东北地区园林绿地自动喷灌系统设计及应用

张健

（松原职业技术学院，吉林 松原 138005）

东北地区园林绿地自动喷灌系统设计及应用

张健

（松原职业技术学院，吉林 松原 138005）

园林绿地自动喷灌技术是当今国际比较实用并具备先进性的园林绿地灌溉节水技术。该文针对东北部分地区寒冷低温、水源紧张、土层较薄等特点，在园林绿地内进行自动喷灌系统的设计及应用，取得了良好的应用效果，为东北地区园林绿地自动喷灌系统的设计和应用提供技术支持和参考依据。

自动喷灌系统；设计；绿地

随着人类现代科学技术的快速发展，灌溉技术已经发生了巨大的变化。自动喷灌系统由于其具有节水、运行稳定、无需人工干预等诸多优点，日益获得广泛应用［1］。但现有装置一般针对农田、绿地等需水量大的作物［2］。东北地区松嫩平原地域广阔，气候类型主要为温带季风气候，冬季较长，年降水量为431.3 mm，年蒸发量为1 211 mm，年降水量较少，不能满足植物的生长需要。因此，松嫩平原新建或改建的园林绿地应建立自动喷灌系统，以满足园林绿化植物的用水需求。绿地喷灌系统是绿地植被维护与管理中极为重要的一个组成部分［3］。但东北部分地区的冬季寒冷低温、水资源紧张、种植土层较薄等多种因素制约自动喷灌技术的应用，现就东北地区某园林绿地自动喷灌系统的设计及应用过程做以下阐述，为东北其它相近地区绿地喷灌系统的设计应用提供技术支持和参考依据。

1 场地概括

该绿地为成品绿化地，总面积为1.02万m2，种植20余种多年生植物。由于绿地内植物生长需要充足水分，但通过自然降雨无法满足。经现场实地勘察发现绿地内植物生长状况一般，种植土厚度20～50 cm，50 cm以下为厂房砖石基础及建筑垃圾等，植物根系较浅，夏季干旱少雨，植物容易出现缺水症状。该地区冬季冻土层厚度为1～1.2 m。

2 数据采集

对该园林绿地使用南方RTK进行现场勘测和数据采集，获得基本测绘数据资料。并在该绿化地范围内随机选6个点进行土壤取样，取样深度15～ 20 cm，送实验室进行土壤理化性质分析，分析结果为该区土壤为草甸黑钙土。原绿化井地下水位深度为5.6 m，井深15 m。从绿化地内原有水井内抽取2 L地下水，对水质样品进行水质分析，水质检测结果为IV类，可用于园林绿化植物的日常浇灌。

3 系统组成

系统由水源井、管路、喷头、电磁阀、模块控制等组成。水源采用60 m深水井，无沙混凝土井管￠50 cm。200QJ32-78单吸式潜水泵（380 V），65 m扬程，水源井日出水量180 m³。管路系统设计为将水加压后通过管网输送到各个绿化区域，但管网要承受来自管中水的压力（6.4～7 Mpa）。主管道网为PE 90 mm，支管道网为PE 63 mm、PE 32 mm。支管道PE63管道中水流速为2.44 m·s-1时，流量为30 L·s-1。喷头是喷灌的专用终端设备，它可将管道中有压力的水集中分散成细小的水滴均匀散布到绿地中。通过更换喷头内喷嘴的大小来调节出水量的多少，进而决定喷头有效喷洒的半径。喷头采用雨鸟（Rain Bird 5004PC）地埋式升降360°旋转喷头，有效喷洒半径15.2 m。模块控制系统设计为ESP4M模块控制器基础型4站（Rain Bird IESP4MCHI）外加3站模块组合。使用双芯信号线连接B系列2" 24V交流电磁阀（Rain Bird 200PEB），用于主模块控制器操控各个交流电磁阀。

4 设计特点

根据不同植物的耗水生理特性，可将种植区划分为低用水区、中用水区、高用水区［4］。另考虑该绿化区域植被分布情况和地表高差状况，在保证管道网压力的前提下要顾及越冬前管道排水防冻的要求，对整个区域划分为6个区，分别由6个Rain Bird 200PEB电磁阀进行控制，通过信号线连接Rain Bird ESP4M模块控制器。园林喷灌系统中，正方形和正三角形两种布置形式应用最多［5］。每个区根据地势起伏情况开挖喷灌管沟并做沟底底面放坡处理（不低于1.2%）。在管沟最低点设计排水阀井，保证入冬前将管道内的存水及时排净。每个区分别设计1～2个快速取水阀井，根据临时用水需要，使用快速取水插头即可获得水源。

5 程序设定

通过对Rain Bird ESP4M模块控制器来设置当前系统基准时间。ESP4M模块控制器有3个独立的运行程序A、B、C。该模块控制器有4种灌溉循环模式，分别是：奇数天灌溉、偶数天灌溉、31日循环、常规周循环，可选取4种灌溉循环模式之一来设置灌溉周期。本绿化区域划分为6个区并设计对应的6个站，每站可设置运行时间0～4 h（以1 min为单位递增）。每天可设置启动灌溉次数0～12次（3个程序，每个程序4次）。ESP4M模块控制器具有站点延时设置，使水源得到补充或慢关阀门，防止水锤产生。可随时调整自动喷灌灌溉时间及运行时间，并按照设置灌溉时间和灌溉周期交替式运行。如果遇到雨季雨水进入到雨量传感器内，雨量传感器对模块控制器发出信号中断灌溉操作程序。ESP4M模块控制器有系统默认程序，遇到故障时可通过按键进行恢复。如果增强的诊断回路报警性能发挥作用，则程序受到传感器中断、短路及程序错误等现象发生，液晶显示器会显示报警显示灯及检测信息。

6 施工测试

根据喷灌设计图纸进行现场施工，因原绿化地被大量植被所覆盖，故采用人工挖掘管沟，沟深0.6～1.2 m。使用水准仪进行沟底高程测量保证沟底坡度在1.2%左右，便于越冬排水的需要，沟底必须平坦无砖石、混凝土及金属等。沟底内需铺细沙并现场热熔PE管材。

管道系统连接完毕后，先不安装喷头，给压注水清洗管道后再进行压力检测。清洗完毕后在千秋架末端用堵头把终端堵死、水泵出水口主阀门关闭后进行压力检测，使用高压气泵给管道内加压当压力达到6.4 Mpa后关闭气泵阀门，等待30 min后观察压力表压力是否下降。如下降不明显，则可进行安装喷头作业，如有压力丢失，则使用水泵注水并检查管道漏水位置，发现问题及时处理。管道无异常后方可安装喷头并调节好喷头的旋转角度和喷嘴出水量，因该区域地貌较为复杂、植被较多，且不同植物的需水量有一定差异，故采用中等射程喷头即可较好地控制喷洒范围，满足不同植物的日需水量。如果喷头喷洒太远或者喷洒太近，需要专用螺丝刀或产品供应商提供专用工具进行调整［6］。从而使喷洒的范围在绿化地范围之内，达到很好的喷洒效果，起到节水、高效、环保等多种目的。喷头调试完毕后方可回填管沟土，在沟底和PE管材周围用细沙保护管材。回填土中不得有砖石、金属、混凝土等，应在主管道的弯头部位设置减震堆。

7 结语

本文针对东北地区绿地的实际特点，选择合理的自动喷灌系统进行灌溉，并从设计特点、程序设定、施工测试等多方面加以阐述，既满足植物的需水量又达到了节水灌溉的目的。园林绿地灌溉用水存在巨大的节水潜力，在园林工程项目的规划设计中，节水理念应贯穿其始末［7］。该系统设计及应用克服了东北地区寒冷低温对管道造成的严重影响，解决水资源紧张和土层较薄的难题，在实际应用中表现为节省人力、物力、财力，使系统化、精准化、科学化的园林节水灌溉技术在东北地区得到很好的实践与应用。

参考文献：

［1］刘孝洋.一种高低压自动转换的节能喷灌喷头装置［J］.安徽农业科学，2008，36（36）：235-258.

［2］李秀春.刘洪禄.节水灌溉自动化测控系统研究［J］.节水灌溉，2002，（2）：27-29.

［3］严海军，郑耀泉.两种园林地埋式喷头组合喷洒性能的模拟试验［J］.农业工程学报，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，白伟岚，高源.城市节水型景观的设计、节水与养护探讨［J］.现代园林，2014，11（7）：81-84.

（责任编辑：董莉莉）

S275.5

A

1001-1714（2017）01-0066-03

2016-12-15

张健（1980-），男，讲师，主要从事城市园林绿化设计、施工及养护研究。E-mail：249554659@qq.com。