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城市綠化節水出路—智能化精準化灌溉
作者:   來源:    時間:2018-11-12 00:00:00    字體:[大] [中] [小]

城市綠化節水出路—智能化精準化灌溉

  
    申奧成功,我國各大中城市掀起新的綠化高潮。在城市大規模綠化的同時,我們還應重視大量耗費水資源的問題。我國大部分大中城市嚴重缺水,而現行灌溉技術落後,水利用效率低(有效利用率低于40%)。改善灌水技術,采用智能化、精準化灌溉,努力提高水的利用率勢在必行。

    傳統的綠化用水多采用大水漫灌。這種方法大約有80%的水由于深層滲漏及無效蒸發損失掉。近些年,管網供水、噴頭噴灑的噴灌灌水法日漸流行起來。但管網控制大部分仍采用手動法。這種方法随意性大。草地變為“人工湖”,馬路變為“排水渠”的情況屢見不鮮。采用這種方法,至少有40%至50%的水被浪費掉。

    采用定時器控制灌溉,比人工控制系統節水多,它可以依經驗針對不同氣候時段,設置不同程序,減少了灌溉控制随意性。此種情況下,水的實際利用率可達到65%至70%,如果灌水器采用高均勻度噴頭或滴頭,實際水利用效率應能達到75%至80%。若再配上雨量傳感器、風速傳感器,水利用效率還能高一些。管理人員若經驗不足,或獲得的參考數據準确性差,會導緻灌水過量或不足。這種控制方法距精準化灌溉差距仍較大,在我國普及率也較低。

    智能化、精準化灌溉技術是伴随着計算機應用技術、傳感器制造技術、塑料工業技術的提高而逐步實現的。智能化中央計算機灌溉控制系統大約在80年代初由雨鳥公司、摩托羅拉等幾家公司開發、研制成功,并投入使用。由于技術複雜、應用難度大,價格高昂,這種控制設備最早應用于高爾夫球場灌溉系統的控制上。90年代,計算機工業的硬件、軟件飛速發展,使得灌溉系統中央計算機系統操作難度越來越小,功能越來越豐富,價格也逐漸降了下來,這種系統在園林綠化上用得也越來越多。

    中央計算機上的初始程序由控制人員編制之後,計算機每日自動收集由氣象站采集的氣象數據,計算ET值并不斷對原有程序自動修改。如遇傳感器傳來異常信息(如降雨、過分幹燥、系統漏水等),自動中斷或暫停程序,待異常情況排除後,繼續恢複程序運行。如果将雨鳥公司的智能泵站連接到中央計算機控制系統上,則效果會更好。這樣從水泵到電磁閥之間複雜的系統将由一個高度智能化的系統管理起來,可做到最大限度地節水、節能,最大限度地保護系統設備運行,避免灌溉系統常發生過量灌溉或灌水不足,管網破裂、漏水,系統運行壓力不合理,水泵運行效率低下,地形起伏不平時或土壤入滲率低産生地面徑流,降雨時灌溉系統照常灌溉,管理、維護成本高等問題。

    采用這種智能化控制系統節水效果非常明顯。以微軟公司為例,1994年采用雨鳥智能化中央管理系統MAXICOM,與過去采用雨鳥定時式控制器相比,該年總用水量降低了35%。水費和總運行費共降低了40%。

    要做到精準灌溉,除了要采用高度智能化的中央計算機控制系統外,還必須采用高度節水的灌水器。目前常用的園林節水灌溉灌水器有噴頭、微噴頭及滴頭。由于種種原因,我國園林灌溉采用滴灌的還很少。

    噴頭的工作壓力及噴嘴的合理選擇不僅影響系統流量及噴灑距離,還影響霧化程度。霧化程度其實是一個很重要的指标,如果太高,漂移損失及蒸發損失太大,會浪費很多水。在驗收審評噴灌系統時,以是否霧化為标準是完全錯誤的。

     要保持一個灌溉系統各點上的壓力完全一樣是十分困難的,為消除因局部點上壓力過高而引起霧化太高,浪費水,設計人員應在該點上布置帶壓力調節功能的噴頭。帶壓力調節功能的噴頭通常用PRS表示。此外,還可在電磁閥上安裝壓力調節器,将壓力限制在合理範圍。 

    要真正做到精準化灌溉,最适宜的灌水器為壓力補償滴頭。目前滴灌應用在草坪上的不多。原因是滴頭必須埋在地下,滴頭出水量一般很小(2至8升/小時),一次灌水時間很長。如果采用滴灌,草的部分根系會長時間處于飽和狀态下,吸不到足夠的氧氣,久而久之,會爛根甚至死亡。壓力補償滴灌設備如滴灌管、滴灌帶、管上滴頭,出水十分均勻。 
 

 

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