理论教育 灌溉系统相关计算方法与指南

灌溉系统相关计算方法与指南

时间:2023-09-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:植物墙需要针对不同类别的建植方式和材料进行灌溉系统设计。由于室内植物墙无法得到雨水灌溉,其灌溉系统的设备保障率应达到100%,灌溉均匀度应不低于85%。图4-25 管径的测量决定流量的要素是管道截面面积和水流速度,即Q=SV,我们可以根据这个公式得出管道公称直径与水流量在经济流速下的互相换算关系。根据这个公式,我们可以在实际应用中根据管道公称直径快速判断供水量,以及根据单条支管上的滴头数量算出符合供水条件的管道公称直径。

灌溉系统相关计算方法与指南

植物墙需要针对不同类别的建植方式和材料进行灌溉系统设计。根据种植基质的类型、材料密度、持水性、保水性等特点,选择不同种类、不同流量滴灌产品。由于室内植物墙无法得到雨水灌溉,其灌溉系统的设备保障率应达到100%,灌溉均匀度应不低于85%。

1.流量计算

(1)循环水灌溉系统的水量平衡

采用循环水灌溉系统的植物墙需要确定蓄水池或水箱的容积。需要考虑的相关参数包括:基质的体积、基质平均持(保)水率、植物耗水量、环境蒸发量和一次注满水池后需要持续的灌水周期等。

(2)管网水灌溉系统的水量平衡

利用压力管网(市政水管网)供水的灌溉系统,当水源管网压力满足灌溉系统入口水压条件时,其水量平衡涉及水源接口的给定流量和灌溉系统流量。如果植物墙设计的灌水器总流量大于管网供水流量,则需要对植物墙进行分区轮灌,即将灌水器分为若干轮灌组,依次进行灌溉。

流量的确定:如果是自来水,可以根据水源出水口管径大致估算出流量。水源出水口管径可询问甲方或实地测量(图4-25),如果使用的是水箱水泵供水,那么流量大小取决于水泵本身参数。

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图4-25 管径的测量

决定流量的要素是管道截面面积和水流速度,即Q=SVQ为流量,S为截面面积,V为水流速度),我们可以根据这个公式得出管道公称直径与水流量在经济流速下(1.5m/s)的互相换算关系。

根据这个公式,我们可以在实际应用中根据管道公称直径快速判断供水量,以及根据单条支管上的滴头数量算出符合供水条件的管道公称直径。

例:我们现场检查后发现水源用的是DN20的铁管,那么根据这个公式,我们可以算出这个水源保守的流量是1.7m3/h。不同管道公称直径对应的流量见表4-1。

表4-1 不同管道公称直径对应的流量

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如果植物墙采用1000个流量为4L/h的稳流滴头,那么其总流量就是4m3/h。而水源只能提供1.7m3/h的流量,那么我们需要分三个阀门进行轮灌,才能保证正常、均匀灌溉。

这个公式同样可以用来计算一条支管上的滴头数量,如:计算在De16的PE管道上装流量为4L/h的滴头的数量,一般De16的PE管壁厚1mm,那么这个管道内径为14mm。因此,Q=SV=0.8m3/h=800L/h。由此可以推算出这条支管可以装200个滴头。

同理还反向计算,若已确定支管要装200个流量为8L/h的滴头,那么可以算出至少需要用内径为20mm的管道作为支管,也就是De25的PE管道。(www.daowen.com)

2.水压计算

水压对植物墙有着重要的意义。滴头有正常的工作水压要求,水压过高或者过低都会影响灌溉效果。植物墙涉及高差,灌溉水由水源到达一定高度后压力会减小,高差变小后压力会增大。所以要想做好植物墙,压力的问题一定要搞清楚。

水源处水压可以确定是否满足当前滴头的工作压力,可以确定是否满足墙体的高度,可以确定是否需要加压或减压。水源处水压的确定方法主要靠实地检测,可以通过压力表进行检测。如果是使用水箱水泵供水,那么水源处水压取决于水泵的扬程(图4-26)。

水压常用单位:

●公斤:全称为公斤/平方厘米

●巴(bar):英制压力单位,约等于1公斤/平方厘米。

●兆帕(MPa):约等于10公斤/平方厘米。

换算关系:

●1公斤/平方厘米≈1bar=0.1MPa=10m扬程(高差变化10m压力就变化1公斤)。

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图4-26 水压表

例:植物墙高度15m,水源在下方,若测得水压2公斤,那么到10m高度时,水压已经小于1公斤,到15m高度时,水压小于0.5公斤。如果再考虑一定的管道压力损失,过滤器、电磁阀、弯头等对压力的损失,到达上面的水压已经非常小了。

常用的滴头工作压力一般不小于0.8公斤,所以如果不增压,顶部一排甚至10m高度的滴头就会出现流量偏低甚至不出水的情况。

这个例子中,如果保证顶部至少还有1公斤压力,就需要采用增压泵将水压提高到3公斤左右。

相反,如果水源在上面,墙体在下面,则越往下压力会越高,每往下10m压力增加1公斤,如果水压过大高于滴头正常工作压力,那么则需要安装减压阀等减压装置。

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