均噴灌強(qiáng)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(qū)域內(nèi)的平均噴灌強(qiáng)度。當(dāng)?shù)孛嬗辛己玫闹脖桓采w時,最大允許噴灌強(qiáng)度可適當(dāng)提高,但不宜超過 20%。土壤質(zhì)地和最大允許噴灌強(qiáng)度的關(guān)系見表 3,最大允許噴灌強(qiáng)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(qiáng)度。土壤的滲透率見表5。

其次必須計算出噴頭達(dá)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(qiáng)度。常見植物每周需水量見表 6。

最后計算出每周澆灌次數(shù),即 T2/T1。這里必須注意的是,為了達(dá)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(tǒng)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(fèi)用最小。管道的年費(fèi)用包括投資成本和運(yùn)行費(fèi)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(shè)計流量,m3/h;v為設(shè)計流速,m/s。

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

當(dāng)管徑D≤50mm時,管道中的設(shè)計流速不應(yīng)超過表7。

5.4 水泵的選擇

當(dāng)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(tǒng)的設(shè)計流量應(yīng)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(tǒng)的設(shè)計流量,L/s;n為計算作用面積中噴頭數(shù)量,個;p為單個噴頭出水量,由噴頭產(chǎn)品樣本提供, m3/(h·個)。

噴灌系統(tǒng)的水泵揚(yáng)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(tǒng)的水泵揚(yáng)程,m;Ht為最不利噴頭的額定工作壓力,m(此值由噴頭產(chǎn)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(tǒng)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(tǒng),必須采用有效的措施防止噴灌系統(tǒng)中的水倒流,污染飲用水源。

當(dāng)噴灌系統(tǒng)為自壓型時,應(yīng)在給水引入管處設(shè)置倒流防止器。

當(dāng)噴灌系統(tǒng)為加壓型時,應(yīng)設(shè)置水泵吸水井,不得使用疊壓供水設(shè)備。

6.2 水錘防護(hù)

減小設(shè)計流速,選用具有柔性啟閉功能的閘閥,減少水錘的誘發(fā)因素;對于設(shè)有水泵的噴灌系統(tǒng),在水泵出水管上設(shè)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(jié)凍的地區(qū),宜將系統(tǒng)管道埋設(shè)在凍土層以下,從而起到防凍作用。

7 設(shè)計原則

(1)在水源選擇上,應(yīng)盡量考慮中水和地表水。(2)在系統(tǒng)選擇上,應(yīng)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)。(3)設(shè)計全過程均需考慮節(jié)水節(jié)能。(4)在滿足設(shè)計使用年限的前提下,注意系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理性。

[1] 城市園林綠地規(guī)劃編寫組.城市園林綠地規(guī)劃[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1982

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

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

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2010-02-03