杭州市園林綠化行業協會-園林灌溉發展趨勢 - 上海綠友園林機械有限公司

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                          園林灌溉發展趨勢 - 上海綠友園林機械有限公司

                          (時間:2012/12/6 10:03:39 共有 人次瀏覽)
                          園林灌溉發展趨勢 上海綠友園林機械有限公司 2008-03-18

                              隨著2008奧運年的到來,城市和園林綠化工作越來越多的受到人們的普遍關注。但是隨著綠化面積的不斷加大,養護水平的不斷提高,園林灌溉也漸漸變成一個越發值得注意的問題。
                              現狀分析
                              城市管理者未認識到園林節水的重要性,園林設計者和施工者大多并非專業人士。常用的節水方法也未得到大范圍推廣,灌溉方法落后的問題比較嚴重,用水浪費現象普遍;缺乏專業的園林灌溉規劃設計、施工隊伍;對灌溉系統自動化控制缺乏認識;灌溉管理環節薄弱;城市園林用水系統不完善,水資源利用率低等問題。近幾年,國內的專業灌溉公司正在迅速成長,但與眾多的園林公司來比,還差得遠。據網絡調查顯示,有超過一半的灌溉項目并非由專業灌溉公司直接負責,即使是安裝了世界上最先進的灌溉設備,不能發揮它的效用,花了錢但不節水!
                              在我國,植物需水量的研究尚為空白,缺乏精確的灌溉定額和植物需水量數據。在美國多數城市,常見園林植物在何時、何地、何種氣候條件下需要多少灌水量都有精確的數據,這些數據是制定整個園林節水方案的基礎。而在我國,只有少數幾個城市在做植物灌溉兩的研究,而且僅局限于草坪草等少數植物。在各大高校雖然也有相關的研究,參與者寥寥,談不上什么成果。因此,何時何地何種作物灌多少水,在國內就成了憑經驗,甚至感覺決定的事,采用再先進的灌溉節水設備也只能是減少灌水過程中水的損失,并不能實現真正意義上的節水灌溉。
                              如何解決
                              總結國內外園林灌溉實踐經驗,筆者認為,應該加大宣傳力度,提高相關部門的節水意識,合理選擇植物種類,發展節水抗旱綠地,因地制宜,注重鄉土樹種的開發和應用,大量應用耐旱植物。此外,當務之急還是推廣先進節水灌溉技術,應采用高標準的現代園林灌溉設施,提高水的利用率,在保證作物生長良好的前提下,達到節約用水的目的,這才是園林發展的最終歸宿。
                              我國政府把保護環境、綠化祖國作為一項基本國策,建設部制定了《城市綠化規劃建設指標》,其中規定城市綠地率2000年達到25%,2010年達到30%;城市綠化覆蓋率2000年達到30%,2010年達到35%。國內外大量研究資料表明,無論一個城市或一個地區,在常規情況下,當綠化覆蓋率達到或超過30%~50%時,其生態環境才有希望想良性循環發展。就當前來說,我國許多城市環境污染十分嚴重,為使生態盡快趨于平衡,不至于讓經濟快速發展的效果最終被污染引起的后果所沖消,其綠化覆蓋率只有遠高于這一臨界幅度才有可能有效改善城市環境。因此我國主要城市在今后一段時期內,綠化覆蓋率將會大幅提高,城市綠地面積將迅速增加;同時,為使已有綠地盡可能發揮出應有的生態效應,其改造的步伐勢必要加快。水是植物具備適宜的生長環境,灌溉系統必不可少,綠地灌溉系統的數量也將隨之增多,如果仍然采用古老的人工澆灌方法,先不說能否達到設想的灌溉效果,也不說每年將會增加的用水量,光人工費用和其他管理費用就會是一筆不小的開銷。由此可見,發展節水節能的現代化灌溉系統,已是大勢所趨。
                              噴灌系統
                              噴灌作為最常見的一種節水灌溉方式,在國外尤其是美國、日本等發達國家已經相當普及,進入國內還是30年前的事情,目前來說已經得到了一定的社會認可,但普及程度還遠遠不夠。
                              噴灌根據它的控制方式大致可以分為兩種,手動噴灌系統和自動噴灌系統。那么哪種方式更實用更經濟效果更好呢?
                              灌溉,目的是為了讓作物更好的生長,園林灌溉是為了園林作物更好的生長從而起到調節改善城市生態環境的效果,然后于此同時還要滿足節水的目的。
                              那怎樣才算是達到改善環境的效果呢,這就引出了一個標準,生態效益。生態效益與單位綠地的葉面積呈正比,生態效益越大,改善效果越好。為追求更大的綠地生態效益,必須建造喬、灌、草相結合的復層群落,因為同樣面積的城市綠地,復層群落的生態效益可為單層草坪的幾倍甚至幾十倍,這是廣大園林綠化工作著的共識和今后城市綠地發展的趨勢。復層群落必然由不同植物構成,其需水特性也就不同,因此,只有用不同灌水方式和不同灌水量才能滿足不同植物的生長需要,如高大的喬木需大流量噴頭,霧化好流量小的噴頭適于草坪、花卉,綠籬宜選滴灌;在同一灌溉系統中,要控制不同灌水方式和不同灌水量,靠人為控制已很難實現,必然需要自動控制來實現適時適量灌溉。
                              從節水效果來講,自動控制灌溉系統能做到精量灌水。
                              我國城市用水量日趨增長,而城市可用水資源卻日益匱乏。雖然城市綠地面積不斷擴張,但綠地灌溉水量的則工作空間卻極其有限,因此必須利用有限的水資源取得最大的生態效益,亦即綠地灌溉也要節水。從這個意義上講,應該用自動控制灌溉系統進行精量灌水,取而代之目前普遍存在的粗放灌水方式,利于節約水資源和城市的可持續發展。
                              所以無論從生態效益,還是從節水方面來講,自動灌溉系統都要明顯優于手動灌溉。下面我們就來看一下自動灌溉系統。
                              自動灌溉系統的常用形式
                              自動控制的目的是使生產或其它過程按照人們編制的工作程序自動進行,當被控制的對象運行時,無需人的直接參與。按結構形式的不同,自動控制分為開環和閉環兩種;自動控制系統中具有反饋信號,稱為“閉環系統”,否則就叫做“開環系統”。同樣,自動灌溉系統也分閉環控制灌溉系統和開環控制灌溉系統;需要指出,無論閉環還是開環控制灌溉系統,均為全自動灌溉系統,亦即實現了機組(或主閥門)、過濾器自動沖洗和管網水流分配的全過程自動控制。在園林綠地灌溉中普遍應用的中央計算機控制系統是典型的閉環控制灌溉系統,而時序控制系統為典型的開環控制灌溉系統。在此介紹一種常用的中央計算機控制系統和一種時序控制灌溉系統:
                              基于自動氣象站的中央計算機控制灌溉系統
                              這種系統屬于閉環控制灌溉系統,自動氣象站中的氣溫、雨量、溫度、濕度、風速等傳感器,作為系統的信號反饋設備,此信號供中央計算機采集和決策后,自動指揮灌溉系統運行。其基本組成見圖一。
                              1.控制部分的基本工作原理
                              由氣象傳感器把與植物需水相關的氣象參量(該參量可援引國外的實驗數據,國內尚未空白),反饋給中央計算機控制決策設備,通過中央計算機預裝的專用軟件,運算出植物前一天損耗的水量,并決策今天是否補充水分和補多少水分;若需補水,中央計算機向集群控制裝置發出指令,集群控制裝置將指令解譯后發至由其控制的各控制器;控制器接到指令即控制其轄區內的機組(或總閥門)和電磁閥的啟閉,在一定的時間內按一定的順序自動完成園林綠地的灌溉并自動停機。
                              2.控制部件之間的數據傳輸方式
                              中央計算機和自動氣象站之間為雙向通訊,通過有線或無線方式實現短途或遠程數據傳輸。中央計算機和每個集群控制裝置之間可采用公共有線電話網、公共無線電話網、自建無線網、光纜或數據傳輸線等多種方式,實現雙向遠程或短途傳輸。集群控制裝置與各信號傳輸,一般距離較近,采用普通地埋電線即可。
                              一臺中央計算機可轄多臺集群控制裝置,每臺集群控制裝置有能操作多臺控制器,每個控制器也可控制多個電磁閥,因此從理論上講,通過增加各級控制設備的數量,這種控制系統可以無限擴容,從而能夠滿足不同規格系統的自動控制。它可適用于小到某個公園綠地灌溉的自動控制,大至控制整座城市的所有綠地的廣告系統。像工業自控系統一樣,系統容量越大,則平均投資成本俞低,生產效率也越高。在一些發達國家的園林綠地灌溉中,這種控制系統被廣泛采用。例如,在美國拉斯維加斯城,只用三套中央控制系統,將所有草坪和花卉實現自動灌溉,一套用于控制全城的公園綠地、飯店草坪、街道花卉等灌溉,另兩套則用于130多所大學的所有綠地灌溉。由此可見,基于自動氣象站的中央計算機控制灌溉系統,一旦在城市綠地的灌溉中得以應用,會給城市綠地的維護管理帶來質的飛躍。
                              3.自動控制系統與手動控制系統的比較
                              自動控制灌溉系統的設計思路是相對手動系統而言的。手動灌溉系統的設計一般遵循的是:以日后操作方便為核心、集中供水為主導、兼顧經濟和合理性的設計思路。
                              眾所周知,管網投資的高低直接影響灌溉系統的總造價,而任何廣告系統只要確定了合適的灌水器,在合理的設計條件下,將水送至灌水器的單位面積上的平均管網長度也就確定;因此在合理設計中,希望從減少管網長度上追求降低管網投資已不可能,而唯一出路是追求減小各級管徑從而降低管網投資;而在合理的流速下,管中的過流量越大,管徑也越粗,為了減小管徑,也只有減小管中的過流量,這就要求系統總流量進入管網后必須充分分流,使得各級管道中都有水體流動,因而決定了控制管網水流的工作閥,必然要位于控制范圍內的不同方位的分干管上。
                              但手動系統為了充分考慮日后操作方便,不得不犧牲上述的經濟性和合理性而換得操作的方便性,只能將閥門布置在控制范圍內的同一方位的一條分干上或距離最近的兩條分干上,致使系統總流量向一個方位的分干重供水,無謂增大了各級管徑,必然要增大投資;同時,手動系統工作時,只有一個方位的分干中有水流動,其他分干雖然管徑增大了,卻處于閑置狀態,不僅造成系統資源的浪費,而且大大降低整個系統的利用率。
                              
                              自動控制灌溉系統已實現從機組啟閉、過濾器沖洗直至管網水流分配的自動化,所以在管網布置時不必顧慮人去操作的方便性,所有操作將由控制器完成。因此自動控制灌溉系統的設計思路為:以經濟合理為中心,以充分分散供水為主導,在系統處于工作狀態時,使得各級分干中均有水體流動,從而充分減少各級管徑,降低系統總造價。
                              要達到降低總造價的目的,還可以通過其他途徑,比如選擇流量較小的灌水器,單個灌水器的流量減小了,而灌水器數量不變(注意:這要求該灌水器擁有較遠的射程,這樣才能達到相同的灌水覆蓋面,從而保證均勻度),單個灌水區域所需的供水管管徑就可以降低,甚至可以將單個灌區的控制面積擴大,灌區的總數量自然減少,相應的控制設備和電線等相關設備及其配件的需求量相應減少,工程量也將相應減少,整個系統的總投資量會下降一個比例,達到一個即經濟又實用的效果。
                              通過以上的介紹和相互比較,我們可以得出這樣的結論:基于自動氣象站的中央計算機控制灌溉系統,通過不同作物的需水特性,不同地區的氣候條件,不同土質的水利特性和實際灌溉是不同的天氣情況精確灌溉,實時監控,是真正意義上的節水灌溉,它是我們噴灌發展的趨勢,也是我們噴灌工作者的奮斗的目標。

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