绿地喷灌设计技术规范

绿地喷灌设计技术规范“绿地”包括园林绿地、市政绿地、庭院绿地和运动场绿地。节水灌溉包括喷灌、涌灌、滴灌和渗灌，各种灌溉方式的设计原则与步骤基本相同，只是布水形式不同。本节以喷灌为主要内容。11．9．1绿地喷灌系统设计基本原则。绿地喷灌系统设计应遵循的基本原则是节水、实用、可靠、节能和经济。这些原则之间存在着相互制约的天系，当不能同时得到满足时应该首先考虑节水。因为，节约水资源是实施喷灌工程最重要的目的。1在水源选择上应首先考虑利用中水或地表水，尽量避免直接使用地下水或市政管网提供的生活饮用水作为喷灌用水。其次，应根据喷灌区域的地形、土壤、气象等条件和植物的需水要求，严格控制设计喷灌强度，并制定合理的灌水制度，避免形成地表积水或径流。最后，要根据设计条件和使用要求进行喷头的选型和布置，既要满足绿地的养护要求，又要避免因无效喷洒造成的水资源浪费。2喷灌系统选型时，应根据不同植物的需水要求，保证喷灌系统基本的施水功能；喷头选型和布置时，主要应满足喷灌的技术要求，保证喷灌系统在技术上的合理性；管网布置和水力计算时，应根据管网压力平衡条件，使供水管网具有最佳的水力条件。3根据用户的资金状况和对喷灌系统使用年限的期望，进行喷灌系统的类型选择和寿命设计，然后依此选择管材和设备，以求系统中所有器材的使用寿命在一个接近的范围内。应该对过滤设备的进、出口水质进行监控，以保证喷灌系统运行的可靠性。4在自然水头或管网水压能够满足喷灌要求的场合，应尽量采用自压型喷灌系统。对于加压型喷灌系统，应该按照经济流速来选择管径。此外，选用低压喷头有利于降低加压型喷灌系统的运行费用。5在满足绿地喷灌基本要求的条件下，尽可能考虑喷灌设备的综合利用。在管材选择方面，既要保证系统的承压要求和水锤安全，又要避免因管壁过厚造成管道成本增加。应尽量选用远射程喷头，以求降低工程造价。对于加压型喷灌系统，还应对系统的投资成本和运行费用进行综合比较。11．9．2系统选择。绿地喷灌系统有下列几种类型，没计者应根据种植方案、自然条件、资源状况、使用维护等因素，综合比较确定。1按管道敷设方式分类。1）固定型喷灌系统：所有管道都敷设在地表以下、喷头位置固定的喷灌系统称为固定型喷灌系统。固定型喷灌系统便于使用和管理，不影响园林景观，不妨碍绿地养护，系统的使用寿命较长。该类喷灌系统便于今后进行系统升级和实现自动化控制。但是，这种类型喷灌系统的前期投资较大，当管道出现泄漏故障时，不易判断故障位置和进行维护。对于新建绿地，在资金条件允许的情况下，应优先考虑采用固定型喷灌系统。2）移动型喷灌系统：部分或所有管道敷设在地表以上、喷头位置可移动的喷灌系统称为移动型喷灌系统。移动型喷灌系统的前期投资小、工期短，施工过程对原有绿地的损坏程度小。但是，由于管道敷设在地面卜和喷头位置的可移动性，这类系统的喷灌质量受人为因素的影响较大，不便进行绿地养护，作业时影响绿地的景观效果。此外，移动型喷灌系统的外露管材受到气象和人为因素的影响，易于损坏，使用寿命较短。对于现状绿地，为了减少对绿地植物的损坏，或受资金条件的限制，可采用移动型喷灌系统。2按控制方式分类。1）程控型喷灌系统：按照预先设置的程序自动控制的喷灌系统称为程控型喷灌系统。程控型喷灌系统操作简单，省时、省力，有利于提高绿地养护质量和工作效率。程控型喷灌系统的运行程序可由绿地管理人员根据不同季节植物的需水量预先设置，既能提高绿地的养护质量，又能达到节水目的，便于实现智能化控制和区域性集中控制。程控型喷灌系统的前期投资较大，对管理人员业务水平的要求较高。程控型喷灌系统易于实现夜间作业。喷灌系统夜间作业有以下优点：①夜间的空气湿度较大，喷灌的蒸发损失较小，有利于节约用水；②夜间的生活用水量较小，有利于满足喷灌系统对供水压力的要求；③对于使用电力的喷灌系统，可享受国家“谷”期用电的优惠政策。对于面积较大或养护要求较高的绿地，在资金条件允许的情况下，应优先考虑采用程控型喷灌系统。2）手控型喷灌系统：依靠人工启动或关闭的喷灌系统称为手控型喷灌系统。手控型喷灌系统的投资成本较低，但这类喷灌系统不便于使用和管理，绿地的养护质量和节水效果受人为因素影响较大，不便实现智能化管理和集中控制。对于面积较小或养护要求不高的绿地，可采用手控型喷灌系统。3按供水方式分类。1)自压型喷灌系统：喷灌水源的水压和水量能够满足使用要求，不需配置加压设备的喷灌系统称为自压型喷灌系统，自压型喷灌系统具有前期投资较小、设计和施工简单、使用和维护方便等优点。自压型喷灌系统多用在以供水管网作为水源或现场条件不允许设置加压设备的场合。2）加压型喷灌系统：以天然水体作为喷灌水源，或现有管网的水压或水量不能满足喷灌系统的设计要求时，需要靠加压设备满足喷灌系统的供水要求，这样的喷灌系统称为加压型喷灌系统。加压型喷灌系统的喷灌均匀度较高，喷洒景观好。但是，加压型喷灌系统的前期投资较大，对设计和运行管理的要求较高。对于以江、河、湖、溪、井等天然水体、中水或喷泉池等作为喷灌水源的场合，必须采用加压型喷灌系统。11．9．3喷灌技术要素。喷灌技术要素是衡量喷灌系统灌水质量的技术指标。喷灌系统规划设计中涉及到的技术要素主要有喷灌强度、喷灌均匀度和水滴打击强度。1喷灌强度。1)喷灌强度的定义。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：thAtV(11．9．3—1)式中——喷灌强度(mm／min或mm／h)；△V——喷洒水量(mm3)；△A——喷洒面积(mm2)；△h——水深(mm)；△t——喷洒历时(min或h)。2）组合平均喷灌强度：组合平均喷灌强度是几个工作压力相同的喷头按照一定形式组合，几个喷头在同一喷洒区域内平均喷灌强度的组合。一般是取一个典型面积或单喷头的有效控制面积来进行分析。由于在组合情况下湿润面积有部分重叠，所以，组合平均喷灌强度总是大于单喷头平均喷灌强度。3）最大允许喷灌强度：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。表11．9．3—1给出不同土壤质地的最大允许喷灌强度。最大允许喷灌强度还与喷灌区域的地面坡度有关。如果存在地面坡度，最大允许喷灌强度应随地面坡度的增加而减小。表11．9．3—2给出不同地面坡度最大允许喷灌强度的折减率。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％。表11．9．3—1土壤质地和最大允许喷灌强度土壤质最大允许喷灌强度土壤质最大允许喷灌强度地（mm／h）地（mm／h）砂土20壤粘土10沙壤土15粘土8壤土11表11.9.3－2最大允许喷灌强度随地面坡度的折减率地面坡度（0）允许喷灌强度折减率（％）地面坡度（0）允许喷灌强度折减率（％）＜51013～20605～820＞20759～12402喷洒均匀度。1）喷灌均匀度的定义。喷灌均匀度可用喷灌均匀系数表示。克里斯琴森(Christiansen)提出的喷灌均匀系数计算公式为：%1000.1nmxCu(11．9．3—2）式中Cu——喷灌均匀系数(％)；x——每一个观测值与平均值之差；m——观测值的平均值；n——观测值的总数。如果用喷灌强度计算均匀系数时，此观测值为喷灌强度。如果用水深计算均匀系数时，此观测值为水深值，式11．9．3—2可表示为：%1000.1hhCu(11．9．3—3）式中Cu——喷灌均匀系数(％)；△h——各测点喷洒水深的平均偏差(mm)；h——各测点平均喷洒水深(mm)。2）喷灌均匀系数的应用。喷灌均匀系数与单喷头水量分布、工作压力、布置方式、竖管安装角度、地面坡度和风速、风向等因素有关，一般不应低于75％。为了保证喷灌均匀度达到要求，在同一个轮灌区里应选择同一种喷头。当采用旋转喷头时，为了保证喷灌均匀度，应考虑不同旋转角度喷嘴的级配问题。一般地旋转角度为900、1800和3600喷嘴的出水量比例应近似为1：2：4。3水滴打击强度。1）水滴打击强度的定义。水滴打击强度是指单位受水面积内水滴对植物和土壤的打击动能，也就是单位时间内，单位受水面积所获得的水滴撞击能量。它与水滴大小、降落速度和密集程度有关。水滴打击强度太大，会损坏植物，破坏土壤团粒结构，造成土壤板结。2）水滴打击强度的间接表示。①水滴直径法：水滴直径是指洒落在地面上或植物叶面上水滴的直径，以“mm”为单位。水滴平均直径是指在喷洒范围内某一点观测到的所有水滴直径的平均值，中数直径是指在该点大于和小于它的水滴总体积相等的直径。水滴的直径和射流与周围空气的相对速度成反比。靠近射流表面的水总是形成较小的水滴，散落在喷头附近；靠近射流核心的水形成较大的水滴，散落在距喷头较远处。因此，中数直径沿喷头射程的径向分布规律是随距离的增加而增加。最远处水滴直径最大，对植物和土壤的损害也就最大。一般以最远处的中数直径作为设计依据。对于绿地喷灌系统，喷洒水滴的直径应控制在1—2mm以内。②雾化指标法：雾化指标是指喷头的设计工作压力(mH2O)和主喷嘴直径(m)之比。雾化指标在某种程度上反映了水滴打击强度，便于实际应用。但是，雾化指标不能如实地反映不同的喷嘴形状和不同的粉碎装置之间的差异。表11．9．3—3给出喷嘴孔口为圆形且不带碎水装置喷头的雾化指标。表11.9.3－3雾化指标植物种类雾化指标植物种类雾化指标草坪、苗木2000～3000花卉4000～500011.9.4绿地喷灌系统的基本构成。喷灌系统通常由喷头、管材和管件、控制设备、过滤设备、加压设备及水源等部分构成。见图11．9．5水源。当有多种水源可供选择时，应按照中水、地表水(含喷泉池水)、管网水和地下水的顺序选用。当单一水源的供水量不能满足喷灌系统的供水要求时，可采用两种或两种以上的水源。水源的水质应五色无味，应能满足植物生长的要求，不应改变原有土壤的物理和化学性能。当使用中水作为绿化用水时，应定期检验中水的出水水质。对于覆盖面积在5000m’以上的自压型喷灌系统，水源的供水管径应为50～100mm。11．9．6加压设备。绿地喷灌系统常用的加压设备有离心泵、潜水泵和深井泵。水泵的设计出水量应满足最大轮灌区的设计供水量，水泵的设计扬程应满足最不利点喷头的工作压力。水泵的选型应同时兼顾系统的建设成本和运行费用。当喷灌系统中轮灌区的设计供水量差额超过25％，或喷灌系统中喷灌与浇灌方式共同存在时，应采用变频供水设备。11．9.7过滤设备。如果喷灌水源含有较多的砂粒、悬浮物或藻类等物质，应使用过滤设备。1离心过滤器：离心过滤器主要用于含砂水的初级过滤，可分离水中的砂粒和碎石。在稳定流状态下，对60～150目的砂石有较好的分离效果。如果单独使用离心过滤器不能满足喷灌系统对水质的要求，可将离心过滤器与网式过滤器组合作用。常用离心过滤器的规格和建议工作量见表11．9．7—1。表11.9.7离心过滤器工作流量规格（DN）20255080100工作水量（m3／h）1.0～3.01.5～7.05.0～2010～4030～70离心过滤器进水管的直段长度不得小于其进水口直径的10倍。2砂石过滤器：当使用湖、塘、河、渠等地表水作为喷灌用水时，应采用砂石过滤器去除水中的藻类和悬浮物等较轻的杂物。常用砂石过滤器的规格和建议工作流量见表11．9．7—2。表11.9.7沙石过滤器工作流量规格（DN）5080100工作水量（m3／h）5～1810～3520～70砂石过滤器可做为单级过滤，也可与网式过滤器或叠片过滤器组合使用。3网式过滤器：网式过滤器主要用于水质较好的场合，也可与其他类型的过滤器组合使用，做为末级过滤。表11．9．7—3给出不同规格网式过滤器的建议工作流量。表11.9.7－3网式过滤器工作流量规格（DN）5080100工作流量（m3/h）5～2010～3530～704叠片过滤器：叠片过滤器主要用于水质较好的场合，也可与其他类型的过滤器组合使用，做为未级过滤。表11．9．7—4给出不同规格叠片过滤器的建议工作流量。表11.9.7－4叠片过滤器工作流量规格（