李 彧，杜 軍

（1.陜西交通建設集團公司，西安 710065；2.陜西省林業(yè)廳國營林場管理站，西安 710082）

近年來，在環(huán)保理念推動下，高速公路綠化建設發(fā)展很快。但是小氣候的特殊性和施工的安全性，使得高速公路綠化養(yǎng)護，尤其是中央分隔帶的養(yǎng)護任務非常繁重，操作人員安全難以保證，灌溉成為高速公路綠化養(yǎng)護的瓶頸。目前，在綠化養(yǎng)護基本采用水車漫灌，成本費用高，影響車輛通行，存在安全隱患。而且這種灌溉方式還會與公路病害共同作用侵蝕路基，大大縮短公路使用壽命。所以，采用何種安全有效的灌溉技術保障高速公路綠化養(yǎng)護，已成為高速公路養(yǎng)護管理部門急需解決的一個重要課題。

滴灌技術應用于高速公路綠化養(yǎng)護，北京、陜西、山東、山西、重慶等省市都做了有益嘗試［1］。目前可見的優(yōu)點是，能夠按照作物的需水規(guī)律適時、適量均勻灌水，使作物根層土壤經(jīng)常保持最佳水分、通氣和養(yǎng)分狀態(tài)，達到高效節(jié)水目的，經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益顯著。但是在推廣過程中也暴露出了很多問題，需要進一步探討和研究解決。

1 高速公路綠化推廣應用滴灌技術的難點及原因

1.1 缺乏國家政策扶持和行業(yè)標準

國家對高速公路綠化有嚴格要求，對綠化區(qū)域和內容都有嚴格規(guī)定，對綠化投資占公路建設投資比例也有明確要求，而且政府環(huán)保部門負責或參與工程可行性研究及竣工環(huán)保驗收。為扶持農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉，政府出臺了一系列優(yōu)惠政策，設立專項財政補助資金，建設節(jié)水灌溉示范項目，大力推進農(nóng)業(yè)使用節(jié)水灌溉設備。目前高速公路綠化節(jié)水灌溉既沒有國家、地方扶持政策，也沒有行業(yè)標準或實施方案以及產(chǎn)品示范應用指南，造成高速公路綠化重視栽植物及數(shù)量，輕視綠化植物養(yǎng)護，養(yǎng)護灌溉一直采用水車漫灌方式，制約了節(jié)水技術在高速公路綠化灌溉中的應用。

1.2 行業(yè)間契合度不夠

節(jié)水灌溉設施生產(chǎn)企業(yè)一般認為高速公路綠化，不是其行業(yè)市場主體，對產(chǎn)品性能指標在高速公路綠化方面重視不夠。滴灌企業(yè)關心的是灌溉設備用量、現(xiàn)有產(chǎn)品銷售、政策支持、補助資金等問題［2］。交通主管部門關心高速公路引入水源、工程投資造價、設備可操作性、系統(tǒng)穩(wěn)定及安全性等，節(jié)水灌溉設備生產(chǎn)企業(yè)和應用部門之間要求的差異，一定程度制約了滴灌技術在高速公路綠化上的應用。

1.3 示范工程缺少對滴灌產(chǎn)品成熟度的科學分析，也未對存在問題進一步研究

已實施的高速公路綠化滴灌技術試點工程，沒有針對高速公路特點組織針對性研究，也沒有對示范應用產(chǎn)品技術要求和成熟度進行前期分析。如中分帶節(jié)水灌溉設施安裝時，主管、主管上連接的支管、支管上的毛管各布設一次，成本大幅增加。有些自動控制滴灌系統(tǒng)配有電源專線，安裝有土壤水份檢測儀器，計算機遠程控制，自動化程度非常高，但設備及其安裝和運行費用成本很大。一些人工控制的滴灌工程，沒有自動控制系統(tǒng)，需要管理人員駕車奔波、開關閥門，盡管降低了設備成本，但增加了人工成本和管理困難。示范工程中出現(xiàn)的這些問題，在工程實施及結束之后都沒有進行更深一步的研究分析，使得這些問題愈發(fā)表現(xiàn)突出，阻礙滴灌技術在公路綠化養(yǎng)護中的應用。

1.4 灌溉系統(tǒng)設計、運行、自動化控制等方面存在問題

1.4.1 經(jīng)濟單元距離短 高速滴灌系統(tǒng)總投資中輸配水系統(tǒng)（僅指管材）占總投資的45%，首部系統(tǒng)占5%，合計50%。如何降低管材口徑，延長每個首部系統(tǒng)管理長度，直接關系著滴灌系統(tǒng)的造價［1］。

高速公路滴灌系統(tǒng)主管道與線路等長，主管進入高速公路中分帶后不能使用電磁閥門進行自動控制（否則會因為安裝電纜導致成本增加），無法輪灌，系統(tǒng)一旦運行即灌溉所有區(qū)域。依據(jù)試驗，中分帶灌溉系統(tǒng)干管適宜長度及灌溉系統(tǒng)經(jīng)濟流速分析，從投資、建設、水力性能等方面考慮，采取雙向供水，單向干管長度2km，干管總長度4km 左右是比較經(jīng)濟的建設單元，按照靜態(tài)投資回收年限分析，投資回收期為4.1a［1］。

1.4.2 水源困難 一般情況下一條高速公路都在100km 以上，如果按每4km 一個設計單元，則需要很多水源井，項目建設單位難以承受，也是滴灌技術難以在高速公路綠化上推廣的重要原因。

1.4.3 灌溉設計參數(shù) 《微灌工程技術規(guī)范》SL103－95沒有明確規(guī)定灌溉需水量。高速公路滴灌設計中參考當本地高度一致、生長旺盛、完全遮蓋地面而不缺水的8～15cm 綠色草地最大蒸發(fā)蒸騰速率，作為滴灌設計灌溉量，而高速公路綠化實際設計中，中央分隔帶因其特殊性選擇種植的植物都是特別耐旱的喬木或灌木樹種，如刺柏、蜀松、大葉黃楊等，這些植物的蒸發(fā)蒸騰速率是草坪20多倍，導致滴灌系統(tǒng)的浪費［3］。

1.4.4 灌溉運行風險 土壤濕度隨著季節(jié)的不同，光照、降雨、溫度、大氣濕度、蒸發(fā)量等的變化會發(fā)生改變，滴灌系統(tǒng)啟動關閉時間，全憑人工判斷，缺乏科學性。系統(tǒng)出現(xiàn)爆管、支管斷裂以及滴灌管破裂而產(chǎn)生漏水，但首部系統(tǒng)缺少判斷和處理程序，勢必對公路的安全產(chǎn)生極大的威脅。系統(tǒng)的灌水器放置在地表之上，如果系統(tǒng)的某段毛管或灌水器被堵塞，也很難發(fā)現(xiàn)［4］。

1.4.5 設備運營管理技術不足 重建設輕管理的現(xiàn)象普遍存在，技術指導和服務不到位，使用單位不太了解滴灌操作技術要求，未能定期對整個系統(tǒng)進行沖洗，導致系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞。沒有執(zhí)行相應的滴灌灌溉制度，一次灌水時間過長、灌水量過大，變成“滴式漫灌”，不能發(fā)揮滴灌節(jié)水的優(yōu)越性。另外滴灌設計中沒有設計施肥裝置，或者設計安裝了施肥裝置，也很少使用或不用，形同虛設。

2 高速公路綠化推廣使用滴灌技術的對策與建議

2.1 制定具體政策和標準，引導高速公路綠化應用滴灌技術

政策方面鼓勵水利資金、銀行信貸資金應用于所有高效節(jié)水項目，而不僅僅是農(nóng)業(yè)項目。引導企業(yè)由品種單一型向多品種系列化生產(chǎn)發(fā)展，由單一產(chǎn)業(yè)向高速公路等多產(chǎn)業(yè)并存發(fā)展［5］。提高科技含量和附加值，鼓勵公路綠化單位與滴灌設備企業(yè)、科研院所合作，研究開發(fā)適合高速公路綠化灌溉需要的節(jié)水設備和技術。交通行業(yè)應制定相關產(chǎn)業(yè)政策，引導公路設計、施工過程中慮及綠化養(yǎng)護等問題，使之向精細、高效方向發(fā)展，實現(xiàn)市場資源優(yōu)化配置。

2.2 加強行業(yè)流合作

不同行業(yè)之間需要深層次的交流，才能真正深入了解對方需求，解決行業(yè)和領域的核心問題。隨著高速公路不斷的發(fā)展，截至2011年底我國高速公路總里程達8.5萬km。高速公路綠化養(yǎng)護已經(jīng)形成一個巨大的市場，為節(jié)水灌溉企業(yè)提供了新的機遇，跨行業(yè)、跨領域的融合創(chuàng)新需求已經(jīng)產(chǎn)生，行業(yè)之間交流合作必須加強。

2.3 完善灌溉設計、運行、自動化控制

2.3.1 采取多種措施減少主管道流量

（1）根據(jù)中央帶種植的耐旱喬木，設計灌溉量

普遍應用于高效農(nóng)業(yè)的滴灌設計，灌溉量標準的依據(jù)是提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質量，而高速公路中央分隔帶種植的都是特別耐旱的喬木，它們生長過快會加大修剪工作量，應該象盆景一樣種植，既維持其良好生長，又不能供應水肥太多，致其過快生長。因此滴灌設計應降低每次滴灌用水量。

（2）開發(fā)機械自動閥門進行輪灌

在輸水管網(wǎng)上設置自動控制閥門，以水壓等機械動力實現(xiàn)開合。滴灌系統(tǒng)靜態(tài)時，所有閥門（A）和（B）處于打開狀態(tài)。當?shù)喂嘞到y(tǒng)運轉時，水流至第一個閥門（A）前，壓力觸發(fā)閥門（A）關閉，這時第一輪灌組支管進水開始灌溉。當?shù)谝唤M灌溉到時，閥門（B）關閉，觸發(fā)閥門（A）打開，水流進入每一次，在另一個閥門（A）前被擋住，對下一輪灌組進行灌溉，依次順利完成灌溉。滴灌系統(tǒng)達到灌溉定額，首端微機自動關閉水泵，一個灌溉循環(huán)過程結束，管道沒有水壓力，所有閥門（A）和閥門（B）重新打開回到初始狀態(tài)。作者嘗試設計這兩種閥門，結果證明這種閥門理論上可行，專業(yè)人員若能設計出更好的自動控制閥門，實現(xiàn)高速公路中分帶輪灌，將顯著增加每個標準設計單元的灌溉長度，降低水泵功率。在服務區(qū)、隧道管理站、收費站、立交區(qū)域等有條件的區(qū)段，如利用現(xiàn)有電力在主管上增加管道泵，沿途加壓，每個設計單元的控制長度將大大延長。

（3）采用地下滴灌更節(jié)水

與地上滴灌相比，地下滴灌更有優(yōu)勢：節(jié)水效果更加顯著，系統(tǒng)運行所需壓力小；所有管網(wǎng)埋在土壤中，環(huán)境相對穩(wěn)定，人為破壞機率減少，還可避免日曬、風吹、雨淋，降低早晚溫差過大的危害，延長老化期，提高系統(tǒng)使用壽命［4］。

2.3.2 完善灌溉技術提高系統(tǒng)運行安全

（1）完善灌溉程序

灌溉系統(tǒng)流量過程主要分為管道充水期、流量穩(wěn)定期與非灌溉期3個階段。流量穩(wěn)定期內常見的系統(tǒng)破壞主要有主管爆管、支管斷裂、滴灌管破裂、滴頭斷裂，最常見的是管上式滴頭斷裂和滴灌管破裂，常見的漏水形式與相應的漏水流量范圍是判斷系統(tǒng)漏水的主要依據(jù)。首部程序設計時要對流量發(fā)生異常變化加以考慮，系統(tǒng)監(jiān)測到管道漏水，應關閉電磁閥，發(fā)出報警信息“系統(tǒng)可能漏水，請檢查某某段管線”［6］。

（2）開發(fā)易于觀察的土壤濕度探測儀器

高速公路有路政和養(yǎng)護單位，每天會對所管轄的路段進行巡查。如果在中央分隔帶每隔一定距離，安裝一個土壤濕度探測器，每當土壤濕度降低需要灌溉時，土壤溫度探測儀顯示應有顯著變化，如產(chǎn)生閃爍燈光、或變色等，便于及時觀察，開啟灌溉系統(tǒng)。如果灌溉完畢，仍有地段土壤缺水，就預示灌溉系統(tǒng)有灌水器堵塞，需要檢修，這樣就可提高系統(tǒng)運行安全性。

2.3.3 重視滴灌技術服務和培訓，制定合理灌溉制度

滴灌必須配以先進的灌水技術才能發(fā)揮其優(yōu)越性。灌水技術主要是指合理的灌水制度，包括不同作物、不同生育期的灌水起始點、灌水上限、灌水定額、灌水時間、灌水次數(shù)等的確定。因此工程建成后，設計單位、施工單位及技術服務部門要負責運行一個時期，不應少于一年，且在運行期間，注意觀察工程系統(tǒng)運行情況，對設計中確定的灌溉制度是否符合實際，系統(tǒng)設備運行是否正常且滿足設計要求，工程設計與建設是否存在缺陷和不足，對發(fā)現(xiàn)的問題和缺陷及時排除和完善。同時對業(yè)主單位滴落管理人員進行必要的技術培訓和指導，制定管理制度和運行操作規(guī)程。待工程運行切實正常，用戶熟練掌握操作規(guī)程后，才能交付用戶管理使用［4］。

2.3.4 重視滴灌過濾和施肥 滴灌灌溉水進入管網(wǎng)之前必須進行嚴格凈化，這是保證滴灌灌水器正常工作的前提，過濾這一環(huán)節(jié)絕不能簡化。通過滴灌施肥，對于提高肥料利用率、減少肥料淋溶和對環(huán)境的污染，提高產(chǎn)品品質和滴灌效益等具有顯著效果。設計安裝滴灌系統(tǒng)時，必須把滴灌和施肥同時考慮，配備施肥裝置。目前市場應用于農(nóng)作物的肥料多為固體，主要有尿素、磷酸二氫銨等，滴灌系統(tǒng)施放非常困難，尤其是磷酸二氫銨根本就無法施用，應研制和應用適宜滴灌系統(tǒng)使用的液態(tài)肥料和溶于水的肥料［2］。

滴灌技術已在許多地方高速公路和城市道路中分帶小范圍應用，實踐證明經(jīng)濟、安全、節(jié)水、節(jié)能，特別在西北干旱地區(qū)，是保證中央分隔帶植物成活的經(jīng)濟有效途徑。但要使這一技術能夠在高速公路上普及推廣，直接套用農(nóng)業(yè)滴灌現(xiàn)成技術還遠遠不夠，需針對高速公路實際情況，從設計、材料、設備、監(jiān)測等全面考慮，以推動滴灌技術在高速公路綠化上的廣泛應用。

［1］ 吳文勇，郝仲勇，劉洪祿，等.高速公路綠化帶灌溉系統(tǒng)建設工藝與效益分析［J］.節(jié)水灌溉，2005（3）：15－17.

［2］ 陳軍.滴灌技術的優(yōu)勢及存在問題的分析［J］.中國水運，2008（6）：79.

［3］ 楚艷玲，阿依加馬力？吾守爾，米克熱古力？吾買爾.檜柏在庫爾勒地區(qū)造型修剪生長性狀表現(xiàn)研究［J］.中國園藝文摘，2010（9）：41.

［4］ 董文淵.石中高速公路南段中分帶綠化工程應用滴灌技術研究初探［J］.遼寧交通科技，2010（11）：75－77.

［5］ 葉祥年，殷慶德，李芳.滴灌技術在武威市推廣應用中存在的問題及對策建議［J］.甘肅水利水電技術，2010（4）：43.

［6］ 吳文勇，鄭文剛，郝仲勇，等.高速公路綠化隔離帶節(jié)水灌溉系統(tǒng)漏水故障診斷模型研究［J］.灌溉排水學報，2004（6）：75－77.