水景工程-喷泉

1、园林水景工程,第三节 喷泉、水池、瀑布,一、喷泉,（一）、喷泉类型 喷泉大体上可以分成以下几类： 普通装饰性喷泉它由各种花型图案组成固定的喷水型； 与雕塑结合的喷泉喷泉的喷水形与柱式、雕塑等共同组成景观； 水雕塑即用人工或机械塑造出各种大型水柱的姿态； 自控喷泉多是利用各种电子技术，按设计程序来控制水、光、音、色，形成变幻的、奇异的景观。,（二）、喷泉环境 在选择喷泉位置，布置喷水池周围的环境时，首先要考虑喷泉的主题、形式，要与环境相协调，把喷泉和环境统一考虑，用环境渲染和烘托喷泉，以达到装饰环境，或借助喷泉的艺术联想，创造意境。 在一般情况下，喷泉的位置多设于建筑、广场的轴线焦点或端点处；也

2、可以根据环境特点，作一些喷泉小景，自、由地装饰室内外的空间。喷泉宜安置在避风的环境中以保持水型。,（一）、喷泉环境 喷水池的形式有自然式和整形式。喷水的位置可以居于水池中心，组成图案，也可以偏于一侧或自由地布置；其次要根据喷泉所在地的空间尺度来确定喷水的形式、规模及喷水池的大小比例。下面列表说明环境条件与喷泉规划的关系。,（一）、喷泉类型与环境 喷水的高度和喷水池的直径大小与喷泉周围的场地有关。根据人眼视域的生理特征，对于喷泉、雕塑、花坛等景物，其垂直视角在30、水平视角在45的范围内有良好的视域。 怎样确定“合适视距”呢? 大型喷泉的合适视距约为喷水高的3.3倍， 小型喷泉的合适视距约为喷水

3、高的3倍； 水平视域的合适视距约为景宽的1.2倍。 当然也可以利用缩短视距，造成仰视的效果，来强化喷水给人的高耸的感觉。,（三）、喷泉的水源与给排水方式 喷泉的水源应为无色、无味，无有害杂质的清洁水 （城市自来水、冷却设备和空调系统的废水等可作为喷泉的水源）。 喷泉用水的给排水方式，简单地说可以有以下几种： 1对于流量在23ls以内的小型喷泉，可直接由城市自来水供水 2为保证喷水具有稳定的高度和射程，给水需经过特设的水泵房加压。 3为了保证喷水具有压力和节约用水，对于大型喷泉，一般采用循环供水。设水泵房或潜水泵循环供水。 4在有条件的地方，可以利用高位的天然水源供水，用毕排除 5 为了保持喷水

4、池的卫生，大型喷泉还可设专用水泵，并在循环管线中设过滤器和消毒设备。以清除水中的杂物、藻类和病菌。 喷水池的水应定期更换在园林或其它公共绿地中，喷水池的废水可以和绿地喷灌或地面洒水等结合使用，作水的二次使用处理,（四）、喷泉水型的基本形式,（四）、常用喷头 喷头是喷泉的一个主要组成部分；它的作用是把具有一定压力的水，经过喷嘴的造型，形成各种预想的、绚丽的水花，喷射在水面的上空。,喷头式样很多，可以归纳为以下几种类型: 1、单射流喷头 2、喷雾喷头 3、环形喷头 4、旋转喷头 5、扇形喷头 6、多孔喷头 7、变形喷头 8、吸力喷头 9、蒲公英形喷头 10、组合式喷头 11、玻光喷头（较新）,（五

5、）、喷泉的水力计算 1、喷嘴流量基本计算公式 q=f(2gH) 1/2*10-3=f(2gH) 1/2*10-3 式中 q出流量(Ls) 断面收缩系数，与喷嘴形式有关； 流量系数(一般在0.62 0.94) H 喷头入口水压(mH20)。 流速系数，与喷嘴形式有关； f喷嘴断面积(mm2)； g重力加速度(ms),2、喷泉总流量的计算(Q) 计算一个喷泉喷水的总流量，是指在某一时间内，同时工作的各个喷头，喷出的流量之和的最大值。即Q=q1十q2十十Qn 3、计算管径 式中 D管径； Q总流量； 圆周率； v流速，通常选用0.50.6ms。,4、求总扬程H 总扬程净扬程十损失扬程 HHl+H2+

6、H3+H4(mH20) 式中 H总压力(mH20)； Hl水泵和进水管之间的高差(m)； H2进水管与喷头的高差(m)； H3喷头所需的工作水头(mH20)； H4沿程水头损失和局部水头损失之和(mH2O) 净扬程=吸水高度十压力高度 损失扬程:一般喷泉可粗略地取净扬程的l030,H4沿程水头损失和局部水头损失之和(mH2O) Hy=i*L Hj= V/2g i 沿程阻力系数 L 管道长度 局部阻力系数 V 流速 g 重力加速度 H4hy+hj=i*L+ V/2g,（六）、喷泉管道布置要点 喷泉管网主要由进水管、回水管、补充水管、溢水管和泄水管等组成。现将其布置要点简述如下： 1、在小型喷泉中

7、:管道可直接埋在土中 在大型喷泉中:如管道多而且复杂时，应将主要管道敷设在能通行人的渠道中，在喷泉的底座下设检查井。 只有那些非主要的管道，才可直接敷设在结构物中，或置于水池内 2 、为了使喷泉获得等高的射流，喷泉配水管网多采用环形十字供水。 3 、由于喷水池内水的蒸发及在喷射过程中一部分水被风吹走等造成喷水池内水量的损失，因此，在水池中应设补给水管。补水管和城市给水管连接。并在管上设浮球阀或液位继电器，随时补充池内水量的损失，以保持水位稳定,4为了防止因降雨使池水上涨造成溢流，在池内应设溢水管，直通城市雨水井。并应有不小于0.03的坡度，在溢水口外应设拦污栅。 5.为了便于清洗和在不使用的季

8、节，把池水全部放完，水池底部应设泄水管，直通城市雨水井，亦可结合绿地喷灌或地面洒水，另行设计。 6在寒冷地区，为防止冬季冻害，所有管道均应有一定坡度。一般不小于0.02，以便冬季将管内的水全部排出。 7连接喷头的水管不能有急剧的变化。如有变化，必须使水管管径逐渐由大变小，并且在喷头前必须有一段适当长度的直管。一般不小于喷头直径的2050倍，以保持射流的稳定。 8对每个或每一组具有相同高度的射流，应有自己的调节设备。通常用阀门或整流圈来调节流量和水头。,（七）、喷泉的控制方式 1.手阀控制 2.继电器控制 3.音响控制 （八）喷水池的尺寸与规模及其附属设施 喷水池的尺寸与规模 一般综合考虑各种因

9、素，水池设计池深5001000mm为宜。,(1)水池的平面尺寸 水池平面尺寸除应满足喷头、管道等布置要求外，还应防止水的飞溅。在设计风速下应保证水滴不致大量被吹失池外，回落到水面的水流应避免大量溅至池外。所以水池的平面尺寸一般应比计算要求每边再加大0.51.0m。 (2)水池的深度 水深一般应按管道、设备的布置要求确定。在设有潜水泵时，还应保证吸水口的淹没深度不小于0.5m。在设有水泵吸水口时，应保证水泵喇叭口淹没深度不小于0.5m。,(3)溢水口 水池设置溢水口目的在于维持一定的水位和进行表面排污、保持水面清洁。 (4)泄水口 为便于清扫、检修和防止停用时水质腐败或结冰，水池应设泄水口。水池

10、应尽量采用重力泄水，也可利用水泵的吸水口兼作泄水口，利用水泵泄水。,(5)水池内的配管 大型水景工程的管道可布置在专用管沟或共同沟内。一般水景工程的管道可直接敷设在水池内。为保持各喷头的水压一致，宜采用环状配管或对称配管，并尽量减小水头损失。每个喷头或每组喷头前宜设有调节水压的阀门。 (6)水池的结构与构造 对于大中型水池，最常采用的是现浇混凝土结构。 水池的池壁可采用花岗岩等石料砌筑，但要采用防水砂浆。 (7)水泵房 水泵房多采用地下或半地下式，应考虑地面排水，地面应有不小于0.005的坡度，坡向集水坑。,（九）设备、材料的选择 1、喷头 (a)喷头材质 喷头的作用是把具有一定压力的水，经过

11、喷嘴的造型，喷出理想的水流形态。喷头优先采用铜质材料。 (b)喷头类型 喷头类型的选择应考虑造型要求，组合形式，控制方法，环境条件，水质状况等因素。喷头的选用应使其造成水头损失为最少、在最少射流水量条件下，保证最佳造型效果，并结合经济因素确定。 (c)喷头的直径 喷头的直径(DN)是指喷头进水口的直径，单位以毫米表示。,2、管材 对于室外喷水景观工程，我国常用的管材是镀锌钢管(白铁管)和不镀锌钢管(黑铁管)。一般埋地管道管径在70mm以上时用铸铁管。,3、管道连接 (a)钢管的连接方式有螺纹连接、焊接和法兰连接。 螺纹连接(又称丝扣连接)是利用配件连接，镀锌钢管必须用螺纹连接。 焊接的优点是接

12、头紧密，不漏水，施工迅速，不需配件。缺点是不能拆卸。 法兰连接一般用在连接闸门、上回阀、水泵、水表等处，以及需要经常拆卸、检修的管段上。 (b)塑料管的连接方式 塑料管可采用螺纹连接(配件为注塑制品)、焊接(热空气焊)、法兰连接、粘接等方法。,4、控制附件 控制附件用来调节水量、水压、关断水流或改变水流方向。常用的控制附件主要有闸阀、截止阀、逆止阀、电磁阀、电动阀、气动阀等。 闸阀：作隔断水流，控制水流道路的启、闭之用 截止阀：起调节和隔断管中的水流的作用 逆止阀：又称单向阀。是用来限制水流方向，以防止水的倒流 电磁阀：是由电信号来控制管道通断的阀门，作为喷水工程的自控装置,5、水泵种类 喷水

13、景观工程系统中使用较多的是卧式或立型离心泵和潜水泵。 (a)离心泵 离心泵又分为单级离心泵、多级离心泵。具有结构简单、体积小、效率高、运转平稳、送水高程可高达百米等特点，在喷水工程供水系统中广泛应用。 水泵的主要性能包括流量、总扬程、吸水扬程和功率等。 离心泵循环供水模式,水泵的工作参数： H总扬程 N轴轴功率 H吸允许吸上真空的高度 Q流量 总效率 A最高效率点 总扬程：水泵的扬水的高度，单位是 MH2O 流量：单位时间内水泵的出水量， 单位 m3/h, L /s, t /h 允许吸上真空的高度：水泵工作时能吸上水的高度， 单位 MH2O 轴功率:水泵在一定流量和扬程下，动力机传给水泵轴上的

14、功率，单位 kW 有效功率：水泵传给水的净功率 效率：有效功率与轴功率的比值。,型号意义：例IS80-65-160 IS国际标准单级吸清水离心泵； 80泵入口直径(mm)； 65泵出口直径(mm)； 160泵叶轮名义直径(mm)。,(b)潜水泵 潜水泵分为立式和卧式两种。优先考虑卧式潜水泵，因为它可将水池内的水深降至最小值。 潜水泵循环供水模式 型号意义：例 QXl0，WQ-5 Q 潜水电泵； X 泵进水口位置在潜水电泵的下方； 10 泵设计点扬程值(m)； W 微型； Q泵可潜入水中； 5泵的比转数除以10的整数值。,(c)管道泵 管道泵可以用于移动式喷泵或小型喷泵 。 型号意义：例BG50

15、-20A； BG单级管道式离心泵； 50泵出、人口直径(mm)； 20泵设计点扬程值(m)； A泵叶轮直径经第一次切割。,（十）、喷水景观工程设计实例 喷水景观工程实例(上海三菱电梯厂喷泉工程) 1)造型选择 上海三菱电梯厂环境规划设计中，需设置一厂标式的人工喷泉景观以美化改善环境。按照环境设计平面图和人工喷泉造型设计总图要求，在水池内A处设置“树冰型”喷头为一组三只；而在水池B处设置“牵牛花型”喷头的一组三只,A池,B池,三只树冰型喷头,三只牵牛花型喷头,200管道,2)设计与计算 由A池与B池分设于两处，而提供喷泉用的动力设备(水泵)仅设置在A池，为方便运行起见，在AB两池间用一根200的

16、管道相联，详见例图4. 根据环境景观造型要求，在A池设置SB-110型树冰型喷头，运行参数如下： 喷射水量：14m3h(单只) 喷射高度：1.73(m)(水柱) 喷嘴压力：4.89m(水柱) 喷洒直径：0.60m 接管型式及直径： 50内螺纹联结方式。 在B池设置QN-102型牵牛花喷泉，其运动参数如下： 喷射水量：2.5m3h(单只) 喷射高度：0.20m(水柱) 喷嘴压力：0.54m(水柱) 喷洒直径：0.60m 接管型式及直径： 25外螺纹型联结方式 本例宜选用潜水泵，以免设置诸如水泵房等辅助设施，影响观赏。,潜水泵,计算步骤： 水泵流量的确定 按照环境设计和喷头布置要求，喷泉通过一等压

17、力(流量)分配器，同时向三只(轴线水平角成120度分布)喷头提供水压和水量，因此水泵的最小流量则应为 Q=3*14+3*2.5=49.5m3h 水泵压力(即扬程)的确定 水泵的压力(或扬程)应同时满足下述两方面的要求： （a）必须满足在各喷头之喷嘴前所需的压力要求； (b)必须满足克服水流在管道中沿途的所有水头损失值,在计算中，应选用整个系统中的最不利点(即离水泵距离为最远点等)作为计算基础。水流在管道中的流速V一般取1.5ms左右。 根据平面布置图绘制喷泉设计的管道系统图，根据各管道输送的流量(按照一般控制流速设计)以及相对位置，确定各管道的长度及管径(采用公称直径)。,设定B池的牵牛花喷口

18、作为管道水力计算的最不利点(距水泵距离最远)，作为计算的控制点。 当喷泉QN102型喷头需设计喷射高度为0.20m时，水泵应提供的压力(即扬程)计算如下： 作用在QN102型喷嘴处的压力(出厂规格)： H10.54m(水柱） 从喷嘴（图中点7）一直计算到水泵吸水口点1的全部阻力损失 ， 包括h沿和h局,7,6,3,2,1,（a）点7到点6 1、QN-102喷嘴距离水池h2=0.15m(水柱） 2、沿途阻力损失：h沿h6-7*i，i为管道单位长度的水头损失值. L6-7=3.0m 当Dg=25,v=1.30m/s时，查附录三i0.214mH2O/m; 由压力分配管到分支管，10.5；90弯头一只

19、，20.6；闸阀一只（半开启）32.06 h局*v2/2g， v2/2g1.302/2*9.810.086 3、水头损失： h3 h沿 h局 3.0*0.214+（0.5+0.6+2.06）*0.086 0.92m(水柱）,（b）点6到点3 当Dg=40，L3-6=9.0m ，v=1.43m/s时，i0.02mH2O/m， 1、h沿L3-6*i9.0*0.02 2、 h局*v2/2g， 压力分配管入口：11.0；90弯头一只，20.6； 120弯头二只，30.6*2；v2/2g1.432/2*9.810.104； 3、水头损失： h4 h沿 h局 9.0*0.02+（1.0+0.6*3）*0.

20、104 0.47m(水柱）,c）点3到点2 当Dg=100，L2-3=1.8m ，v=1.62m/s时，i0.053mH2O/m， 1、h沿L3-2*i1.8*0.053 2、 h局*v2/2g， 三通一只，11.5；90弯头一只，20.6； 120弯头一只，30.6；渐扩一只（Dg80-Dg100）40.25， v2/2g0.134； 3、水头损失： h5 h沿 h局 1.8*0.053+（1.5+0.6*2+0.25）*0.134 0.49m(水柱）,（d）点2到点1 当Dg=80，L1-2=1.0m ，v=2.75m/s时，i0.400mH2O/m（按铸铁管计算） 1、h沿L2-1*i1

21、.0*0.400 2、 h局*v2/2g， 水泵吸入口一只， 11.0；滤水网一只，23.0；软性接头一只， 33.2； 90弯头一只，40.6；v2/2g0.385； 3、水头损失： h6 h沿 h局 1.0*0.4+（1.0+3.0+3.2+0.6）*0.385 3.4m(水柱）,（e）水泵的最小压力（扬程） H h1h2h3h4h5h6 0.54+0.15+0.92+0.47+0.49+3.40 5.97m(水柱） 选择的水泵扬程应大于5.97米才能满足QN102的要求。,注意：最远的不一定就是最不利点 A池中的SB110在喷口处压力要求为4.39m，所以： h14.89m h23.40

22、m h30.49m h40.54m h50.76m H h1h2h3h4h5 4.89+3.40+0.49+0.54+0.76 10.08m5.97m 故应以A池的SB110的出口为控制点,选泵 按照以上流量和水泵最小压力的水力可知：该水泵的流量Q49.5m3h， 压力H10m； 据此选择：QX65*10-3潜水泵一台。 参数： 型号：QX65*10-3 流量：52-78m3h 扬程：10m 功率：3kW,二、水池 (一)、水池的种类 水池有规则严谨的几何式和自由活泼的自然式之分； 有浅盆式(水深600mm)与深水式(水深1000mm)之别。 1、砖水池 园林中小型水池用砖(石)砌筑 1)池壁

23、截面形式 等截面池壁：适用于小型水池； 变截面池壁：适用于小型地面水池； 组合截面池壁：适用于中型水池,2)构造:MU7.5机砖1:2水泥砂浆砌筑,2、钢筋混凝土结构水池 采用钢筋混凝土结构。 自身有较好的防渗漏性能，重量轻，强度高，能防止水池变形、裂缝。,3、柔性结构水池 a、玻璃布沥青席水池,b、三元乙丙橡胶膜水池,c、油毛毡放水层（二毡三油）水池 d、再生橡胶薄膜小池,（二）水池细部设计 1、水池压顶 1)池壁压顶形式,2)溢流壁沿,2、池底装饰 池底可利用原有土石，亦可用人工铺砌砂土砾石或钢筋混凝土池底，再在其上选用深颜色的池底镶嵌材料，以示水深。 3、池面装饰小品 雕塑小品，具有特色的造型、增加生活情趣的石灯、石塔、小亭、石菌、石菇、石树桩、假山、石桥、绿化等，结合功能需要而加上的拟荷叶、仿树桩的汀步、跳石等。结合系船缆绳之需的模拟动物的小憩坐椅，这一切都起到点缀园景和活跃庭院气氛的作用。 4、附属设施 变形缝和伸缩缝：长度在25m以上水池