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浅谈绿地喷灌设计

2010-01-15吴践明杨树永

四川建筑 2010年6期
关键词:管径绿地水泵

吴践明,杨树永

(1.四川海长设计研究有限公司,四川绵阳 621000;2.四川晟源建设工程咨询有限公司,四川绵阳 621000)

浅谈绿地喷灌设计

吴践明1,杨树永2

(1.四川海长设计研究有限公司,四川绵阳 621000;2.四川晟源建设工程咨询有限公司,四川绵阳 621000)

介绍绿地喷灌系统的分类、喷灌喷头的分类、喷灌喷头的布置方式、喷灌系统的技术要素、喷灌系统的安全措施及管材选择等方面的情况

绿地喷灌; 喷头; 喷灌强度; 喷灌时间; 管径选择; 水泵选择

随着城市建设的飞速发展,绿地越来越受到人们的关注。如何为绿地提供一套安全可靠、节水节能、经济合理的灌溉供水系统,也成为了一个不可忽略的重要问题。绿地节水灌溉包括喷灌、涌灌、滴灌、渗灌等供水系统。笔者就喷灌谈几点看法。

1 喷灌系统的分类及其适用范围

喷灌系统分类及适用范围见表 1。

2 喷灌喷头的分类及适用范围

喷灌喷头的分类及适用范围见表 2。

3 喷灌喷头的配置形式

由于单个喷头只能给喷洒半径 2/3范围内的植物提供充足的水,靠外 1/3区域内的植物则不能得到足够的水,所以喷头配置设计时应保证喷头洒出的水能交迭覆盖。在无风时,喷头布置间距宜为喷头洒水直径的 66%;当有微风时,喷头布置间距宜为喷头洒水直径的 55%;当有和风时,喷头布置间距宜为喷头洒水直径的 50%。在对某区域进行喷头配置时,笔者认为喷头布置宜采用等边三角形。当无法采用标准的等边三角形时,可进行适当调整,让它类似于等边三角形即可。

对于方形或矩形区域的绿地,首先应根据区域大小及风的情况选定喷头类型,再沿着不能超出的边界(如道路或建筑物外墙等)配置喷头,该边界就是控制界。用控制界的总长度除以理想喷头间距可以得出控制界上的喷头数量,最后以等边三角形的形式布置区域内的其他喷头,待整个区域布置初步完成后,再对不合适的地方进行适当的调整。

对于不规则的区域,首先应根据区域的大小以及风的情况计算理想的喷头布置间距,再沿着最需要均匀喷洒的边界配置喷头,该边界即是控制界。然后在其它边界上配置喷头,最后按等边三角形在区域内配置喷头,如有不合适的区域,再根据实际情况进一步调整喷头布置。

4 影响喷头布局的因素

4.1 风

风对喷头布局影响最大。设计时应根据当地的实际情况,按无风、微风、和风三种情况来选择喷头布置间距。

4.2 压力

高压会使喷头喷出的水过度雾化而缩小喷洒面积,并使喷头附近的水量增多;低压则不能使水充分雾化而使整个喷洒面积上的水量减少。制式喷灌喷头已标明适用压力范围,设计中应根据产品性能来考虑喷头的布置。

4.3 旋转速度

喷头喷水孔口部位的旋转速度会直接影响喷头的喷洒效果。若旋转速度不均匀,转速慢的地方水会过多,转速快的地方则水会过少。

5 喷灌系统的技术要素

5.1 喷灌强度

喷灌强度是指单位时间内喷洒在单位面积上的水量,或单位时间内喷洒在绿地上的水深。即:

式中:q为喷灌强度,mm/h;n为设计区域喷头数量,个; p为单个喷头出水量,由喷头产品样本提供,m3/(h·个);S为设计区域总面积,m2;

最大允许喷灌强度是指在特定土壤质地和地面坡度条件下,喷灌系统组合平均喷灌强度的最大值。而组合平均喷灌强度是指几个工作压力相同的喷头按照一定形式组合,在同一喷洒区域内的平均喷灌强度。当地面有良好的植被覆盖时,最大允许喷灌强度可适当提高,但不宜超过 20%。土壤质地和最大允许喷灌强度的关系见表 3,最大允许喷灌强度随地面坡度的折减率见表4。

5.2 喷灌时间的确定

首先必须计算出不超过土壤吸水率的最大喷灌时间,即T1=土壤渗透率/最大允许喷灌强度。土壤的渗透率见表5。

其次必须计算出喷头达到植物每周需水量的工作时间,即T2=植物每周需水量/最大允许喷灌强度。常见植物每周需水量见表 6。

最后计算出每周浇灌次数,即 T2/T1。这里必须注意的是,为了达到最大土壤吸水率,每次喷灌的间隔时间必须在1 h以上。

5.3 系统管径的选择

选择管径的原则是在满足下一级管道流量及水压的前提下,管道的年费用最小。管道的年费用包括投资成本和运行费用。如果采用给水塑料管,可利用下面公式确定管径:

式中:D为管道的公称直径,mm;Q为设计流量,m3/h;v为设计流速,m/s。

该公式的适用条件是设计流量Q=0.5~200m3/h,设计流速v=1.0~2.5m/s。按上式计算出的管径介于常用规格之间时,取大者。

当管径D≤50mm时,管道中的设计流速不应超过表7。

5.4 水泵的选择

当水源的水压、水量不能满足喷灌要求时,即需水泵加压。喷灌系统的设计流量应大于计算作用面积中全部喷头喷头同时工作时的流量之和。即

式中Q为喷灌系统的设计流量,L/s;n为计算作用面积中喷头数量,个;p为单个喷头出水量,由喷头产品样本提供, m3/(h·个)。

喷灌系统的水泵扬程为喷头额定工作压力、管路的总水头损失及最不利喷头距离水源水面的高差之和。即

式中:H为喷灌系统的水泵扬程,m;Ht为最不利喷头的额定工作压力,m(此值由喷头产品样本提供);∑h为水泵到最不利喷头的总水头损失,m;ΔH为最不利喷头和水源水面之间的高差,m。

6 喷灌系统的安全措施

6.1 防止回流污染

对于以饮用水作为水源的喷灌系统,必须采用有效的措施防止喷灌系统中的水倒流,污染饮用水源。

当喷灌系统为自压型时,应在给水引入管处设置倒流防止器。

当喷灌系统为加压型时,应设置水泵吸水井,不得使用叠压供水设备。

6.2 水锤防护

减小设计流速,选用具有柔性启闭功能的闸阀,减少水锤的诱发因素;对于设有水泵的喷灌系统,在水泵出水管上设置具有缓闭功能的止回阀,对水锤起到缓冲作用。

6.3 管道防冻

对于冬季结冻的地区,宜将系统管道埋设在冻土层以下,从而起到防冻作用。

7 设计原则

(1)在水源选择上,应尽量考虑中水和地表水。(2)在系统选择上,应安全可靠、技术先进。(3)设计全过程均需考虑节水节能。(4)在满足设计使用年限的前提下,注意系统的经济合理性。

[1] 城市园林绿地规划编写组.城市园林绿地规划[M].北京:中国建筑工业出版社,1982

[2] 温杨真.园林设计原理概论[M].北京:中国林业出版社,1989

[3] 罗伯特·爱蒙斯.草坪科学与管理[M].北京:中国林业出版社,1992

[4] 韩烈保.草坪建植与管理[M].北京:中国农业大学出版社,1991

[5] 全国民用建筑工程设计技术措施编委会.全国民用建筑工程设计技术措施—给排水[M].北京:中国计划出版社,2003

TU991.64

B

2010-02-03

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