高架滴灌系統穩定運行措施

周斌琪（上海園林綠化建設有限公司， 上海 200335）

現代城市高樓、道路密集，綠地面積被大幅壓縮，造成城市綠量向縱向發展，如城市高架路沿口懸掛綠化是個很好的綠化方向，解決增加綠量和美化城市的多層作用。

早期，實施高架沿口綠化常遇到一些植物長勢不好、維護難度高、季節交替容易出現病苗死苗等問題。主要原因是灌溉問題，其中人工水車澆水存在問題較多，如水量不易掌控、頻次需服從交通調度（而不是根據植物需求）、水車澆水勢必占道、高架下方滴水及水土沖刷流失等問題。從植物上方猛沖澆淋也會造成植物受傷、花盆基質表面過度潮濕，易發生病菌繁殖和雜草種子發芽等。高架滴灌系統穩定運行是對高架上植物生長重要管養的措施之一。

1 特定高架區域的滴灌系統選型

市面滴灌系統眾多，基本是按照農業和地面綠化要求開發的，和高架沿口綠化需求有很大不同，存在揚程低、輸送距離有限、粗放控制、不精準、輸送管徑巨大、管道前后壓差巨大等弊端。

高架沿口綠化完全不同于地面綠化，其滴灌需做到以下幾點。

（1）橋梁高度高，上海市高架高過 27 m 的很普遍。灌溉距離要遠，考慮城市的總體格局，所用設備希望承擔任務越遠越好。灌溉全段出水需均勻，不能出現前段水量多，后端水量少，甚至沒水的情況。

（2）精準灌溉，即要滿足植物生長需要，又不能水流出花盆。

（3）控制應智能靈活，根據不同季節制訂灌溉方案。

經過多方查閱產品資料和專家開會論證，在系統選配上采用上海某公司的高架型壓力罐自動灌溉系統。① 此高架型壓力罐自動灌溉系統型號為 AY-2000，總功率 2.2 kW，供電 220 V。② 主機出口壓力 0.80～1.45 MPa，壓力可調，輸送距離變遠時壓力自動升高。③ 上至高架沿口輸送距離＞2 km。 ④ 1～12 路灌溉回路控制，遠端控制閥門為無線遙控，載波和數字雙編碼，太陽能供電。⑤ 系統遠程監控，遠程超控，本地數據上傳。⑥ 主機液晶顯示，方便人機交互。本地自主測評環境參數，土壤溫濕度。

系統特點有：① 每次灌溉結束管道自動排空，保證管道清潔和冬季不脹管。灌溉水量最大單次循環 1.44 m3，自動最大設定 5 次/d，手動可無限次；② 冬季設定 1 次/d，春秋 2 次/d，夏季 3 次/d； ③ 可自動給肥； ④ 每次灌溉設定水量每盆為 0.66 L，夏天主機本地每天設定時間 3 次（即3 遍），單盆水量 2 L ；⑤ 澆灌時間暫定為 22:00、5:00、12:00（考慮到月季高溫下需降溫，在中午高溫下補充水分有可適當降溫），這個水量能滿足 33 ℃ 以下氣溫每天的需要水量；⑥ 高溫天遠程手機端根據實際天氣情況增加灌溉量 1～3 次，這樣灌溉量精準，滴灌水量含于基質中，干濕有時，基質表面干燥，有利于病蟲害的防治，水分入盆精準控制以不滴出為準，可以全天任何時候提供滴灌灌溉，方便高效，不影響高架上下正常交通；⑦ 低溫、下雨、水箱缺水系統暫停，并本地及遠程報警；⑧ 工作時噪聲＜55 dB；⑨ 不需要灌溉回路可撥動開關取消（不需要經過編程即可），取消回路循環時自動跳過關閉回路執行下個回路；⑩單路灌溉長度 6 垮橋面，長度為 200 m，花箱 200 個左右，每個花箱 2 個滴頭。

2 高架滴灌系統組裝及特點

2.1 地面水箱制作規格及特點

水箱 304 不銹鋼，總容量 12.5 m3，分主水箱和工作水箱，市政水車接口方便補水，二次過濾和避光密封能保證水質良好。實際運行 5 d 往水箱中注水一次。

2.2 安裝管道

考慮高架沿口安裝能安裝管道的空間不多，并且不適合安裝大口徑輸水管道，全線管道經計算采用優質 PE （聚乙烯塑料）抗紫外線管道，直徑 16 mm。

原設計在滴灌滴頭部分采用承插式結構，在高架沿口部分因為所需工作壓力＞12 kPa，所以造成部分接頭處出現管從接頭處分離開的現象發生，進而造成滴灌無法正常工作。

經過重新計算，杜絕管道漏水現象。現滴管部分同樣采用主管為 PE 管道進行輸水，經主管打洞插入雙倒勾的方法技改后效果很好，完全排除因水壓高而造成的管道接頭脫落現象。

2.3 高架的分路控制

一組灌溉長度可達 2 km，并有經雙側、匝道等不同的布置路徑，滴灌分路，其控制方式、準確性和可靠性就非常重要。設備有 12 組回路，分別由 12 個電動控制閥控制，一般地面灌溉基本是每根控制電纜對應每組閥門，其距離和排線都有局限性。高架上這種控制方法很難保證其可靠性，因為控制電纜細而長，電壓損失大，并且會出現電線接頭也會氧化造成閥門誤動或不動等問題。如此對整個灌溉影響很大，有故障發現難，維修難，所以放棄用控制電纜控制閥門的方式，改用先進的無線信號發射接收控制的方式，具體做法如下。

我們提起中國山水畫時，一般不會馬上想到雪景畫，但“雪”偏偏是王維最喜歡描繪的意象之一。《長江積雪圖》《雪溪圖》《雪山行旅圖》……當你試著去了解王維的人生，你也許就會明白他愛雪的原因了。

（1）在主機部位上方高架安裝一個無線發射總機，在需要控制的閥門部位安裝無線接收的模塊，并由太陽能光伏板發電儲電，其所存儲的電作為接收模塊和電動閥門的電源。

（2）分機正確編碼對應每個閥門，在需要閥門打開時，無線發射主機發射某個閥門需要打開閥門的無線信號，對應閥門即刻接收信號，繼電器啟動打開閥門放水。設定水量結束后無線發射主機發射關斷閥門信號，對應需要關斷的閥門接收到信號，執行關閥程序。

這組控制由無線發射、無線接收、執行單元、太陽能發電和三通電動閥組成，實際運用時采用雙解碼雙通的道解碼方式，只有同時接收到兩個設定的信號才能執行其開閥、關閥動作。

這樣的控制方式，解決了其他控制方式在高架上不能達到的可靠性、準確性和快捷的問題，閥門正確可靠打開，非常有利于滴灌工作，繼而植物在需要水的時候由設備及時提供水分，有利于植物生長。

2.4 滴頭安裝使用

高架滴頭采用高壓慢滲的滴頭，其特點是滴頭一滴一滴出水，前一滴滴完才有下一滴，這樣能使水分留在基質中，均勻擴散。由于是滴而不是成線的流，因此可以精準計算供給水量，有利于掌握植物確切的水量。

3 滴灌系統使用對植物的重要性

3.1 高架植物分析

植物生長離不開陽光空氣和水，高架上空氣、陽光都很好，主要是要解決植物所需要水的問題。高架植物以月季為主，月季其生長特點是不耐旱，缺水容易落葉、落花。同時，也不耐澇，過多的水分在土壤表面容易滋生病菌和微生物，如黑斑病和白粉病都與土壤過度潮濕有關。高溫下植物需要及時補充水分，月季在＞33 ℃ 會發生高溫休眠，停止生長。

基于以上植物生長情況，對滴灌的要求是精準控制、分次灌溉，保證土壤表面干爽，水分含于土壤中。經過計算和試驗，為保證高架灌溉每盆花箱在氣溫＜33 ℃，要做到每天分 3 次灌溉，時間分別為 11:00、17:00、3:00。此灌溉時間在灌溉主機上設定好，清明節至中秋節每天自動執行此灌溉程序。

春秋季灌溉次數時間的設定：灌溉主機設定為 2 次/d，早晚（5:00 和 17:00）各一次。

冬季灌溉次數時間的設定：灌溉主機設定為 2 次/d，早晚（5:00 和 17:00）各一次，和春秋季一致。但是，主機在低溫暫停設定為＜4 ℃，重新啟動溫度為 13 ℃。植物在0 ℃ 以下不需要水分，水分太多后會結冰而凍傷、刺傷植物根系，進而造成植物死亡。

在氣溫回升至 15 ℃ 左右，植物在溫度和陽光的作用下開始新陳代謝，此時若不能及時補充水分，同樣會造成植物干枯死亡。根據植物特性，灌溉主機設定有低溫暫停、溫度回升解除暫定，＜4 ℃ 暫停，＞13 ℃ 正常啟動，確保植物順利過冬。

灌溉水量（以每次單盆作為一個單位）：經過計算和試驗后，單盆每次滴灌的出水量設定為 0.666 L。夏天 33 ℃正常供水量為 0.666×3≈2（L）。

如此，既能滿足每盆植物的生長需要，滴進土里的水又不會流出浪費，灌溉特點仍是在一個點滴水（一個盆 2 個滴頭），不會造成基質表面大面積潮濕，相對干的表面不利于病菌繁殖，而有根系的植物不受影響，植物根系逐水性會積聚在滴灌部位，水分利用率高。

3.2 遠程監控及控制

設備置于高架下方，系統為無人工作站，在執行預設程序下自動運行，人員無須參與。

高架滴灌最終目的是把植物需要的水滴水不漏地輸送到植物根部，除設備本身故障會影響其運行外，其他客觀因素同樣會影響其運行，比如斷電、缺水等。對于各種可能出現的問題，需要維護人員及時發現，不能單靠其巡視發現情況，所以開發遠程監控可對系統運行起到保駕護航的作用。

遠程監控作用是不論設備故障、人為破壞、還是停電缺水，都會遠程提示報警。報警內容涵蓋所有故障和設備，不正常就發故障提示，在離線狀態也需遠程端知曉，以便維護人員及時到現場處理。

水箱缺水直接影響灌溉，在水箱報警水位上設定兩個水位，在水位 3 m3水時，報警通知加水（水車接到通知后及時補水）。若沒有及時加水，水箱只剩 1 m3水時立即停止工作，直到水位恢復，系統解除暫停工作，重新執行各項預設和遠程指令。

3.3 沿口綠化施肥和病蟲害的防控

植物的良好生長，需要陽光、空氣、水分和適宜的養分，還需適當的藥物來控制病菌和微生物。

植物在傳統拋撒顆粒肥方式卻不完全適合滴灌方式，因為滴灌澆灌基質表面不會濕透，也就不能有效溶解顆粒肥。滴灌施肥分為日常給肥和催花給肥，嚴格按肥素稀釋比例多次少量給施，所選肥素需為水溶型，在正常滴灌的過程中完成給肥。

病菌的防治可以根據具體情況有葉面噴施、盆土上拋灑和滴灌給藥幾種方式，具體做法根據不同實際情況由專家組討論形成具體防控指令，由集團落實各項工作。

3.4 日常巡視和配合綠化工作業

“申”字形高架貫穿上海這座國際大都市的中心地帶，其沿口綠化是上海市中心的一道亮麗的風景線，保證植物在高架上健康生長成為維護城市文明的重要部分。滴灌有效工作包括到水分必須按時按量地輸送到每個花盆，保證其日常供給。

在日常監控設備正常運行外，滴頭部分的巡視也應被列為日常的工作之一。因高架作業的特殊性，具體如下。

（1）在封道路段必須上橋逐個檢查，發現問題須當場處理完畢。

（2）綠化工除草和更換花盆必須跟班檢查。

（3）通水檢查。

（4）做好工作記錄，并備注處理情況。

如此可有效發現在實際運行中，出現的一些因其他工種交叉作業造成的如有管線脫落斷裂、滴頭留在盆外等問題，避免造成局部幾盆花缺水，進而影響整體效果。

此類問題出現雖不會影響整體灌溉質量，但是從高要求、嚴標準角度，也必須及時發現和消除。并且，因此類問題基本為局部小問題，處理方便。

4 結 語

高架綠化工程與其他的綠化工程有很大區別，因高架特殊的環境，無論是施工作業還是養護作業難度都更大。因此，采用穩定運行的滴灌系統是十分重要的養護措施，其必然助力美麗城市的建設。