蔬菜大棚供水系统优化设计及安全运行研究

于军辉?吴玉兰?姜凤超

摘要：供水支撑着蔬菜大棚的安全生产，同时蔬菜大棚的供水系统也是整个大棚运作的基础设施之一。本文主要针对北方典型的蔬菜大棚进行研究，分析其外部环境，根据棚室种植作物需水的规律，为蔬菜大棚的供水系统做优化，从水量供应、优化水质、转换水能以及控制温度等多方面考虑，配套相应的安全管理措施，希望能够通过对优化蔬菜大棚供水系统推动当地农业的发展，帮助农民创收、增收。

关键词：蔬菜大棚;供水系统;优化设计;安全运行

1 水量供应方面

经过实地调查发现，北方的蔬菜大棚室内的生产用水主要由三部分组成，分别是在棚室内部进行喷洒、通过水帘增加湿度，降低温度、围护结构淋湿，同时这三个部分彼此独立，由不同的设置实现运作。

在棚室内部进行喷洒依靠于供水管道和喷头，两者构成了其主体设施，喷洒设施的主要作用不仅仅是为蔬菜提供其生长的水分，同时还能够起到一定降温的作用，由此为棚内的蔬菜提供一个最适宜的生活环境，水分在蔬菜生长中是不可或缺的，其在直接帮助蔬菜生长的同时，还能够为其创造舒适的生长条件。通过水帘增加湿度，降低温度主要依靠的是供水管道系统、水帘以及风机等设施，而围护结构淋湿设施依靠的设施大同小异，也是供水管道系统、喷头和棉被等，。通过水帘增加湿度，降低温度以及围护结构淋湿的首要目的就是降低蔬菜大棚里面的温度，从而帮助棚内蔬菜健康证生长。这三部分运作系统能够基本保障棚内的湿度和温度维持在一个适宜蔬菜生长的数值。

在棚室内部进行喷洒、通过水帘增加湿度，降低温度、围护结构淋湿等的水源采取的都是地表或者地下水源，一般大棚主人都会利用水泵和蓄水池操作配合，来保障生产用水水源充足，蔬菜大棚内供水无障碍。除此之外，为了节约用水，进一步降低常规水资源的开采强度，蔬菜大棚的供水还可以依靠存水池等调蓄设备，利用调蓄设备采集周边地区的清洁水源，经过简单技术处理之后转变为可使用水源，供生产用水使用，同时这些调蓄的水源还能够对蔬菜大棚周边的道路进行清洁，满足园区绿化的需求，帮助进行蔬菜冲洗等工作。

2 优化水质

蔬菜的健康生长以及蔬菜品质的提高离不开水质的作用，目前的蔬菜大棚很少会将城镇的集中供水作为生产用水，这是由于城鎮的供水水质并不过关，大多都残留着氯及氯化物，所以蔬菜大棚所选择的生产用水多是没有经过处理的地表水和地下水，这些水源基本都能够符合蔬菜用水的水质要求，不仅仅水质清洁，水温也比较稳定。但值得注意的是，未经处理的地表水和地下水往往都参杂着杂质颗粒，而蔬菜大棚内部采用的喷洒系统多是雾喷头，这就很容易造成喷头的堵塞，喷头出水会变得不均衡。由此，蔬菜大棚生产用水使用的水源也并不是要完全不处理，其需要适当的过滤掉水质中较大的颗粒杂质，帮助雾喷头出水均衡，满足蔬菜大棚内部喷洒用水的要求。

3 转换水能

目前，蔬菜大棚生产用水的主要来源有两个，一个是调蓄水池里面的天然水源，其是由抽水泵提取出来的;另一个就是日常被收集、储存起来的天然雨水资源。当蔬菜大棚需要使用水泵机进行调蓄时，可以优先选择电网用电的地分时段，因为此时水泵机工作消耗的电量会比较小，电价也比较便宜，针对高功率的水泵机还有一定的缓冲作用。水泵机组和调蓄水池的联合是较为常见的一种供水方式，其在创造便利的同时，还会产生水资源的损失，例如在输送水的过程中，天然水可能会贮存一小部分在管道的沿程、弯头处等。

为了避免上述这种浪费，同时提高蔬菜大棚供水系统的安全性，调蓄水池应当被设计为高位水池，这种高位水池大多被建在半山腰，水泵机收集水源到调蓄水池中，然后高位水池借助重力将水量运输到蔬菜大棚内部，供其生产使用。这种水泵机和高位水池的组合可以借助能量的转换，解决电力供应中断，水源会立马中断的尴尬情形，同时高位水池对于水源和水温还有稳定作用，高位水池输送的水源温度不会飘忽不定，能够有效保障蔬菜所需的水温，进而提升蔬菜的品质。

4 大棚内的温度控制

蔬菜的正常发育离不开温度、湿度以及光照等，这三者会对蔬菜的品质产生直接的影响，其中蔬菜大棚对于温度额要求极其严格，因为蔬菜在不同的生长发育的阶段都需要不同的温度，并且其所需的温度一般都不同于室外的正常温度，由此，蔬菜大棚内的温度需要进行实时人工把控，供水系统是调节蔬菜大棚环境温度有效的手段之一，通过设计和建造不同的供水系统能够将蔬菜大棚内的温度控制在一个合适的范围内。

蔬菜在生长发育过程中对于温度的要求比较高，其适宜生长的温度范围比较窄，而前文所论述的三种供水方式（在棚室内部进行喷洒、通过水帘增加湿度，降低温度、围护结构淋湿）都可以对棚内温度产生影响，因为受到周边环境的影响，地下水本身的水温就比较稳定，冬暖夏凉，在用水时能够自然而然地调节棚内温度，所以在收集到雨水之后，也可以将其储存到地下的水池，将其变为“地下水”，不仅仅可以稳定水温，还能够预防雨水蒸发，造成浪费。

5 结语

合理构建蔬菜大棚的供水系统，科学管理供水系统的运作能够保障整个园区的安全生产，同时节约各类资源。在棚室内部进行喷洒、通过水帘增加湿度，降低温度、围护结构淋湿等用水系统对于降低棚内温度、增加棚内适度有着积极作用;而针对自然水源进行简单水质处理，过滤其中的大颗粒能够帮助喷洒水雾达到标准要求;高位水池又可以借助自然地势转换动能，保障供水系统的稳定运行;在用电低峰时期使用水泵机，节约能源和成本，将对电网的冲击降到最小。

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（作者单位：河北工程大学）