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1、绿地喷灌给排水设计11.2.1 喷灌系统的组成与分类（P4P9）21绿地喷灌系统的构成从喷嘴喷出的水雾沿喷灌系统上溯到水源，可以看到绿地喷灌系统通常喷头、管材和管件、控制设备、过滤装置、加压设备及水源等部分构成。如果采用市政供水作为喷灌水源，并且管网水压能够满足设计要求，系统中无需加压设备；如果水源的水质能够满足喷灌要求，系统中无需过滤装置。图1-1为一无加压设备和过滤装置的绿地喷灌系统的示意图，中、小型绿地喷灌系统多属于这种情况。2.1.1喷头喷头是喷灌系统中的重要设备。它是作用是将有压水流破碎成小的水滴，按照一定的分布规律喷晒在绿地上。为了达到喷灌系统的设计和使用的要求，选用喷头应符合一下
2、条件：（1） 在设计工作压力下，能够将连续水流破碎成细小水滴，具有良好的雾化能力。（2） 在设计工作压力和无风条件下，具有一定的水量分布规律。（3） 喷头材质具有良好的抗老化、耐腐蚀和抗机械冲击等性能。（4） 结构合理、使用方便、经久耐用。2.1.2管材和管件管材和管件构成了喷灌系统的输水管网。其作用是将有压水流从水源按照一定方式输送到系统中每个喷头底部。用于绿地喷灌系统的管材和管件应该保证在规定的工作压力下不发生开裂和爆管现象，同时，还应具有抗老化、不锈蚀、便于安装的性能。随着材料工业和塑料加工技术的发展，在市政和建筑给排水方面，塑料管正逐渐取代金属和其他材质的管道。塑料管比金属管更适合绿地
3、喷灌，这是因为塑料管具有以下优点。（1） 化学性能稳定：耐化学腐蚀性强，不锈蚀，使用寿命长达50年。喷灌系统属于水的间歇性用户，采用金属管道容易在管内壁形成氧化层，使用几年后，管内壁严重腐蚀，管内壁粗糙，摩擦阻力增加，输水能力减小。并且形成氧化物阻塞，给喷灌系统的使用和维护带来不便。（2） 水力性能好：塑料管内壁光滑，摩擦阻力小，输水能力高，有利于降低管网成本和运行费用。（3） 材质轻：搬运装卸便利，节约运输和施工费用，塑料管的质量密度为1.361.46g/cm3,20315mm的塑料管每米的质量仅为镀锌管的14%20%。（4） 密封性能好：不论采用承插胶圈柔性接口或黏接，均具有良好的水密封性
4、。（5） 施工期短：塑料管材的连接方便，施工迅速，故施工期短，有利降低工程造价。管件的作用是连接管道，形成管网。管件包括弯头、直通、三通、异径管、堵头和各种转换件等。21.3控制设备喷灌系统的运行靠各种控制设备来实现。按照控制设备的使用功能，可将其分为状态性控制设备、安全性控制设备和指令性控制设备。状态性控制设备的作用是控制管网水流方向、流量和压力等状态参数，如各种球阀、闸阀、电磁阀和水力阀等。安全性控制设备的作用是保证喷灌系统的运行安全和正常维护，如减压阀、逆止阀、空气阀、水锤消除阀和自动泄水阀等。指令性控制设备包括各种自控阀门的控制器、遥控器、传感器、气象站和中央控制系统等。2.1.4过滤
5、器当喷灌用水中含有固体悬浮物或有机物时，需采用过滤器对水中的杂质进行分离和过滤，以免堵塞系统中的阀门和喷头。按照不同的工作原理，可将过滤器分为离心过滤器、砂石过滤器、网式过滤器和叠片过滤器。利用地表水或含沙量较大的地下水作为喷灌水源时，经常会用到过滤器。使用处理后的生活或生产废水作为喷灌用水，也有可能需要过滤设备。过滤器的使用会增加喷灌系统的工程造价，但确实会给系统的运行和管理带来许多方便。2.1.5加压设备加压设备的作用是确保喷头能够在设计压力下工作。在许多情况下，即使喷灌水源有一定的压力水头，但也不足以克服管道的摩擦损失，给喷头提供足够的工作压力。这时借助加压设备提高喷灌系统的供水压力是十
6、分必要的。加压设备包括各类水泵、变频供水装置和高位水箱等，规划设计时应根据具体情况选用。2.1.6水源绿地喷灌的水源有多种形式，市政或局域供水管网、处理后的生活及生产废水、井、泉、湖泊、池塘、河流和渠道等都可能为喷灌系统提供良好的水源。无论采用哪种水源，首先应该满足喷灌系统对水质和水量的要求、水源的条件对于喷灌系统的规划设计是至关重要的。进行喷灌系统的规划设计时，必须通过现场的勘察，对不同的水源进行分析和比较，选择技术上可行、经济上合理的供水方案。2.2绿地喷灌系统的分类为了便于描述和比较，需要按照一定的方式对绿地喷灌系统进行分类。绿地喷灌系统的分类方法有许多，常用的有按照管道敷设方式、控制方
7、式和供水方式进行分类。2.2.1按管道敷设方式分类（1）固定型喷灌系统指管网的支、干管均为地下敷设的喷灌系统。固定型喷灌系统具有操作方便、易于维护管理和便于实现自动化控制等优点。对系统设计水平的要求较高。这类喷灌系统的一次性投入较大，但运行管理十分方便。（2）移动型喷灌系统指管网的干管为地下或地上敷设，支管均为地上敷设的喷灌系统。移动型喷灌系统的前期投资小，但不便使用和维护，难以实现自动化控制。2.2.2按控制方式分类（1）程控型喷灌系统指闸阀的启闭是依靠预设程序控制的喷灌系统。程控型喷灌系统操作简单、省时、省力，有利于提高绿地的养护质量，实现绿地的高效管理；系统的运行程序由园林专家根据植物是
8、需水要求和气象条件事先设置，从而在使用中可以有效地避免人为因素对绿地养护的不利影响。目前的程控型喷灌系统是未来区域性喷灌系统的雏形或子系统，只有不断地建立和完善能够独立运行的程控型喷灌系统，将来逐步实现区域性喷灌系统的集中化和智能化管理才有可能。另外，程控型喷灌系统能够轻松地做到夜间运行。提倡夜间喷灌的主要原因是：白天空气湿度低，蒸发损失大，夜间喷灌更有利于节水；白天多为用水高峰期，管网水压较低，夜间喷灌有利于保证喷头的工作压力。（2）手控型喷灌系统指人工启闭闸阀的喷灌系统。手控型喷灌系统的投资成本略小于程控型喷灌系统，但这种系统不便于操作管理，绿地的养护质量受个人因素影响较大，不便实现智能化
9、控制和区域性集中控制。2.2.3按供水方式分类（1）自压型喷灌系统指水源的压力能够满足喷灌系统的设计要求，无需进行加压的喷灌系统。自压型喷灌系统常见于以市政或局域管网为喷灌水源的场合，多用于小规模园林喷灌系统。（2）加压型喷灌系统当水源是具有自由表面的水体，或水压不能够满足喷灌系统的设计要求时，需要在喷灌系统中设置加压设备，以保证喷头足够的工作压力。这样的喷灌系统称为加压型喷灌系统。加压型喷灌系统常见于以江、河、湖、溪、井等水体作为喷灌水源的场合，使用管网水源但水压不足时，也应采用加压型喷灌系统。大规模园林绿地和运动场草坪的喷灌多采用加压型喷灌系统。11.2.2 喷头选型与布置（P167174
10、） 2.1一般要求绿地喷灌系统的喷头选型和布置，首先应该满足技术方面的要求，包括喷灌强度、喷灌均匀度和水滴打击强度等；保证喷灌系统在技术上的合理性，既能满足绿地植物的生长需要，又能体现和突出喷灌方式的优越性；其次，应该满足经济方面的要求，力求降低前期的工程造价和后期的运行费用。充分发挥优化设计的作用；最后还应兼顾喷洒效果的景观要求，使运行中的喷灌系统能够为周边的环境增添一道绚丽的风景。2.1.1喷灌强度喷灌区域土壤的入渗率和地面坡度是确定单喷头喷灌强度的主要因素。所谓土壤允许喷灌强度就是在短时间里不形成径流的最大喷灌强度。当喷灌强度超过土壤允许喷灌强度时，喷洒的水量不能在喷灌时间里全部渗入土地
11、，而形成地面径流，造成水资源浪费。同时，土壤的结构也受到破坏。采用旋转喷头时，应通过调换喷嘴改变出水量的方法，保证不同旋转角度的喷头为绿地提供相同喷灌强度的水量。一般地，旋转角度为90喷头的出水量应为180喷头的一半，旋转角度为180喷头的出水量应为360喷头的一半。按照喷灌强度的要求选择和布置喷头时，应该遵守的原则是：喷头的组合喷灌强度不得大于土壤允许喷灌强度。喷头选型时，首先根据土壤地质和地面坡度，确定土壤允许喷灌强度，然后再按照喷头布置形式推算单喷头喷灌强度。2.1.2喷灌均匀度喷灌均匀度是指在喷灌面积上水量分布的均匀程度。影响喷灌均匀度的因素很多，直接和喷头有关的因素有喷嘴的水力性能、
12、喷芯旋转均匀性、单喷头水量分布和喷头布置形式等。在这些因素中，喷嘴的水力性能、喷芯旋转均匀性、单喷头水量分布时喷头固有的性能，喷头选型时可根据生产厂家提供的产品性能资料确定。喷头的布置形式和布置间距对喷灌均匀度有直接影响。喷灌均匀系数和水量分布图是反映喷灌均匀度的指标。其中，喷灌均匀系数的测量和计算方法比较简单，便于进行定量分析，所以在实际中应用较多。喷头技术规范GBJ85-58中规定：“在设计风速下，喷灌均匀系数不应低于75。”这里提到的均匀系数，它与单喷头的水量分布、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。按照喷灌均匀度的要求选择和布置喷头时，在同一个轮灌区里，应该
13、选用同样类型和规格的喷头。因为，同样类型和规格的喷头，具有相同的工作压力和水量分布，可以获得较高的喷灌均匀度。2.1.3水滴打击强度为了避免土壤板结或损坏植物，要求喷灌水滴打击强度不宜过大。我国的喷头技术规范GBJ85-58中明确规定了指标的使用条件，对喷嘴为圆形且不带碎水装置的喷头，设计雾化指标应符合技术的要求。2.1.4工程造价2.1.5运行费用2.1.6景观效果2.2喷头选型 喷头选型是喷灌系统规划设计的重要环节之一。根据喷灌区域的地形、地貌、土壤、植物、气象和水源等条件，选择喷头的类型和性能，以满足规划设计的要求。换句话说，规划设计中的喷头的选型实际上是对于喷头类型和性能的选择。 正确
14、的喷头选型不但能够满足喷灌系统的技术要求，发挥喷灌的优势，而且有利于降低喷灌系统的工程造价和运行管理费用。2.2.1喷头类型 在城市园林绿地和运动场草坪喷灌系统中，埋地式喷头的优点得到了越来越广泛的应用。根据工作状态的不同，埋地式喷头分为固定式和旋转式，按照射程的远近，又有近射程喷头、中射程喷头、远射程喷头之分。选择喷头的类型时，主要考虑以下因素：（1） 喷灌区域大小 面积狭小的喷灌区域适合采用近射程喷头，这类喷头多为固定式的散射喷头，具有良好的水形和雾化效果；喷灌区域的面积较大时，使用中、远射程喷头，有利于降低喷灌工程的综合造价。（2）供水压力 不同类型喷头的工作压力也不相同。如果是自压型喷
15、灌系统，应根据供水压力的大小选择喷头类型。当供水压力较低时，可选用近射程喷头，保证喷头的正常工作压力；供水压力较大时，可选用中射程喷头，有利于降低工程造价。对于加压型喷灌系统，喷头工作压力的选择也应适当。太低的工作压力回增加喷灌系统的工程造价，太高的工作压力则会增加喷灌系统的运行费用。喷头选定后，需要通过水力计算确定管网的水头损失，核算供水压力能否满足设计要求。（3）地貌及种植状况 如果喷灌区域地貌复杂、构筑物较多，且不同植物的需水量相差较大，采用近射程喷头可以较好地控制喷洒范围，满足不同植物的需水要求；反之绿地空旷、种植单一，采用中、远射程喷头可以降低工程造价。2.2.2喷洒范围喷灌区域的几何尺寸和喷头的安装位置是选择喷头的喷洒范围的主要依据。如果喷灌区域是狭长的绿带，应首先考虑使用矩形喷洒范围的喷头，这样做的的目的在于降低造价。安装在绿地边界的喷头，最好选择可调角度或特殊角度的喷洒范围，以便使喷洒范围与绿地形状吻合，避免漏喷或出界。2.2.3工作压力 从理论上讲，喷头的设计工作压力应该在起正常工作压力的范围内，即： PminP设Pmax式中：Pmin-喷头的设计工作压力，kpa； P设-喷头的最小工作压力，kpa； Pmax-喷头的最大工作压力，kpa。 在规划设计中，考虑到电
