水景及游泳池给水排水工程设计教程

水景管道系统和设备的设计计算，以达到
要求的水景形式。
设计步骤
1. 根据总体规划要求选择相适应的水景形式和 水池平面布置方式。 2.选择喷头的形式、数量，以满足所要求的艺 术姿态。 3.喷头设计计算，确定喷头口径，喷头射流高 度或喷射半径。
4.计算喷头流量和喷头所需的水压 H。
5.进行管道布置，并计算选择管道系统的管 径、循环流量、管道的阻力以及循环泵所 需的流量和扬程，选择循环水泵的型号。 6．水池工艺尺寸的设计和补给水、排水溢流 管道的设计计算。 7.循环水泵房的工艺尺寸设计计算。 8.确定水景艺术姿态变化形式，以确定控制 方式。
应注意的技术要点
上述4种系统的配水管道宜以环状形式布 置在水池内，小型水池也可埋人池底，大型 水池可设专用管廊。配水管的水头损失一般 采用5—10mm／m为宜。配水管道接头要求严 密平滑，转弯处应采用大转弯半径的光滑弯 头。每个喷头前应有不小于20倍喷管口径的 直线管段；每组喷头要设调节装置，以调节 射流的高度或形状。循环水泵应靠近水池。 以减少管道的长度。
2-2中的溢流排污百分率连续溢流排污，同
时不断补入等量的新鲜水。
补充水水质
补给水可使用生活饮用水、生产用水或 清洁的天然水体，水质应符合《生活饮用 水卫生标准》的感官性状指标要求。 循环水流量应等于各种喷头喷水量的总和。
对于镜池、珠泉等静水景观，为节约用
火．
也可采用循环处理。水质污染防治措施源自当采用生活饮用水做补给水源时，为防止
喷泉水池的工艺尺寸包括平面尺寸和
水池深度两部分。水池的平面尺寸设计应
考虑在一定的风速范围内使喷泉的水滴不
致被吹到池外，水滴在风力作用下漂移的
距离可用下列公式计算：
水滴直径
水池的平面尺寸
水池的平面尺寸每边应比计算值大
1.0 m以上，以减少向池外溅水。
水池的水深和超高
水池的水深一般采用0.4一0.6m，其超高一般采用 0.25—0.30m。如下面图所示。如果水池还兼做其 它用途时，应按其特定用途满足水池深度要求。
2. 陆上水泵循环给水系统
图2
陆上水泵循环给水系统的特点
如图 2所示，系统设有贮水池、循环水 泵房和循环管道。喷头喷射后的水多次循 环使用。具有耗水量少，运行费用低的优 点。但系统较复杂．占地较多，管材用量 较大，投资费用高，维护管理麻烦。系统 适合各种规模和形式的水景，一般用于较 开阔的场所。
q= K3H1/2 V=K4H1/2 式中 q——出流量（m3/h· m）； V——出流速度（m/s）； K3 、K4——与孔口和管嘴直径及形式 有关的系数； H——静水头（m）。
3）常用孔口和管嘴的计算表见附录 S表S-5。
例
按照表格下面的公式进行计算
3.潜水泵循环给水系统
图3.
潜水泵循环给水系统的特点
如图3所示，系统设有贮水池，将成组喷 头和潜水泵直接放在水池内作循环使用。这 种系统具有占地少，投资低，维护管理简单， 耗水量少的优点。但水姿花形控制调节较困
难，适合各种形式的中、小型喷泉、水塔、
涌泉、水膜等。
4.盘式水景循环给水系统
图4
盘式水景循环给水系统的特点
控制方式
为增加水景的观赏效果，通常使水姿
有一定的变换，有时需要使水的姿态变换
与灯光色彩、照度以及音乐的旋律节奏相
谐调。这就要求采取较复杂的自动控制措
施。
常用的水景控制方式 1.手动控制
在水景设备运行后，喷水姿态固定
不变，一般只需设置必要的手动调节
阀，待喷水姿态调节满意后就不再变 换。这是常见的简单的控制方式。
实用堰
③ 宽顶堰（2.5＜δ／H≤10）
特点：① 堰顶的宽度较大，对水流有显著影响； ② 水流在进入堰顶时形成一次跌落后，水 流受堰顶较寬的影响，形成一段与堰顶近乎平 行的水流； ③ 如下游的水位较低水流在流出堰顶时 将产生第二次跌落。
宽顶堰
（三）瀑布、叠流、水帘、水盘等构筑 物的表面溢流计算
按其堰口形式选择类似堰形进行计算 1)常用堰形为宽顶堰（进水口分无侧面收缩
和有侧面收缩，堰墙分直角、圆角、斜角
和斜坡等）薄壁堰，均为非淹没流。
2)各种堰流的基本计算公式
q=K1H3/2
V=K2H1/2
式中 q——溢流量（m3/h· m）； V——堰上流速（m/s）；
K1、K2——与堰形有关的系数；
H——堰上静水头（m）。
3）最常用的宽顶堰和薄壁堰的计算表见附录S表
S-3和S-4。
水量损失、补充量和循环水量
水量损失包括风吹、蒸发、溢流、
排污和渗漏等损失。一般按循环流量 或水池容积的百分数计算，其数值参 考表l 2—2选用。
补充水量
应满足最大损失水量，还应满足运行前
的充水要求，充水时间一般按24—18 h考
虑。对于非循环供水的镜池、珠泉等静水
景观，每月应排空换水1一2次，或按表l
（二）堰的分类
一般以堰顶的宽度δ与堰上水头H的比值来进行 分类 ① 薄壁堰 δ／H≤0.67 特点： 水舌离开堰顶后， 在重力作用下， 自然回落。
δ 薄壁堰
② 实用堰（0.67＜δ／H≤2.5）
特点：① 堰顶的宽度大于薄壁堰，堰顶的宽度对 水流有一定的影响，堰上的水流形成一连续的 降落状。 ② 实用堰的剖面有连续的曲线型〔见下图 (a)]和折线型[下图(b)]。在实际的水利工程中， 溢流坝一般都采用实用堰。
水景构筑物的基础知识
水景常用“堰”
堰流及其特征 （一）堰和堰流 在明渠流中，为控制水位或控制流量而 设置构筑物，使水流溢过构筑物的流动称 为堰流，该构筑物称为堰。由于堰对水流 的约束，使堰前水位壅高；然后水在堰上 的水位跌落，流过堰顶
堰流的水力特性
(1)堰的上游水流受阻，水面壅高，势能增大； 在堰顶上由于水深变小，速度变大，使动能增 大，在势能转化为动能过程中，水面有下跌的 现象； (2)堰流一般从缓流向急流过渡，形成急变流。 因此堰流的水力计算主要是局部阻力，其沿程 阻力可忽略； (3)水流在流过堰顶时，一般在惯性的作用下 均会脱离堰(构筑物)，在表面张力的作用 下，具有自由表面的液流，水流会收缩
灯笼形，伞形等。如图6所示。
(7)碰撞式喷头
碰撞式喷头是靠水流相互碰撞或水流与喷 头内壁碰撞而雾化；也是喷成水雾的喷头 形式之一，如图7所示。
7.
(8)组合式喷头
由若干个同一形式或者不同形式的喷头 组装在一起构成组合式喷头。可喷成固定 的姿态，或者经过适当调节，喷出不同的 姿态。图8是组合式喷头的一些实例。 喷头的材料应选用耐久性好，易于加工、 不易锈蚀的材料。常采用黄铜、青铜、不 锈钢、铝合金等材料。对于室内小型水景 也可选用塑料和尼龙材料加工。
近代，国内外随着城市和工业的发展，改善 城市环境，兴建自然景观日益增多。因而水景的 艺术形式和规模都有很大发展。特别是现代电子 技术赋予水景的活力，水景中各种音乐喷泉相继 出现，雕塑、绿化、灯光、喷泉和瀑布的巧妙配 合，构成一幅五光十色、华丽壮观、悦耳动听的 美景。
12－1 水景给水排水设计
水景的基本形态
布置情况，使控制信号超前音乐信号一定的时间。
在播放音乐的同时，控制信号转换成电气信号，
控制和调节电磁阀的开关、电动调节阀的开启度、
水泵的转速等，从而达到变换喷水姿态的目的。
②间接音响控制法
间接音响控制法是利用同步调节装置
控制音响系统和喷水、照明系统谐调运行。
音响系统可采用磁带放音，喷水和照明系
统采用程序带、逻辑回路和控制装置进行
2.时间继电器控制
设置多台水泵或用电磁阀、气动阀、
电动阀等控制各组喷头。利用时间继电器
控制水泵，电磁阀、气动阀或电动阀的开
关，从而实现各组喷头的姿态变换，照明
灯具的色彩和照度也可同样实现变换。
3.音响控制
①简易音响控制法
一般是在一个磁带上同时录上音乐信号和控
制信号。为使音乐与水姿同步变化，应根据管道
头。如图2所示，利用喷嘴射流形成的负压，
吸入空气(或水)使水柱中掺人大量的气泡，
增大水的表观流量和反光效果。选用时需
根据试验确定喷水效果。
2.
(3)旋流式喷头
旋流式喷头是制造水雾形态的喷头，
有时还可采用消防使用的水雾喷头代替。
如图3所示，其构造复杂，加工较为困难。
3.
(4)缝隙式喷头
缝隙式喷头是能喷出平面或曲面水膜 的喷头之一，如图4所示。出水口为较窄的 条形缝隙。若缝隙形状不规则，边界粗糙，
水压较大时也能喷成水雾。
4.
(5)环隙式喷头
环隙式喷头的喷水口是环形缝隙，是形 成水膜的另一种喷头，如图5所示 它可使 水柱的表现流量变大、以较少的水量获得 较大的观瞻效果。
(6)折射式喷头
水流在喷嘴外经折射形成水膜。水膜
的形态根据喷头折射体形状不同。可喷出
各种形状的水膜，如牵牛花形，马蹄莲形，
喷头的形式
直流式 吸气（水）式 旋流式 缝隙式 环隙式 折射式 碰撞式 组合式
(1)直流式喷头
直流式喷头是形成喷泉射流的喷头之
一，如图1称，喷头内腔类似于消防水枪形
式，具有构造简单，价格便宜的优点。在
同样水压下可获得较高或较长的射流水柱。
1.
(2)吸气（水）式喷头
吸气(水)式喷头是可喷成冰塔形态的喷
镜池、溪流、叠流、瀑布、水幕 喷泉、冰塔、涌泉、水膜、水雾
孔流、珠泉
水景利用水的哪些特性 创造优美的环境
流动
蒸发
聚散
等等
水
景
四种常用的水景形式和给水系统
1. 直流给水系统
图1
4
直流给水系统的特点
如图所示，将喷头直接与给水管网连接， 喷头喷射出的水即排放，不循环使用。该系统 具有系统简单，造价低，维护简单等优点，但 存在耗水量大的缺点，常与假山盆景配合做小 型喷泉、瀑布、孔流等，适合在小型庭院、大 厅内设置。