市区绿地喷灌喷头的最佳布局
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市区绿地喷灌喷头的最佳布局数学学院数学与应用数学(师范)专业2011级刘佳指导教师张新功摘要:随着市区绿化面积的增多,传统的浇灌方式已被新的喷头喷灌方式所取代,要想真正实现喷头的节水量大,浇灌面积广等优点,那么喷灌喷头的布局则成为一个亟待解决的问题。
本文根据实际情况的调查做了合理的假设,建立了一般模型,该模型主要研究了喷头按正三角形和正方形排列的情形,通过用matlab,绘制出了喷头喷灌面积的均匀系数变化图和重叠系数变化曲线,经比较,提出了喷头在不同情形下的合理布局关键词:绿化面积;喷灌强度;合理布局;均匀系数;重叠系数Abstract: With the increasing number of the green land area in the urban, the traditional means of irrigation is substituted for the new one. However , if we want to make the advantages such as: huge amount of irrigation, wide irrigation area and so on come true, the layout of shower nozzle becomes a problem which must be solved in time. In the modeling ,I consult some relevant materials and make some reasonable assumptions on the basis of recent survey. Then, I make the model. The model is mainly to study the layout of shower nozzle in the way of right triangle and right rectangle. With the mathematical software, I draw the diagram of even coefficient and diagram of curves of the shower nozzle. After the comparison, I pose the reasonable layout of shower nozzle in different cases.Key words: the green land area; spray and irrigation; the reasonable layout; even coefficient; mathematical software随着城市的改造和扩建,市区内的主要街道和公园内的绿化面积也越来越大,传统的人工浇灌的方式已远远不能满足绿化的要求,因此针对于灌溉问题许多文献都进行了讨论[1-10]。
绿化喷淋设计方案绿化喷淋设计方案为了美化城市环境,改善空气质量,提高人民生活质量,绿化喷淋设计方案应运而生。
绿化喷淋是一种通过薄雾式喷头向植物进行喷水的方式,它不仅可以满足植物的水分需求,还可以增加空气湿度,降低城市温度。
以下是一个绿化喷淋设计方案的实施细节。
1. 选择合适的植物:考虑到城市绿地的环境条件和美化效果,可以选择一些适应性强、耐干旱、抗污染的植物,如仙人掌、百合、天竺葵等。
这些植物不仅具有较强的生命力和适应性,还具有丰富多样的花色和形态,可增加城市绿地的观赏价值。
2. 设置合理的灌溉系统:根据绿地面积和植物需水量确定灌溉系统的规模。
可以采用管道系统将水源与绿地连接起来,并在管道上设置喷淋头,在绿地上均匀喷洒水雾。
为了确保系统的稳定性和持续性,可以安装水泵和水箱,储存和供应水源。
3. 定时供水:为了避免过度供水或干旱造成的植物死亡,可以在系统中设置定时器,根据植物的需水量和水分蒸发速度,合理设定供水时间和喷淋间隔。
在干旱季节,供水频率可以适当增加,保证绿地的生态环境。
4. 节约用水:为了提高水资源利用率,在设计喷淋系统时,可以考虑采用节水喷头和节水控制器。
节水喷头可以将喷雾水分通过微小的喷孔喷洒出去,减少水分的挥发和浪费。
节水控制器可以根据实际状况调整供水量,避免水分过量或不足。
5. 定期维护:为了确保绿化喷淋系统的正常运行和延长使用寿命,需要定期维护和检查。
包括清洁喷淋头,更换老化和损坏的喷淋器件,检查管道和连接部件是否有漏水现象,以及定期检查水泵和水箱的性能。
通过以上的设计方案,可以有效实现城市绿地的绿化和美化。
绿化喷淋可以提高空气湿度,减少尘土飞扬,改善空气质量,还可以降低城市温度,减轻城市热岛效应。
此外,绿化喷淋还可以增加城市绿地的观赏价值,提高人民的生活质量,为城市居民提供一个舒适、美丽的休闲环境。
总之,绿化喷淋设计方案是一个综合考虑植物需水量、供水时间、节水技术等因素的设计方案。
喷灌喷头类型及布置原则喷灌喷头是灌溉系统中的一个重要组成部分,它的种类和布置原则对灌溉效果和用水利用率具有重要影响。
本文将对喷灌喷头的类型和布置原则进行详细介绍。
一、喷灌喷头类型1.旋转式喷头:旋转式喷头具有较大的喷雾范围,喷洒均匀稳定,并且喷灌半径可调。
它适用于大面积广泛覆盖的场地,如草坪、果园等。
2.固定式喷头:固定式喷头的喷洒角度和喷雾半径都是固定的,一般适用于固定面积的灌溉,如花坛、庭院等。
3.链条式喷头:链条式喷头的特点是能够在一定范围内连续喷洒,节约能源和用水,适用于长时间灌溉的场地,如农田等。
4.雾化式喷头:雾化式喷头的喷洒范围很小,但喷洒水雾细密,能够在短时间内满足植物的需水量,适用于花卉、盆栽等需求较高的区域。
5.立柱式喷头:立柱式喷头是一种高度可调的喷头,适用于不同高度植物的灌溉。
以上是常见的喷灌喷头类型,根据具体需求和灌溉区域的特点,选择合适的喷头类型可以提高灌溉效果和用水利用率。
二、喷灌喷头布置原则1.灌水均匀原则:喷灌喷头的布置应保证灌水均匀,防止灌溉盲区和漏灌区的出现。
通常采用喷头间距相等或根据灌溉需求调整间距的方法来实现均匀灌水。
2.喷头间的重叠度:喷头间的重叠度是指喷头覆盖的范围有重叠部分,这样可以保证喷水的均匀和完整。
重叠度的大小根据水源的供应能力和灌溉需水量进行调整,一般建议重叠度不小于30%。
3.喷头安装位置的利用率:喷头的安装位置应尽量利用好,以避免喷洒范围重叠或漏灌的情况。
根据喷头类型和灌溉区域的特点,合理安排喷头的位置,可以提高喷水的利用率和灌溉效果。
4.考虑灌溉需求的变化:喷灌喷头的布置应考虑到灌溉需求的变化,特别是对于长时间灌溉的场地。
根据作物或植物的生长周期和不同生长阶段的需水量,调整喷头的布置位置和灌水强度,以满足不同生长阶段的需水量。
5.喷头维护和保养:喷灌喷头在使用过程中需要定期维护和保养,以保证喷头的正常工作和灌溉效果。
对于固定式喷头,应定期清理喷嘴,防止堵塞;对于旋转式喷头,应检查旋转装置的灵活性和喷水均匀性,保证喷水效果。
浅谈喷灌设计的喷头选型及布置思路作者:陈育盛来源:《城市建设理论研究》2013年第09期摘要:喷灌设计中,喷头的选型及布置是设计的一个切入点,也是喷灌设计中的关键环节。
一般设计中对于喷头选择的主要依据是其射程,根据不同地块的长度或宽度限制确定其射程后选定喷头型号。
进行喷头布置时优先布置地块的边角点,然后按射程间距往其他位置布置喷头。
对于不规则地块的喷头布置,主要是先划分为多个较规整的地块,然后在不同地块选择不同型号的喷头,通过组合覆盖整个地块。
关键词:喷灌设计、射程、喷头布置中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:喷灌设计中,一般的设计步骤是:先进行喷头选择,再根据喷头射程进行各个区域布置,搭建支管管网,最后敷设主管供给各个区域并接通水源。
喷头的选型及布置是设计的一个切入点,也是喷灌设计中的关键环节。
一、喷头的分类喷头的种类很多,通常人们按喷头的工作压力、射程、材质和工作特征等来进行分类。
其中按照结构形式和喷洒特征可将喷头分为散射(折射)式、旋转式和孔管式三种;而按照是否可升降,又分为升降式和固定式喷头。
设计中对喷头分类主要是按照射程来分,具体分为小射程喷头、中等射程喷头和大射程喷头。
1、小射程喷头——多为散射式喷头,可选配各种喷洒形式和可调角度的喷嘴,喷灌强度较大。
一般射程范围为10m以内,压力要求0.1~02MPa,流量较大。
这类喷头适用于小型地块,也可用于灌木、绿篱的灌水和洗尘。
在市政道路绿化、园林景观及小区绿化的喷灌设计中多采用该类喷头。
2、中等射程喷头——多为旋转式喷头,喷灌强度适中。
一般射程范围为10~30m,压力要求02MPa以上,流量不大。
这类喷头适用于中等面积、较为开阔的绿地灌溉。
3、大射程喷头——喷灌强度适中,一般射程30m以上,压力要求较高,除用于大面积草坪灌溉外,特别适合于运动场草坪灌溉系统和高尔夫球场草坪灌溉。
尤其是高尔夫球场与一般公共草坪相比具有本身的特殊性,高尔夫球场草坪喷头独成体系,主要采用大射程喷头。
【专业知识】园林喷灌系统喷头的选型与布置1.喷头的选型选择喷头时,除需考虑其本身的性能,如喷头的工作压力、流量、射程、组合喷灌强度、喷洒扇形角度可否调节之外,还必须同时考虑诸如土壤的允许喷灌强度、地块大小形状、水源条件、用户要求等因素。
另外,同一工程或一个工程的同一轮灌组中,最好选用一种型号或性能相似的喷头,以便于灌溉均匀度的控制和整个系统的运行管理。
在已建项目中,有的为片面追求水景效果,安装了各种性能截然不同的喷头,致使灌溉均匀度无法保证。
选择喷头时需特别注意的是,灌溉系统不是喷泉,其目的是为了弥补植物需水时空上的不足,而不是创作人工水景。
因此,只能在首先满足需水的前提下,尽量照顾到景观效果。
此类喷头品种繁多,按射程分,有0.6~5.8米的小射程喷头,4.3~9.1米的中小射程喷头,8.5~15.9米的中等射程喷头,20米以上的大射程喷头;按喷洒类型分,有散射喷头,射线喷头,旋转喷头,射线旋转喷头;按使用场合分,有园林喷头,高尔夫喷头等等。
这些喷头均可在加压喷水时自动弹出地面,而灌水停止时又缩入地面,不会影响园林景观上的机械作业。
1.1小射程喷头一般为非旋转散射式喷头,这些喷头的弹出高度有50mm、75mm、100mm、150mm和300mm,可选配喷洒形式繁多或可调角度的喷嘴,喷灌强度较大。
不但适用于小块灌溉,也可用于灌木、绿篱的灌水和洗尘。
这类喷头的喷嘴大多为匹配灌溉强度喷嘴,即无论全圆喷洒,还是半圆或90度及其他角度,其灌溉强度基本相同。
这种特性对保证系统的喷洒均匀度极为有利。
1.2中小射程喷头多为旋转喷头,如PGM、5500等齿轮驱动顶部调节喷头,射程为4.3~11.3米,弹出高度有100mm、150mm、300mm.这种喷头适用于中型面积绿地和灌木、花卉的喷灌。
特别的如MP系列地埋射线旋转喷头,射程3~9米,以其独特的喷洒方式,和由此而来的不可比拟的节水特性,尤其适合坡地和新植喷洒。
绿地喷灌规划设计方案范本1. 引言绿地喷灌是一种有效的灌溉方式,通过喷头向植物的根部喷洒水分,从而满足植物的生长需求。
本文将介绍一种绿地喷灌规划设计方案,以期提供给相关从业人员参考和借鉴。
2. 设计原则2.1 水源可靠性:选择可靠的水源是设计的首要原则,水源应充足、稳定,以确保绿地的正常灌溉运行。
2.2 系统高效性:设计的喷灌系统应高效,使水分能够均匀分布在绿地上,以最大程度地满足植物的生长需求。
2.3 节水节能:喷灌系统应尽可能地减少水的浪费,降低能源消耗,选择合适的喷头和灌溉时段,以保证水资源的合理利用。
3. 设计步骤3.1 绿地类型分析:首先需要对绿地进行类型分析,包括绿地的大小、形状、植被类型、土壤类型等因素的考虑。
这些因素将决定喷灌系统设计的具体参数。
3.2 水源选择:根据绿地的规模和需要的水量,选择合适的水源。
常见的水源包括自来水、河流水、地下水等,需要确保水源的可靠性和水质的合格。
3.3 喷灌布局设计:根据绿地的形状和植被类型,合理设计喷头的布局。
一般情况下,喷头应均匀分布在绿地上,确保每个植物能够获得充足的水分。
3.4 灌溉时间安排:根据植物的需水量和生长习性,确定合适的灌溉时间。
一般来说,早晨和傍晚是较为合适的灌溉时段,可以减少水的蒸发损失。
3.5 控制系统设计:根据绿地的大小和布局,设计合适的喷灌控制系统。
该系统可以实现自动控制,根据预定的时间和参数完成喷灌任务,降低人工管理的工作量。
4. 设备选型4.1 喷头选择:根据绿地的需求和灌溉方式,选择适合的喷头。
常见的喷头类型有旋转喷头、喷射喷头、滴灌喷头等,可以根据设计的布局和水的分布要求选择合适的类型。
4.2 控制器选择:根据喷灌系统的规模和需要的功能,选择合适的控制器。
控制器可以实现定时、定量灌溉,具有自动化管理功能,简化操作流程。
4.3 管道选择:根据绿地的规模和布局,选择合适的管道。
通常情况下,选择耐腐蚀、耐压力变化的管道,确保系统的稳定性和耐久性。
绿地喷灌工程方案绿地喷灌工程是一项重要的城市绿化项目,通过喷灌系统,可实现对大面积绿地的高效浇灌,保持植物生长所需的水分,提高城市绿地的生态环境质量。
以下是一份1200以上的绿地喷灌工程方案,详细介绍了设计方案、材料选用和施工流程等内容。
一、设计方案1.设计目标:通过喷灌系统,实现对绿地的自动化浇灌,提高水资源的利用效率,并保持绿地的生态环境质量。
2.设计原则:2.1灌溉平均性原则:保证每个绿地区域均匀受灌溉,避免一些部分水分不足或过多的情况。
2.2节水原则:合理控制灌溉水量,确保植物生长所需的水分,并避免过度浪费水资源。
2.3耐久性原则:选用耐腐蚀、抗压、使用寿命长的材料,确保喷灌系统长期稳定运行。
二、材料选用1.喷灌头:选用耐腐蚀的喷灌头,可根据不同的绿地区域选择不同的类型,如喷头、旋转喷头等,以满足不同区域的浇水需求。
2.主管道:使用高压、耐腐蚀的管道,如PVC管道或PE管道,确保灌溉水流通畅、稳定。
3.管道连接件:选用具有优良密封性能和耐压性的快速接头,以简化安装和维修。
4.控制系统:采用现代化的自动控制系统,包括水泵控制系统、计时器等,可根据需要自动调整灌溉时间和水量。
三、施工流程1.方案设计阶段:1.1确定绿地区域范围和需要浇水的植物种类。
1.2根据绿地区域形状和大小,设计喷灌头的布置方案。
1.3计算灌溉水量和喷灌系统的总功率,确定所需材料和设备。
1.4编制详细施工图纸,包括管道布置、喷灌头位置和控制系统等设计。
2.准备工作阶段:2.1清理绿地区域,确保施工区域干净整洁。
2.2准备所需材料和设备,包括喷灌头、管道、控制系统等。
2.3根据施工图纸,确定喷灌头的位置和布置方式。
3.管道安装阶段:3.1预先进行管道布线,并确定管道的走向。
3.3安装分支管道,将灌溉水流引至不同的喷灌头位置。
4.喷灌头安装阶段:4.1根据设计图纸的要求,在不同地点挖掘喷灌头位置的孔洞。
4.2安装喷灌头,并确保其与管道连接紧密、密封性良好。
喷淋层喷嘴的布置原则下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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绿化喷灌施工方案绿化喷灌施工方案一、施工背景及工程目标在城市建设中,绿化是非常重要的一项工作。
通过绿化,可以改善城市环境,增加城市景观,提高城市居民的生活质量。
喷灌技术是一种有效的绿化方式,可以提高水源利用效率,节约用水。
本次施工的目标是在城市公园进行喷灌施工,利用喷灌技术进行植物的灌溉,确保植物的生长和发展,为市民提供一个绿色、清新的休闲环境。
二、施工方案1. 设计方案根据公园的地形和植物布局设计灌溉区域和喷灌系统布置。
将公园划分成几个灌溉区域,每个区域设置灌溉管道和喷灌头。
根据不同植物的需水要求,合理设计灌溉区域的数量和喷水头的布置,确保每株植物都能得到充足的水源供应。
2. 设备准备根据设计方案,准备相应的设备和材料。
包括喷灌系统所需的管道、喷水头、电磁阀、水泵等。
保证喷灌设备质量可靠,能够长期运行。
3. 施工准备施工前需要对施工现场进行清理和修整,确保灌溉区域的地面平整干净。
同时,需要检查灌溉区域的排水情况,确保排水通畅。
4. 施工步骤(1)首先,根据设计方案,在灌溉区域进行喷灌管道的敷设。
根据地形和植物位置的不同,选择合适的管道敷设方式,包括地下敷设和地上敷设。
(2)接着,安装喷水头。
根据植物的需水量和灌溉区域的大小,选择合适的喷水头型号和喷水角度。
确保每株植物都能得到充足的水源供应。
(3)然后,安装电磁阀和水泵。
电磁阀用于控制喷水头的开关,根据设定的时间和需求进行自动喷水。
水泵提供水源供应,确保喷灌系统正常运行。
(4)最后,进行系统测试和调试。
检查每个喷水头是否正常喷水,喷水范围是否覆盖到位。
同时,检查管道是否漏水,电磁阀和水泵是否运行正常。
三、施工安全1. 施工过程中要注意安全,如穿戴好防护装备,遵守操作规程,确保施工人员的人身安全。
2. 在施工现场设置警示标识,保持施工场地的整洁,确保施工期间不影响周围居民的日常生活。
3. 对施工现场进行定期巡查和维护,及时处理发现的问题,确保施工质量和安全。
绿地喷灌规划设计方案绿地喷灌是指利用喷灌技术为绿地提供水源,以实现绿地的充分浇灌和合理使用水资源的一种方式。
绿地喷灌规划设计方案主要包括喷灌系统设计、水源调配、施工实施以及运行管理等方面。
首先,喷灌系统的设计是绿地喷灌规划设计的重要一环。
设计方案应包括喷灌设备的选型、布置和排水系统的设计等内容。
根据绿地的规模和形状,合理选用适当的喷灌设备,并根据不同植物的需水量和生长特点,确定喷灌的间距和喷头的布置位置,以保证每个植物都能得到充分的水分供应。
此外,还应考虑到绿地对雨水的利用,设置合理的排水系统,避免积水和滞留,确保绿地的健康生长。
其次,水源调配是绿地喷灌规划设计的关键。
水源调配既包括利用市政供水系统提供的自来水进行喷灌,也包括利用雨水和污水进行喷灌。
对于自来水,应合理利用受限定时供水的时间段,确保绿地得到充足的供水。
对于雨水和污水,可以设置雨水收集装置和污水处理设施,将雨水和污水经过处理后用于绿地喷灌,实现水资源的循环利用。
再次,施工实施是绿地喷灌规划设计的具体操作环节。
在实施过程中,应保证工程质量和施工进度。
具体而言,应按照设计方案进行喷灌系统的安装和调试。
喷头的安装位置应准确无误,喷灌设备的运行正常,喷头与植物的距离合适,喷灌水流均匀稳定。
同时,还应进行管道的铺设和维护,确保喷灌管道的通畅和无漏水现象。
最后,运行管理是绿地喷灌规划设计的长期任务。
运行管理包括设备的定期检修和维护,管道的清洗和修复,及时处理设备故障和绿地的灾害事件等。
此外,还应制定合理的水量管理和用水计划,根据植物的生长需要和不同季节的特点,合理安排喷灌时间和次数,避免水资源浪费和植物的过度浇灌。
综上所述,绿地喷灌规划设计方案主要包括喷灌系统设计、水源调配、施工实施以及运行管理等方面。
通过合理安排绿地的喷灌设备和实施喷灌工程,能够提高水资源的利用效率,保证绿地的良好生长和景观效果。
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【专业知识】园林喷灌系统喷头的选型与布置
1.喷头的选型选择喷头时,除需考虑其本身的性能,如喷头的工作压力、流量、射
程、组合喷灌强度、喷洒扇形角度可否调节之外,还必须同时考虑诸如土壤的允许
喷灌强度、地块大小形状、水源条件、用户要求等因素。
另外,同一工程或一个工
程的同一轮灌组中,最好选用一种型号或性能相似的喷头,以便于灌溉均匀度的控
制和整个系统的运行管理。
在已建项目中,有的为片面追求水景效果,安装了各种
性能截然不同的喷头,致使灌溉均匀度无法保证。
选择喷头时需特别注意的是,灌
溉系统不是喷泉,其目的是为了弥补植物需水时空上的不足,而不是创作人工水景。
因此,只能在首先满足需水的前提下,尽量照顾到景观效果。
此类喷头品种繁多,按射程分,有0.6~5.8米的小射程喷头,4.3~9.1米的中小射程喷头,8.5~15.9米的中等射程喷头,20米以上的大射程喷头;按喷洒类型分,
有散射喷头,射线喷头,旋转喷头,射线旋转喷头;按使用场合分,有园林喷头,
高尔夫喷头等等。
这些喷头均可在加压喷水时自动弹出地面,而灌水停止时又缩入
地面,不会影响园林景观上的机械作业。
1.1小射程喷头一般为非旋转散射式喷头,这些喷头的弹出高度有50mm、75mm、100mm、150mm和300mm,可选配喷洒形式繁多或可调角度的喷嘴,喷灌强度较大。
不但适用
于小块灌溉,也可用于灌木、绿篱的灌水和洗尘。
这类喷头的喷嘴大多为匹配灌溉
强度喷嘴,即无论全圆喷洒,还是半圆或90度及其他角度,其灌溉强度基本相同。
这种特性对保证系统的喷洒均匀度极为有利。
城市绿地的喷灌设计简介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制度等,确定了喷灌管道的水力计算设计步骤,达到节水灌溉的目的,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。
浅述现代城市绿地的喷灌设计随着城市的不断发展,城市绿地的建设越来越受到重视。
而喷灌系统作为城市绿地景观中必不可少的一部分,其设计越来越关注城市的生态和环境。
本文将从喷灌系统的设计入手,探讨现代城市绿地的喷灌设计。
喷灌系统的分类喷灌系统按喷头的安装方式分为地上喷灌和地下喷灌两种方式。
地上喷灌就是将喷头直接安装在地面上,利用高压水泵将水喷洒到绿地上。
而地下喷灌则是将喷头安装在地下,利用地下管道将水输送到喷头处,从而达到喷洒的效果。
喷头分类方面,按喷水方式分为喷雾喷头和喷流喷头。
不同的喷头可以满足不同种类植物的生长需求,例如,灌木的生长往往需要比较大的水量和面积,可以选择喷流喷头;而草坪的生长则可以选用喷雾喷头。
喷灌系统的设计考虑因素喷灌系统设计时需要考虑多种因素,而这些因素又可分为几个方面:植被的生长需求不同种类的植被生长需要的水量、光照以及土壤含水量等因素不同。
在喷灌系统的设计时,需要根据植被的特点进行相应的设计,保证植物的生长环境。
绿地的地势特点城市绿地中地势的高低和坡度经常不相同,因此,喷灌设计时要根据地势和坡度进行合理的设计。
绿地的使用情况绿地是城市居民进行休闲和娱乐的场所,这就要求喷灌系统在满足植物生长要求的同时,不能影响到人们的正常使用。
喷灌系统的设计要点现代城市绿地的喷灌设计需要注意以下几个要点:技术的先进性随着科技的不断进步,喷灌系统的技术也在不断的更新升级。
对于城市绿地喷灌系统而言,应选择先进的、高效的喷灌系统,以满足城市绿地的需求。
水资源的节约性在环保意识日益增强的今天,喷灌设计应尽可能的减少水资源的浪费。
因此,在设计时,应结合不同植物的生长周期、生长阶段以及季节变化等因素,合理利用不同的喷头及喷灌量,从而达到最佳节省水源的目的。
设备的稳定性和可靠性现代城市绿地使用的地下管道和阀门应具有抗腐蚀、防漏和耐久性等特点,从而达到稳定性和可靠性的最佳状态。
节约成本城市绿地喷灌系统的设计除了满足绿地的生态和环境要求,也要考虑成本的因素。
市区绿地喷灌喷头的最佳布局数学学院数学与应用数学(师范)专业2011级刘佳指导教师张新功摘要:随着市区绿化面积的增多,传统的浇灌方式已被新的喷头喷灌方式所取代,要想真正实现喷头的节水量大,浇灌面积广等优点,那么喷灌喷头的布局则成为一个亟待解决的问题。
本文根据实际情况的调查做了合理的假设,建立了一般模型,该模型主要研究了喷头按正三角形和正方形排列的情形,通过用matlab,绘制出了喷头喷灌面积的均匀系数变化图和重叠系数变化曲线,经比较,提出了喷头在不同情形下的合理布局关键词:绿化面积;喷灌强度;合理布局;均匀系数;重叠系数Abstract: With the increasing number of the green land area in the urban, the traditional means of irrigation is substituted for the new one. However , if we want to make the advantages such as: huge amount of irrigation, wide irrigation area and so on come true, the layout of shower nozzle becomes a problem which must be solved in time. In the modeling ,I consult some relevant materials and make some reasonable assumptions on the basis of recent survey. Then, I make the model. The model is mainly to study the layout of shower nozzle in the way of right triangle and right rectangle. With the mathematical software, I draw the diagram of even coefficient and diagram of curves of the shower nozzle. After the comparison, I pose the reasonable layout of shower nozzle in different cases.Key words: the green land area; spray and irrigation; the reasonable layout; even coefficient; mathematical software随着城市的改造和扩建,市区内的主要街道和公园内的绿化面积也越来越大,传统的人工浇灌的方式已远远不能满足绿化的要求,因此针对于灌溉问题许多文献都进行了讨论[1-10]。
喷灌作为一种新的灌溉方式,省时省力,节水量大,浇灌面积广等诸多优点,使得这种新技术得到广泛的应用[4,6,8]。
针对农业生产中的喷灌,基于文献[1,3,7]研究了喷头的排布问题。
根据分析和计算,得到如下结论:当喷头采用正方形排布,且喷头间距是喷水半径(即射程)的1.06279倍时有最均匀的喷灌效果,喷灌均匀系数为0.9825123。
本模型具有较好的实用价值。
但与此同时,喷灌设备工程投资较高,喷灌材料的市场价格昂贵等并没有使得喷灌技术得到普及,这就要求我们对这种新技术的使用给予足够的思考:如何合理布局喷灌系统的重要组成成分—喷头,才能真正发挥喷灌喷头的最佳效果。
文献[2,4,5,6]通过数学模型的建立进行论证,怎样的布局才能使成本最小化、利益最大化。
1问题分析1.1 问题重述随着市区的绿化面积的逐渐增多,传统的人工浇灌方式也应被新的喷灌方式所取代.喷灌的诸多优点:节水量大,浇灌面积广,土地的利用率得到有效提高等等使之成为近年来备受关注的一种浇灌方式。
因此,喷灌不仅仅在农田,苗圃里有着广泛的应用,而且在城市的绿地浇灌中也有着很好的前景。
虽然喷灌好处众多,但是喷灌设备工程投资较高,喷灌材料的价格昂贵,并没有使喷灌的技术得到普及。
所以喷灌系统的重要组成部分—喷头的正确使用与否,直接影响到喷灌的效果。
如果喷头布置过密,则投资增加且浪费水资源,而过稀则会有喷洒不到的地方,使得水量分布不均而影响植物的生长,下面就喷头的作用原理进行了分析,在合理假设的前提下,通过对喷洒水量在灌溉面积上分布的均匀程度和覆盖程度与喷头之间的距离的研究来决定喷头的合理布局。
1.2 问题假设()1在喷灌过程中,忽略风等自然因素的影响,即不考虑喷头喷出的水雾受风的吹动而发生偏离,从而影响喷洒水量的分布情况。
()2假设喷灌的绿地的土地边长远大于喷头的喷洒半径。
()3将每个喷头看作是一个支点。
()4假设绿地非常平坦,忽略喷洒到地面的水因地势的不平而发生流动。
1.3 符号说明s:两喷头间的水平距离。
r:喷头的喷射半径。
l :地面上的一点(),x y 到某个喷头支架底部的水平距离。
()s t :表示喷灌均匀系数,即喷水量在灌溉面积上的均匀分布程度其计算公式为t ()s =1—p p∆ . (1.1) p (),x y :单位时间内喷洒到该点处的水的深度,即喷灌强度,其计算公式 为p (),x y =0p 1l r ⎛⎫- ⎪⎝⎭,0≤l ≤r (1.2) 因为0p 为系数,若将r 看成1个单位,则公式(1.2)简化为(),1p x y l =- . (1.3)sum p :单位时间内喷洒的水量之和,即总喷灌量。
p :平均喷灌强度,即总喷灌量除以喷灌的地表面积。
p ∆:地面上的各点喷灌强度与平均喷灌强度的差的平均值,即喷灌强度的 平均偏差。
()s m :喷灌重叠系数,表示单位面积内平均需要的喷头个数。
1.4 问题分析考虑喷头的最佳布局时,除去喷头的工作压力,风,地势等人为不易控制的因素外,最重要的一个决定因素就是喷头的排布要均匀,而减少喷头的喷灌的重叠区域,可减少喷头个数,从而节约成本。
现考虑绿地喷灌使用的是固定旋转式喷灌系统,显然,将喷头看作质点后,均匀分布意味着用线段将就近连接得到的图形是一些正多边形,而这些正多边形完全覆盖了整个田地。
每个喷头喷出的水洒落在以喷头为圆心的圆形区域上,任何一个喷头周围都可以划分为几个正多边形的内角,对于边数大于等于3的正多边形,其每个内角为()2n n π-,所以2π必须是()2n n π-的整数倍,即22n n -必须是整数,所以n =3,4,6.所以喷头的布局构成的正多边形只有正三角形,正方形,正六边形,即我们只需考虑在这些图形的顶点处安置喷头,从而使得喷洒最均匀。
2与模型的建立及求解2.1 模型的建立和求解2.1.1 正三角形的布局研究在图2-1(a)中,三角形的顶点即为喷头的布置地点,图中s=1,此时地面上所有的点都被重复喷灌,显然不符合实际需要中的减少喷头个数的目的。
所以s>1,另一方面,如图2-1()b()c所示,为了植物生长需要但又不能出现灌溉不到的地方,所以s<3,于是s的取值范围应满足1<s<3,见图2-1中的图形()d,即为正三角形布局中所研究的对象。
()a1s=()b s=3D图2-1 喷头距离s 与喷灌射程的关系为了研究图2-1()d 中的重叠部分,需引进喷灌重叠系数()s m ,它表示单位面积内土地平均需要的喷头个数,其值等于喷头在一个正多边形中的喷洒面积的总和除以单个喷头的最大喷洒面积,再除以正多边形的面积。
当喷头位于正三角形的三个顶点上时,由上述图2-1()d 可得喷头按三角形排列的重叠系数为()s m =2332s 。
仔细观察,图2-1()d 具有完全的对称性,所以我们 只需研究图中的阴影部分OAB Rt ∆的平均喷灌强度,即可得整个正三角形的平均喷灌强度。
为此,将阴影部分单独拿出来放在直角坐标系中考虑,如图2-2所示:图2-2 1<s <3时平均喷灌强度分析图在上图中OAB Rt ∆被两端圆弧分割成了1E ,2E ,3E 三个小区域,其中区域1E 只受到喷头O 的喷灌,由公式(1.3)可知,在该区域上的点(),x y 处,其喷灌强度为1p (),11x y l =-=对于区域2E 上的点,其同时受到喷头O 和D 的喷洒,所以其上每一点的喷灌强度为喷头O 的作用强度再加上喷头D 作用强度,即 2E 上每一点的喷灌强度为()2,2p x y =-.区域3E 上的点同时受到喷头 O ,C ,D 的喷洒,其上的喷灌强度等于这三个喷头各自作用产生的喷灌强度之和,即()3,3p x y =. 1()2,x y , ()3,p x y 分别在相应区域作二重积分并相加,就可得OAB Rt ∆上的总水量()131,i i i E p x y d σ==∑⎰⎰。
仔细观察图2-1()d 后发现,图形具有完全的对称性.在一个正三角形区域上的喷灌量(即图2-1()d 中圆心角为060的三个相同扇形区域上喷水量的总和) 刚好和一个喷头在半个圆域上喷出的水量相等.而从图中可知OAB Rt ∆的面积刚好是正三角形面积的61,则OAB Rt ∆的总水量为 sum p =()(222211111,=1121236x y x y p x y dxdy dxdy π+≤+≤=⎰⎰⎰⎰ . (2.1) 用总喷灌水量sum p 除以OAB Rt ∆的面积,可得OAB Rt ∆上的平均喷灌水量,即平均喷灌强度为sum p p ==. (2.2) 下求OAB Rt ∆上的喷灌强度的平均偏差p ∆,即地面上每点处的喷灌强度偏离p 的平均值,记地面上每点的喷灌强度与平均值的偏差为(),p x y p -.所以OAB Rt ∆上所有点偏离之和为二重积分,即()31,i sum i i i E p p x y p d σ=∆=-∑⎰⎰.再除以OAB Rt ∆的面积就可得平均偏离强度:()31,ii i i E p p x y p d σ=∆=-⎰⎰. (2.3) 将(2.2)和(2.3)代入(1.1)中就可得喷灌均匀系数为()()313611,i i i i E p t s p x y pd pσπ=∆=-=--∑⎰⎰ (2.4) 再利用matlab2-3所示从图2-3中可以看出,当间距s <1.1时,均匀系数随s 的减小而逐渐增大,在间距s >1.3时,均匀系数随s 的增大而减小。
而当间距s 处于1.2和1.3之间时,喷灌均匀系数取得一个极大值,由数值计算可得当间距s =1.24时取得极大值t ()s =95.8%。