灌溉系统范例6篇

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灌溉系统

灌溉系统范文1

关键词: α值法;灌溉系统;自动控制

中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)01-0081-02

1 研究背景与意义

1.1 我国农业灌溉用水现状 我国是一个严重缺水的国家,人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4,水资源人均占有量将继续下降,加之水资源污染严重、水质恶化的同时,而农业是用水大户,近年来农业用水约占全国用水总量的62%,部分地区高达90%以上,但是农业用水浪费相当严重,灌溉水和自然降水利用率低,农业用水效率不高,区域缺水问题已经显现出来。

目前,传统的灌溉模式已不再适合我国国情的发展,农业节水灌溉普及较好,我国有效灌溉面积为9.25亿亩,节水灌溉工程面积4.38亿亩,其中高效节水灌溉工程面积1.87亿亩,虽然节水灌溉发展成效明显,但总体滞后于现代农业发展和推进农业现代化的需要,缺乏自动化灌溉,仍然存在灌溉水利用率低、田间渗漏量大,灌溉不及时等问题。发展适时灌溉,自动化节水灌溉农业已是国家可持续战略的重大举措之一。

1.2 研究的国内外发展趋势 随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧,特别是发达国家都把发展节水高效农业作为农业可持续发展的重要措施,国外灌溉自动控制系统已逐步趋于成熟、系列化。在国内,近30年间,农业还是依靠传统灌溉技术,自动化灌溉未能应用到灌溉工程中。国内在开发灌溉自动控制系统方面处于研制、试用阶段。能实际投入应用,且应用较广的系统还不多见,我国研制自动灌溉系统技术还处在初级阶段,任然停留在理论的探讨以及小规模的试验;另外市场上的自动灌溉系统造价高,农户操作不方便,投资较大,这限制了一定灌区的普及。

1.3 研究的意义与目的 现代自动化灌溉系统与传统人工灌溉控制系统相比,具有节水、节省人工量等优点,而且可以避免灌溉中的人为因素,所造成的不利影响,能够准确性操作,利于灌区的科学管理。此外,通过自动灌溉系统可以适时、适量进行灌水,提高农作物产量,同时,也是现代农业发展的需要。本论文研究的目的在于:

①α值法自动灌溉系统的研究是按照作物土壤适宜含水率为上、下限变化参考值,确定灌溉时间,适时灌溉,提高灌水的及时性。②通过时间控制器,控制灌溉水量,定量灌溉,减少深层渗滤量,提高灌水的利用率,节约水资源,并有效的防止灌溉造成的土壤结构的破坏。③通过利用太阳能对灌溉水加热,提高土壤温度,促进作物生长发育。

2 研究内容

该自动灌溉系统是利用在充分灌溉条件下按照某时段内作物需水量ET和与ET同时段的水面蒸发量E0之间的关系式,即:ET=αE0,按照该时段作物土壤适宜含水率为上、下限,通过蒸发皿的水位变化监控土壤含水率变化,调控电动蝶阀适时开关给灌溉区供水,适时灌溉,提高灌水的及时性。如:某地区棉花幼苗期需水模系数α=0.65,棉花幼苗期土壤计划湿润层为35cm,土壤适宜含水率为55%~70%(以田间持水率的百分率计),土壤田间持水率为30%(以占土壤体积百分率计),则田间适宜最大含水量为7.35mm,适宜最小含水量为5.8mm,在无降雨的情况下采用适时灌溉,则棉花幼苗期的灌水定额为1.55mm,当蒸发皿(80cm口径)水位差为2.38mm,则蒸腾量:ET=αE0=0.65×2.38=1.55mm,此时该地达到适宜最小含水率,水源水箱开始给灌区灌水,灌水量为1.55mm,蒸发皿补给水箱为蒸发皿供水至上立柱点,到下一次再开始灌溉。

3 研究基础

3.1 理论科学性 传统的地面灌溉方式是按照土壤田间持水率为上限,作物允许土壤的最小含水率为下限,制定灌溉制度,确定灌水时间,灌溉制度制定后,遇到降雨和气象条件与设计典型年有变化时,灌水的及时性无法保证。本论文的研究的基础条件是充分灌溉制度下的灌溉,因为现行的灌溉制度大多是充分灌溉条件下的灌溉制度,这方面的研究资料比较完备。α值法的自控适时灌溉系统是按照作物土壤适宜含水率为上、下限,通过蒸发皿的水位变化监控土壤含水率变化,调控电动蝶阀适时开关给灌溉区供水,适时灌溉,提高灌水的及时性。这为论文的研究运用奠定了理论科学基础。

3.2 技术可行性 本论文的理论基础是用α值法计算作物需水量,该方法的理论研究、试验和生产运用都比较成熟,各地区灌溉试验站有大量的试验数据,为论文提供了充分的技术保障。在充分灌溉条件下,实现自控适时灌溉,该技术在模型设计中得到体现,并后期应用于试验田,通过试验统计说明,此技术能够使作物在最适宜的土壤水分状况下,达到丰产、高产的目的,而且该系统具有田间工程简单,需要的设备少,投资省,技术简单,操作方便,群众容易掌握,能耗少,节约水资源,节约灌溉时间,提高灌水利用率,能够推广使用是可行的。

3.3 设计思路 大量灌溉试验资料表明,气象因素(温度、日照、湿度、风速等)是影响作物需水量的主要因素,而当地的水面蒸发量又是各种气象因素综合影响的结果。

α值法是作物需水量的直接计算方法,是利用水面蒸发这一参数估算作物需水量,其计算公式为:ET=αE0;

其中:ET——某时段的作物需水量,以水层深度计,mm;E0——与ET同时段的水面蒸发量,以水层深度计,mm;E0一般采用80cm口径蒸发皿的蒸发值;α——农作物需水模系数,即同时期需水量与水面蒸发量之比值,一般由实验确定。测定土壤含水率,确定作物某生育期最优含水率的上限值和下限值,计算出在该含水率范围之间的土壤含水量,即确定了作物的需水量,利用α值法的计算公式,推算出蒸发皿的蒸发量。

利用蒸发皿的水位变化,适时监控土壤水分变化,在充分灌溉条件下,通过电磁阀等自动装置,控制灌水时间和灌水量,实现以水面蒸发为参数的自控适时灌溉,使作物在最适宜的生长土壤环境下,达到丰产、高产的目的。

4 系统实施

①系统参数确定。利用灌溉试验资料,确定作物不同生育期的需水模系数、土壤计划湿润层、土壤适宜含水率、土壤田间持水率,计算出作物不同生育期的一次灌溉用水量和蒸发皿的水位变化量。以甘肃省兰州市城关区某校农水实训基地试验田的棉花种植为例。

②灌溉系统制作。通过浮标、自动控制闸阀、时间控制器等设备把灌溉水源、蒸发皿、蒸发皿补充水箱、田间灌溉系统有机的结合起来,组装成一个完整的灌溉系统。

③田间试验阶段。在完成灌溉水量和灌水系统制作后,在部分实验田里使用,完成灌溉系统性能测试。

④产品开发利用。通过田间试验后,完善系统缺陷,逐步进行田间推广。如果该系统能够进行大面积的推广,该系统使用方便、维护简单、价格低廉、精度较高,具有良好的商品化开发及广阔的市场应用前景。

5 结语

α值法自动灌溉系统,农户可以利用此系统控制大面积的作物灌溉用水,而且在水量充足地区,同样适用于充分灌溉条件下的畦灌、沟灌和喷灌,在提高水的有效利用率的同时,还能节省人力、物力,操作简单,造价低,实际应用普及程度高。

参考文献:

[1]谢春燕,倪九派,魏朝富.节水灌溉方式下作物需水量和灌溉需水量研究综述[J].中国农学通报,2004(4).

[2]张兵,袁寿其,成立.节水灌溉自动化技术的发展及趋势[J].排灌机械,2003(02).

[3]樊引琴.作物蒸发蒸腾量的测定与作物需水量计算方法的研究[D].西北农林科技大学,2001年.

灌溉系统范文2

管道输水灌溉系统可分为以下类型:

1、按输配水方式分类。低压管道输水灌溉系统按输配水方式可分为加压输水系统和自压输水系统,加压输水系统分为两种,一种是水泵直送式,另一种形式是蓄水池调蓄式。

2、按管网形式分类。低压管道输水灌溉系统按管网形式可分为树状网和环状网。树状网的管网为树枝状,水流在干管、支管、分支管中从上游流向末端,只有分流而我汇流。环状网是管网通过节点将各管道连接成闭合环状,根据出水口位置和控制阀启闭情况,水流可作正向或逆向流动。

3、按工作方式分类。低

(来源:文章屋网 )

灌溉系统范文3

 引言

我国人口的急剧增长,工农业生产水平的不断发展,水资源的短缺随之日益严重。当前,我国农业用水的利用普遍率较低,渠道灌溉区只有30%~40%,机井灌溉区也只有60%,与当前一些发达国家有很大差距。因此,缓解水资源紧缺的当务之急就是解决农业灌溉用水的问题。

本文就是以设施农业中实现智能灌溉为目的,设计了一款基于单片机智能灌溉控制系统,具有定时或即时采集传感器数据、实时显示检测数据、实时上传检测数据,并根据发回的数据制定合理灌溉策略的功能。研究内容主要有传感器数据采集、数据传输及分析、灌溉实际控制、大容量存储和usb主从通讯技术几个方面。

1 系统总体设计

1.1 智能灌溉系统原理

系统工作时,首先通过传感器采集待灌溉区域土壤中的温度、湿度、光照强度等实际信号,经a/d转换模块转换成数字信号,并将此信号输入到单片机,单片机中预设参考值,转换后的数字信号与之相本文由收集整理比较,得出控制参量,单片机将控制信号传给变频器,变频器根据湿度值调节电动机的转速,从而电动机带动水泵抽水,若需要灌溉时,电磁阀开启,通过管道输水,喷头自动旋转,实现自动灌溉。经检测后,须停止灌溉,单片机发出指令,电磁阀自动关闭。为了避免离水源距离较远的喷头压力不足的问题,在电磁阀的一侧安装一块压力表,从而保证所有喷头的水压均能满足预定的喷射程。系统总体框图如图1所示。

1.2 实施灌溉的系统结构

智能灌溉系统结构由负责发出和接收各种运行程序指令的可编程控制器,通过传感器采集土壤里的湿度信号、温度信号和光照信号,判断是否需要灌溉的传感器、a/d转换模块、通过改变电动机的转速调节喷灌流量,达到节水的目的的变频器、电动机、水泵、电磁阀、喷头以及灌溉系统输送水的管网组成。实施灌溉系统控制图及终端控制流程如图2、图3所示。

2 系统硬件设计

2.1 主控模块设计

系统主控模块以单片机(mcu)为核心,温度、湿度及光照传感器采集的数据通过单片机计算处理后进行控制,起到对外界拟定区域进行理想灌溉的目的,同时单片机具有显示及强制报警功能。系统主控模块框图如图4所示。

2.2 系统总体电路设计

系统电路包括数据采集模块、a/d转换模块、显示模块、电磁阀控制模块及报警模块组成。其中数据采集模块包括:湿度采集选择mp-508b土壤水分传感器(fdr),温度采集选择ds18b20数字温度传感器,光照强度采集选择ha2003 光照传感器;a/d转换模块采用的是tlc2543a/d转换;显示模块采用led-12864点阵液晶模块;电磁阀控制电路主要由npn共集-共射复合管及继电器组成,当单片机p2.6给出高电平,复合管导通,继电器接通,将开关吸合,电磁阀接通开始放水。

灌溉系统范文4

关键词:WEBGIS园林灌溉系统Java

中图分类号:TP301 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)06-0000-00

The Design of landscape Irrigation System Based on WEBGIS

GENG Xing-long LIU Yang MA Xiao-tao

(Hebei Software Institute,Baoding, Hebei, 071000)

Abstract:With the increase of population, economic development and the improvement of urbanization, the contradiction between supply and demand of water increasingly violent. The system of landscape irrigation based on Webgis can adjust measures for irrigation management accurately, provide strong support for irrigation management, and realize the automatic control of irrigation system. Then the use efficiency of the water can be improved to the maximize and the sustainable utilization and management of water resources can be realized.

Key words:WEBGIS;landscape Irrigation System;Java

1 引言

自1963年加拿大地理信息系统(CGIS)诞生以来,经过多年来的发展,传统的GIS技术已经成熟。WebGIS是GIS与国际互联网的有机结合,是GIS在广域网环境下的一种应用,最终目标是实现空间信息的网络化。从国际互联网的任意一个节点,人们可以浏览网上的各种分布式的、具有超媒体特性的地理空间数据及属性数据,进行地理空间分析、查询,以支持智能辅助决策[1]。

2 系统基本构成

开发智能化、简便实用、易于推广的园林灌溉系统,可以更有效地利用有限的水资源,从而实现水土资源的可持续利用和管理。系统的主要模块包括:

(1)数据采集与数据通讯:由分布于园林内的传感器(如土壤水吸力传感器、液位传感器、流量传感器等)实现数据的采集;由下位机通过各种位于农田内的传感器现场显示储存,定时向绿化带灌溉管理的总控系统发送水分、气候、灌溉排水系统运行条件方面的数据,使得数据库信息能够保持实时更新,也可以通过上位机向各下位机调用瞬时数据, 了解实际情况,其结构如图1所示。

本系统中采用的高精度传感器用于检测传递湿度、流量、温度等信号,把这些信号变成电信号,然后经过放大滤波、A/D转换后送入单片机处理,最后发送到远方的PC机,这样可实现对现场的需水情况进行实时监控,从而向被控单元发出指令,采取相应的动作。数据采集系统如图2所示。

(2)数据库管理及信息查询:数据库主要包括基本数据库和空间数据库。基本数据库存储相对稳定的即随时空变化不大的数据(如作物信息表,区域信息表,传感器信息表,工作人员信息表等);空间数据库存储相应地理信息的数据。通过灌区信息管理模块对采集的各种相关信息进行综合与分类,并将其存储于专用数据库中,同时WEBGIS也可以从中调用相关属性数据。

(3) 基于WEBGIS的后台管理界面:本系统拟采用java语言进行开发,采用B/S结构。主要功能包括:对多幅地图图层进行漫游和缩放等操作(园林区的不同作物区域,例如春花园、秋实园、翠竹园、松柏园等);空间分析和查询操作(根据区域信息和实时数据库中相应的作物信息,对作物的灌溉情况进行分析查询);使用ORDB数据库和SQL查询(查询不同作物的区域信息);跟踪实时事件(收集流量传感器数据,控制灌溉用水量);支持不同地理系统的数据格式;使网站具有空间特性。[2]

3 系统设计过程

3.1 地图显示

地图浏览工具:基本的放大、缩小、移动、居中等功能。

地图显示和控制:根据需要,显示背景地图和各个图层,并可以设定要显示的地图图层,打开、关闭图层,设置图层显示风格(颜色、线性、字体等)。此模块可以通过地图数据访问对象类和地图可视化对象类来实现。具体方案如下:

根据地图数据访问类的功能,我们可以将地图数据访问对象类分为以下几种对象:

(1)连接对象GxConnection。连接对象根据其实现的功能,又可细分为建立或断开与数据源的连接、管理地图对象(包括增删改查地图数据)、管理图层对象(包括增删改查图层数据)、管理参照系对象(包括增删改查参照系数据)、管理显示配置对象(包括增删改查显示配置数据)、管理图例库对象(包括增删改查图例库数据)、事务支持机制、SQL查询等。(2)图层对象GxLayer。图层对象可以实现图层描述信息的编辑、空间索引信息的编辑、实体表的用户字段定义集的编辑、实体的增删、刷新与更新图层数据、查询图层中的实体等各项功能。(3)实体对象GxEntity。一个实体通常从属于一个图层。一个实体对象应该包括几何信息和用户信息两部分。每个图层有一个实体表,存储从属于该图层的实体。(4)参照系对象GxReferenceSystem。参照系用来描述客观世界中事物与系统中实体对象的空间信息映射关系。在系统中一个图层与一个参照系关联,参照系记录了图层中的空间数据的是如何从原始数据转化而来的,用户可以通过参照系来实现空间数据的坐标变换。(5)图例库对象GxLegendLib。图例库访问对象用来管理库中的图例。任何一个大于0的整数都是一个有效的图例号,如果图例号在图例库中存在,它对应一个用户配定的图例;如果不存在,它对应缺省图例。

地图可视化对象类用来提供显示地图的构件。可以通过该对象类来设置地图各图层的显示属性,包括地图显示比例尺、地图显示范围、图层的可视性、可选性和可编辑性等。具体分为以下三类对象:

(1)地图显示构件GxMapView。地图显示是GIS系统最主要的一个功能之一。地图显示构件,用于地图的显示,它能提供视窗与投影系之间的坐标转换功能。在其上需要管理一组鼠标工具类,通过它们可以完成各种特定的功能(如地图编辑、实体选取、地图量测等)。同时它可以发送一组与鼠标和键盘输入相关的事件,使得二次开发可以通过这些事件组织完成特定的功能。[3](2)地图对象GxMap。二次开发者可见的显示地图,是个抽象层次的概念。一个显示地图管理一组图层的显示。它提供了对当前地图显示范围以及地图中图层的增加、删除等的操作功能。借助该对象能够对图层实施有效的管理。 (3)显示图层对象GxMapLayer。显示图层,抽象的意义上的图层,它对应于一个物理存储的图层( Layer )或一系列视图。当在不同比例尺下显示时,可以选择相应的视图来代替实际的图层,从而达到快速显示的目的。它是提供给用户看的图层。它包含该图层的显示特性、图例配置和标注显示信息。

3.2 属性查询和统计

属性查询功能可以直接访问属性数据库,查询各类信息,如作物信息、区域信息等。根据查询内容具体的把所需查询信息的显示出来。

3.3 空间查询

在地图上选择地图元素,可以显示相应的地图信息和关联的属性信息,并在对地图上的点进行编译。比如说,在区域查询模块中,只要输入作物区域名称,可以查询出该区域的具体信息,并且在地图上该区域居中且高亮显示。

空间地理信息主要存放在数据库表区域明细表中,该表包含区域关键点的x、y、z三维坐标以及其所构成的区域的点序编号,并由相应构件完成关键点区域的绘制。[4]

参考文献

[1]戚铭尧,池天河.霍亮.Web GIS的企业级解决方案探讨.华南师范大学学报(自然科学版). 2007.(4).

[2]北大青鸟天通信息工程公司,Geo-Union WebGIS Enterprise技术手册白皮书.2006.

[3] ZU-KUAN WEI etc., Efficient Spatial Data Transmission in Web-Based GIS.2007.

灌溉系统范文5

[关键词]农业物联网技术农田节水灌溉系统

中图分类号:S274.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0125-01

1 引言

随着信息技术的飞速发展,农业集约化、规模化程度不断提高,使传统农业向现代农业生产方式转变成为必然,为信息技术在农业领域中的应用提供了广阔的发展空间,我国农业发展面临着新的机遇。

水是农业的根本,也是整个国民经济和人类生活的根本。水资源状况和利用水平已成为评价一个国家一个地区经济能否持续发展的重要指标。我国是一个干旱缺水严重的国家。

2 农业用水现状及节水灌溉发展趋势

农业是我国的用水大户,约占总用水量的73%,但有效性很差,水资源浪费非常严重。并且随着城市化和经济社会发展,土地被大量占用,非农业灌溉用水需求在急剧增加,农业与工业、农村与城市、生产与生活、生产与生态等诸多用水矛盾进一步加剧。在我国尽管采取了最严格的耕地保护措施,但大量的农田和灌溉用水被城市和工业占用,耕地资源减少的势头不可逆转,水资源短缺的压力进一步增大。

目前,比较有发展潜力的节水灌溉新技术是:一是与生物技术相结合的作物调控灌溉技术。二是应用3S技术的精细灌溉技术。三是智能化节水灌溉装备技术。

本文所设计的农田节水灌溉系统是将上述的三者进行有机的结合,在此基础上运用物联网技术,从而实现全自动化与信息化的节水灌溉系统。

3 系统结构设计

农田节水灌溉系统由土壤水分传感器、物联网终端采集单元、喷灌机控制终端、远程监控计算机系统组成。如图1所示。传感器埋入土壤,直接获取0~100cm地表层下各个深度处的土壤水分信息,并将其转化为0~5V模拟电压信号。物联网终端采集单元一方面进行土壤水分信息的采集,另一方面用于在GPRS网络模式下土壤水分信息与监控中心的监控计算机相互传递。监控中心计算机循环接收各个采集终端发送的土壤墒情信息,监控计算机将接收到的数据进行分析,与数据库中的农作物需水量进行比较,形成最佳灌溉计划,监控计算机将灌溉命令下发到喷灌机控制终端,喷灌机控制终端直接控制喷灌机以及深井泵等设备进行灌溉作业。

4 物联网采集单元的设计

物联网采集单元的设计为本系统的终端采集单元,因为农田灌溉上探测范围比较大,数量多、位置不固定并只用于农耕季节等特点考虑,采集终端需要设计成可灵活移动、易于安装的方式,第二在每一个采集终端上安装GPS定位模块,使发送到监控中心计算机上的数据带有地理位置,中心计算机根据上传的数据的地理位置下标来确定采集点具体地理位置,从而实现准确的数据采集。另外,由于数据采集单元放置在农田里,采用的供电方式为“太阳能电池板+蓄电池”。

采集终端主要由MCU单元、采集单元、太阳能供电单元、通信单元、GPS定位单元等部分组成,其结构所示。其中,采集单元利用土壤湿温度传感器采集土壤墒情数据,数据经嵌入式微控制器MCU(MicroControUer Unit)处理后,通过GPRS网络发送至监控中心计算机上,中心计算机收集温湿度数据,并自动显示相关信息。土壤传感器输出的信号被信号调理电路处理后传送到子系统内部的模数转换器ADC(AnMog―to―DistalConvener)。MCU定时启动ADC,进行模数转换并取走数据,然后把经过处理的数据通过串行口传送到GPRS模块,并启动该模块将数据发送到GPRS无线网络。数据被GPRS网络接收后经由网关转送至Internet,最后被连接到Intemet的中心站计算机接收。

嵌入式GPRS模块的供电为直流5V供电,TXD、RXD为通信接口,在本设计中可直接连接至AVR单片机的串行接口上, ONLINE为在线指示接口,当连接到网络以后该端口输出一个低电平信号,通过74ALS04进行反向以后驱动D1发光二极管,当发光二极管点亮以后便证明现在控制器已连接网络。GPS模块通过单片机的COM2口连接。

5 应用前景分析

该系统的室外进行了测试的基础上,2011年在廊坊市安次区马神庙12亩农田上实际应用,取得了显著的效益,节水量较以前比较节约45%左右,晚春播玉米平均亩产929.44公斤,比对照亩增产252.84公斤,增幅为37.36%。对未来农业发展起到了重要作用。

参考文献

[1]梅方权,智慧地球与感知中国―物联网的发展分析,《农业网络信息》2009(12)

[2].孙忠富等,物联网发展趋势与农业应用展望,《农业网络信息》2010(5)

灌溉系统范文6

【关键字】滴灌系统;滴灌技术;垂直绿化;

前言

城市绿化在改善城市生态环境质量、美化市容、调节城市生态平衡中发挥着主导作用。因此,城市绿化状况应经成为衡量城市文明和城市现代化的重要标志。但是目前城市的用地较为紧张,不能满足单一的城市绿地面积的扩增,因此发展垂直绿化是解决此问题的有效方法之一。然而,水是生命之源,是植物生长的必要条件。垂直绿化顾名思义,就是利用各种植物垂直于立面、墙体或者支架上,形成立体景观的美化效果。于是灌溉就成为养护中非解决不可的一个问题。

杭震家[1]等经过三年的探索,选择了世界最先进的微喷技术,滴灌系统就是微喷技术类型之一。滴灌技术解决了垂直绿化的灌溉问题,达到了省工、省力、省水、降低成本,并且为植物的生长提供了一个良好的小环境。从而提高了社会效益和经济效益。

1. 滴灌系统的概况

滴灌系统是指灌溉水通过沿配水管道安装的滴头或渗透,以间断或连续的水滴或细流的形式缓慢地水滴到土壤表面的灌水方法。是以低张力态水分供应方式对每株作物供水,以充分满足作物蒸散的需要。这种灌溉方式在供水和节省劳力方面以及农业技术和经济方面都有其独特的优势[2]。

1.1 滴灌系统的应用现状

近10年来,滴灌技术在我国的发展越来越快,应用的范围也越来越广。滴灌系统目前主要应用大田、温室大棚、果园及绿化带和垂直绿化等。随着滴灌技术的发展,滴灌的应用领域出现了一些新的变化势头,由温室大棚室内小单元滴灌向室外露地的大单元滴灌扩展;由平地大面积滴灌向山区陡地发展;由蔬菜滴灌向多种经济作物滴灌延伸:由农场集中大面积向农村小面积分散发展 滴灌由原来的高附加值作物向一般经济作物普及。此外,公路、铁路沿线和荒漠风沙治理绿化也开始陆续采用滴灌,滴灌还进一步应用在城市绿地林木屋顶花园等非农领域,尽管用量较少,但却为滴灌的今后推广提供了更为广阔的市场切入点[3]。滴灌系统在垂直绿化中得到了越来越广泛的应用。

1.2 滴灌系统的优缺点

滴管系统具有以下几个方面的优点:

(1) 节约灌溉水量。因为滴灌是只供给植物所需的水量,所以可有效地降低灌溉水的损失和运行费用;

(2) 节省垂直绿化管理的费用。滴灌只对植物的根系供水,能保证土壤表面干燥,这样可减少杂草,易于管理。另外,肥料和杀虫剂等可注入灌溉水中施用,不需要另外喷洒,节省了很多劳动力,通过滴灌也增强了对施肥地点和时间的控制,大大提高了施肥的效率;

(3) 灌水均匀。滴灌系统能够做到有效地控制每个灌水器的出水量,灌水均匀度高,均匀度一般高达80%-90%[4]。

同时,滴灌系统在应用中也存在一定的缺点:

(1) 滴灌系统的成本高。由于滴灌系统需要大量的管道和净化水的过滤设备,所以成本较大。另外,由于植物的间距不同,管道的数量也不同,这些因素都影响成本。一般情况下,滴灌系统的投资要比喷灌和淹灌系统高的多;

(2) 滴管系统的堵塞。由于滴灌系统的灌水器出口较小,很容易引起堵塞。灌水器的堵塞是当前滴灌应用中最主要的问题,严重时会使整个系统无法正常工作,甚至报废。引起堵塞的原因可以是物理因素、生物因素或化学因素。如水中的泥沙、有机物质或是微生物以及化学沉凝物等。因此,滴灌对水质要求较严,一般均应经过过滤,必要时还需经过沉淀和化学处理。

(3)可能限制根系的发展。由于滴灌只湿润部分土壤,加之植物根系具有向水性,这样就会引起作物根系集中向湿润区生长。

2. 垂直绿化中滴灌系统的组成及其作用

滴灌是将灌溉水增压、过滤、掺药、施肥后,通过压力管道送到安装在毛管上的滴头,使水流在点滴状经常地、缓慢地进入植物根部附近的土壤经常保持最优含水量[5]。由此可知,滴灌系统主要由首部枢纽、输配水管网和滴头三大部分组成。

2.1 首部枢纽

滴管系统的首部枢纽包括水泵、压力表、过滤器、流量表、施肥器、控制器、电磁阀等,其作用是从机井内抽水加压,掺入肥料、过滤,把一定压力的灌溉水送入数配水管网。现在的滴灌用水以自来水为主[7,8],也可以使用过滤处理的回收雨水。

2.2 输配水管网

管网分主管、支管、毛管三级管道。主、支管起输水作用,一般埋入结构中;毛管起配水作用,铺于表面,其作用是将首部枢纽送来的水供给滴头和滴箭。

2.3 滴头和滴箭

滴头安装在支管上,其作用是使水流经过微小的孔道,以点滴的方式进入土壤,湿润植物。这种方式很好的解决了垂直绿墙浇水难和浇水不透的难题,特别是离地高的垂直绿化浇水的问题。滴头分普通滴头和压力补偿滴头。

3. 垂直绿化中滴灌系统的布置

3.1 滴灌型式

垂直绿化是在建筑物的墙面、围墙、栅栏、立柱和花架等立体空间上进行绿化,它可以增加建筑物的艺术效果,使环境更加整洁美观、生动活泼,而且占地少、见效快、绿化效率高[6]。从垂直绿化的主要形式可以看出滴灌系统的应用中,灌溉的水量大,灌溉较频繁,管道系统工作时间长,利用率高,不便移动,因此,用固定式的滴管系统最为适宜。

3.2 管道设置

滴灌系统的管道一般分为主、支、毛管三级,通常情况下,毛管垂直支管,支管处置主管,也可以接到主管末端。毛管布置应尽量对称主支管,顺筐布设。

3.3 工作制度

滴灌系统的工作方式主要有续灌和轮灌两种。续灌是对系统内全部管道同时供水,灌区内全部作物同时灌水的一种工作制度,其特点是所有作物都能同时得到适时灌溉,供水时间短。但这个要根据水流量和压力的大小来确定,滴头多,出水量大,就可能使浇水不均匀,所以这种浇水方式应用在小面积上。轮灌是将支管分成若干组,由干管轮流向支管供水,每组支管内部同时向毛管供水,可减小干管中的流量。工作制度的选择可根据温室大棚内种植作物的品种、水源条件及是否便于管理来确定。采用轮灌时应注意,使各轮灌组的面积尽量相等。

4. 结语

综上所述可知,滴灌技术应用垂直绿化是一种效益高,设备简单,使用方便的灌水技术。通过应用现代化滴灌技术,使垂直绿化又上了一个新的台阶。滴灌是养护管理环节的主要部分,也是主要措施之一。解决了浇水的问题才能有效地发挥垂直绿化的作用。

在使用滴灌系统的过程中,安装布局合理,才能达到地税均匀,达到恒压滴灌效应,这项先进的灌水技术才能更具生命力,同时也有一种有发展前途的灌水新技术,并能向其他绿化项目推广应用,具有广阔前景。在今后的发展中还可考虑根据不同花卉植物对水分的需求,搞自动化控制。

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