張健

（松原職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 松原 138005）

東北地區(qū)園林綠地自動(dòng)噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

張健

（松原職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 松原 138005）

園林綠地自動(dòng)噴灌技術(shù)是當(dāng)今國(guó)際比較實(shí)用并具備先進(jìn)性的園林綠地灌溉節(jié)水技術(shù)。該文針對(duì)東北部分地區(qū)寒冷低溫、水源緊張、土層較薄等特點(diǎn)，在園林綠地內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)噴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果，為東北地區(qū)園林綠地自動(dòng)噴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供技術(shù)支持和參考依據(jù)。

自動(dòng)噴灌系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；綠地

隨著人類現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，灌溉技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化。自動(dòng)噴灌系統(tǒng)由于其具有節(jié)水、運(yùn)行穩(wěn)定、無(wú)需人工干預(yù)等諸多優(yōu)點(diǎn)，日益獲得廣泛應(yīng)用［1］。但現(xiàn)有裝置一般針對(duì)農(nóng)田、綠地等需水量大的作物［2］。東北地區(qū)松嫩平原地域廣闊，氣候類型主要為溫帶季風(fēng)氣候，冬季較長(zhǎng)，年降水量為431.3 mm，年蒸發(fā)量為1 211 mm，年降水量較少，不能滿足植物的生長(zhǎng)需要。因此，松嫩平原新建或改建的園林綠地應(yīng)建立自動(dòng)噴灌系統(tǒng)，以滿足園林綠化植物的用水需求。綠地噴灌系統(tǒng)是綠地植被維護(hù)與管理中極為重要的一個(gè)組成部分［3］。但東北部分地區(qū)的冬季寒冷低溫、水資源緊張、種植土層較薄等多種因素制約自動(dòng)噴灌技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)就東北地區(qū)某園林綠地自動(dòng)噴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用過(guò)程做以下闡述，為東北其它相近地區(qū)綠地噴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用提供技術(shù)支持和參考依據(jù)。

1 場(chǎng)地概括

該綠地為成品綠化地，總面積為1.02萬(wàn)m2，種植20余種多年生植物。由于綠地內(nèi)植物生長(zhǎng)需要充足水分，但通過(guò)自然降雨無(wú)法滿足。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察發(fā)現(xiàn)綠地內(nèi)植物生長(zhǎng)狀況一般，種植土厚度20～50 cm，50 cm以下為廠房磚石基礎(chǔ)及建筑垃圾等，植物根系較淺，夏季干旱少雨，植物容易出現(xiàn)缺水癥狀。該地區(qū)冬季凍土層厚度為1～1.2 m。

2 數(shù)據(jù)采集

對(duì)該園林綠地使用南方RTK進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和數(shù)據(jù)采集，獲得基本測(cè)繪數(shù)據(jù)資料。并在該綠化地范圍內(nèi)隨機(jī)選6個(gè)點(diǎn)進(jìn)行土壤取樣，取樣深度15～ 20 cm，送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土壤理化性質(zhì)分析，分析結(jié)果為該區(qū)土壤為草甸黑鈣土。原綠化井地下水位深度為5.6 m，井深15 m。從綠化地內(nèi)原有水井內(nèi)抽取2 L地下水，對(duì)水質(zhì)樣品進(jìn)行水質(zhì)分析，水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果為IV類，可用于園林綠化植物的日常澆灌。

3 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由水源井、管路、噴頭、電磁閥、模塊控制等組成。水源采用60 m深水井，無(wú)沙混凝土井管￠50 cm。200QJ32-78單吸式潛水泵（380 V），65 m揚(yáng)程，水源井日出水量180 m3。管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)為將水加壓后通過(guò)管網(wǎng)輸送到各個(gè)綠化區(qū)域，但管網(wǎng)要承受來(lái)自管中水的壓力（6.4～7 Mpa）。主管道網(wǎng)為PE 90 mm，支管道網(wǎng)為PE 63 mm、PE 32 mm。支管道PE63管道中水流速為2.44 m·s-1時(shí)，流量為30 L·s-1。噴頭是噴灌的專用終端設(shè)備，它可將管道中有壓力的水集中分散成細(xì)小的水滴均勻散布到綠地中。通過(guò)更換噴頭內(nèi)噴嘴的大小來(lái)調(diào)節(jié)出水量的多少，進(jìn)而決定噴頭有效噴灑的半徑。噴頭采用雨鳥(niǎo)（Rain Bird 5004PC）地埋式升降360°旋轉(zhuǎn)噴頭，有效噴灑半徑15.2 m。模塊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為ESP4M模塊控制器基礎(chǔ)型4站（Rain Bird IESP4MCHI）外加3站模塊組合。使用雙芯信號(hào)線連接B系列2" 24V交流電磁閥（Rain Bird 200PEB），用于主模塊控制器操控各個(gè)交流電磁閥。

4 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

根據(jù)不同植物的耗水生理特性，可將種植區(qū)劃分為低用水區(qū)、中用水區(qū)、高用水區(qū)［4］。另考慮該綠化區(qū)域植被分布情況和地表高差狀況，在保證管道網(wǎng)壓力的前提下要顧及越冬前管道排水防凍的要求，對(duì)整個(gè)區(qū)域劃分為6個(gè)區(qū)，分別由6個(gè)Rain Bird 200PEB電磁閥進(jìn)行控制，通過(guò)信號(hào)線連接Rain Bird ESP4M模塊控制器。園林噴灌系統(tǒng)中，正方形和正三角形兩種布置形式應(yīng)用最多［5］。每個(gè)區(qū)根據(jù)地勢(shì)起伏情況開(kāi)挖噴灌管溝并做溝底底面放坡處理（不低于1.2%）。在管溝最低點(diǎn)設(shè)計(jì)排水閥井，保證入冬前將管道內(nèi)的存水及時(shí)排凈。每個(gè)區(qū)分別設(shè)計(jì)1～2個(gè)快速取水閥井，根據(jù)臨時(shí)用水需要，使用快速取水插頭即可獲得水源。

5 程序設(shè)定

通過(guò)對(duì)Rain Bird ESP4M模塊控制器來(lái)設(shè)置當(dāng)前系統(tǒng)基準(zhǔn)時(shí)間。ESP4M模塊控制器有3個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行程序A、B、C。該模塊控制器有4種灌溉循環(huán)模式，分別是：奇數(shù)天灌溉、偶數(shù)天灌溉、31日循環(huán)、常規(guī)周循環(huán)，可選取4種灌溉循環(huán)模式之一來(lái)設(shè)置灌溉周期。本綠化區(qū)域劃分為6個(gè)區(qū)并設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的6個(gè)站，每站可設(shè)置運(yùn)行時(shí)間0～4 h（以1 min為單位遞增）。每天可設(shè)置啟動(dòng)灌溉次數(shù)0～12次（3個(gè)程序，每個(gè)程序4次）。ESP4M模塊控制器具有站點(diǎn)延時(shí)設(shè)置，使水源得到補(bǔ)充或慢關(guān)閥門(mén)，防止水錘產(chǎn)生?？呻S時(shí)調(diào)整自動(dòng)噴灌灌溉時(shí)間及運(yùn)行時(shí)間，并按照設(shè)置灌溉時(shí)間和灌溉周期交替式運(yùn)行。如果遇到雨季雨水進(jìn)入到雨量傳感器內(nèi)，雨量傳感器對(duì)模塊控制器發(fā)出信號(hào)中斷灌溉操作程序。ESP4M模塊控制器有系統(tǒng)默認(rèn)程序，遇到故障時(shí)可通過(guò)按鍵進(jìn)行恢復(fù)。如果增強(qiáng)的診斷回路報(bào)警性能發(fā)揮作用，則程序受到傳感器中斷、短路及程序錯(cuò)誤等現(xiàn)象發(fā)生，液晶顯示器會(huì)顯示報(bào)警顯示燈及檢測(cè)信息。

6 施工測(cè)試

根據(jù)噴灌設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，因原綠化地被大量植被所覆蓋，故采用人工挖掘管溝，溝深0.6～1.2 m。使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行溝底高程測(cè)量保證溝底坡度在1.2%左右，便于越冬排水的需要，溝底必須平坦無(wú)磚石、混凝土及金屬等。溝底內(nèi)需鋪細(xì)沙并現(xiàn)場(chǎng)熱熔PE管材。

管道系統(tǒng)連接完畢后，先不安裝噴頭，給壓注水清洗管道后再進(jìn)行壓力檢測(cè)。清洗完畢后在千秋架末端用堵頭把終端堵死、水泵出水口主閥門(mén)關(guān)閉后進(jìn)行壓力檢測(cè)，使用高壓氣泵給管道內(nèi)加壓當(dāng)壓力達(dá)到6.4 Mpa后關(guān)閉氣泵閥門(mén)，等待30 min后觀察壓力表壓力是否下降。如下降不明顯，則可進(jìn)行安裝噴頭作業(yè)，如有壓力丟失，則使用水泵注水并檢查管道漏水位置，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。管道無(wú)異常后方可安裝噴頭并調(diào)節(jié)好噴頭的旋轉(zhuǎn)角度和噴嘴出水量，因該區(qū)域地貌較為復(fù)雜、植被較多，且不同植物的需水量有一定差異，故采用中等射程噴頭即可較好地控制噴灑范圍，滿足不同植物的日需水量。如果噴頭噴灑太遠(yuǎn)或者噴灑太近，需要專用螺絲刀或產(chǎn)品供應(yīng)商提供專用工具進(jìn)行調(diào)整［6］。從而使噴灑的范圍在綠化地范圍之內(nèi)，達(dá)到很好的噴灑效果，起到節(jié)水、高效、環(huán)保等多種目的。噴頭調(diào)試完畢后方可回填管溝土，在溝底和PE管材周圍用細(xì)沙保護(hù)管材?；靥钔林胁坏糜写u石、金屬、混凝土等，應(yīng)在主管道的彎頭部位設(shè)置減震堆。

7 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)東北地區(qū)綠地的實(shí)際特點(diǎn)，選擇合理的自動(dòng)噴灌系統(tǒng)進(jìn)行灌溉，并從設(shè)計(jì)特點(diǎn)、程序設(shè)定、施工測(cè)試等多方面加以闡述，既滿足植物的需水量又達(dá)到了節(jié)水灌溉的目的。園林綠地灌溉用水存在巨大的節(jié)水潛力，在園林工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，節(jié)水理念應(yīng)貫穿其始末［7］。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用克服了東北地區(qū)寒冷低溫對(duì)管道造成的嚴(yán)重影響，解決水資源緊張和土層較薄的難題，在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)為節(jié)省人力、物力、財(cái)力，使系統(tǒng)化、精準(zhǔn)化、科學(xué)化的園林節(jié)水灌溉技術(shù)在東北地區(qū)得到很好的實(shí)踐與應(yīng)用。

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（責(zé)任編輯：董莉莉）

S275.5

A

1001-1714（2017）01-0066-03

2016-12-15

張健（1980-），男，講師，主要從事城市園林綠化設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)研究。E-mail：249554659@qq.com。