城市绿地的喷灌设计简介

简介： 从园林角度出发，介绍城市绿地喷灌系统的组成，喷头种类和应用范围。根据绿地灌水量，灌水周期，喷头布置形式以及喷灌管道水力计算进行的设计步骤，并由此确定绿地的喷灌制度。从而达到节水灌溉目的并能形成良好的景观效果。
关键字：喷灌灌水量喷灌制度允许首尾喷头压力差

随着我国城市建设的飞速发展，人民生活水平的提高，城市绿地也更多的出现在我们的生活中。城市绿地可以有效的净化空气、吸滞粉尘、调节和改善小气候和美化环境的作用。相对来说，城市绿地具有乔灌结合、功能健全、种群稳定的特点。因此，合理的绿地喷灌设计是成功的城市景观的重要因素。

1 喷灌系统的定义

喷灌是将灌溉水通过由喷灌设备组成的喷灌系统或喷灌机组，形成具有一定压力的水，由喷头喷射到空中，形成细小的水滴，均匀的喷洒到土壤表面，为植物正常生长提供必要水分的一种先进灌水方法。与传统的地面灌水方法相比，喷灌具有节水、节能、省工和灌水质量高等优点。喷灌的总体设计应根据地形、土壤、气象、水文、植物配置条件，通过技术经济比较确定。

2 喷灌系统的组成

2.1 水源：一般多用城市供水系统作为喷灌水源，另外，井泉、湖泊、水库、河流也可作为水源。在绿地的整个生长季节，水源应有可靠的供水保证。同时，水源水质应满足灌溉水质标准的要求。

2.2 首部枢纽：其作用是从水源取水，并对水进行加压、水质处理、肥料注入和系统控制。一般包括动力设备、水泵、过滤器、加药器、泄压阀、逆止阀、水表、压力表，以及控制设备，如自动灌溉控制器、衡压变频控制装置等。首部枢纽设备的多少，可视系统类型、水源条件及用户要求有所增减。当城市供水系统的压力满足不了喷灌工作压力的要求时，应建专用水泵站或加压水泵室。

2.3 管网：其作用是将压力水输送并分配到所需灌溉的绿地区域。由不同管径的管道组成，如干管、支管、毛管等，通过各种相应的管件、阀门等设备将各级管道连接成完整的管网系统。喷灌常用的塑料管有硬聚氯乙烯管（PVC-U）、聚乙烯（PE）管等。应根据需要在管网中安装必要的安全装置，如进排气阀、限压阀、泄水阀等。

2.4 喷头：喷头用于将水分散成水滴，如同降雨一般比较均匀地喷洒在绿地区域。喷头是喷灌系统中最重要的部件，喷头的质量与性能不仅直接影响到喷灌系统的喷灌强度、均匀度和水滴打击强度等技术要素，同时也影响系统的工程造价和运行费用。故应根据植物配置和土壤性质的不同选择不同的喷头。

根据喷头适用对象不同，园林喷灌喷头分类见表-1：

表-1 园林喷灌喷头分类

喷头名称	适用对象	特点
微喷头	花园、温室及屋顶绿地	全圆或扇形喷洒，喷洒雨滴大小均匀；雾化效果好，有降温加湿作用
地埋式喷头	公园灌溉、公共绿地灌溉或运动场草坪	喷射仰角角度可调；全圆或按所需角度喷洒；水型均匀，不易形成地表径流；可更换喷嘴，易于清洗及保养
摇臂喷头	较大面积草坪及灌木	耐磨、不锈、性能稳定；有良好的抗风能力及防沙特性；工作压力在0.15MPa时即可正常运行
喷枪	农田、大面积草坪、森林绿地的喷灌。	射程远、雾化效果好、不易堵塞

3 喷灌系统的设计步骤

3.1 绿地设计灌水量的确定

绿地设计灌水量可按下式计算

（1）

其中：

：绿地设计灌水量（）：土壤容量（）

：计划湿润层深度（mm）：适宜土壤含水量上限，下限（重量百分比）：喷灌水的有效利用系数一般取（0.7-0.9）

当现场资料缺乏的情况下，也可参照表-2中所列经验数据选取

表-2 绿地灌水量估算表

气象条件	湿冷	干冷	湿暖	干暖	湿热	干热
日需水量(mm)	2.5-3.8	3.8-5.0	3.8-5.0	5.0-6.4	5.0-7.6	7.6-11.4

注：表中“冷”指仲夏最高气温低于21℃；“暖”指仲夏最高气温21℃-32℃；“热”指仲夏最高气温高于32℃；“湿”指仲夏平均湿度大于50%；“干”指仲夏平均湿度低于50%。

3.2 土壤允许喷灌强度的校核

土壤的允许喷灌强度是影响选型的主要因素。土壤的允许喷灌强度是指单位时间内喷洒在地面上的水深。喷灌系统的设计喷灌强度不得大于土壤的允许喷灌强度。不同质地土壤允许喷灌强度可按表-3确定：

表-3 土壤允许喷灌强度表⑴

土壤类别	允许喷灌强度（mm/h）	土壤类别	允许喷灌强度（mm/h）
砂土	20	壤粘土	10
砂壤土	15	粘土	8
壤土	12

当地面坡度大于5%时，允许喷灌强度可按表-4确定：

表-4 土壤允许喷灌强度表⑵

地面坡度（%）	允许喷灌强度降低（%）	地面坡度（%）	允许喷灌强度降低（%）
5-8	20	13-20	60
9-12	40	＞20	75

3.3 绿地灌水周期的确定

（2）

：绿地灌水周期

：日需水量，mm/d，取灌水临界期的平均日需水量

其中喷灌水的有效利用系数可根据风速条件选取：

风速低于3.4m/s =0.8-0.9

风速为3.4~5.4m/s =0.7-0.8

3.4 喷灌喷头的布置

喷头的布置主要包括组合形式、喷头间距等，它合的理与否，直接关系到喷灌效果。

① 喷头的组合形式主要有矩形、菱形等形式，矩形组合适用于地形规则、平整的绿地，优点是设计简单，容易布置，但抗风能力差；菱形组合适用于地形不规则、起伏较大的绿地。这种形式抗风能力强，喷洒均匀度高，而且喷头数量较少，节省投资。但由于各支路水量不均，计算较为烦琐。

（1）矩形组合（2）菱形组合

② 喷头组合间距见表-5：

表-3 喷头组合间距

设计风速（m/s）	组合间距
设计风速（m/s）	垂直风向	平行风向
0.3-1.6	R	1.3R
1.6-3.4	（1.0-0.8）R	（1.3-1.1）R
3.4-5.4	（0.8-0.6）R	（1.1-1.0）R