园林工程土方量计算及喷灌设计讲义

'班级02120001、0202120204课题园林工程时间2003年09月02日授课教师讲述章节§1—2土方工程量计算教学目的使学生掌握土方工程量计算的基本方法。教材分析重点方格法难点教法示导式教研室主任签字教具教学过程及内容简记A上次课回顾（2分钟）B引入本课（90分钟）第二节土方工程量计算土方工程量计算——填（挖）体积计算。一计算方法（一）体积估算法将土方分割成近似的标准体形进行体积计算。（二）断面法1垂直断面法沿地形走向，用垂直断面将填（挖）地区分割成若干小段，再用相邻两断面面积和间距求得体积。可近似的用，；2水平断面法（等高面法）用相邻两等高线所围水平面积和等高距，求填（挖）体积。（三）方格网法1方格网的建立（1）实测法：在相应地段建立等距方格网（如边长20m）、测出各顶点高程，并按比例绘制成图（如右）。（2）等高线法：在地形图上的相应地段绘制等距方格网，用内差法求算顶点 高程并标注，而成。2平均高程（1）算术平均法：（2）加权平均法：3土方计算（1）平整土地以平均高程为设计高程，计算各顶点挖填深度，确定填挖零点线，再计算挖填土方量。（2）地形改造根据平均高程、工程要求、周边地形确定设计等高线。设计等高线与同值现状等高线交点的连线为挖填零位线。再计算挖填土方量。如：二土方平衡表三土方调配方案C作业思考题：根据给出材料，计算填挖方量并制定土方调配方案。D下次课内容和主要参考书：土方工程施工课后回顾： 班级02120001、0202120204课题园林工程时间2003年09月09日授课教师讲述章节§2—1概述§2—2给水管网的布置与计算教学目的使学生掌握给水系统的组成、管网布置的基本形式和与水力计算有关的几个名词。教材分析重点与水力计算有关的几个名词。难点节点流量教法示导式教研室主任签字教具教学过程及内容简记A上次课回顾（2分钟）B引入本课（90分钟）第二章园林给水工程第一节概述一给水系统的组成 二给水系统的分类分类三园林给水的特点1用水点分散：需找出和理有序的供水路线。2地形复杂：需认真确定供水最不利点。3用途多样：需分别处理，并可错开高峰期。4饮用水要求较高：最好单独供给。四水源与水质第二节公园给水管网的布置与计算一给水管网布置的基本形式和布线要点1基本形式2布线要点：见“讲义”第68页。二管网布置的一般规定含，管道埋深、阀门及消防拴、管材选择等。（见“讲义”第68页）三与水力计算有关的几个名词1用水标准（用水定额）生活用水：见“讲义”第69页，表2-1-2养护用水：依作物需水量而定造景用水：依景观耗水量而定消防用水：一般与生活用水合用，要求水压≥10mH2O2用水变化系数 最高日最高时用水量（最大小时用水量）：3流量（1）流量：单位时间内，流经一定横截面的水量，叫流量。（2）沿线流量QL：由管段沿线各零散节点流出的流量，叫沿线流量（如下图，管段②—③间的零散流量）。（3）集中流量Qn：由管道节点集中流出的流量，叫集中流量。（如上图，节点②、③、④的集中流量）（4）节点总流量：在计算中，假定由管道节点流出的流量，叫节点总流量，它包括节点集中流量和由沿线流量简化而来的节点流量两部分。由于沿线流量复杂，在水力计算中，将沿线流量简单地看作在管段内均匀分布，并将其分配到管段的始末两端，这一流量简称为计算节点流量，简称为节点流量Qj。（5）管段流量Q：包括管段传输流量Qt、节点集中流量Qn 和计算节点流量Qj三部分。上图的管段计算流量：或（5）沿线长度比流量qs：单位长度内，简化的沿线流量，叫沿线长度比流量。长度L由末端起算。（6）经济流速：由于流速和管径制约着流量，而流速又受水压和管径的制约，所以在流量一定的前提下，就有一个管径和水压配伍造价最低的设计，这时的流速叫经济流速。4水头损失压强所能支撑的水柱高度叫水头。压强单位用“kpa”，水头单位用“mH2O”。1mH2O=10kpa由于管壁阻尼和渗漏等原因所产生的水压降，叫水头损失。（1）沿线水头损失令，i为单位管段的水头损失，即，水力坡度mm/m，l为管段长度，则沿线损失：令，v为管内平均流速（m/s），d为计算管道内径（m），据统计：当时，当时，（mH2O） （“讲义”第74页给出了“流量-管径-1000i”的关系）（1）局部水头损失因局部用水所引起的水头损失，叫局部水头损失。按沿线水头损失的百分比计算。分类生活用水生产用水消防用水消防-生活用水活-产-消用水25%~30%20%15%25%20%（2）计算水头损失的目的：①计算最不利点的水头要求。②校核供水压强能否满足最不利点的配水要求。四水力计算（1）最不利点的选择（2）所需总水压H—所需供水总水压；H1—供水点水位与配水点地面的高差；H2—配水点地面高程与用水点出水口的高差；H3—配水点前所需流出水头：因阀门等类型而异，一般取1.5~2.0mH2O；H4—用水点所需工作水头，如，喷头工作压强、阀门工作压强等；H5—水头损失,含沿线损失和局部损失。五水压线标高（或高程）：可压到节点或出水口的水面高程六自由水头：水压线与该点地面的高程差C作业思考题：（6分钟）根据给出资料，做水力计算。D下次课内容和主要参考书：（2分钟）树枝状管网的计算步骤“讲义”73—95页《景园建筑工程规划与设计》（下册）第三章第一节吴为廉课后回顾： 班级02120001、0202120204课题园林工程时间2003年09月11日授课教师讲述章节§2—3树枝状给水管网水利计算的步骤教学目的使学生掌握树枝状给水管网的水利计算步骤和方法。教材分析重点计算步骤难点作物需水量估算教法示导式教研室主任签字教具教学过程及内容简记A上次课回顾（2分钟）B引入本课（90分钟）第二章园林给水工程第三节树枝状给水管网水利计算的步骤以“鸡鸣山公园”为例：搜集资料现状及园林设计研讨确定用水点、用水量及水压要求布置管（渠）网由末级向首级初算管段管径或渠道断面水力验算确定管道纵坡和管底高程渠道断面和管渠附属设施设计编制图表及设计说明一搜集资料基址现状：地形、建（构）筑物、工程设施、水源条件、气候、土壤、周边环境等。园林设计图纸：现状分析图、总平面图、植物配置图、竖向设计图、园林建筑（平、立、剖）设计图、水景工程设计图、各项设计说明书。法规及技术规定：国家和地方颁布的相关法律法规、行业技术规定。二现状及园林设计研讨设计意图：景观设计意图、造景用水量及水源要求；园林建筑的功能、用水量及水源要求；主要道路走向和路径周边环境；水源地位置。基址现状：水源地基本情况（如，供水类别、水质、水位高度、储水量、水压、可配流量、周边地物地貌等）；气候条件（如，最大冻土深度、降水量、气温、空气湿度、风向风速等）；土壤地貌条件（如，土类土质、地表坡度、会水面积、可做积水池的位置等）； 各种管线、走廊、建（构）筑物的位置及其红线位置等。三确定用水点、用水量及水压要求生活和消防用水：根据用水口高程、用水口工作压强、最高同时用水人数、用水定额、小时变化系数确定生活用水最不利点所要求的水压线高程和各用水点生活用水用水秒流量；根据消防要求确定消防拴位置和数量、消防用水最不利点所要求的水压线高程和各用水点消防用水秒流量；比较两者用水所要求的水压线高程和用水量的多少，取高值作为生活和消防用水的水压线高程和用水量；根据水质要求、水压线高程要求和用水量确定供水点和供水方式。植物养护用水：根据植物配置图确定用水点、灌水方式（渠灌、管灌、喷灌、微灌等）；根据设计植被的耗水量、植被面积、根系深度、土壤性质、空气温度和湿度、风向风速等确定轮灌周期和灌水秒流量；根据水质要求、最不利点水压要求和用水量确定供水点和供水方式。造景用水：根据景观要求，本着节约用水的原则确定给水方式、水循环方式和路径；根据水质要求、水压线高程要求和用水量确定供水点和供水方式。四布置管网根据供水点和用水点位置、供水方式，遵循管线最短的原则确定管（渠）位置、走向、节点位置、管段长度，并对节点进行编号。五由末级向首级初算管段管径或渠道断面管段管径（承送压力流）：根据最不利点用水秒流量、初选管径、相应i值计算最不利点的水头损失，根据水头损失、用水点工作压强、用水点出水口与供水点水面的高差，计算最不利点水压线初算高程。并依次由末级向首级初算节点流量、管段流量、管段管径和水头损失、节点水压线初算高程。渠道断面（承送重力流）：根据用水秒流量、渠道纵坡、建渠材料设计渠道最小断面。六水力验算根据初算结果由首端向末端计算节点流量、管段流量、管段管径和水头损失、节点水压线计算高程。若供水点压力不够，需在适当位置设置加压泵或更换水泵。七确定管道纵坡和管底高程管道纵坡：应保证停水后能够顺利回水或顺利排放。管底高程：应使给水管埋于最大冻土层以下30cm。 八渠道断面和管渠附属设施设计渠道断面设计：渠道纵断面设计、边坡设计、横断面设计。管（渠）附属设施设计：主要有截门井、检查井、涵洞、倒虹吸、跌水、消力池、沉砂池等。九编制图表及设计说明见讲义第93—94页“表2-1-6”、“表2-1-7”和“图2-1-8”附：植物用水量的估算1用田间有效持水量估算灌水定额—灌水定额（mm）—允许耗水量占土壤有效持水量的百分比P—土壤有效持水量H—计算土层深度（mm）—水分利用系数2轮灌周期设计耗水旺盛期，允许最大灌水时间间隔，叫轮灌周期（）—轮灌周期（d）—作物平均日耗水量或土壤水分消耗速率（mm/d）3用降水量与植物旱情关系，估算灌水量和灌水周期如，某地每周降一次中雨（10.1~25.0mm）或两次小雨(0.1~10.0mm)，则作物无旱情表现。考虑到晴天田间蒸散较大，故可取高值，周灌水量为25mm；为避免地表径流，确定轮灌周期为3~4天，每天灌水量为。C作业思考题：（6分钟）根据给出资料，做树枝状管网设计。D下次课内容和主要参考书：（2分钟）喷灌设计“讲义”95—104页 课后回顾：附图： 水力计算：养护用水1两个可能最不利点的水利计算1-1以用水点⑨为最不利点的水利计算1-1-1用水点⑨最低水压线高程：最小自由水头：hmin=4.3m1-1-2管段④—⑨的管段流量：1-1-3查钢管水力计算表：管段④—⑨，可用管径d=15mm，‰1-1-4管段④—⑨水头损失：1-1-5节点④最小总水压：1-1-6管段C—④的管段流量：1-1-7查钢管水力计算表：管段C—④，可用管径d=25mm，‰1-1-8管段C—④水头损失：1-1-9节点C最小总水压：1-1-10节点C的节点流量为：1-1-11管段A—C的管段流量：1-1-12查钢管水力计算表：管段A—C，可用管径d=32mm，‰1-1-13管段A—C水头损失：1-1-14节点A最小总水压：1-2以用水点⑤为最不利点的水利计算1-2-1用水点⑤最低水压线高程：最小自由水头：hmin=4.3m1-2-2管段③—⑤的管段流量：1-2-3查钢管水力计算表：管段③—⑤，可用管径d=15mm，‰1-2-4管段③—⑤沿程水头损失：1-2-5管段③—⑤水头损失：1-2-6节点③所需总水压：1-2-7管段C—③的管段流量：1-2-8查钢管水力计算表：管段C—③，可用管径d=20mm，‰1-2-9管段C—③水头损失：1-2-10节点C最小总水压： ∴确定点⑨为最不利点。因A点两侧流量基本相等，所以令A点总流量为：∴要求水泵扬程＞88.75m；流量＞2选择水泵并验算可选，IS65-40-315B离心泵：扬程97m，流量6.1L/s，吸水扬程7m。但泵站修建比较困难。而高扬程潜水泵一般流量较大，故需将管网管径加大，以减小水头损失。初选QT-25潜水泵，扬程20～30m，流量2.8～6.1L/s。并进行验算2-1管段A—C的管段流量：2-2查钢管水力计算表：管段A—C，可用管径d=50mm，‰2-3管段A—C水头损失：2-4C点水压线高程：2-9管段C—④的管段流量：2-10查钢管水力计算表：管段C—④，可用管径d=40mm，‰2-11管段C—④水头损失：2-12④点水压线高程：2-13管段④—⑨的管段流量：2-14查钢管水力计算表：管段④—⑨，可用管径d=25mm，‰2-15管段④—⑨水头损失：2-16⑨点水压线高程：＞44.30m(⑨点最小水压线高程)因井水在持续使用中可能造成水位下降，在水利计算中又使用了潜水泵的最大扬程，所以留一定的富余水头是必要的。生活、消防用水（见讲义例题）计算其它节点的水利参数并绘制图表（见讲义格式） 班级02120001、0202120204课题园林工程时间2003年09月16日授课教师讲述章节§2—4喷灌系统设计教学目的使学生掌握喷灌系统的简易水利计算方法。教材分析重点谢才公式的应用难点教法示导式教研室主任签字教具教学过程及内容简记A上次课回顾（2分钟）B引入本课（90分钟）第二章园林给水工程第四节喷灌系统设计一喷灌系统的基本形式1移动式喷灌系统适用于沿河、沿湖（塘）或有灌渠水网的地区。其动力（电动机或内燃机）、水泵、管道、喷头都可在地上移动。机动灵活、投资小，但劳动强度大。2固定式喷灌系统该系统有固定的泵站或由自来水供水。管道埋于地下，喷头固定在竖管上。喷头可随用随装，也可长期固定。这种系统使用方便、省工、省力，但投资较大。3半固定式喷管系统泵站和干管固定，支管和喷头可自由移动。优缺点介于上述二者之间。二喷头的种类（见讲义，课后去模型室参观）三固定式喷灌系统的设计1喷洒方式和喷头组合形式喷洒方式由圆形、扇形、方形四种。喷头组合形式（布置形式）及其设计间距、有效控制面积、适用条件，见讲义第98~99页。2喷洒强度和喷洒时间（1）喷洒强度设计 —喷洒强度（mm/h），—喷头流量（m3/h），—有效控制面积。令为单喷头理论喷洒面积，称作换算系数，喷头性能规格中给出的喷灌强度，则有：对于单喷头喷洒来讲，。（2）单行多喷头喷洒使用范围：单支管移动管道系统、支管逐支轮灌方式、支管间支轮灌方式（单、双数行轮灌）。喷头间距：—喷头间距，—喷头间距与喷头射程的比值，喷头射程。据试验，（见图2-1-9）单行多喷头组合喷灌强度：（3）多行多喷头喷洒若，喷头间距、支管间距以m为单位，以“”为单位，则（4）灌溉时间—喷灌时间（），—灌水定额（mm）3喷灌系统管道简易水力计算（1）谢才公式： 式中：—沿程水头损失（m），L—管道长度（m），V—管中水平均流速（m/s），R—水力半径（m），—谢才系数。圆管：，—输水管内径。（2）满宁系数：n—粗糙系数，见表2-1-14，表2-1-15对谢才公式简化：—单位管长沿程阻力系数，—管中流量（m3/s）（3）多口系数：见表2-1-16，表中X为第一个喷头距支管进口的距离与喷头间距的比值。四风速、地形等对喷灌系统的影响见讲义99页和103~104页。C课堂练习D作业思考题：（6分钟）根据给出资料，做喷灌系统设计。F下次课内容和主要参考书：（2分钟）排水工程设计“讲义”105~138页课后回顾： '