城市園林節(jié)水灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)分析

李 文

（1.國家節(jié)水灌溉工程技術(shù)研究中心，新疆 石河子832000；2.新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司，新疆 石河子832000）

1 引言

隨著我國城市園林綠化快速、大面積的增長趨勢，園林灌溉水量急速增加。根據(jù)相關(guān)研究表明：“我國大部分城市綠化灌溉用水仍以自來水為主，綠化用水已達(dá)到城市居民生活用水的36.8%，綠化用水與生活用水之間的矛盾日益突出”；“園林灌溉中使用節(jié)水技術(shù)，以平均節(jié)水20%計(jì)算，我國北方城市綠化用水節(jié)約就能達(dá)到10.8億m3，節(jié)水潛力較大”。因此，園林灌溉中，有效實(shí)施節(jié)水灌溉技術(shù)，最大限度地節(jié)約用水，是平衡、緩解園林用水和城市生活用水兩者矛盾的有效途徑。

2 園林灌溉現(xiàn)狀

2.1 大部分園林灌溉低效，浪費(fèi)水現(xiàn)象嚴(yán)重

我國大部分城市園林現(xiàn)行的灌溉方式，多由膠管接自來水管進(jìn)行灌溉，或者用水車?yán)连F(xiàn)場進(jìn)行漫灌。這種灌水方式導(dǎo)致大約80%的水因深層滲漏變成無效水，水利用效率極低。

2.2 部分園林實(shí)施了節(jié)水灌溉技術(shù)，但效果差強(qiáng)人意

近幾年來，噴灌、微灌等節(jié)水技術(shù)也被應(yīng)用在部分園林灌溉中，由于節(jié)水技術(shù)發(fā)展時(shí)間短，還未形成較為完整的設(shè)計(jì)、施工、管理體系，工程中存在以下幾方面的問題：①規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理，景區(qū)高旱、低澇，人行道積水、節(jié)水設(shè)施與景觀不相協(xié)調(diào)；②節(jié)水器材選擇不合理，喬木、花卉、草坪均使用同一種灌水器，灌溉效果差；③輸水管道、配水裝置設(shè)置不合理，灌溉管理、操作繁雜、任務(wù)量大；④節(jié)水管網(wǎng)運(yùn)行、維護(hù)差，設(shè)備跑、冒、漏水嚴(yán)重，造成系統(tǒng)癱瘓。

2.3 園林節(jié)水灌溉的目標(biāo)

園林景觀多采用 “喬、灌、草、景觀”綜合的藝術(shù)形式，具有“作物混合搭配、地形起伏、地形不規(guī)則等”特點(diǎn)。因此，園林節(jié)水灌溉必須通過科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)，綜合考慮地形、樹木、花、草等因素，選擇合理的灌溉方式（包括噴灌、微噴灌、涌泉灌等方式），滿足植物需水要求，達(dá)到節(jié)約用水、美化景觀環(huán)境的目標(biāo)。

3 園林節(jié)水灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

3.1 園林節(jié)水灌溉系統(tǒng)組成

園林節(jié)水灌溉系統(tǒng)一般包括加壓水泵、過濾裝置、施肥器、輸配水管網(wǎng)、灌水器（噴灌、微噴灌、滴灌）及保護(hù)控制裝置（逆止閥、水表、壓力表、配水閥、排水閥）等組成。園林節(jié)水灌溉系統(tǒng)與傳統(tǒng)農(nóng)田節(jié)水灌溉系統(tǒng)的主要區(qū)別是：農(nóng)田節(jié)水灌溉系統(tǒng)中灌水器一般采用同一型號(hào)的灌水器，而園林節(jié)水灌溉系統(tǒng)中因植物需水量不同，系統(tǒng)中噴灌、滴灌、微噴灌等器材同時(shí)存在。

3.2 灌溉水源選擇及設(shè)計(jì)要求

目前，許多城市的園林綠化面積較小，灌溉時(shí)多采用市政自來水管網(wǎng)供水。這種情況下，設(shè)計(jì)時(shí)，一般不設(shè)置加壓、過濾設(shè)備。只在取水口處設(shè)置控制閥門，將綠地劃分成多個(gè)灌水小區(qū)依次進(jìn)行灌溉即可。

對(duì)于園林面積較大，布設(shè)管道較長時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)就要對(duì)灌溉水源進(jìn)行加壓。如果以湖泊水、河流水、地下水為水源時(shí)，還需設(shè)置過濾設(shè)備進(jìn)行水質(zhì)過濾。

3.3 灌溉制度的確定

園林節(jié)水灌溉制度可根據(jù)《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》（GBJ85—85）、《節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范》（SL207－98）、《微灌工程技術(shù)規(guī)范》（GBT 50485－2009）等規(guī)范的相應(yīng)公式進(jìn)行。通過計(jì)算比較園林植物中最大灌水量以及作物灌水周期等制定灌溉制度。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，以園林草坪噴灌為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，制定參考的灌溉制度，其他多種植物的灌水量綜合考慮后制定園林整體灌溉制度。

草坪噴灌灌水制度計(jì)算公式如下。

（1）設(shè)計(jì)灌水定額：m＝＝0.1（β2－β1）γh/η；

（2）灌水周期：T＝（m/Ea）η；

（3）灌水延續(xù)時(shí)間：t＝（m×Se×S1）/（η×q）。

式中：m為設(shè)計(jì)灌水定額（mm）；γ為土壤容重，g/cm3；h為計(jì)劃濕潤層深度（cm），參考值為草坪根系活動(dòng)層深度，取30cm；Ea為日需水量（mm/d）；η為噴灑水的有效利用系數(shù)，取0.7；β1、β2為適宜土壤含水量上、下限的重量百分比，取85%，65%；Se為灌水器或出水口間距（m）；S1為毛管間距（m）；q為灌水器流量（L/h）。

3.4 設(shè)備選型

3.4.1 輸水管材選擇

在園林灌溉中，輸水管材首選質(zhì)量較好、柔韌度高的硬聚氯乙烯（PVC－U）管和聚乙烯（PE）管。為方便管網(wǎng)施工和后期維修，管徑應(yīng)選擇經(jīng)濟(jì)管徑并且管徑規(guī)格不應(yīng)太多。

3.4.2 灌水器選擇

灌水器選擇應(yīng)從以下三個(gè)方面考慮。①設(shè)備選型與周圍景觀協(xié)調(diào)，安裝后能與景觀和諧共處，渾然一體。②節(jié)水設(shè)備灌水均勻，品種多樣，能滿足樹木、花卉、草地、景觀的灌溉需要，灌溉后高處不旱，低處不澇。例如，喬木選擇滴灌或者涌泉灌溉方式比較合理，花卉及叢植的小群落植物選擇為微噴灌效果較好，草坪應(yīng)采用噴灌方式比較合適。③灌水器安裝可根據(jù)環(huán)境要求而調(diào)節(jié)。例如，噴頭射程及噴灑扇形可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)，避免灌溉水噴灑到景區(qū)亭榭、人行道及游人身上。

3.5 管網(wǎng)布設(shè)

3.5.1 輸水主管網(wǎng)布置

應(yīng)考慮園林景觀布設(shè)、地形、道路等因素。①干管、分干管盡量沿道路邊緣鋪設(shè)，便于管理人員檢查、管理和維修；②管道盡量少穿障礙物；管道沿主坡方向布置；輸配水管盡量布置在地勢較高處。③輸水主管道埋深應(yīng)在凍土層之下，管網(wǎng)最低處應(yīng)該設(shè)置排水井，灌溉季節(jié)結(jié)束后排除管道積水，防止冬季管道凍裂。

3.5.2 支管布設(shè)

支管布置要綜合考慮作物灌溉、園林中樹木位置、園林綠地形狀等因素，根據(jù)現(xiàn)場情況選擇合適的位置，方便灌水器安裝、連接及后期打開、關(guān)閉等管理操作。

3.5.3 灌水器布置

（1）噴頭布置：在綠地邊界區(qū)域布置噴頭時(shí)，根據(jù)邊界形狀和距離，先在邊界轉(zhuǎn)折點(diǎn)布置噴頭，再依轉(zhuǎn)折點(diǎn)噴頭為準(zhǔn)，依噴頭噴灑工作半徑布置噴頭，各噴頭間距盡量相等。在綠地開闊地帶布設(shè)噴頭時(shí)，相對(duì)容易，按照規(guī)劃設(shè)計(jì)布置噴頭，注意噴頭間距盡量相等（圖1）。

（2）微噴灌水器：微噴灌水器適合觀賞型花卉、矮科叢植灌木作物。微噴灌水器布設(shè)時(shí)，其間距按照設(shè)計(jì)進(jìn)行。安裝高度宜微噴工作時(shí)噴水扇形不被作物枝葉遮擋為準(zhǔn)（圖2）。

（3）滴灌（涌泉灌）灌水器：滴灌（涌泉灌）灌水器一般和輸水毛管鋪設(shè)在作物根部。規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)樹木的需水要求，在作物根部布置一定數(shù)量的灌水器。為管理維護(hù)方便，毛管和灌水器可以淺埋于作物根部土壤下10～20cm（圖3）。

3.6 灌水小區(qū)劃分

劃分灌水小區(qū)應(yīng)根據(jù)管網(wǎng)供水平衡、綠化區(qū)域分區(qū)、園林作物種類、灌水器類型等因素進(jìn)行。一個(gè)灌水小區(qū)內(nèi)一般不宜出現(xiàn)多種植物共存、多種灌水器共存、跨區(qū)域灌溉等情況發(fā)生。

4 工程實(shí)例

2015年，石河子總理紀(jì)念碑景區(qū)實(shí)施園林節(jié)水灌溉工程。景區(qū)綠化面積22 411m2，種植作物為花卉、草坪、樹、灌木等植物。項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)按照以上要點(diǎn)進(jìn)行，設(shè)計(jì)采用“噴灌＋微噴＋涌泉灌”的高效灌溉方式。項(xiàng)目實(shí)施后，三種灌溉方式可獨(dú)立，也可聯(lián)合運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便，節(jié)水、節(jié)能50%以上，灌溉管理人員同比減少50%，景區(qū)樹木綠化成活率達(dá)到95%以上。

5 結(jié)語

在園林灌溉中，科學(xué)、合理地規(guī)劃設(shè)計(jì)及使用節(jié)水灌溉設(shè)備，可以節(jié)約用水，提高植物成活率，提高園林的觀賞性和舒適性，創(chuàng)造更好的生態(tài)環(huán)境。

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