CN114467699A - 下沉式绿地喷灌系统及实施方法 - Google Patents

下沉式绿地喷灌系统及实施方法 Download PDF

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邵瑶瑶
翁学润
林晓
汪佳伟
陈建军
徐国金
周一勤
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Abstract

本发明公开了一种下沉式绿地喷灌系统及实施方法，该喷灌系统主要安装在纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地，并在坡地底部依次铺设防渗土工布、砂砾层、种植土和植物，以及砂砾层中铺设纵横交错的多根渗水管、防渗土工布下部地埋储水池、储水池上部设置溢流管和检查井、种植土内埋设多根主水管和支水管，每根支水管上安装喷头；同时，储水池由水泵经多根输水管泵送连通至坡地顶部的蓄水池，该蓄水池又由水泵泵送连通至多根主水管和多根支水管，再由喷头喷灌；因此，本发明是一种构造合理、施工方便、质量可靠、经济节约、节能减排的下沉式绿地喷灌系统，其结合相应的施工方法，具有较高的经济效益和社会效益。

Description

下沉式绿地喷灌系统及实施方法
技术领域
本发明涉及一种生态绿化领域，尤其是指下沉式绿地喷灌系统及实施方法。
背景技术
下沉式绿地是海绵城市建设的主要设施之一，下沉式绿地具有狭义和广义之分，狭义的下沉式绿地指低于周边铺砌地面或道路一定深度以内的绿地；广义的下沉式绿地泛指具有一定的调蓄容积，且可用于调蓄和净化径流雨水的绿地，包括生物滞留设施、渗透塘、湿塘、雨水湿地、调节塘等。在南方少雨季节和北方干旱地区，大型公园的下沉式绿地安装喷灌系统雨水循环浇灌绿化苗木，是一种经济和节能的方法，对保持生态系统和环境景观起了重要作用。对于下沉量较大的大型下沉式绿地，纵断面采用类似抛物线曲线的布置是常用的方式，此外，山区垭口坡地为了节约投资和保护生态顺坡就势开发也采用类似抛物线的曲线纵断面布置，在这些区域安装喷灌系统，如采用平地和坡地方法设置喷灌系统，将导致喷灌均匀度不满足标准规范，同时影响花木等植物的生长，也浪费宝贵的水资源。
发明内容
本发明的发明目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种构造合理、施工方便、质量可靠、经济节约、节能减排的下沉式绿地喷灌系统及实施方法。
本发明的技术问题通过以下技术方案实现：
一种下沉式绿地喷灌系统，安装在纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地，所述的大型下沉式绿地坡地或垭口绿化坡地的坡地底部铺设防渗土工布，该防渗土工布上依次铺设砂砾层和种植土，并在种植土上种植植物；所述的砂砾层中铺设纵横交错的多根渗水管，该多根渗水管将喷灌喷洒在种植土内余量的渗透水排泄入防渗土工布下部地埋的储水池内；所述的储水池上部设置溢流管和检查井，该检查井向上延伸并从种植土顶面伸出外露；所述的种植土内埋设多根主水管和多根支水管，该多根主水管沿每分段坡地顶部至坡地底部竖向铺设，多根支水管沿每分段坡地水平向一定高度铺设，每根支水管上均具有等距离开设孔洞，每个孔洞上均安装喷管而使每分段坡地形成等边三角形喷灌网络，每个喷管均与坡地下坡方向倾斜一定角度，每个喷管顶部均安装喷头；所述的储水池由水泵经多根输水管泵送连通至坡地顶部的蓄水池，该蓄水池又由水泵泵送连通至多根主水管和多根支水管，在蓄水池上设有外接水源的进水口。
所述的纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地，需根据曲线坡地坡度的实际情况，从坡地底部至坡地顶部分多处分段A1、A2、A3、A4而形成1-2、2-3、3-4的多段不同坡度拟合纵断面的曲线，各分段坡角分别为
Figure 617018DEST_PATH_IMAGE001
，每段1-2、2-3、3-4的内坡面竖向一定高度安装多根主水管和沿坡面水平安装多根支水管，相邻支水管按照等距离开设的多个孔洞呈梅花形错开，每个孔洞上安装喷管，在喷管顶部安装喷头而形成坡面等边三角形布置的喷灌网络；所述的喷头呈等边三角形布置在平地的覆盖半径及喷水均匀度，以及根据流体动力学计算的喷头水滴射程轨迹方程、纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地的喷头布设有关参数由如下公式计算：
公式一：平地等边三角形布置的喷头覆盖半径及喷水均匀度计算公式
相邻支水管等距离开设的多个孔洞呈梅花形错开的水平距离为
Figure 758149DEST_PATH_IMAGE002
，每个喷头水滴射程半径为
Figure 819909DEST_PATH_IMAGE003
，当三个喷头水滴射程半径
Figure 653872DEST_PATH_IMAGE003
相交于等边三角形
Figure 666828DEST_PATH_IMAGE004
三内角平分线交点
Figure 611650DEST_PATH_IMAGE005
时，
Figure 259407DEST_PATH_IMAGE006
的中点为
Figure 264272DEST_PATH_IMAGE007
，6个重叠拱形面积之和
Figure 764523DEST_PATH_IMAGE008
最小，喷灌喷水均匀度
Figure 513036DEST_PATH_IMAGE009
最高，喷头水滴射程半径
Figure 549388DEST_PATH_IMAGE003
和喷灌喷水均匀度为
Figure 725154DEST_PATH_IMAGE010
公式二：平地喷头水滴射程轨迹方程
在平地设置的单个喷头参数、工作压力、初始喷射速度、仰角和安装高度相同情况下，喷头水滴的最大水平射程与大气压力、空气温度和湿度、风速和风向、空气阻力有关；由于种植土的土壤特性和种植植物的耐水滴打击程度，喷灌喷头水滴的落地速度一般为中低速；水体从喷头射出到形成各种粒径的水滴落地是一个极其复杂的过程，精确地分析计算喷头水滴射程轨迹相当困难，为了简化计算作如下假定：①喷头喷射的水体由一群大小各异的水滴组成、水滴大小在喷头出口即已形成，水滴在运动过程中不发生破碎、保持球形，水滴之间不发生相互作用；②不考虑大气压力、空气温度和湿度、风速和风向的影响；③空气阻力与水滴运动速度
Figure 712702DEST_PATH_IMAGE011
成正比，根据流体力学理论，喷头水滴射程轨迹方程为
Figure 999327DEST_PATH_IMAGE012
初始条件
Figure 529665DEST_PATH_IMAGE013
1、空气阻力系数
Figure 103429DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 578273DEST_PATH_IMAGE015
的指数
Figure 934168DEST_PATH_IMAGE016
连续分布
空气阻力系数
Figure 178068DEST_PATH_IMAGE017
中
Figure 197101DEST_PATH_IMAGE018
与水滴速度
Figure 893662DEST_PATH_IMAGE015
的指数
Figure 787669DEST_PATH_IMAGE016
为连续分布的函数，得
Figure 151654DEST_PATH_IMAGE019
在
Figure 338659DEST_PATH_IMAGE018
中
Figure 788095DEST_PATH_IMAGE020
分线性和非线性，线性函数为
Figure 220214DEST_PATH_IMAGE021
，非线性函数为二次幂函数或高次幂函数
Figure 438705DEST_PATH_IMAGE022
，参数
Figure 439022DEST_PATH_IMAGE023
由试验确定，
Figure 611640DEST_PATH_IMAGE024
，这是空气阻力系数
Figure 581870DEST_PATH_IMAGE017
中
Figure 654868DEST_PATH_IMAGE018
与水滴速度
Figure 685141DEST_PATH_IMAGE015
的指数
Figure 613564DEST_PATH_IMAGE016
分布的一般微分方程；
求解上述微分方程的解析解用数值法计算；
2、空气阻力系数
Figure 387485DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 580569DEST_PATH_IMAGE015
呈指数阶梯型分布
空气阻力系数
Figure 781743DEST_PATH_IMAGE014
中
Figure 663374DEST_PATH_IMAGE018
与水滴运动速度
Figure 240985DEST_PATH_IMAGE015
的指数阶梯型分布，
Figure 288576DEST_PATH_IMAGE025
；速度大着取大值；当
Figure 660651DEST_PATH_IMAGE026
时，上述微分方程即为常见斜抛运动，即抛物线方程；当
Figure 292228DEST_PATH_IMAGE027
时，求解析解用数值法计算；当
Figure 673530DEST_PATH_IMAGE028
时上述微分方程存在解析解，以此为例说明平地等边三角形设置喷灌的有关计算如下：
喷头高度为
Figure 575627DEST_PATH_IMAGE029
、喷头中心位置为
Figure 118604DEST_PATH_IMAGE030
，水滴初始仰角为
Figure 240406DEST_PATH_IMAGE031
、初速度为
Figure 35187DEST_PATH_IMAGE032
，取
Figure 650845DEST_PATH_IMAGE033
的微分方程为
Figure 771248DEST_PATH_IMAGE034
初始条件同公式二，得
Figure 613302DEST_PATH_IMAGE035
这是空气阻力系数
Figure 586941DEST_PATH_IMAGE017
中
Figure 463630DEST_PATH_IMAGE018
与水滴速度
Figure 613989DEST_PATH_IMAGE015
指数
Figure 943339DEST_PATH_IMAGE016
分布的特殊微分方程；
当
Figure 706021DEST_PATH_IMAGE036
时喷头喷射水滴的最大水平射程
Figure 437216DEST_PATH_IMAGE037
满足下述超越方程
Figure 758476DEST_PATH_IMAGE038
平地等边三角形设置的喷头喷射水滴的最大水平射程能够满足覆盖要求；
当
Figure 575123DEST_PATH_IMAGE039
时喷头喷射水滴的最大水平射程
Figure 138566DEST_PATH_IMAGE040
满足下述超越方程
Figure 724268DEST_PATH_IMAGE041
当
Figure 216429DEST_PATH_IMAGE042
时喷头喷射水滴的最大水平射程
Figure 520371DEST_PATH_IMAGE037
满足下述超越方程
Figure 359277DEST_PATH_IMAGE043
若一个与水平线相交
Figure 206010DEST_PATH_IMAGE044
角的平面通过
Figure 603493DEST_PATH_IMAGE045
，则该平面与水滴形成的马鞍形外边缘相交的平面为椭圆形，该椭圆形平面呈鸭蛋形，由于
Figure 394732DEST_PATH_IMAGE046
，可见喷灌喷头水滴不能全覆盖上坡面；
公式三：坡地水滴全部覆盖上坡面设置方法及计算公式
纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地根据坡地曲线的实际情况，从坡地底部至坡地顶部分多处分段A1、A2、A3、A4而形成1-2、2-3、3-4的多段不同坡度拟合纵断面的曲线，各段坡角分别为
Figure 801442DEST_PATH_IMAGE001
，每分段1-2、2-3、3-4内一定高度安装多根支水管，多个喷头形成坡面等边三角形布置的喷头网络；以公式二的“2、空气阻力系数
Figure 866131DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 700095DEST_PATH_IMAGE015
呈指数阶梯型分布”，“若一个与水平面相交
Figure 978630DEST_PATH_IMAGE044
角的平面通过
Figure 923452DEST_PATH_IMAGE045
，则该平面与水滴形成的马鞍形外边缘相交的平面为椭圆形，该椭圆形平面呈鸭蛋形，
Figure 839718DEST_PATH_IMAGE046
”，这就是说公式二的平地布置喷头呈鸭蛋形椭圆平面不能全部覆盖上坡面，则坡地水滴全部覆盖上坡面设置方法调整为：将喷管向下坡方向倾斜
Figure 110162DEST_PATH_IMAGE047
角度，着地点
Figure 610413DEST_PATH_IMAGE048
向上坡移动水平距离
Figure 234293DEST_PATH_IMAGE049
，喷头中心保持在位置
Figure 769179DEST_PATH_IMAGE030
，喷头与坡地的垂直高度保持为
Figure 443481DEST_PATH_IMAGE050
、喷管长度为
Figure 431028DEST_PATH_IMAGE051
，水滴初始仰角为
Figure 983232DEST_PATH_IMAGE052
、初速度为
Figure 107046DEST_PATH_IMAGE032
，由“2、空气阻力系数
Figure 955179DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 695602DEST_PATH_IMAGE015
呈指数阶梯型分布”公式，得
Figure 785918DEST_PATH_IMAGE053
，水滴落在坡地
Figure 295396DEST_PATH_IMAGE054
即平地
Figure 40062DEST_PATH_IMAGE055
地面距离
Figure 2202DEST_PATH_IMAGE056
，平地
Figure 771574DEST_PATH_IMAGE057
满足如下超越方程
Figure 135560DEST_PATH_IMAGE058
由
Figure 558451DEST_PATH_IMAGE059
求出
Figure 509352DEST_PATH_IMAGE060
及
Figure 941470DEST_PATH_IMAGE061
，喷头向下坡方向倾斜
Figure 159962DEST_PATH_IMAGE062
角度后喷灌喷头水滴可以全覆盖上坡面；
公式一～公式三中各符号的意义如下：
Figure 19333DEST_PATH_IMAGE063
——分别为喷灌喷头等边三角形布设的边长和喷头最大水平射程，
Figure 189021DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure 424830DEST_PATH_IMAGE065
——分别为平地地面
Figure 763408DEST_PATH_IMAGE055
处喷灌喷头等边三角形布设的喷头最大水平射程、地面喷灌喷头等边三角形布设的喷头最大水平射程、喷管向下坡方向倾斜
Figure 793681DEST_PATH_IMAGE062
角度后与支水管接口
Figure 719174DEST_PATH_IMAGE066
向上坡移动距离
Figure 493095DEST_PATH_IMAGE067
后
Figure 420599DEST_PATH_IMAGE068
处的喷头最大水平射程、喷管向下坡方向倾斜
Figure 621774DEST_PATH_IMAGE062
角度后与支水管接头
Figure 771913DEST_PATH_IMAGE066
向上坡移动水平距离，
Figure 83946DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure 272482DEST_PATH_IMAGE069
——分别为平地地面至喷灌喷头水滴最高射程的高度、与水平面相交
Figure 644557DEST_PATH_IMAGE044
角的平面通过
Figure 777598DEST_PATH_IMAGE045
时该平面与水滴形成的马鞍形外边缘相交处的高度、水滴任意处
Figure 394787DEST_PATH_IMAGE070
的高度、喷管的高度、喷头至水滴最高射程的高度，
Figure 155938DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure 698915DEST_PATH_IMAGE071
——分别为以喷头中心O为原点的水平x轴和竖直y轴，
Figure 552208DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure 471622DEST_PATH_IMAGE072
——分别为喷灌喷头水滴初始喷射速度、喷射轨迹上任意点x、y处的速度，
Figure 369171DEST_PATH_IMAGE073
；
Figure 83049DEST_PATH_IMAGE074
——分别为喷灌喷头单个水滴的质量和重力加速度，
Figure 190683DEST_PATH_IMAGE075
，
Figure 415253DEST_PATH_IMAGE076
；
Figure 26363DEST_PATH_IMAGE077
——分别为喷灌喷头水滴空气阻力系数
Figure 176721DEST_PATH_IMAGE017
中
Figure 506072DEST_PATH_IMAGE018
与水滴速度
Figure 283402DEST_PATH_IMAGE015
的指数
Figure 14598DEST_PATH_IMAGE016
为连续分布函数的系数、空气阻力系数
Figure 335858DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 152504DEST_PATH_IMAGE015
呈指数阶梯型分布函数的系数，由试验确定，
Figure 718877DEST_PATH_IMAGE078
的单位为
Figure 304579DEST_PATH_IMAGE079
；
Figure 937685DEST_PATH_IMAGE080
——分别为喷灌喷头等边三角形布设的夹角的一半、喷灌喷头的初始仰角、将仰角为
Figure 976049DEST_PATH_IMAGE031
喷灌喷头向下坡方向倾斜的角度、喷灌喷头向下坡方向倾斜的角度
Figure 579068DEST_PATH_IMAGE062
后的角度
Figure 783391DEST_PATH_IMAGE081
使喷头最大射程满足全覆盖上坡面的喷射仰角角度
Figure 446454DEST_PATH_IMAGE082
，
Figure 237692DEST_PATH_IMAGE083
与分段数对应相同，
Figure 378824DEST_PATH_IMAGE084
；
Figure 440583DEST_PATH_IMAGE044
——分别为纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形垭口的绿化坡地，根据坡地曲线的实际情况，从坡地底部至坡地顶部分多处分段A1、A2、A3、A4而形成1-2、2-3、3-4的多段不同坡度拟合纵断面曲线的夹角，
Figure 8967DEST_PATH_IMAGE083
与分段数对应相同，
Figure 553081DEST_PATH_IMAGE084
；
Figure 497903DEST_PATH_IMAGE085
——分别为等边三角形布置的喷头当三个喷头水滴射程半径
Figure 417099DEST_PATH_IMAGE003
相交于等边三角形三内角平分线交点时重叠的拱形面积、扇形减去拱形的面积即三角形的面积、喷灌喷水均匀度，
Figure 687543DEST_PATH_IMAGE086
、
Figure 187795DEST_PATH_IMAGE086
、无量纲；
Figure 670728DEST_PATH_IMAGE087
——分别为喷灌喷头水滴受到的与空气阻力系数有关的参数，由试验确定，
Figure 346560DEST_PATH_IMAGE088
,
Figure 758212DEST_PATH_IMAGE089
为大于1的自然数，
Figure 745760DEST_PATH_IMAGE090
组合成的
Figure 32385DEST_PATH_IMAGE014
单位为
Figure 421778DEST_PATH_IMAGE079
；
Figure 532560DEST_PATH_IMAGE091
——为
Figure 7404DEST_PATH_IMAGE015
的函数，单位为
Figure 97719DEST_PATH_IMAGE092
。
所述的防渗土工布是指以塑料薄膜作为防渗基材，并与无纺布复合而成的土工防渗材料；所述的砂砾层设置于种植土下部，最大粒径小于5cm，含泥量小于5%；所述的地面为种植植物的坡地，也指安装喷灌系统的平地；所述的植物为纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地上种植的植物，包括花草绿化植物和作物。
所述的渗水管外壁开设梅花状渗水孔并外包土工布，多根渗水管在储水池上部的砂砾层中纵横交错铺设。
所述的储水池为钢筋混凝土结构或塑料结构；所述的检查井向上延伸高出种植土顶面以上30cm～50cm，检查井向下直通储水池底部。
一种下沉式绿地喷灌系统的实施方法，包括如下步骤：
步骤一、工程测量和拟订初步方案
1、对纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地进行测量，根据初拟的等边三角形布设喷灌喷头的射程确定分段拟合坡度的分段数量和计算各分段坡角
Figure 341619DEST_PATH_IMAGE044
，即
Figure 360653DEST_PATH_IMAGE001
；
2、由公式一～公式三计算复核各分段的喷灌喷头等边三角形布设的边长
Figure 588372DEST_PATH_IMAGE002
和喷头最大水平射程
Figure 216799DEST_PATH_IMAGE003
以及喷头向下坡方向倾斜角
Figure 315205DEST_PATH_IMAGE047
、喷管向下坡方向倾斜
Figure 144621DEST_PATH_IMAGE047
角度后水滴水平射程
Figure 86733DEST_PATH_IMAGE093
时的高度
Figure 253272DEST_PATH_IMAGE094
、着地点
Figure 471764DEST_PATH_IMAGE095
向上坡移动水平距离
Figure 331135DEST_PATH_IMAGE096
；
步骤二、模拟试验和设计实施方案
1、制定模拟纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形垭口绿化坡地试验喷灌水滴水平射程试验方案：方案一为等水管压力、各分段坡地等边三角形布设相同的喷头，方案二为不等水管压力、各分段坡地等边三角形布设不同的喷头；试验方案包括考虑大气压力、空气温度和湿度，以及风速和风向的影响；
2、进行模拟试验，分析试验数据；
3、水源、植物种植计划调研和检测种植土、砂砾层的渗透系数，拟定储水池的结构、容量、渗水管的布置方式和技术参数，以及输水管和水泵的技术参数；
4、根据试验数据进行技术经济分析，提出期望投资和使用年限，确定实施方案；
5、设计喷灌网络实施方案，要求喷灌均匀系数不低于75%、水管和喷头的工作压力控制在安全范围；提出设计喷灌强度、各种原材料包括加压设备、控制设备、过滤装置的材质、尺寸和各种技术参数以及施工要求和验收标准；
步骤三、喷灌系统施工
1、储水池放样施工
按设计图纸对储水池进行放样，使用机械设备进行开挖储水池基础，基础强度符合设计要求；搭设储水池钢筋混凝土模板，安装储水池结构钢筋，浇筑储水池混凝土；储水池如为塑料成品按设计图纸安装；安装输水管和溢流管；
2、铺设防渗土工布
回填储水池开挖多余部分，分层填筑同步压实，整理平整，铺设两层防渗土工布；
3、铺设输水管和铺筑砂砾层
制作合格渗水管外包土工布，在防渗土工布上铺设纵横交错的渗水管，纵横渗水管汇总接入储水池，渗水管接头质量符合设计要求；选择合格砂砾层材料，在渗水管上铺设砂砾层，用小型机械压实砂砾层，砂砾层压实度符合设计要求；
4、覆盖种植土
选择合格的种植土，种植土厚度和密实度符合设计要求，必要时增加基肥；
5、管道施工放样
（1）放样原则
放样时应先确定喷头位置，再确定管道位置；喷头定位时应遵循点、线、面的原则，首先确定边界上拐点的喷头位置，再确定位于拐点之间沿边界的喷头位置，最后确定喷灌区域内部位于非边界的喷头位置；
（2）具体放样
Figure 769332DEST_PATH_IMAGE097
主水管放样：以相同的等边三角形布置喷头为例，按照设计图纸将纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地从坡地底部至坡地顶部分多处分段A1、A2、A3、A4而形成1-2、2-3、3-4的多段不同坡度拟合纵断面的曲线，确定各分段坡角分别为
Figure 5141DEST_PATH_IMAGE001
，则每分段沿竖向坡面的坡地顶部至每分段第一排支水管以下竖向的高度依次为
Figure 78139DEST_PATH_IMAGE098
，对此定位作为主水管连接支水管的接口位置，即各分段第一排支水管与第二排支水管之间的高度小于其余各排的高度，这是由于喷头向下坡方向倾斜
Figure 373992DEST_PATH_IMAGE062
角度和上移
Figure 30976DEST_PATH_IMAGE099
水平距离后的原因；按此放样定位后，除各分段各排喷头喷射水滴效果实际均按坡面等边三角形布置；
Figure 539317DEST_PATH_IMAGE100
支水管放样：在主水管各接口处沿水平方向放样，坡面支水管开设孔洞每隔直线长度
Figure 997981DEST_PATH_IMAGE002
作为喷管安装位置，上下相邻两排梅花形相互错开；
Figure 199155DEST_PATH_IMAGE101
喷头水平投影位置放样：在喷头投影位置放样；
6、管道沟槽开挖
采用小型机械和人工结合的方法在种植土上进行管道沟槽开挖；沟槽应尽可能挖得窄些，只在各接头处挖成较大的坑；断面形式可取矩形或梯形；沟槽宽度一般按管道外径加0.3m～0.5m确定；沟槽深度应满足喷头安装高度及管网泄水的要求，沟槽开挖时应根据设计要求保证槽床至少有0.2%的坡度，坡向指向指定的泄水点；挖好的管槽底面应平整、压实，具有均匀的密实度，再铺设管道；
7、管道安装
（1）主水管和支水管制作
①选择主水管和支水管材料、规格，通过试验和检测合格方能使用；
②多根主水管每分段依次相隔
Figure 346365DEST_PATH_IMAGE102
长度开孔作为连接支水管的接口位置；
Figure 658397DEST_PATH_IMAGE101
多根支水管每分段每隔水平长度
Figure 846933DEST_PATH_IMAGE002
开孔作为喷头安装位置；
（2）管道材质以硬聚氯乙烯(PVC)管胶合承插法为例说明
①切割、修口用专用切割钳或钢锯按照安装尺寸切割PVC管材，保证切割面平整并与管道轴线垂直，然后将插口处倒角锉成破口，以便于插接；
②标记将插口插入承口，用铅笔在插口管端外壁作插入深度标记，插入深度值应符合规定；
③涂胶、插接用毛刷将胶合剂迅速、均匀地涂刷在承口内侧和插口外侧，待部分胶合剂挥发而塑性增强时，即可一边倾斜管子一边用力插入，同时使管端插入的深度至所划标线并保证插口顺直；
8、管道加固
采用水泥砂浆或混凝土支墩对管道的某些部位进行压实或支撑固定，以减小喷灌系统在启动、关闭或运行时，产生的水锤和震动作用，增加管网系统的安全性；一般在水压试验和泄水试验合格后实施，加固位置通常是：弯头、三通、变径、堵头以及间隔一定距离的直线管段；
9、水压试验和泄水试验
管道安装完成后，按有关规范分别进行水压试验和泄水试验；水压试验的目的在于检验管道及其接口的耐压强度和密实性，泄水试验的目的是检验管网系统是否有合理的坡降，能否满足泄水的要求；
10、种植土回填
管道以上约200mm～300mm范围内种植土回填，管道两侧分层踩实，禁止用石块或砖砾等杂物单侧回填，填土前应先对管道压力充水至接近其工作压力，以防止回填过程中管道挤压变形，填士到位后对整个管槽进行水夯，以免绿化工程完成后出现局部下陷，影响绿化效果；
11、种植植物
选择合适当地环境的植物，植物品种、植株高度和密度符合设计要求；
12、设备安装
Figure 219009DEST_PATH_IMAGE097
首部安装
水泵和电机设备的安装施工必须严格遵守操作规程，确保施工质量；安装人员应具备设备安装的必要知识和实际操作能力，了解设备性能和特点；核实预埋螺栓的位置与高程；安装位置、高度必须符合设计要求；对直联机组，电机与水泵必须同轴；对非直联卧式机组，电机与水泵轴线必须平行；电器设备应由具有低压电气安装资格的专业人员按电气接线图的要求进行安装；
Figure 617629DEST_PATH_IMAGE100
喷管安装
喷管长度
Figure 237747DEST_PATH_IMAGE103
为
Figure 139844DEST_PATH_IMAGE104
，将喷管制作成朝下坡面倾斜
Figure 682821DEST_PATH_IMAGE047
角，将多个喷管底部与支水管的相应接口旋紧密封，喷管与支水管接头位置、高度和倾斜度符合设计要求；
③喷头安装
喷头安装前，应彻底冲洗管道系统，以免管道中的杂物堵塞喷头，朝下坡面倾斜
Figure 37579DEST_PATH_IMAGE047
角后喷头实际喷射仰角为
Figure 724037DEST_PATH_IMAGE081
，
Figure 480641DEST_PATH_IMAGE082
，喷头的仰角符合设计要求；检查喷头水平投影是否准确定位在已经放样的投影范围，如有偏差查明原因进行调整直至符合要求；
13、工程验收
Figure 194519DEST_PATH_IMAGE097
中间验收
喷灌系统的隐蔽工程必须进行中间验收，中间验收的施工内容主要包括：储水池、管道与设备的地基和基础，金属管道的防腐处理和附属构筑物的防水处理，沟槽的位置、断面和坡度，管道及控制电缆的规格与材质，水压试验与泄水试验，并进行喷灌系统运行试验；
Figure 36573DEST_PATH_IMAGE100
竣工验收
竣工验收的主要项目有：供水设备工作的稳定性，过滤设备工作的稳定性及反冲洗效果，喷头平面布置与间距，喷灌强度和喷灌均匀度，储水池容量以及渗透水的渗透效果，控制系统工作稳定性，管网的泄水能力和进、排气能力等。
与现有技术相比，本发明提供了一种下沉式绿地喷灌系统，特别适用于纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地喷灌系统的布设，具有如下主要特点：一是纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地曲线地段转化为多段一定坡度拟合的坡地，提高喷灌系统均匀度；二是将喷管向下坡倾斜一定角度，着地点向上坡移动相应距离，使喷头向下坡方向倾斜一定角度后喷灌喷头水滴可以全覆盖上坡面，以最低的经济费用解决曲线地段坡地喷灌的问题；三是设置砂砾层、防渗土工布和储水池，可再次利用喷灌喷洒在种植土内余量的渗透水，绿色环保，是碳达峰碳中和环保政策的具体体现；四是得出空气阻力系数与水滴运动速度呈指数连续分布的一般计算公式及其他计算公式，为喷灌系统设计施工养护提供技术指导，部分公式和方法也适用于喷泉系统的设计计算及施工技术指导，理论依据充分，应用范围广。因此，本发明是一种构造合理、施工方便、质量可靠、经济节约、节能减排的下沉式绿地喷灌系统，其结合相应的施工方法，具有较高的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的圆形下沉绿地坡地和垭口绿化坡地立体示意图。
图2为图1的平地喷灌射流半径计算的放大图。
图3为平地喷灌均匀度计算图式。
图4为坡地喷灌均匀度计算图式。
图5为坡地喷灌网络布置示意图。
具体实施方式
下面将按上述附图对本发明实施例再作详细说明。
如图1~图5所示，1.地面、2.防渗土工布、3.砂砾层、4.种植土、5.植物、61.渗水管、62.输水管、63.溢流管、64.主水管、65.支水管、7.喷头、71.喷管、8.储水池、81.检查井、91.蓄水池、92.水泵、93.进水口。
下沉式绿地喷灌系统及实施方法，如图1所示，主要涉及生态绿化领域中用于下沉式绿地，特别是纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地的喷灌实施，其结构包括在大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地的坡地底部铺设防渗土工布2，该防渗土工布上依次铺设砂砾层3和种植土4，并在种植土上种植花木或其他作物等植物5。
所述的防渗土工布2是指以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布复合而成的土工防渗材料，主要为聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）是一种高分子化学柔性材料，比重较小，延伸性较强，适应变形能力高，耐腐蚀，耐低温，抗冻性能好。防渗土工布设置于砂砾层3底部，其作用是将种植土4吸收后多余的喷灌水体由渗水管排至储水池8进行再次利用。
所述的砂砾层3设置于种植土4下部，可用于渗透将种植土吸收后多余的喷灌水体，最大粒径小于5cm，含泥量小于5%，该砂砾层3中铺设纵横交错的多根渗水管61，即多根渗水管在储水池8上部纵横交错布置，在渗管水61外壁开梅花状渗水孔外包土工布，可将喷灌喷洒在种植土4内余量的渗透水排泄入防渗土工布2下部地埋的储水池8内。
所述的种植土4为适宜于种植花木或其他作物等植物的土壤，而地面1是指种植花木或其他作物等植物5的坡地，也指安装喷灌系统的平地；所述的植物5为纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地种植的植物，其品种为适宜种植于该地的植物，包括花草绿化植物和作物，为了这些植物正常生长，需用喷灌补充水分。
所述的储水池8为钢筋混凝土结构或塑料结构，结构形状按地形的实际情况确定，储水量满足储存多余渗透水量的要求；所述的储水池8上部设置溢流管63和检查井81。
其中，溢流管63安装在储水池8上部是为了排泄丰水期多余的渗透水，而检查井81向上延伸并从种植土4顶面伸出外露，具体是检查井81向上延伸高出种植土4顶面以上30cm～50cm，检查井81向下伸入储水池8顶并直通储水池底部，可用于人工检查储水池8的储水情况或清除沉淀物。
所述的种植土4内埋设多根主水管64和多根支水管65，该多根主水管64沿每分段坡地顶部至坡地底部竖向铺设，多根支水管65沿每分段坡地水平向一定高度铺设，每根支水管65上均具有等距离开设的孔洞，每个孔洞上均安装喷管71而使每分段坡地形成等边三角形喷灌网络，每个喷管均与坡地下坡方向倾斜一定角度，每个喷管71顶部均安装喷头7用于均匀地喷水灌溉花木等植物5。
所述的的主水管和支水管的口径和水头损失需经水力计算，满足喷灌系统总体设计要求。
所述的喷头7、喷管71为喷灌系统重要的末端设置，喷头7的主要参数根据植物5所需水量、种植土容许打击能力，以及当地气候、风速风向等有关因素选择。对于纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地每段支水管65的水压、喷头参数经技术经济分析后，在满足要求的前提下可选择相同或不相同参数。
所述的储水池8内的水由水泵92经多根输水管62泵送连通至坡地顶部的蓄水池91内储存方便再次利用，该蓄水池又经水泵92泵送连通至多根主水管64和多根支水管65，以供多个喷管71和多个喷头7喷水灌溉。
所述的水泵92分两种，一种水泵将储水池8内渗透水泵送至蓄水池91，其扬程需满足储水池至蓄水池的高程，另一种为将蓄水池91中的水输送至主水管64，水泵92的功率要满足喷灌压力要求，经技术经济分析后，在满足植物5所需水量、种植土4容许打击能力，以及当地气候、风速风向有关因素要求的前提下，可选择每段坡地相同水压或不同水压，如选择不同水压时，每分段坡地须单独设置主水管64。
所述的蓄水池91上设有外接水源的进水口93，用于干旱季节补充蓄水，该外接水源可采用山塘水库或自来水作为水源，水质符合标准。
所述的纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿 化坡地如图1所示，需根据曲线坡地坡度的实际情况，从坡地底部至坡地顶部分多处分段 A1、A2、A3、A4而形成1-2、2-3、3-4的多段不同坡度拟合纵断面的曲线，各分段坡角分别为
Figure 992634DEST_PATH_IMAGE001
，每段1-2、2-3、3-4的内坡面竖向一定高度安装多根主水管64和沿坡面水平 安装多根支水管65，相邻支水管按照等距离开设的多个孔洞呈梅花形错开，每个孔洞上安 装喷管71，在喷管顶部安装喷头7而形成坡面等边三角形布置的喷灌网络；所述的喷头7呈 等边三角形布置在平地的覆盖半径及喷水均匀度，以及根据流体动力学计算的喷头水滴射 程轨迹方程、纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡 地的喷头布设有关参数由如下公式计算：
公式一：平地等边三角形布置的喷头覆盖半径及喷水均匀度计算公式
如图2所示，相邻支水管65等距离开设的多个孔洞呈梅花形错开的水平距离为
Figure 869323DEST_PATH_IMAGE002
， 每个喷头7水滴射程半径为
Figure 19682DEST_PATH_IMAGE003
，当三个喷头水滴射程半径
Figure 349032DEST_PATH_IMAGE003
相交于等边三角形
Figure 846135DEST_PATH_IMAGE004
三内角平分线交点
Figure 311751DEST_PATH_IMAGE005
时，
Figure 633011DEST_PATH_IMAGE006
的中点为
Figure 184078DEST_PATH_IMAGE007
，6个重叠拱形面积之和
Figure 499520DEST_PATH_IMAGE008
最小，喷灌喷水均 匀度
Figure 85222DEST_PATH_IMAGE009
最高，喷头水滴射程半径
Figure 311804DEST_PATH_IMAGE003
和喷灌喷水均匀度为
Figure 615747DEST_PATH_IMAGE010
公式二：平地喷头水滴射程轨迹方程
如图3所示，在平地设置的单个喷头7参数、工作压力、初始喷射速度、仰角和安装 高度相同情况下，喷头水滴的最大水平射程与大气压力、空气温度和湿度、风速和风向、空 气阻力有关；由于种植土4的土壤特性和种植植物5的耐水滴打击程度，喷灌喷头水滴的落 地速度一般为中低速；水体从喷头射出到形成各种粒径的水滴落地是一个极其复杂的过 程，精确地分析计算喷头水滴射程轨迹相当困难，为了简化计算作如下假定：①喷头喷射的 水体由一群大小各异的水滴组成、水滴大小在喷头出口即已形成，水滴在运动过程中不发 生破碎、保持球形，水滴之间不发生相互作用；②不考虑大气压力、空气温度和湿度、风速和 风向的影响；③空气阻力与水滴运动速度
Figure 720231DEST_PATH_IMAGE011
成正比，根据流体力学理论，喷头水滴射程轨 迹方程为
Figure 160440DEST_PATH_IMAGE012
初始条件
Figure 682557DEST_PATH_IMAGE013
1、空气阻力系数
Figure 441172DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 316724DEST_PATH_IMAGE015
的指数
Figure 736073DEST_PATH_IMAGE016
连续分布
空气阻力系数
Figure 805922DEST_PATH_IMAGE017
中
Figure 818878DEST_PATH_IMAGE018
与水滴速度
Figure 498121DEST_PATH_IMAGE015
的指数
Figure 745212DEST_PATH_IMAGE016
为连续分布的函数，得
Figure 484498DEST_PATH_IMAGE019
在
Figure 719170DEST_PATH_IMAGE018
中
Figure 562624DEST_PATH_IMAGE020
分线性和非线性，线性函数为
Figure 300773DEST_PATH_IMAGE021
，非线性函数 为二次幂函数或高次幂函数
Figure 273277DEST_PATH_IMAGE022
， 参数
Figure 775671DEST_PATH_IMAGE023
由试验确定，
Figure 390192DEST_PATH_IMAGE024
，这是空气阻力系数
Figure 248427DEST_PATH_IMAGE017
中
Figure 87770DEST_PATH_IMAGE018
与水滴速度
Figure 890510DEST_PATH_IMAGE015
的指数
Figure 449667DEST_PATH_IMAGE016
分布的一般微分方程；
求解上述微分方程的解析解是困难的，需用数值法计算；
2、空气阻力系数
Figure 788507DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 774917DEST_PATH_IMAGE015
呈指数阶梯型分布
空气阻力系数
Figure 829068DEST_PATH_IMAGE014
中
Figure 926337DEST_PATH_IMAGE018
与水滴运动速度
Figure 352639DEST_PATH_IMAGE015
的指数阶梯型分布，
Figure 870470DEST_PATH_IMAGE025
；速度大着取大值；当
Figure 788748DEST_PATH_IMAGE026
时，上述微分方程即为常见斜抛运动，即抛物 线方程；当
Figure 220866DEST_PATH_IMAGE027
时，求解析解用数值法计算；当
Figure 678173DEST_PATH_IMAGE028
时上述微分方程存在解析解，以此为 例说明平地等边三角形设置喷灌的有关计算如下：
喷头7高度为
Figure 537545DEST_PATH_IMAGE029
、喷头中心位置为
Figure 802173DEST_PATH_IMAGE030
，水滴初始仰角为
Figure 273868DEST_PATH_IMAGE031
、初速度为
Figure 81287DEST_PATH_IMAGE032
，取
Figure 845980DEST_PATH_IMAGE033
的微分方程为
Figure 565281DEST_PATH_IMAGE034
初始条件同公式二，得
Figure 339202DEST_PATH_IMAGE035
这是空气阻力系数
Figure 391341DEST_PATH_IMAGE017
中
Figure 828400DEST_PATH_IMAGE018
与水滴速度
Figure 677408DEST_PATH_IMAGE015
指数
Figure 848495DEST_PATH_IMAGE016
分布的特殊微分方程；
当
Figure 146619DEST_PATH_IMAGE036
时喷头喷射水滴的最大水平射程
Figure 112170DEST_PATH_IMAGE037
满足下述超越方程
Figure 714053DEST_PATH_IMAGE038
平地等边三角形设置的喷头7喷射水滴的最大水平射程能够满足覆盖要求；
当
Figure 800083DEST_PATH_IMAGE039
时喷头喷射水滴的最大水平射程
Figure 295655DEST_PATH_IMAGE040
满足下述超越方程
Figure 307474DEST_PATH_IMAGE041
当
Figure 19821DEST_PATH_IMAGE042
时喷头喷射水滴的最大水平射程
Figure 142498DEST_PATH_IMAGE037
满足下述超越方程
Figure 259621DEST_PATH_IMAGE043
若一个与水平线相交
Figure 442340DEST_PATH_IMAGE044
角的平面通过
Figure 877870DEST_PATH_IMAGE045
，则该平面与水滴形成的马鞍形外边 缘相交的平面为椭圆形，该椭圆形平面呈鸭蛋形，由于
Figure 308632DEST_PATH_IMAGE046
，可见喷灌喷头水滴不能全 覆盖上坡面；
公式三：坡地水滴全部覆盖上坡面设置方法及计算公式
如图1所示，纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭 口绿化坡地根据坡地曲线的实际情况，从坡地底部至坡地顶部分多处分段A1、A2、A3、A4而形 成1-2、2-3、3-4的多段不同坡度拟合纵断面的曲线，各段坡角分别为
Figure 778797DEST_PATH_IMAGE001
，每分段 1-2、2-3、3-4内一定高度安装多根支水管，多个喷头形成坡面等边三角形布置的喷头网络； 如图3所示，以公式二的“2、空气阻力系数
Figure 492937DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 291129DEST_PATH_IMAGE015
呈指数阶梯型分布”，“若一 个与水平面相交
Figure 145821DEST_PATH_IMAGE044
角的平面通过
Figure 844393DEST_PATH_IMAGE045
，则该平面与水滴形成的马鞍形外边缘相交的平面 为椭圆形，该椭圆形平面呈鸭蛋形，
Figure 634495DEST_PATH_IMAGE046
”，这就是说公式二的平地布置喷头呈鸭蛋形椭 圆平面不能全部覆盖上坡面，则坡地水滴全部覆盖上坡面设置方法调整为：将喷管向下坡 方向倾斜
Figure 310196DEST_PATH_IMAGE047
角度，着地点
Figure 345410DEST_PATH_IMAGE048
向上坡移动水平距离
Figure 259008DEST_PATH_IMAGE049
，喷头中心保持在位置
Figure 485590DEST_PATH_IMAGE030
， 喷头7与坡地的垂直高度保持为
Figure 16629DEST_PATH_IMAGE050
、喷管71长度为
Figure 354070DEST_PATH_IMAGE051
，水滴初始仰角为
Figure 653333DEST_PATH_IMAGE052
、初速度为
Figure 552281DEST_PATH_IMAGE032
，由“2、空气阻力系数
Figure 405836DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 546968DEST_PATH_IMAGE015
呈指数阶梯型分布” 公式，得
Figure 74639DEST_PATH_IMAGE053
，水滴落在坡地
Figure 908603DEST_PATH_IMAGE054
即平地
Figure 921558DEST_PATH_IMAGE055
地面距离
Figure 961320DEST_PATH_IMAGE056
，平地
Figure 110542DEST_PATH_IMAGE057
满足如下超越方 程
Figure 584249DEST_PATH_IMAGE058
由
Figure 84500DEST_PATH_IMAGE059
求出
Figure 196462DEST_PATH_IMAGE060
及
Figure 465770DEST_PATH_IMAGE061
，喷头7向下坡方向倾斜
Figure 375957DEST_PATH_IMAGE062
角度后喷灌喷头水 滴可以全覆盖上坡面；
公式一～公式三中各符号的意义如下：
Figure 864969DEST_PATH_IMAGE063
——分别为喷灌喷头等边三角形布设的边长和喷头7最大水平射程，
Figure 151594DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure 275408DEST_PATH_IMAGE065
——分别为平地地面
Figure 356496DEST_PATH_IMAGE055
处喷灌喷头等边三角形布设的喷头最 大水平射程、地面1喷灌喷头等边三角形布设的喷头最大水平射程、喷管71向下坡方向倾斜
Figure 329875DEST_PATH_IMAGE062
角度后与支水管接口
Figure 420191DEST_PATH_IMAGE066
向上坡移动距离
Figure 257566DEST_PATH_IMAGE067
后
Figure 916080DEST_PATH_IMAGE068
处的喷头最大水平射 程、喷管7向下坡方向倾斜
Figure 114106DEST_PATH_IMAGE062
角度后与支水管接头
Figure 742533DEST_PATH_IMAGE066
向上坡移动水平距离，
Figure 372098DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure 60568DEST_PATH_IMAGE069
——分别为平地地面1至喷灌喷头水滴最高射程的高度、与 水平面相交
Figure 760538DEST_PATH_IMAGE044
角的平面通过
Figure 192656DEST_PATH_IMAGE045
时该平面与水滴形成的马鞍形外边缘相交处的高度、水 滴任意处
Figure 411148DEST_PATH_IMAGE070
的高度、喷管71的高度、喷头7至水滴最高射程的高度，
Figure 270520DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure 708716DEST_PATH_IMAGE071
——分别为以喷头中心O为原点的水平x轴和竖直y轴，
Figure 413367DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure 486365DEST_PATH_IMAGE072
——分别为喷灌喷头水滴初始喷射速度、喷射轨迹上任意点x、y处的 速度，
Figure 516638DEST_PATH_IMAGE073
；
Figure 173622DEST_PATH_IMAGE074
——分别为喷灌喷头单个水滴的质量和重力加速度，
Figure 213123DEST_PATH_IMAGE075
，
Figure 875048DEST_PATH_IMAGE076
；
Figure 76222DEST_PATH_IMAGE077
——分别为喷灌喷头水滴空气阻力系数
Figure 223432DEST_PATH_IMAGE017
中
Figure 66623DEST_PATH_IMAGE018
与水滴速度
Figure 848634DEST_PATH_IMAGE015
的指数
Figure 955131DEST_PATH_IMAGE016
为连续分布函数的系数、空气阻力系数
Figure 592566DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 301765DEST_PATH_IMAGE015
呈指数阶梯型分布 函数的系数，由试验确定，
Figure 203862DEST_PATH_IMAGE078
的单位为
Figure 248304DEST_PATH_IMAGE079
；
Figure 868641DEST_PATH_IMAGE080
——分别为喷灌喷头等边三角形布设的夹角的一半、喷灌喷头 的初始仰角、将仰角为
Figure 522476DEST_PATH_IMAGE031
喷灌喷头向下坡方向倾斜的角度、喷灌喷头向下坡方向倾斜的角 度
Figure 279080DEST_PATH_IMAGE062
后的角度
Figure 491493DEST_PATH_IMAGE081
使喷头最大射程满足全覆盖上坡面的喷射仰角角度
Figure 599126DEST_PATH_IMAGE082
，
Figure 56652DEST_PATH_IMAGE083
与分段数对应相同，
Figure 933341DEST_PATH_IMAGE084
；
Figure 319586DEST_PATH_IMAGE044
——分别为纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形垭 口的绿化坡地，根据坡地曲线的实际情况，从坡地底部至坡地顶部分多处分段A1、A2、A3、A4 而形成1-2、2-3、3-4的多段不同坡度拟合纵断面曲线的夹角，
Figure 648936DEST_PATH_IMAGE083
与分段数对应相 同，
Figure 644574DEST_PATH_IMAGE084
；
Figure 375769DEST_PATH_IMAGE085
——分别为等边三角形布置的喷头当三个喷头水滴射程半径
Figure 658547DEST_PATH_IMAGE003
相 交于等边三角形三内角平分线交点时重叠的拱形面积、扇形减去拱形的面积即三角形的面 积、喷灌喷水均匀度，
Figure 475193DEST_PATH_IMAGE086
、
Figure 8942DEST_PATH_IMAGE086
、无量纲；
Figure 955164DEST_PATH_IMAGE087
——分别为喷灌喷头水滴受到的与空气阻力系数有关的参 数，由试验确定，
Figure 447325DEST_PATH_IMAGE088
,
Figure 751267DEST_PATH_IMAGE089
为大于1的自然数，
Figure 88708DEST_PATH_IMAGE090
组合成的
Figure 293031DEST_PATH_IMAGE014
单位为
Figure 424935DEST_PATH_IMAGE079
；
Figure 216173DEST_PATH_IMAGE091
——为
Figure 357305DEST_PATH_IMAGE015
的函数，单位为
Figure 419064DEST_PATH_IMAGE092
。
本发明这种下沉式绿地喷灌系统的实施方法，主要包括如下步骤：
步骤一、工程测量和拟订初步方案
1、对纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地进行测量，根据初拟的等边三角形布设喷灌喷头的射程确定分段拟合坡度的分段数量和计算各分段坡角
Figure 987449DEST_PATH_IMAGE044
，即
Figure 593879DEST_PATH_IMAGE001
；
2、由公式一～公式三计算复核各分段的喷灌喷头等边三角形布设的边长
Figure 777517DEST_PATH_IMAGE002
和喷头最大水平射程
Figure 457897DEST_PATH_IMAGE003
以及喷头向下坡方向倾斜角
Figure 197183DEST_PATH_IMAGE047
、喷管71向下坡方向倾斜
Figure 697434DEST_PATH_IMAGE047
角度后水滴水平射程
Figure 681833DEST_PATH_IMAGE093
时的高度
Figure 951140DEST_PATH_IMAGE094
、着地点
Figure 392486DEST_PATH_IMAGE095
向上坡移动水平距离
Figure 114454DEST_PATH_IMAGE096
；
步骤二、模拟试验和设计实施方案
1、制定模拟纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形垭口绿化坡地试验喷灌水滴水平射程试验方案：方案一为等水管压力、各分段坡地等边三角形布设相同的喷头，方案二为不等水管压力、各分段坡地等边三角形布设不同的喷头7；试验方案包括考虑大气压力、空气温度和湿度，以及风速和风向的影响；
2、进行模拟试验，分析试验数据；
3、水源、植物种植计划调研和检测种植土4、砂砾层3的渗透系数，拟定储水池8的结构、容量、渗水管61的布置方式和技术参数，以及输水管62和水泵92的技术参数；
4、根据试验数据进行技术经济分析，提出期望投资和使用年限，确定实施方案；
5、设计喷灌网络实施方案，要求喷灌均匀系数不低于75%、水管和喷头的工作压力控制在安全范围；提出设计喷灌强度、各种原材料包括加压设备、控制设备、过滤装置的材质、尺寸和各种技术参数以及施工要求和验收标准；
步骤三、喷灌系统施工
1、储水池放样施工
按设计图纸对储水池进行放样，使用机械设备进行开挖储水池基础，基础强度符合设计要求；搭设储水池钢筋混凝土模板，安装储水池结构钢筋，浇筑储水池混凝土；储水池如为塑料成品按设计图纸安装；安装输水管和溢流管；
2、铺设防渗土工布
回填储水池8开挖多余部分，分层填筑同步压实，整理平整，铺设两层防渗土工布；
3、铺设输水管和铺筑砂砾层
制作合格渗水管61外包土工布，在防渗土工布2上铺设纵横交错的渗水管61，纵横渗水管汇总接入储水池8，渗水管61接头质量符合设计要求；选择合格砂砾层3材料，在渗水管上铺设砂砾层，用小型机械压实砂砾层，砂砾层压实度符合设计要求；
4、覆盖种植土
选择合格的种植土4，种植土厚度和密实度符合设计要求，必要时增加基肥；
5、管道施工放样
（1）放样原则
放样时应先确定喷头7位置，再确定管道位置；喷头定位时应遵循点、线、面的原则，首先确定边界上拐点的喷头位置，再确定位于拐点之间沿边界的喷头位置，最后确定喷灌区域内部位于非边界的喷头位置；
（2）具体放样
Figure 634035DEST_PATH_IMAGE097
主水管放样：以相同的等边三角形布置喷头为例，按照设计图纸将纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地从坡地底部至坡地顶部分多处分段A1、A2、A3、A4而形成1-2、2-3、3-4的多段不同坡度拟合纵断面的曲线，确定各分段坡角分别为
Figure 23428DEST_PATH_IMAGE001
，则每分段沿竖向坡面的坡地顶部至每分段第一排支水管以下竖向的高度依次为
Figure 370096DEST_PATH_IMAGE098
，对此定位作为主水管连接支水管的接口位置，即各分段第一排支水管与第二排支水管之间的高度小于其余各排的高度，这是由于喷头向下坡方向倾斜
Figure 674300DEST_PATH_IMAGE062
角度和上移
Figure 30195DEST_PATH_IMAGE099
水平距离后的原因；按此放样定位后，除各分段各排喷头喷射水滴效果实际均按坡面等边三角形布置；
Figure 274095DEST_PATH_IMAGE100
支水管放样：在主水管64各接口处沿水平方向放样，坡面支水管65开设孔洞每隔直线长度
Figure 260506DEST_PATH_IMAGE002
作为喷管安装位置，上下相邻两排梅花形相互错开；
Figure 551259DEST_PATH_IMAGE101
喷头7水平投影位置放样：在喷头投影位置放样；
6、管道沟槽开挖
采用小型机械和人工结合的方法在种植土上进行管道沟槽开挖；沟槽应尽可能挖得窄些，只在各接头处挖成较大的坑；断面形式可取矩形或梯形；沟槽宽度一般按管道外径加0.3m～0.5m确定；沟槽深度应满足喷头安装高度及管网泄水的要求，沟槽开挖时应根据设计要求保证槽床至少有0.2%的坡度，坡向指向指定的泄水点；挖好的管槽底面应平整、压实，具有均匀的密实度，再铺设管道；
7、管道安装
（1）主水管和支水管制作
①选择主水管64和支水管65材料、规格，通过试验和检测合格方能使用；
②多根主水管64每分段依次相隔
Figure 179686DEST_PATH_IMAGE102
长度开孔作为连接支水管的接口位置；
Figure 543671DEST_PATH_IMAGE101
多根支水管65每分段每隔水平长度
Figure 700983DEST_PATH_IMAGE002
开孔作为喷头安装位置；
（2）管道材质以硬聚氯乙烯(PVC)管胶合承插法为例说明
①切割、修口用专用切割钳或钢锯按照安装尺寸切割PVC管材，保证切割面平整并与管道轴线垂直，然后将插口处倒角锉成破口，以便于插接；
②标记将插口插入承口，用铅笔在插口管端外壁作插入深度标记，插入深度值应符合规定；
③涂胶、插接用毛刷将胶合剂迅速、均匀地涂刷在承口内侧和插口外侧，待部分胶合剂挥发而塑性增强时，即可一边倾斜管子一边用力插入，同时使管端插入的深度至所划标线并保证插口顺直；
8、管道加固
采用水泥砂浆或混凝土支墩对管道的某些部位进行压实或支撑固定，以减小喷灌系统在启动、关闭或运行时，产生的水锤和震动作用，增加管网系统的安全性；一般在水压试验和泄水试验合格后实施，加固位置通常是：弯头、三通、变径、堵头以及间隔一定距离的直线管段；
9、水压试验和泄水试验
管道安装完成后，按有关规范分别进行水压试验和泄水试验；水压试验的目的在于检验管道及其接口的耐压强度和密实性，泄水试验的目的是检验管网系统是否有合理的坡降，能否满足泄水的要求；
10、种植土回填
管道以上约200mm～300mm范围内种植土4回填，管道两侧分层踩实，禁止用石块或砖砾等杂物单侧回填，填土前应先对管道压力充水至接近其工作压力，以防止回填过程中管道挤压变形，填士到位后对整个管槽进行水夯，以免绿化工程完成后出现局部下陷，影响绿化效果；
11、种植植物
选择合适当地环境的植物5，植物品种、植株高度和密度符合设计要求；
12、设备安装
Figure 386305DEST_PATH_IMAGE097
首部安装
水泵和电机设备的安装施工必须严格遵守操作规程，确保施工质量；安装人员应具备设备安装的必要知识和实际操作能力，了解设备性能和特点；核实预埋螺栓的位置与高程；安装位置、高度必须符合设计要求；对直联机组，电机与水泵必须同轴；对非直联卧式机组，电机与水泵轴线必须平行；电器设备应由具有低压电气安装资格的专业人员按电气接线图的要求进行安装；
Figure 818423DEST_PATH_IMAGE100
喷管安装
喷管长度
Figure 36915DEST_PATH_IMAGE103
为
Figure 896286DEST_PATH_IMAGE104
，将喷管制作成朝下坡面倾斜
Figure 65974DEST_PATH_IMAGE047
角，将多个喷管底部与支水管的相应接口旋紧密封，喷管71与支水管65接头位置、高度和倾斜度符合设计要求；
③喷头安装
喷头安装前，应彻底冲洗管道系统，以免管道中的杂物堵塞喷头，朝下坡面倾斜
Figure 301784DEST_PATH_IMAGE047
角后喷头实际喷射仰角为
Figure 374782DEST_PATH_IMAGE081
，
Figure 139475DEST_PATH_IMAGE082
，喷头的仰角符合设计要求；检查喷头水平投影是否准确定位在已经放样的投影范围，如有偏差查明原因进行调整直至符合要求；
13、工程验收
Figure 658444DEST_PATH_IMAGE097
中间验收
喷灌系统的隐蔽工程必须进行中间验收，中间验收的施工内容主要包括：储水池、管道与设备的地基和基础，金属管道的防腐处理和附属构筑物的防水处理，沟槽的位置、断面和坡度，管道及控制电缆的规格与材质，水压试验与泄水试验，并进行喷灌系统运行试验；
Figure 432365DEST_PATH_IMAGE100
竣工验收
竣工验收的主要项目有：供水设备工作的稳定性，过滤设备工作的稳定性及反冲洗效果，喷头平面布置与间距，喷灌强度和喷灌均匀度，储水池容量以及渗透水的渗透效果，控制系统工作稳定性，管网的泄水能力和进、排气能力等。
以上所述仅是本发明的具体实施例，本领域技术人员应该理解，任何与该实施例类似的结构设计，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种下沉式绿地喷灌系统，安装在纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地，其特征在于所述的大型下沉式绿地坡地或垭口绿化坡地的坡地底部铺设防渗土工布（2），该防渗土工布上依次铺设砂砾层（3）和种植土（4），并在种植土上种植植物（5）；所述的砂砾层（3）中铺设纵横交错的多根渗水管（61），该多根渗水管将喷灌喷洒在种植土（4）内余量的渗透水排泄入防渗土工布（2）下部地埋的储水池（8）内；所述的储水池（8）上部设置溢流管（63）和检查井（81），该检查井向上延伸并从种植土（4）顶面伸出外露；所述的种植土（4）内埋设多根主水管（64）和多根支水管（65），该多根主水管（64）沿每分段坡地顶部至坡地底部竖向铺设，多根支水管（65）沿每分段坡地水平向一定高度铺设，每根支水管（65）上均具有等距离开设孔洞，每个孔洞上均安装喷管（71）而使每分段坡地形成等边三角形喷灌网络，每个喷管（71）均与坡地下坡方向倾斜一定角度，每个喷管（71）顶部均安装喷头（7）；所述的储水池（8）由水泵（92）经多根输水管（62）泵送连通至坡地顶部的蓄水池（91），该蓄水池又由水泵（92）泵送连通至多根主水管（64）和多根支水管（65），在蓄水池（91）上设有外接水源的进水口（93）。
2.根据权利要求1所述的下沉式绿地喷灌系统，其特征在于所述的纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地，需根据曲线坡地坡度的实际情况，从坡地底部至坡地顶部分多处分段A1、A2、A3、A4而形成1-2、2-3、3-4的多段不同坡度拟合纵断面的曲线，各分段坡角分别为
Figure 550839DEST_PATH_IMAGE001
，每段1-2、2-3、3-4的内坡面竖向一定高度安装多根主水管（64）和沿坡面水平安装多根支水管（65），相邻支水管按照等距离开设的多个孔洞呈梅花形错开，每个孔洞上安装喷管（71），在喷管顶部安装喷头（7）而形成坡面等边三角形布置的喷灌网络；所述的喷头（7）呈等边三角形布置在平地的覆盖半径及喷水均匀度，以及根据流体动力学计算的喷头水滴射程轨迹方程、纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地的喷头布设有关参数由如下公式计算：
公式一：平地等边三角形布置的喷头覆盖半径及喷水均匀度计算公式
相邻支水管（65）等距离开设的多个孔洞呈梅花形错开的水平距离为
Figure 898643DEST_PATH_IMAGE002
，每个喷头（7）水滴射程半径为
Figure 199437DEST_PATH_IMAGE003
，当三个喷头水滴射程半径
Figure 50718DEST_PATH_IMAGE003
相交于等边三角形
Figure 542879DEST_PATH_IMAGE004
三内角平分线交点
Figure 610936DEST_PATH_IMAGE005
时，
Figure 479535DEST_PATH_IMAGE006
的中点为
Figure 450902DEST_PATH_IMAGE007
，6个重叠拱形面积之和
Figure 848385DEST_PATH_IMAGE008
最小，喷灌喷水均匀度
Figure 141089DEST_PATH_IMAGE009
最高，喷头水滴射程半径
Figure 78958DEST_PATH_IMAGE003
和喷灌喷水均匀度为
Figure 904831DEST_PATH_IMAGE010
公式二：平地喷头水滴射程轨迹方程
在平地设置的单个喷头（7）参数、工作压力、初始喷射速度、仰角和安装高度相同情况下，喷头水滴的最大水平射程与大气压力、空气温度和湿度、风速和风向、空气阻力有关；由于种植土（4）的土壤特性和种植植物（5）的耐水滴打击程度，喷灌喷头水滴的落地速度一般为中低速；水体从喷头（7）射出到形成各种粒径的水滴落地是一个极其复杂的过程，精确地分析计算喷头水滴射程轨迹相当困难，为了简化计算作如下假定：①喷头（7）喷射的水体由一群大小各异的水滴组成、水滴大小在喷头出口即已形成，水滴在运动过程中不发生破碎、保持球形，水滴之间不发生相互作用；②不考虑大气压力、空气温度和湿度、风速和风向的影响；③空气阻力与水滴运动速度
Figure 243190DEST_PATH_IMAGE011
成正比，根据流体力学理论，喷头水滴射程轨迹方程为
Figure 787304DEST_PATH_IMAGE012
初始条件
Figure 997705DEST_PATH_IMAGE013
1、空气阻力系数
Figure 445129DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 449994DEST_PATH_IMAGE015
的指数
Figure 950246DEST_PATH_IMAGE016
连续分布
空气阻力系数
Figure 728452DEST_PATH_IMAGE017
中
Figure 60077DEST_PATH_IMAGE018
与水滴速度
Figure 501422DEST_PATH_IMAGE015
的指数
Figure 256014DEST_PATH_IMAGE016
为连续分布的函数，得
Figure 808218DEST_PATH_IMAGE019
在
Figure 197611DEST_PATH_IMAGE018
中
Figure 36955DEST_PATH_IMAGE020
分线性和非线性，线性函数为
Figure 42957DEST_PATH_IMAGE021
，非线性函数为二次幂函数或高次幂函数
Figure 133272DEST_PATH_IMAGE022
，参数
Figure 144216DEST_PATH_IMAGE023
由试验确定，
Figure 661785DEST_PATH_IMAGE024
，这是空气阻力系数
Figure 623925DEST_PATH_IMAGE017
中
Figure 517931DEST_PATH_IMAGE018
与水滴速度
Figure 380452DEST_PATH_IMAGE015
的指数
Figure 600081DEST_PATH_IMAGE016
分布的一般微分方程；
求解上述微分方程的解析解用数值法计算；
2、空气阻力系数
Figure 315096DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 248679DEST_PATH_IMAGE015
呈指数阶梯型分布
空气阻力系数
Figure 732750DEST_PATH_IMAGE014
中
Figure 857701DEST_PATH_IMAGE018
与水滴运动速度
Figure 298827DEST_PATH_IMAGE015
的指数阶梯型分布，
Figure 800216DEST_PATH_IMAGE025
；速度大着取大值；当
Figure 873214DEST_PATH_IMAGE026
时，上述微分方程即为常见斜抛运动，即抛物线方程；当
Figure 936110DEST_PATH_IMAGE027
时，求解析解用数值法计算；当
Figure 625717DEST_PATH_IMAGE028
时上述微分方程存在解析解，以此为例说明平地等边三角形设置喷灌的有关计算如下：
喷头（7）高度为
Figure 134059DEST_PATH_IMAGE029
、喷头中心位置为
Figure 327143DEST_PATH_IMAGE030
，水滴初始仰角为
Figure 558011DEST_PATH_IMAGE031
、初速度为
Figure 469335DEST_PATH_IMAGE032
，取
Figure 46947DEST_PATH_IMAGE033
的微分方程为
Figure 861582DEST_PATH_IMAGE034
初始条件同公式二，得
Figure 499236DEST_PATH_IMAGE035
这是空气阻力系数
Figure 163436DEST_PATH_IMAGE017
中
Figure 795273DEST_PATH_IMAGE018
与水滴速度
Figure 962949DEST_PATH_IMAGE015
指数
Figure 771505DEST_PATH_IMAGE016
分布的特殊微分方程；
当
Figure 627728DEST_PATH_IMAGE036
时喷头喷射水滴的最大水平射程
Figure 78300DEST_PATH_IMAGE037
满足下述超越方程
Figure 834904DEST_PATH_IMAGE038
平地等边三角形设置的喷头（7）喷射水滴的最大水平射程能够满足覆盖要求；
当
Figure 548782DEST_PATH_IMAGE039
时喷头喷射水滴的最大水平射程
Figure 154950DEST_PATH_IMAGE040
满足下述超越方程
Figure 612477DEST_PATH_IMAGE041
当
Figure 489166DEST_PATH_IMAGE042
时喷头喷射水滴的最大水平射程
Figure 406568DEST_PATH_IMAGE037
满足下述超越方程
Figure 532656DEST_PATH_IMAGE043
若一个与水平线相交
Figure 325032DEST_PATH_IMAGE044
角的平面通过
Figure 357360DEST_PATH_IMAGE045
，则该平面与水滴形成的马鞍形外边缘相交的平面为椭圆形，该椭圆形平面呈鸭蛋形，由于
Figure 475357DEST_PATH_IMAGE046
，可见喷灌喷头水滴不能全覆盖上坡面；
公式三：坡地水滴全部覆盖上坡面设置方法及计算公式
纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地根据坡地曲线的实际情况，从坡地底部至坡地顶部分多处分段A1、A2、A3、A4而形成1-2、2-3、3-4的多段不同坡度拟合纵断面的曲线，各段坡角分别为
Figure 793468DEST_PATH_IMAGE001
，每分段1-2、2-3、3-4内一定高度安装多根支水管（65），多个喷头（7）形成坡面等边三角形布置的喷头网络；以公式二的“2、空气阻力系数
Figure 858376DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 975237DEST_PATH_IMAGE015
呈指数阶梯型分布”，“若一个与水平面相交
Figure 965933DEST_PATH_IMAGE044
角的平面通过
Figure 801034DEST_PATH_IMAGE045
，则该平面与水滴形成的马鞍形外边缘相交的平面为椭圆形，该椭圆形平面呈鸭蛋形，
Figure 669633DEST_PATH_IMAGE046
”，这就是说公式二的平地布置喷头呈鸭蛋形椭圆平面不能全部覆盖上坡面，则坡地水滴全部覆盖上坡面设置方法调整为：将喷管向下坡方向倾斜
Figure 876886DEST_PATH_IMAGE047
角度，着地点
Figure 71107DEST_PATH_IMAGE048
向上坡移动水平距离
Figure 596766DEST_PATH_IMAGE049
，喷头中心保持在位置
Figure 27311DEST_PATH_IMAGE030
，喷头（7）与坡地的垂直高度保持为
Figure 853184DEST_PATH_IMAGE050
、喷管（71）长度为
Figure 218306DEST_PATH_IMAGE051
，水滴初始仰角为
Figure 529464DEST_PATH_IMAGE052
、初速度为
Figure 5445DEST_PATH_IMAGE032
，由“2、空气阻力系数
Figure 951404DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 985963DEST_PATH_IMAGE015
呈指数阶梯型分布”公式，得
Figure 282952DEST_PATH_IMAGE053
，水滴落在坡地
Figure 64089DEST_PATH_IMAGE054
即平地
Figure 598975DEST_PATH_IMAGE055
地面距离
Figure 40321DEST_PATH_IMAGE056
，平地
Figure 797842DEST_PATH_IMAGE057
满足如下超越方程
Figure 350046DEST_PATH_IMAGE058
由
Figure 5018DEST_PATH_IMAGE059
求出
Figure 118730DEST_PATH_IMAGE060
及
Figure 327995DEST_PATH_IMAGE061
，喷头（7）向下坡方向倾斜
Figure 683890DEST_PATH_IMAGE062
角度后喷灌喷头水滴可以全覆盖上坡面；
公式一～公式三中各符号的意义如下：
Figure 957483DEST_PATH_IMAGE063
——分别为喷灌喷头等边三角形布设的边长和喷头（7）最大水平射程，
Figure 6210DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure 499508DEST_PATH_IMAGE065
——分别为平地地面
Figure 160559DEST_PATH_IMAGE055
处喷灌喷头等边三角形布设的喷头最大水平射程、地面（1）喷灌喷头等边三角形布设的喷头最大水平射程、喷管（71）向下坡方向倾斜
Figure 790124DEST_PATH_IMAGE062
角度后与支水管接口
Figure 9752DEST_PATH_IMAGE066
向上坡移动距离
Figure 975302DEST_PATH_IMAGE067
后
Figure 938578DEST_PATH_IMAGE068
处的喷头最大水平射程、喷管（7）向下坡方向倾斜
Figure 422649DEST_PATH_IMAGE062
角度后与支水管接头
Figure 49065DEST_PATH_IMAGE066
向上坡移动水平距离，
Figure 985797DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure 487185DEST_PATH_IMAGE069
——分别为平地地面（1）至喷灌喷头水滴最高射程的高度、与水平面相交
Figure 324298DEST_PATH_IMAGE044
角的平面通过
Figure 620150DEST_PATH_IMAGE045
时该平面与水滴形成的马鞍形外边缘相交处的高度、水滴任意处
Figure 309758DEST_PATH_IMAGE070
的高度、喷管（71）的高度、喷头（7）至水滴最高射程的高度，
Figure 381881DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure 840544DEST_PATH_IMAGE071
——分别为以喷头中心O为原点的水平x轴和竖直y轴，
Figure 608430DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure 270486DEST_PATH_IMAGE072
——分别为喷灌喷头水滴初始喷射速度、喷射轨迹上任意点x、y处的速度，
Figure 379257DEST_PATH_IMAGE073
；
Figure 456541DEST_PATH_IMAGE074
——分别为喷灌喷头单个水滴的质量和重力加速度，
Figure 94195DEST_PATH_IMAGE075
，
Figure 492816DEST_PATH_IMAGE076
；
Figure 375583DEST_PATH_IMAGE077
——分别为喷灌喷头水滴空气阻力系数
Figure 543260DEST_PATH_IMAGE017
中
Figure 86236DEST_PATH_IMAGE018
与水滴速度
Figure 995987DEST_PATH_IMAGE015
的指数
Figure 446560DEST_PATH_IMAGE016
为连续分布函数的系数、空气阻力系数
Figure 766945DEST_PATH_IMAGE014
与水滴运动速度
Figure 11982DEST_PATH_IMAGE015
呈指数阶梯型分布函数的系数，由试验确定，
Figure 385194DEST_PATH_IMAGE078
的单位为
Figure 137993DEST_PATH_IMAGE079
；
Figure 545841DEST_PATH_IMAGE080
——分别为喷灌喷头等边三角形布设的夹角的一半、喷灌喷头的初始仰角、将仰角为
Figure 463243DEST_PATH_IMAGE031
喷灌喷头向下坡方向倾斜的角度、喷灌喷头向下坡方向倾斜的角度
Figure 323752DEST_PATH_IMAGE062
后的角度
Figure 850548DEST_PATH_IMAGE081
使喷头最大射程满足全覆盖上坡面的喷射仰角角度
Figure 617297DEST_PATH_IMAGE082
，
Figure 469715DEST_PATH_IMAGE083
与分段数对应相同，
Figure 286362DEST_PATH_IMAGE084
；
Figure 852734DEST_PATH_IMAGE044
——分别为纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形垭口的绿化坡地，根据坡地曲线的实际情况，从坡地底部至坡地顶部分多处分段A1、A2、A3、A4而形成1-2、2-3、3-4的多段不同坡度拟合纵断面曲线的夹角，
Figure 235174DEST_PATH_IMAGE083
与分段数对应相同，
Figure 461756DEST_PATH_IMAGE084
；
Figure 60971DEST_PATH_IMAGE085
——分别为等边三角形布置的喷头当三个喷头水滴射程半径
Figure 929570DEST_PATH_IMAGE003
相交于等边三角形三内角平分线交点时重叠的拱形面积、扇形减去拱形的面积即三角形的面积、喷灌喷水均匀度，
Figure 166516DEST_PATH_IMAGE086
、
Figure 862202DEST_PATH_IMAGE086
、无量纲；
Figure 653441DEST_PATH_IMAGE087
——分别为喷灌喷头水滴受到的与空气阻力系数有关的参数，由试验确定，
Figure 325731DEST_PATH_IMAGE088
,
Figure 745797DEST_PATH_IMAGE089
为大于1的自然数，
Figure 110919DEST_PATH_IMAGE090
组合成的
Figure 422077DEST_PATH_IMAGE014
单位为
Figure 163637DEST_PATH_IMAGE079
；
Figure 608131DEST_PATH_IMAGE091
——为
Figure 144155DEST_PATH_IMAGE015
的函数，单位为
Figure 175565DEST_PATH_IMAGE092
。
3.根据权利要求2所述的下沉式绿地喷灌系统，其特征在于所述的防渗土工布（2）是指以塑料薄膜作为防渗基材，并与无纺布复合而成的土工防渗材料；所述的砂砾层（3）设置于种植土（4）下部，最大粒径小于5cm，含泥量小于5%；所述的地面（1）为种植植物（5）的坡地，也指安装喷灌系统的平地；所述的植物（5）为纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地上种植的植物。
4.根据权利要求1所述的下沉式绿地喷灌系统，其特征在于所述的渗水管（61）外壁开设梅花状渗水孔并外包土工布，多根渗水管（61）在储水池（8）上部的砂砾层（3）中纵横交错铺设。
5.根据权利要求1所述的下沉式绿地喷灌系统，其特征在于所述的储水池（8）为钢筋混凝土结构或塑料结构；所述的检查井（81）向上延伸高出种植土（4）顶面以上30cm～50cm，检查井（81）向下直通储水池（8）底部。
6.一种根据权利要求1所述的下沉式绿地喷灌系统的实施方法，其特征在于该实施方法包括如下步骤：
步骤一、工程测量和拟订初步方案
1、对纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地进行测量，根据初拟的等边三角形布设喷灌喷头的射程确定分段拟合坡度的分段数量和计算各分段坡角
Figure 425543DEST_PATH_IMAGE044
，即
Figure 960429DEST_PATH_IMAGE001
；
2、由公式一～公式三计算复核各分段的喷灌喷头等边三角形布设的边长
Figure 401775DEST_PATH_IMAGE002
和喷头最大水平射程
Figure 424875DEST_PATH_IMAGE003
以及喷头向下坡方向倾斜角
Figure 242659DEST_PATH_IMAGE047
、喷管（71）向下坡方向倾斜
Figure 428789DEST_PATH_IMAGE047
角度后水滴水平射程
Figure 276922DEST_PATH_IMAGE093
时的高度
Figure 17345DEST_PATH_IMAGE094
、着地点
Figure 373240DEST_PATH_IMAGE095
向上坡移动水平距离
Figure 381254DEST_PATH_IMAGE096
；
步骤二、模拟试验和设计实施方案
1、制定模拟纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形垭口绿化坡地试验喷灌水滴水平射程试验方案：方案一为等水管压力、各分段坡地等边三角形布设相同的喷头，方案二为不等水管压力、各分段坡地等边三角形布设不同的喷头（7）；试验方案包括考虑大气压力、空气温度和湿度，以及风速和风向的影响；
2、进行模拟试验，分析试验数据；
3、水源、植物种植计划调研和检测种植土（4）、砂砾层（3）的渗透系数，拟定储水池（8）的结构、容量、渗水管（61）的布置方式和技术参数，以及输水管（62）和水泵（92）的技术参数；
4、根据试验数据进行技术经济分析，提出期望投资和使用年限，确定实施方案；
5、设计喷灌网络实施方案，要求喷灌均匀系数不低于75%、水管和喷头的工作压力控制在安全范围；提出设计喷灌强度、各种原材料包括加压设备、控制设备、过滤装置的材质、尺寸和各种技术参数以及施工要求和验收标准；
步骤三、喷灌系统施工
1、储水池放样施工
按设计图纸对储水池进行放样，使用机械设备进行开挖储水池基础，基础强度符合设计要求；搭设储水池钢筋混凝土模板，安装储水池结构钢筋，浇筑储水池混凝土；储水池如为塑料成品按设计图纸安装；安装输水管和溢流管；
2、铺设防渗土工布
回填储水池（8）开挖多余部分，分层填筑同步压实，整理平整，铺设两层防渗土工布；
3、铺设输水管和铺筑砂砾层
制作合格渗水管（61）外包土工布，在防渗土工布（2）上铺设纵横交错的渗水管（61），纵横渗水管汇总接入储水池（8），渗水管（61）接头质量符合设计要求；选择合格砂砾层（3）材料，在渗水管上铺设砂砾层，用小型机械压实砂砾层，砂砾层压实度符合设计要求；
4、覆盖种植土
选择合格的种植土（4），种植土厚度和密实度符合设计要求，必要时增加基肥；
5、管道施工放样
（1）放样原则
放样时应先确定喷头（7）位置，再确定管道位置；喷头定位时应遵循点、线、面的原则，首先确定边界上拐点的喷头位置，再确定位于拐点之间沿边界的喷头位置，最后确定喷灌区域内部位于非边界的喷头位置；
（2）具体放样
Figure DEST_PATH_IMAGE097
主水管放样：以相同的等边三角形布置喷头为例，按照设计图纸将纵断面呈曲线形的大型下沉式绿地坡地或纵断面呈曲线马鞍形的垭口绿化坡地从坡地底部至坡地顶部分多处分段A1、A2、A3、A4而形成1-2、2-3、3-4的多段不同坡度拟合纵断面的曲线，确定各分段坡角分别为
Figure 492298DEST_PATH_IMAGE001
，则每分段沿竖向坡面的坡地顶部至每分段第一排支水管以下竖向的高度依次为
Figure 955903DEST_PATH_IMAGE098
，对此定位作为主水管连接支水管的接口位置，即各分段第一排支水管与第二排支水管之间的高度小于其余各排的高度，这是由于喷头向下坡方向倾斜
Figure 584330DEST_PATH_IMAGE062
角度和上移
Figure 213895DEST_PATH_IMAGE099
水平距离后的原因；按此放样定位后，除各分段各排喷头喷射水滴效果实际均按坡面等边三角形布置；
Figure 433523DEST_PATH_IMAGE100
支水管放样：在主水管（64）各接口处沿水平方向放样，坡面支水管（65）开设孔洞每隔直线长度
Figure 641214DEST_PATH_IMAGE002
作为喷管安装位置，上下相邻两排梅花形相互错开；
Figure DEST_PATH_IMAGE101
喷头（7）水平投影位置放样：在喷头投影位置放样；
6、管道沟槽开挖
采用小型机械和人工结合的方法在种植土上进行管道沟槽开挖；沟槽应尽可能挖得窄些，只在各接头处挖成较大的坑；断面形式可取矩形或梯形；沟槽宽度一般按管道外径加0.3m～0.5m确定；沟槽深度应满足喷头安装高度及管网泄水的要求，沟槽开挖时应根据设计要求保证槽床至少有0.2%的坡度，坡向指向指定的泄水点；挖好的管槽底面应平整、压实，具有均匀的密实度，再铺设管道；
7、管道安装
（1）主水管和支水管制作
①选择主水管（64）和支水管（65）材料、规格，通过试验和检测合格方能使用；
②多根主水管（64）每分段依次相隔
Figure 433852DEST_PATH_IMAGE102
长度开孔作为连接支水管的接口位置；
Figure 183502DEST_PATH_IMAGE101
多根支水管（65）每分段每隔水平长度
Figure 574032DEST_PATH_IMAGE002
开孔作为喷头安装位置；
（2）管道材质以硬聚氯乙烯(PVC)管胶合承插法为例说明
①切割、修口用专用切割钳或钢锯按照安装尺寸切割PVC管材，保证切割面平整并与管道轴线垂直，然后将插口处倒角锉成破口，以便于插接；
②标记将插口插入承口，用铅笔在插口管端外壁作插入深度标记，插入深度值应符合规定；
③涂胶、插接用毛刷将胶合剂迅速、均匀地涂刷在承口内侧和插口外侧，待部分胶合剂挥发而塑性增强时，即可一边倾斜管子一边用力插入，同时使管端插入的深度至所划标线并保证插口顺直；
8、管道加固
采用水泥砂浆或混凝土支墩对管道的某些部位进行压实或支撑固定，以减小喷灌系统在启动、关闭或运行时，产生的水锤和震动作用，增加管网系统的安全性；一般在水压试验和泄水试验合格后实施，加固位置通常是：弯头、三通、变径、堵头以及间隔一定距离的直线管段；
9、水压试验和泄水试验
管道安装完成后，按有关规范分别进行水压试验和泄水试验；水压试验的目的在于检验管道及其接口的耐压强度和密实性，泄水试验的目的是检验管网系统是否有合理的坡降，能否满足泄水的要求；
10、种植土回填
管道以上约200mm～300mm范围内种植土（4）回填，管道两侧分层踩实，禁止用石块或砖砾等杂物单侧回填，填土前应先对管道压力充水至接近其工作压力，以防止回填过程中管道挤压变形，填士到位后对整个管槽进行水夯，以免绿化工程完成后出现局部下陷，影响绿化效果；
11、种植植物
选择合适当地环境的植物（5），植物品种、植株高度和密度符合设计要求；
12、设备安装
Figure 540458DEST_PATH_IMAGE097
首部安装
水泵和电机设备的安装施工必须严格遵守操作规程，确保施工质量；安装人员应具备设备安装的必要知识和实际操作能力，了解设备性能和特点；核实预埋螺栓的位置与高程；安装位置、高度必须符合设计要求；对直联机组，电机与水泵必须同轴；对非直联卧式机组，电机与水泵轴线必须平行；电器设备应由具有低压电气安装资格的专业人员按电气接线图的要求进行安装；
Figure 41846DEST_PATH_IMAGE100
喷管安装
喷管长度
Figure DEST_PATH_IMAGE103
为
Figure 209785DEST_PATH_IMAGE104
，将喷管制作成朝下坡面倾斜
Figure 771216DEST_PATH_IMAGE047
角，将多个喷管底部与支水管的相应接口旋紧密封，喷管（71）与支水管（65）接头位置、高度和倾斜度符合设计要求；
③喷头安装
喷头安装前，应彻底冲洗管道系统，以免管道中的杂物堵塞喷头，朝下坡面倾斜
Figure 195244DEST_PATH_IMAGE047
角后喷头实际喷射仰角为
Figure 473560DEST_PATH_IMAGE081
，
Figure 401064DEST_PATH_IMAGE082
，喷头的仰角符合设计要求；检查喷头水平投影是否准确定位在已经放样的投影范围，如有偏差查明原因进行调整直至符合要求；
13、工程验收
Figure 602239DEST_PATH_IMAGE097
中间验收
喷灌系统的隐蔽工程必须进行中间验收，中间验收的施工内容主要包括：储水池、管道与设备的地基和基础，金属管道的防腐处理和附属构筑物的防水处理，沟槽的位置、断面和坡度，管道及控制电缆的规格与材质，水压试验与泄水试验，并进行喷灌系统运行试验；
Figure 546186DEST_PATH_IMAGE100
竣工验收
竣工验收的主要项目有：供水设备工作的稳定性，过滤设备工作的稳定性及反冲洗效果，喷头平面布置与间距，喷灌强度和喷灌均匀度，储水池容量以及渗透水的渗透效果，控制系统工作稳定性，管网的泄水能力和进、排气能力等。
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