一、引言

城市道路绿化带在净化空气、美化景观、缓解交通压力等方面具有重要作用[1]。然而，其供水系统长期面临高耗低效的难题，传统灌溉方式普遍存在水资源浪费大、能耗偏高、覆盖不均等问题。随着我国城镇化加速推进及水资源短缺形势加剧，建设节水节能的道路绿化带灌溉系统已成为城市发展的关键课题。

节水型供水系统的核心在于利用科学的水力计算方法优化管网布局，减少输水损耗，并融合智能调控策略实现精准供水，从而在满足植物生长需求的同时，显著降低水能和电能的消耗。本文聚焦水力计算技术与节能运行策略两大方向，系统分析城市道路绿化带节水灌溉系统的设计与管理路径，为实践应用提供参考。

二、城市道路绿化带给水系统的问题现状

当前城市道路绿化带的给水系统在设计与运行中存在多重问题，阻碍了节水节能目标的达成。

设计环节中，部分系统存在水力计算针对性不足的情况，直接套用传统灌溉参数标准，未能充分考虑道路绿化带的特性。例如，绿化带普遍狭窄且植物多样，土壤条件各异，若采用统一管径和压力设计，易引发局部供水过量或不足，既浪费水资源又影响植物生长。管网布局亦存在缺陷，如管道转弯过多、水头损失计算失准等问题，无形中增加了输水能耗。

运行管理方面，多数系统依赖固定时段固定水量的灌溉模式，忽略了植物实际需水量与气象条件的实时变化。高温季节易因供水不足导致植被萎蔫，而阴雨天气仍机械执行灌溉计划，造成资源浪费。水泵等关键设备持续满负荷运转，缺乏按需调节机制，导致能耗居高不下。部分系统还存在管道渗漏问题，进一步加剧资源损耗。

这些问题不仅推高了城市绿化养护成本，更背离了绿色低碳发展理念。因此，优化水力计算方法、制定科学的节能运行策略，成为提升道路绿化带给水系统效能的关键路径。

三、节水型给水系统的水力计算方法

节水型给水系统的水力计算应以“按需供水、减少损耗”为核心，结合道路绿化带特征[2]，科学选择参数并优化管网设计。

（一）设计流量的确定

设计流量是水力计算的基础，应结合绿化带植物需水量、土壤类型及气候条件综合确定。不同植物需水量差异显著，乔木、灌木与草本植物需分区计算。同时，考虑道路扬尘等因素增强植物蒸腾作用，应酌情调整需水量。设计流量应避免过大造成浪费，同时确保满足植物生长高峰期需求，为节水提供保障。

（二）管径选择与水头损失计算

管径选择需平衡输水能力与能耗。管径过大虽可降低水头损失，却会提高管材成本及管网阻力；管径过小则易因流速过高加剧管道磨损和水头损失。需依据设计流量和经济流速，通过水力计算确定合理管径。水头损失涵盖沿程损失和局部损失：沿程损失取决于管道长度与粗糙度，局部损失则由弯头、阀门等配件产生。道路绿化带内管道铺设受红线限制，应减少不必要转弯和配件，以降低局部损失并提升输水效率。

（三）压力控制与分区设计

沿道路延伸的绿化带常因地势起伏导致统一供水时压力分布不均[3]，表现为低洼区管网压力过高，而地势较高区域供水压力不足。此压力失衡不仅影响灌溉效果，还可能引发管道损坏或水资源浪费。需采用分区设计策略，即依据地形高程或管线敷设距离，将绿化带划分为若干独立供水区域。针对不同区域实施差异化压力控制：在低压区，通过设置减压阀等装置控制出口压力在安全范围，防止管道承压过大；在高压区，则需提升水泵扬程或增设加压设备，确保末端喷头获得充足压力以满足灌溉需求。此分区减压供水方法，有效避免了管网整体压力失衡。合理调控供水压力既能显著减少超压导致的管道漏损和配件损坏，延长系统寿命，还可大幅降低水泵运行能耗，最终实现节水与节能的双重效益。

四、节能运行策略

基于精确水力计算结果，深入解析系统水力特性，识别关键能耗节点，并制定专项优化方案，可大幅提升整体能效。优化运行策略包含多维度措施，其中智能灌溉调控作为关键手段，能有效抑制资源浪费。

（一）智能灌溉调控

整合实时气象监测信息与植物需水模型，运用智能算法生成精准灌溉方案，实现动态调控。通过配置土壤湿度传感器、雨量计、温度计及风速仪等装置，组建多源监测网络，实时获取墒情、气象及环境数据，动态调整灌溉时长、水量与频次。典型功能包括：降雨时自动暂停灌溉以节约资源；当土壤含水率触及预设阈值时启动灌溉程序，保障植物水分供给；系统还能在干旱期自动提升灌溉强度，或于大风天气减少蒸发损耗，有效解决传统定时灌溉的随意性与低效问题。该智能系统随季节特性自适应更新参数——夏季高温期增加灌溉频次应对强蒸发，冬季低温期降低灌溉频率匹配植物休眠。此举不仅显著削减水资源消耗，还通过缩短水泵运行时长与能耗，全面提升系统能源效率。

（二）水泵运行优化

作为系统主要能耗设备，水泵运行优化对节能至关重要。应用变频技术调节水泵转速，使其随用水量变化自动调整，低用水量时降速以减少能耗。结合管网压力变化，通过压力反馈实时调节水泵功率，避免恒速运行的能耗。针对长距离绿化带，可采用多泵联动模式，根据不同区域需求按需启停水泵，提升运行效率。

（三）管网维护与漏损控制

管网漏损导致水资源与能源浪费，需强化日常维护。定期巡检管道、阀门、喷头等设施，及时修复破损。对老旧管道实施非开挖式修复或更换，减少漏损导致的重复供水。管网设计阶段选用耐腐蚀、高密封性管材及配件，从源头控制漏损风险，间接实现节能。

（四）水源替代与循环利用

推广雨水收集与再生水技术，降低对自来水的依赖。在绿化带两侧设置雨水收集沟，将雨水导入蓄水池用于灌溉。同时利用污水处理厂再生水，通过专用管道输送至绿化带，实现水资源循环利用。多元化水源既可降低供水成本，又能减少自来水处理及输送过程的能耗，节能效益显著。

五、保障措施与发展方向

（一）健全设计标准与技术规范

制定城市道路绿化带节水型给水系统的专项设计标准，明确水力计算参数、材料选用标准及施工技术规范，为工程实施提供技术依据。强化设计人员的专业技能培训，提升其对节水节能理念的理解和技术应用水平，确保设计方案的合理性与可操作性。

（二）强化运维管理与技术应用

组建专业运维管理团队，定期开展系统巡检、维护保养与性能优化，保障设备高效稳定运行。推广智能灌溉控制系统、变频水泵等节能技术，通过示范项目验证技术成效，引导城市应用先进技术改造既有系统。同步加强公众宣传教育，提升社会对道路绿化带节水节能重要性的认知，形成全民参与的良好氛围。

（三）未来发展方向

在智慧城市建设的驱动下，城市道路绿化带给水系统将朝着"数字化、网络化、智能化"方向演进。依托数字孪生技术构建管网实时运行模拟与预测平台，提前识别潜在问题并优化调度策略。融合5G与物联网技术实现设备远程监控及智能决策，显著提升系统运行效能。同时，耐腐蚀低阻管材等新型材料的应用，将为节水节能目标提供新的技术支撑。

六、结论

城市道路绿化带节水型给水系统的优化需统筹水力计算与运行策略。通过科学核定设计流量、优化管径配置及压力调控，可有效降低水耗及水头损失；结合智能调控、水泵效能提升、水源替代等运行策略，能显著减少系统能耗。完善设计标准、强化技术推广与管理机制，是保障系统实施的关键。未来，随着技术迭代，城市道路绿化带给水系统将实现高效低碳协同发展，为城市生态建设与资源可持续利用提供有力支撑。

参考文献

[1] 郝建成.甘肃地区本土植物在园林绿化中的应用[J].现代园艺,2025,48(14):162-164.

[2] 张皓磊.绿色节能节水技术研究及实践应用[J].绿色建造与智能建筑,2025,(01):24-27.

[3] 敖良根,杜江,尹洪军,等.山地城市道路路沿石开口设计关键参数研究[J].重庆建筑,2022,21(S1):442-445.