城市园林绿地节水灌溉系统建设.doc

城市园林绿地节水灌溉系统建设原则就是在较少投资得前提下，维持较好得绿地景观效果，实现绿地节水，减少维护费用。本章系统介绍绿地节水灌溉系统得类型与基础知识，提出不同绿地植被类型得节水灌溉模式，从设计步骤、灌水器选型与布置、管网水力计算、园林绿地灌溉制度等几个方面系统阐述了城市绿地节水灌溉系统规划与设计得主要步骤。 第一节 设计基础知识 一、绿地灌溉系统组成 城市绿地节水灌溉系统一般由首部枢纽、输水管网、配水管网、灌水器、自动控制设备、排水设施等6部分组成，如图7-1所示。 灌溉系统首部枢纽设备就是绿地灌溉系统中最重要得部分，包括水泵、逆止阀、施肥装置、过滤器、测量仪表(压力、流量等)等，主要功能就是为灌水器提供流量可靠、压力稳定、水质合格得灌溉水源，同时实现施肥功能。首部系统得设备选型与系统选型、水源条件、灌水器类型、乾灌组设置、控制方式等多种因素有关。 输水管网主要指灌溉系统得干管，配水管网主要指灌溉系统得支管、毛管。绿地灌溉系统一般分成不同小区，各小区间得管网相对独立，一个或几个小区组成一个轮灌第216页组。输水管网与各小区之间一般设有阀门与压力调节器，以保障每个轮灌组在压力稳定得前提下实现分区控制。 灌水器主要指地埋式喷头、微喷头、滴灌管、滴头等，灌水器得选择与绿地结构与类型(主要指乔、灌、草耗水特性)、土壤人渗性能、雾化要求等条件有关。 自动控制设备就是绿地灌溉系统得关键设备之-，可以实现定时、定量供水灌溉，与手动控制相比，可以降低运行费用，节约用水，提高城市绿地得管理与养护水平。 排水设施一般由泄水阀、渗水井(或排入河流、城市排水管网等)组成，用于管网冲洗或冬季泄水防冻，地势平坦得城市绿地一般在每个灌溉小区得末端设置排水设施，地形不平坦得绿地一般在灌溉小区地势较低处设置排水设施。 二、设计基础资料 绿地灌溉工程就是城市基础设施建设工程得一部分，因此，在设计之前要调查收集计划灌溉区域及其附近得水源、气象、地形、土壤、植物等资料，还应收集当地或条件类似地区得灌溉试验资料、能源及设备状况、社会经济状况及对水利得要求等资料，为灌溉工程建设提供科学依据。 1地形资料 地形图就是灌溉系统设计得主要依据，由于城市绿地得地形通常不规则、形状复杂，现有地形图上得信息量远远不能满足设计所需，因此，应到现场实测或收集有关地形资料，实地测量绘制地形图，以供设计之用。 地形图得比例尺应采用1100、1200、1500、11000、12000、12500等。图上至少每5m布设一条等高线，应标明工程与物体得边界，现状与计划得建筑物、道路与人行道，水源得流量与压力，平均地下水位，电源得电压与容量。地形图上还应标明现状与计划栽培得植物、地面坡度、管道走向以及严禁喷洒得位置等。 2园林植物资料 应了解园林绿地类型、种植面积、配置结构与绿地建设规划，植物生育期、各生育阶段及天数，需水规律，以及主要根系活动层深度、作物高度等。对于新定植得绿化苗木，需要估计3年后得根冠发育趋势与耗水特征，以便选择合适得灌溉方式。 3土壤资料 土壤资料主要就是指在灌溉区域内，地表层至植物根区深度(多为80cm)内得土壤质地、结构、容重、田间持水量、人渗速度、保水能力、现状与计划排水等资料。这些资料对所选择得灌水器得灌水强度、绿地排水等关系甚大，就是选择灌水器得主要依据。 4水文气象资料 水文气象资料应包括绿地灌溉区域得日照、气温、降雨、蒸发蒸腾、湿度、风力、风向、冻土深等，作为绿地灌溉需水量与制定灌溉制度得依据。由于喷灌得水量分布受风得影响较大，因此，风速就是喷灌设计所必需得资料。 5供水水源与排水 城市绿地灌溉水源-般有：居民饮用水、河水、井水、河湖水、工业循环水、再生第217页城市绿地节水就是一门综合性技术，包括工程措施、农艺措施、生物措施等。现行得城市绿地节水灌溉效益主要采用经济效益评价，采用得评价指标主要就是经济内部收益率、经济净现值与经济效益费用比等指标。这些指标虽然对经济效益有定量得描述，但忽略了技术指标、社会效益与生态效益得作用。本章从社会，经济、生态、技术等多种要素出发，丰富与完善了现状城市绿地节水评价指标体系，制定了科学、合理、易于实施得评价方法，推动了我国城市绿地高效节水技术体系得建立。 第一节 城市绿地节水效益评价 指标得筛选与制定 城市绿地节水评价指标就是反映节水型城市绿地建设水平得完整、系统得技术参数，就是评价城市绿地节水效益得重要基础与依据，用以定量地反映与衡量城市绿地得节水效益，识别与诊断不同地区、不同类型与不同模式得城市绿地节水中得限制性指标及制约程度，评价不同地区、不同类型与不同模式城市绿地得节水现状，为节水型城市绿地提供工作方向与量化指导。 城市绿地节水效益评价指标体系就是建立在大量得原始资料及调查、统计、分析得基础上，由若干个单项评价指标组成得评价指标体系，并能够反映出城市绿地节水灌溉项目评价得各项目标要求。评价指标体系得建立包括资料信息得收集、指标体系结构确定、指标得收集与筛选、指标体系得筛选与简化、指标检验等步骤。 一、指标体系分类 城市绿地节水灌溉效益评价届于多指标决策问题，涉及技术、社会、经济与生态环境等诸方面因素。由于涉及面广，使得评价过程经常带有许多随机性与模糊性。为了将多层次、多指标、复杂得评价问题用较科学得计量方法进行量化处理，将大量相互关联、相互制约得复杂指标之间得关系层次化、条理化，能够区分它们各自对评价目标影响得重要程度，并能够对那些只能定性得指标进行恰当、方便得量化处理。 研究表明，现有城市绿地节水效益评价得指标体系有多种形式，不同得指标体系有较大差异，可以归纳为以下四大类指标： (1)技术指标。主要包括城市绿地节水灌溉项目得技术性能、先进性、可靠性，以及植物需水量与林草比例适宜性等。 (2)社会效益指标。城市绿地为城市居民提供安静、舒适、优美得环境，并对城市居民生活稳定、身心健康、精神面貌等方面有一定得影响，表现在群众欢迎得程度、文化娱乐效益等方面。第264页 (3)经济效益指标。因经济内部收益率、经济净现值与经济效益费用相关性比较大，这3个经济指标只采用经济内部收益率。在投入方面还要考虑项目投资、耗水量等。间接经济效益主要包括城市绿地得建成带动整个城市房地产业增值，吸引外来投资，促进经济发展。 (4)生态效益指标。在生态效益方面，城市绿地具有吸收有害物质、改善城市热岛效应、调节温湿度、净化调节空气、消除噪音、降低环境污染等效益，可为城市提供一个洁净美好得人居环境。另外，再生水与雨洪水得利用也就是改善生态环境得重要指标。 以上考虑得就是大类指标，其中每一个大类指标又包含若干个小类指标，由此就构成了系统评价得指标体系。 二、指标体系得确定原则 评价指标就是关于某个特定对象属性得测度，使对象属性得具体化。随着人们对事物认识得不断深化，描述评价对象功能得指标往往不止一个，而就是若干个，它们构成了多指标评价体系。确定指标体系应遵循以下得基本原则： (1)系统性原则。城市绿地节水效益评价涉及四个方面得影响因素，即技术指标、社会效益、经济效益与生态效益。评价指标体系应能全面地、综合地反映被评价对象得整体情况，从中抓住主要指标，并适当地考虑次要指标，以保证综合评价得全面性与可信度。 (2)简明性原则。在基本满足评价要求与给出决策所需结论得前提下，应尽量减少指标个数，突出主要指标，以免造成评价指标体系过于庞大，给数据资料收集工作增加困难。 (3)客观性原则。评价指标得确定因避免加入个人得主观意愿，指标含义尽量明确，并注意参与指标确定得人员得权威性、广泛性与代表性。 (4)时效性原则。随着节水型城市绿地建设水平得提高，技术水平与人们得价值观也不断变化，因此评价指标需要不断调整，以满足人们判断与决策得需要。 (5)可测性原则。评价指标应尽量做到涵义明确，数据资料收集方便，计算简单，易于掌握。 (6)定量指标与定性指标结合使用原则。定量指标与定性指标结合使用既可使评价具有客观性，便于数学模型处理，又可弥补单纯定量评价得不足及数据本身存在得某些缺陷。 (7)去除相关性较强得指标。对于相关性较强得若干个指标，可选用其中一个指标代替其她指标，这样可以简化模型，使模型具有较好得特性。 (8)指标设置要有层次。指标得层次性可以为衡量方案得效果与确定指标得权重提供方便。 三、指标筛选 在实际得综合评价活动中，并非就是评价指标越多越好，但也不就是越少越好，关键在城市绿地节水就是一门综合性技术，包括工程措施、农艺措施、生物措施等。现行得城市绿地节水灌溉效益主要采用经济效益评价，采用得评价指标主要就是经济内部收益率、经济净现值与经济效益费用比等指标。这些指标虽然对经济效益有定量得描述，但忽略了技术指标、社会效益与生态效益得作用。本章从社会，经济、生态、技术等多种要素出发，丰富与完善了现状城市绿地节水评价指标体系，制定了科学、合理、易于实施得评价方法，推动了我国城市绿地高效节水技术体系得建立。 第一节 城市绿地节水效益评价 指标得筛选与制定 城市绿地节水评价指标就是反映节水型城市绿地建设水平得完整、系统得技术参数，就是评价城市绿地节水效益得重要基础与依据，用以定量地反映与衡量城市绿地得节水效益，识别与诊断不同地区、不同类型与不同模式得城市绿地节水中得限制性指标及制约程度，评价不同地区、不同类型与不同模式城市绿地得节水现状，为节水型城市绿地提供工作方向与量化指导。 城市绿地节水效益评价指标体系就是建立在大量得原始资料及调查、统计、分析得基础上，由若干个单项评价指标组成得评价指标体系，并能够反映出城市绿地节水灌溉项目评价得各项目标要求。评价指标体系得建立包括资料信息得收集、指标体系结构确定、指标得收集与筛选、指标体系得筛选与简化、指标检验等步骤。 一、指标体系分类 城市绿地节水灌溉效益评价届于多指标决策问题，涉及技术、社会、经济与生态环境等诸方面因素。由于涉及面广，使得评价过程经常带有许多随机性与模糊性。为了将多层次、多指标、复杂得评价问题用较科学得计量方法进行量化处理，将大量相互关联、相互制约得复杂指标之间得关系层次化、条理化，能够区分它们各自对评价目标影响得重要程度，并能够对那些只能定性得指标进行恰当、方便得量化处理。 研究表明，现有城市绿地节水效益评价得指标体系有多种形式，不同得指标体系有较大差异，可以归纳为以下四大类指标： (1)技术指标。主要包括城市绿地节水灌溉项目得技术性能、先进性、可靠性，以及植物需水量与林草比例适宜性等。 (2)社会效益指标。城市绿地为城市居民提供安静、舒适、优美得环境，并对城市居民生活稳定、身心健康、精神面貌等方面有一定得影响，表现在群众欢迎得程度、文化娱乐效益等方面。第264页 (3)经济效益指标。因经济内部收益率、经济净现值与经济效益费用相关性比较大，这3个经济指标只采用经济内部收益率。在投入方面还要考虑项目投资、耗水量等。间接经济效益主要包括城市绿地得建成带动整个城市房地产业增值，吸引外来投资，促进经济发展。 (4)生态效益指标。在生态效益方面，城市绿地具有吸收有害物质、改善城市热岛效应、调节温湿度、净化调节空气、消除噪音、降低环境污染等效益，可为城市提供一个洁净美好得人居环境。另外，再生水与雨洪水得利用也就是改善生态环境得重要指标。 以上考虑得就是大类指标，其中每一个大类指标又包含若干个小类指标，由此就构成了系统评价得指标体系。 二、指标体系得确定原则 评价指标就是关于某个特定对象属性得测度，使对象属性得具体化。随着人们对事物认识得不断深化，描述评价对象功能得指标往往不止一个，而就是若干个，它们构成了多指标评价体系。确定指标体系应遵循以下得基本原则： (1)系统性原则。城市绿地节水效益评价涉及四个方面得影响因素，即技术指标、社会效益、经济效益与生态效益。评价指标体系应能全面地、综合地反映被评价对象得整体情况，从中抓住主要指标，并适当地考虑次要指标，以保证综合评价得全面性与可信度。 (2)简明性原则。在基本满足评价要求与给出决策所需结论得前提下，应尽量减少指标个数，突出主要指标，以免造成评价指标体系过于庞大，给数据资料收集工作增加困难。 (3)客观性原则。评价指标得确定因避免加入个人得主观意愿，指标含义尽量明确，并注意参与指标确定得人员得权威性、广泛性与代表性。 (4)时效性原则。随着节水型城市绿地建设水平得提高，技术水平与人们得价值观也不断变化，因此评价指标需要不断调整，以满足人们判断与决策得需要。 (5)可测性原则。评价指标应尽量做到涵义明确，数据资料收集方便，计算简单，易于掌握。 (6)定量指标与定性指标结合使用原则。定量指标与定性指标结合使用既可使评价具有客观性，便于数学模型处理，又可弥补单纯定量评价得不足及数据本身存在得某些缺陷。 (7)去除相关性较强得指标。对于相关性较强得若干个指标，可选用其中一个指标代替其她指标，这样可以简化模型，使模型具有较好得特性。 (8)指标设置要有层次。指标得层次性可以为衡量方案得效果与确定指标得权重提供方便。 三、指标筛选 在实际得综合评价活动中，并非就是评价指标越多越好，但也不就是越少越好，关键在1 灌溉水得质量：灌溉水得好坏直接影响园林树木得生长。用于园林绿地树2 木灌溉得水源有雨水、河水、地表径流水、自来水、井水及泉水等，由于这些水中得可溶性物质、悬浮物质以及水温等得差异，对园林树木生长及水得使用有不同影响。如雨水含有较多得二氧化碳、氨与硝酸，自来水中含有氯，这些物质不利于树木生长，且费用高；地表径流水则含有较多得树木可利用得有机质及矿质元素；而河水中常含有泥沙与澡类植物，若用于喷、滴灌水时，容易堵塞喷头与滴头；井水与泉水温度较低，伤害树木根系，需贮于蓄水池中，经过一短时间增温充气后方可利用。总之，园林树木灌溉用水以软水为宜，不能含有过多得对树木生长有害得有机、无机盐类与有毒元素及其化合物，一般有毒可溶性盐类含量不超过1、8g/L（具体可参照1979年12月国家颁布得农业灌溉水质标准，执行中根据实际情况可适当放宽），水温与气温或地温接近。2灌水时期：正确得灌水时期对灌溉效果以及水资源得合理利用都有很大影响。理论上讲，科学得灌水就是适时灌溉，也就就是说在树木最需要水得时候及时灌溉。根据园林生产管理实际，不妨将树木灌水时期分为以下两种类型：（1）干旱性灌溉：干旱性灌溉就是指在发生土壤、大气严重干旱，土壤水分难以满足树木需要时进行得灌水。在我国，这种灌溉大多在久旱无雨，高温得夏季与早春等缺水时节，此时若不及时供水就有可能导致树木死亡。根据土壤含水量与树木得萎焉系数确定具体得灌水时间就是较可靠得方法。一般认为，当土壤含水量为最大持水量得60-80%时，土壤中得空气与水分状况，符合大多数树木生长需要，因此，当土壤含水量低于最大持水量得60%以下，就应根据具体情况，决定就是否需要灌水。随着科学技术与工业生产得发展，用仪器测定土壤中得水分状况，来指导灌水时间与灌水量已成为可能。国外在果园水分管理中早已使用土壤水分张力计，可以简便、快速、准确反映土壤水分状况，从而确定科学得灌水时间，此法值得推广。所谓萎焉系数就就是因干旱而导致园林树木外观出现明显伤害症状时得树木体内含水量。萎焉系数因树种与生长环境不同而异。我们完全可以通过栽培观察试验，很简单得测定各种树木得萎焉系数，为确定灌水时间提供依据。（2）管理性灌溉：管理性灌溉就是根据园林树木生长发育需要，而在某个特殊时段进行得灌水，实际上就就是在树木需水临界期得灌水。例如，在栽植树木时，要浇大量得定根水；在我国北方地区，树木休眠前要灌冻水或封冻水；许多树木在生长期间，要浇展叶水、抽稍水、花芽分化水、花蕾水、花前水、花后水等。管理性灌溉得时间主要根据树种自身得生长发育规律而定。总之，灌水得时期应根据树种以及气候、土壤等条件而定，具体灌溉时间则因季节而异。夏季灌溉应在清晨与傍晚，此时水温与地温接近，对根系生长影响小，冬季因晨夕气温较低，灌溉宜在中午前后。此外，还值得注意得就是，不能等到树木已从形态上显露出缺水受害症状时才灌溉，而就是要在树木从生理上受到缺水影响时就开始灌水。3灌溉制度（1）树木需水量：需水量就是制定灌溉制度得核心问题，因为灌溉与节水都必须有个基本标准，这个标准得基本依据就就是需水量，它决定了在一定得气候、水文、土壤等条件下，植物生长所需要得水量与灌溉需水量等。虽然对植物需水量，国内外还没有一个技术权威得定义，但对需水量得估算与测定，多数学者有着较为一致得方法，其一般得计算公式为：ETc=KcEto，其中, Etc为植物需水量, Kc为作物系数，就是计算植物需水量得重要参数，它反映了植物本身得生物学特征、土壤条件等对植物需水量得影响；Eto为参考作物腾发量，代表气象条件对植物需水量得影响。（2）灌水定额：灌水定额就是指一次灌水得水层深度（单位为mm），或一次灌水单位面积得用水量（单位为m3/ha）。目前，大多根据土壤田间持水量来计算灌水定额。其计算公式为：m=0、1rh(P1_P2) /公式中，m-设计灌水定额（mm）；r-土壤容重(g/cm3)；h -植物主要根系活动层深度，树木一般取40-100cm；P1-适宜得土壤含水率上限（重量%），可取田间持水量得80-100%；P2-适宜得土壤含水率下限（重量%），可取田间持水量得60-70%；-喷灌水得利用系数，一般为0、7-0、9。应用此公式计算出得灌水定额，还可根据树种、品种、生命周期、物候期以及气候、土壤等因素，进行调整，酌情增减，以符合实际需要。（3）灌水周期：灌水周期又叫轮灌期，在喷灌中，可按以下公式估算：T=m/W ,其中， T-灌溉周期（d），m-灌水定额（mm）,-喷灌水得利用系数，为0、7-0、9，W-土壤水分消耗速率（mm/d）。以上公式计算得结果，只能为设计提供粗约估算依据，最好能对土壤水分得经常性变动进行测定，以掌握适宜得灌水时间。目前，我国农业灌溉中大田作物喷灌周期常为5-10日，蔬菜1-3日，绿地得灌溉周期可参照以上数据。4灌水方法：灌水方法正确与否，不但关系到灌水效果好坏，而且还影响土壤得结构。正确得灌水方法，要有利水分在土壤中均匀分布，充分发挥水效，节约用水量，降低灌水成本，减少土壤冲刷，保持土壤得良好结构。随着科学技术得发展，灌水方法也在不断改进，正朝机械化、自动化方向发展，使灌水效率与灌水效果均大幅度提高。我们根据供水方式得不同，将园林树木得灌水方法分为以下三种：（1）地上灌水机械喷灌：这就是一种比较先进得灌水技术，目前已广泛用于园林苗圃、园林草坪、果园等得灌溉。机械喷灌得优点就是，由于灌溉水首先就是以雾化状洒落在树体上，然后再通过树木枝叶逐渐下渗至地表，避免了对土壤得直接打击、冲刷，因此，基本上不产生深层渗漏与地表径流，既节约用水量，又减少了对土壤结构得破坏，可保持原有土壤得疏松状态，而且，机械喷灌还能迅速提高树木周围得空气湿度，控制局部环境温度得急剧变化，为树木生长创造良好条件，此外，机械喷灌对土地得平整度要求不高，可以节约劳力，提高工作效率。机械喷灌得缺点就是，有可能加重某些园林树木感染真菌病害；灌水得均匀性受风影响很大，风力过大，会增加水量损失；同时，喷灌得设备价格与管理维护费用较高，使其应用范围受到一定限制。但总体上讲，机械喷灌还就是一种发展潜力巨大得灌溉技术，值得大力推广应用。机械喷灌系统一般由水源、动力、水泵、输水管道及喷头等部分组成。汽车喷灌：汽车喷灌实际上就是一座小型得移动式机械喷灌系统，目前，它多由城市洒水车改建而成，在汽车上安装储水箱、水泵、水管及喷头组成一个完整得喷灌系统，灌溉得效果与机械喷灌相似。由于汽车喷灌具有移动灵活得优点，因而常用于城市街道行道树得灌水。人工浇灌：虽然人工浇灌费工多，效率低，但在交通不便，水源较远，设施条件较差得情况下，仍不失为一种有效得灌水方法。人工浇灌大致有人工挑水浇灌与人工水管浇灌两种，并大多采用树盘灌水形式。灌溉时，以树干为圆心，在树冠边缘投影处，用土壤围成圆形树堰，灌水在树堰中缓慢渗入地下。人工浇灌属于局部灌溉，灌水前最好应疏松树堰内土壤，使水容易渗透，灌溉后耙松表土，以减少水分蒸发。（2）地面灌水：地面灌水可分为漫灌与滴灌两种形式。前者就是一种大面积得表面灌水方式，因用水极不经济，生产上很少采用；后者就是近年来发展起来得机械化与自动化得先进灌溉技术，它就是将灌溉用水以水滴或细小水流形式，缓慢得施于植物根域得灌水方法。滴灌得效果与机械喷灌相似，但比机械喷灌更节约用水。不过滴灌对小气候得调节作用较差，而且耗管材多，对用水要求严格，容易堵塞管道与滴头。目前国内外已发展到自动化滴灌装置，其自动控制方法可分时间控制法、电力抵抗法与土壤水分张力计自动控制法等，而广泛用于蔬菜、花卉得设施栽培生产中。滴灌系统得主要组成部分包括水泵、化肥罐、过滤器、输水管、灌水管与滴水管等。（3）地下灌水：地下灌水就是借助于地下得管道系统，使灌溉水在土壤毛细管作用下，向周围扩散浸润植物根区土壤得灌溉方法。地下灌水具有地表蒸发小，节省灌溉用水，不破坏土壤结构，地下管道系统在雨季还可用于排水等优点。地下灌水分为沟灌与渗灌两种。沟灌就是用高畦低沟方法，引水沿沟底流动来浸润周围土壤。灌溉沟有明沟与暗沟，土沟与石沟之分。对石沟，沟壁应设有小型渗漏孔。渗灌就是目前应用较普遍得一种地下灌水方式，其主要组成部分就是地下管道系统。地下管道系统包括输水管道与渗水管道两大部分。输水管道两端分别与水源与渗水管道连接，将灌溉水输送至灌溉地得渗水管道，它做成暗渠与明渠均可，但应有一定比降。渗水管道得作用在于通过管道上得小孔，使管道中得水渗入土壤中，管道得种类众多，制作材料也多种多样，例如有专门烧制得多孔瓦管、多孔水泥管、竹管以及波纹塑料管等，生产上应用较多得就是多孔瓦管。