張健

（松原職業(yè)技術學院，吉林 松原 138005）

東北地區(qū)園林綠地自動噴灌系統(tǒng)設計及應用

張健

（松原職業(yè)技術學院，吉林 松原 138005）

園林綠地自動噴灌技術是當今國際比較實用并具備先進性的園林綠地灌溉節(jié)水技術。該文針對東北部分地區(qū)寒冷低溫、水源緊張、土層較薄等特點，在園林綠地內進行自動噴灌系統(tǒng)的設計及應用，取得了良好的應用效果，為東北地區(qū)園林綠地自動噴灌系統(tǒng)的設計和應用提供技術支持和參考依據(jù)。

自動噴灌系統(tǒng)；設計；綠地

隨著人類現(xiàn)代科學技術的快速發(fā)展，灌溉技術已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化。自動噴灌系統(tǒng)由于其具有節(jié)水、運行穩(wěn)定、無需人工干預等諸多優(yōu)點，日益獲得廣泛應用［1］。但現(xiàn)有裝置一般針對農(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氣候，冬季較長，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需要。因此，松嫩平原新建或改建的園林綠地應建立自動噴灌系統(tǒng)，以滿足園林綠化植物的用水需求。綠地噴灌系統(tǒng)是綠地植被維護與管理中極為重要的一個組成部分［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噴灌技術的應用，現(xiàn)就東北地區(qū)某園林綠地自動噴灌系統(tǒng)的設計及應用過程做以下闡述，為東北其它相近地區(qū)綠地噴灌系統(tǒng)的設計應用提供技術支持和參考依據(jù)。

1 場地概括

該綠地為成品綠化地，總面積為1.02萬m2，種植20余種多年生植物。由于綠地內植物生長需要充足水分，但通過自然降雨無法滿足。經(jīng)現(xiàn)場實地勘察發(fā)現(xiàn)綠地內植物生長狀況一般，種植土厚度20～50 cm，50 cm以下為廠房磚石基礎及建筑垃圾等，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

對該園林綠地使用南方RTK進行現(xiàn)場勘測和數(shù)據(jù)采集，獲得基本測繪數(shù)據(jù)資料。并在該綠化地范圍內隨機選6個點進行土壤取樣，取樣深度15～ 20 cm，送實驗室進行土壤理化性質分析，分析結果為該區(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。從綠化地內原有水井內抽取2 L地下水，對水質樣品進行水質分析，水質檢測結果為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，無沙混凝土井管￠50 cm。200QJ32-78單吸式潛水泵（380 V），65 m揚程，水源井日出水量180 m3。管路系統(tǒng)設計為將水加壓后通過管網(wǎng)輸送到各個綠化區(qū)域，但管網(wǎng)要承受來自管中水的壓力（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，流量為30 L·s-1。噴頭是噴灌的專用終端設備，它可將管道中有壓力的水集中分散成細小的水滴均勻散布到綠地中。通過更換噴頭內噴嘴的大小來調節(jié)出水量的多少，進而決定噴頭有效噴灑的半徑。噴頭采用雨鳥（Rain Bird 5004PC）地埋式升降360°旋轉噴頭，有效噴灑半徑15.2 m。模塊控制系統(tǒng)設計為ESP4M模塊控制器基礎型4站（Rain Bird IESP4MCHI）外加3站模塊組合。使用雙芯信號線連接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交流電磁閥。

4 設計特點

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，對整個區(qū)域劃分為6個區(qū)，分別由6個Rain Bird 200PEB電磁閥進行控制，通過信號線連接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用最多［5］。每個區(qū)根據(jù)地勢起伏情況開挖噴灌管溝并做溝底底面放坡處理（不低于1.2%）。在管溝最低點設計排水閥井，保證入冬前將管道內的存水及時排凈。每個區(qū)分別設計1～2個快速取水閥井，根據(jù)臨時用水需要，使用快速取水插頭即可獲得水源。

5 程序設定

通過對Rain Bird ESP4M模塊控制器來設置當前系統(tǒng)基準時間。ESP4M模塊控制器有3個獨立的運行程序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)模式之一來設置灌溉周期。本綠化區(qū)域劃分為6個區(qū)并設計對應的6個站，每站可設置運行時間0～4 h（以1 min為單位遞增）。每天可設置啟動灌溉次數(shù)0～12次（3個程序，每個程序4次）。ESP4M模塊控制器具有站點延時設置，使水源得到補充或慢關閥門，防止水錘產(chǎn)生?？呻S時調整自動噴灌灌溉時間及運行時間，并按照設置灌溉時間和灌溉周期交替式運行。如果遇到雨季雨水進入到雨量傳感器內，雨量傳感器對模塊控制器發(fā)出信號中斷灌溉操作程序。ESP4M模塊控制器有系統(tǒng)默認程序，遇到故障時可通過按鍵進行恢復。如果增強的診斷回路報警性能發(fā)揮作用，則程序受到傳感器中斷、短路及程序錯誤等現(xiàn)象發(fā)生，液晶顯示器會顯示報警顯示燈及檢測信息。

6 施工測試

根據(jù)噴灌設計圖紙進行現(xiàn)場施工，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。使用水準儀進行溝底高程測量保證溝底坡度在1.2%左右，便于越冬排水的需要，溝底必須平坦無磚石、混凝土及金屬等。溝底內需鋪細沙并現(xiàn)場熱熔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行壓力檢測。清洗完畢后在千秋架末端用堵頭把終端堵死、水泵出水口主閥門關閉后進行壓力檢測，使用高壓氣泵給管道內加壓當壓力達到6.4 Mpa后關閉氣泵閥門，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)問題及時處理。管道無異常后方可安裝噴頭并調節(jié)好噴頭的旋轉角度和噴嘴出水量，因該區(qū)域地貌較為復雜、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。如果噴頭噴灑太遠或者噴灑太近，需要專用螺絲刀或產(chǎn)品供應商提供專用工具進行調整［6］。從而使噴灑的范圍在綠化地范圍之內，達到很好的噴灑效果，起到節(jié)水、高效、環(huán)保等多種目的。噴頭調試完畢后方可回填管溝土，在溝底和PE管材周圍用細沙保護管材?；靥钔林胁坏糜写u石、金屬、混凝土等，應在主管道的彎頭部位設置減震堆。

7 結語

本文針對東北地區(qū)綠地的實際特點，選擇合理的自動噴灌系統(tǒng)進行灌溉，并從設計特點、程序設定、施工測試等多方面加以闡述，既滿足植物的需水量又達到了節(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，在園林工程項目的規(guī)劃設計中，節(jié)水理念應貫穿其始末［7］。該系統(tǒng)設計及應用克服了東北地區(qū)寒冷低溫對管道造成的嚴重影響，解決水資源緊張和土層較薄的難題，在實際應用中表現(xiàn)為節(jié)省人力、物力、財力，使系統(tǒng)化、精準化、科學化的園林節(jié)水灌溉技術在東北地區(qū)得到很好的實踐與應用。

參考文獻：

［1］劉孝洋.一種高低壓自動轉換的節(jié)能噴灌噴頭裝置［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2008，36（36）：235-258.

［2］李秀春.劉洪祿.節(jié)水灌溉自動化測控系統(tǒng)研究［J］.節(jié)水灌溉，2002，（2）：27-29.

［3］嚴海軍，鄭耀泉.兩種園林地埋式噴頭組合噴灑性能的模擬試驗［J］.農(nóng)業(yè)工程學報，2004，（1）：84.

［4］Cooperative Extension Service.Xeriscape：A Guide to Developing a Water—wise Landscape［M］.Jacksonville， Florida，1991：1-16.

［5］Richard B，Choate.Turf Irrigation Manual［M］.The Weather—matic Division of Telsco Industries，1994：148-153.

［6］Bilderback T E，Powell M A.Efficient Irrigation［M］. NorthCarolinaCooperativeExtensionService，1996.

［7］王媛媛，白偉嵐，高源.城市節(jié)水型景觀的設計、節(jié)水與養(yǎng)護探討［J］.現(xiàn)代園林，2014，11（7）：81-84.

（責任編輯：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計、施工及養(yǎng)護研究。E-mail：249554659@qq.com。