城市园林节水灌溉系统规划设计分析

2015-04-17李文

绿色科技 2015年10期

李文

（1.国家节水灌溉工程技术研究中心，新疆石河子832000；2.新疆天业（集团）有限公司，新疆石河子832000）

1 引言

随着我国城市园林绿化快速、大面积的增长趋势，园林灌溉水量急速增加。根据相关研究表明：“我国大部分城市绿化灌溉用水仍以自来水为主，绿化用水已达到城市居民生活用水的36.8%，绿化用水与生活用水之间的矛盾日益突出”；“园林灌溉中使用节水技术，以平均节水20%计算，我国北方城市绿化用水节约就能达到10.8亿m3，节水潜力较大”。因此，园林灌溉中，有效实施节水灌溉技术，最大限度地节约用水，是平衡、缓解园林用水和城市生活用水两者矛盾的有效途径。

2 园林灌溉现状

2.1 大部分园林灌溉低效，浪费水现象严重

我国大部分城市园林现行的灌溉方式，多由胶管接自来水管进行灌溉，或者用水车拉水至现场进行漫灌。这种灌水方式导致大约80%的水因深层渗漏变成无效水，水利用效率极低。

2.2 部分园林实施了节水灌溉技术，但效果差强人意

近几年来，喷灌、微灌等节水技术也被应用在部分园林灌溉中，由于节水技术发展时间短，还未形成较为完整的设计、施工、管理体系，工程中存在以下几方面的问题：①规划设计不合理，景区高旱、低涝，人行道积水、节水设施与景观不相协调；②节水器材选择不合理，乔木、花卉、草坪均使用同一种灌水器，灌溉效果差；③输水管道、配水装置设置不合理，灌溉管理、操作繁杂、任务量大；④节水管网运行、维护差，设备跑、冒、漏水严重，造成系统瘫痪。

2.3 园林节水灌溉的目标

园林景观多采用 “乔、灌、草、景观”综合的艺术形式，具有“作物混合搭配、地形起伏、地形不规则等”特点。因此，园林节水灌溉必须通过科学规划设计，综合考虑地形、树木、花、草等因素，选择合理的灌溉方式（包括喷灌、微喷灌、涌泉灌等方式），满足植物需水要求，达到节约用水、美化景观环境的目标。

3 园林节水灌溉系统规划设计

3.1 园林节水灌溉系统组成

园林节水灌溉系统一般包括加压水泵、过滤装置、施肥器、输配水管网、灌水器（喷灌、微喷灌、滴灌）及保护控制装置（逆止阀、水表、压力表、配水阀、排水阀）等组成。园林节水灌溉系统与传统农田节水灌溉系统的主要区别是：农田节水灌溉系统中灌水器一般采用同一型号的灌水器，而园林节水灌溉系统中因植物需水量不同，系统中喷灌、滴灌、微喷灌等器材同时存在。

3.2 灌溉水源选择及设计要求

目前，许多城市的园林绿化面积较小，灌溉时多采用市政自来水管网供水。这种情况下，设计时，一般不设置加压、过滤设备。只在取水口处设置控制阀门，将绿地划分成多个灌水小区依次进行灌溉即可。

对于园林面积较大，布设管道较长时，设计时就要对灌溉水源进行加压。如果以湖泊水、河流水、地下水为水源时，还需设置过滤设备进行水质过滤。

3.3 灌溉制度的确定

园林节水灌溉制度可根据《喷灌工程技术规范》（GBJ85—85）、《节水灌溉技术规范》（SL207－98）、《微灌工程技术规范》（GBT 50485－2009）等规范的相应公式进行。通过计算比较园林植物中最大灌水量以及作物灌水周期等制定灌溉制度。实际设计时，以园林草坪喷灌为标准进行相关计算，制定参考的灌溉制度，其他多种植物的灌水量综合考虑后制定园林整体灌溉制度。

草坪喷灌灌水制度计算公式如下。

（1）设计灌水定额：m＝＝0.1（β2－β1）γh/η；

（2）灌水周期：T＝（m/Ea）η；

（3）灌水延续时间：t＝（m×Se×S1）/（η×q）。

式中：m为设计灌水定额（mm）；γ为土壤容重，g/cm3；h为计划湿润层深度（cm），参考值为草坪根系活动层深度，取30cm；Ea为日需水量（mm/d）；η为喷洒水的有效利用系数，取0.7；β1、β2为适宜土壤含水量上、下限的重量百分比，取85%，65%；Se为灌水器或出水口间距（m）；S1为毛管间距（m）；q为灌水器流量（L/h）。

3.4 设备选型

3.4.1 输水管材选择

在园林灌溉中，输水管材首选质量较好、柔韧度高的硬聚氯乙烯（PVC－U）管和聚乙烯（PE）管。为方便管网施工和后期维修，管径应选择经济管径并且管径规格不应太多。

3.4.2 灌水器选择

灌水器选择应从以下三个方面考虑。①设备选型与周围景观协调，安装后能与景观和谐共处，浑然一体。②节水设备灌水均匀，品种多样，能满足树木、花卉、草地、景观的灌溉需要，灌溉后高处不旱，低处不涝。例如，乔木选择滴灌或者涌泉灌溉方式比较合理，花卉及丛植的小群落植物选择为微喷灌效果较好，草坪应采用喷灌方式比较合适。③灌水器安装可根据环境要求而调节。例如，喷头射程及喷洒扇形可以根据需要调节，避免灌溉水喷洒到景区亭榭、人行道及游人身上。

3.5 管网布设

3.5.1 输水主管网布置

应考虑园林景观布设、地形、道路等因素。①干管、分干管尽量沿道路边缘铺设，便于管理人员检查、管理和维修；②管道尽量少穿障碍物；管道沿主坡方向布置；输配水管尽量布置在地势较高处。③输水主管道埋深应在冻土层之下，管网最低处应该设置排水井，灌溉季节结束后排除管道积水，防止冬季管道冻裂。

3.5.2 支管布设

支管布置要综合考虑作物灌溉、园林中树木位置、园林绿地形状等因素，根据现场情况选择合适的位置，方便灌水器安装、连接及后期打开、关闭等管理操作。

3.5.3 灌水器布置

（1）喷头布置：在绿地边界区域布置喷头时，根据边界形状和距离，先在边界转折点布置喷头，再依转折点喷头为准，依喷头喷洒工作半径布置喷头，各喷头间距尽量相等。在绿地开阔地带布设喷头时，相对容易，按照规划设计布置喷头，注意喷头间距尽量相等（图1）。

（2）微喷灌水器：微喷灌水器适合观赏型花卉、矮科丛植灌木作物。微喷灌水器布设时，其间距按照设计进行。安装高度宜微喷工作时喷水扇形不被作物枝叶遮挡为准（图2）。

（3）滴灌（涌泉灌）灌水器：滴灌（涌泉灌）灌水器一般和输水毛管铺设在作物根部。规划设计时，要根据树木的需水要求，在作物根部布置一定数量的灌水器。为管理维护方便，毛管和灌水器可以浅埋于作物根部土壤下10～20cm（图3）。

3.6 灌水小区划分

划分灌水小区应根据管网供水平衡、绿化区域分区、园林作物种类、灌水器类型等因素进行。一个灌水小区内一般不宜出现多种植物共存、多种灌水器共存、跨区域灌溉等情况发生。

4 工程实例

2015年，石河子总理纪念碑景区实施园林节水灌溉工程。景区绿化面积22 411m2，种植作物为花卉、草坪、树、灌木等植物。项目规划设计按照以上要点进行，设计采用“喷灌＋微喷＋涌泉灌”的高效灌溉方式。项目实施后，三种灌溉方式可独立，也可联合运行。系统运行稳定、管理方便，节水、节能50%以上，灌溉管理人员同比减少50%，景区树木绿化成活率达到95%以上。