高架滴灌系统稳定运行措施

周斌琪（上海园林绿化建设有限公司， 上海 200335）

现代城市高楼、道路密集，绿地面积被大幅压缩，造成城市绿量向纵向发展，如城市高架路沿口悬挂绿化是个很好的绿化方向，解决增加绿量和美化城市的多层作用。

早期，实施高架沿口绿化常遇到一些植物长势不好、维护难度高、季节交替容易出现病苗死苗等问题。主要原因是灌溉问题，其中人工水车浇水存在问题较多，如水量不易掌控、频次需服从交通调度（而不是根据植物需求）、水车浇水势必占道、高架下方滴水及水土冲刷流失等问题。从植物上方猛冲浇淋也会造成植物受伤、花盆基质表面过度潮湿，易发生病菌繁殖和杂草种子发芽等。高架滴灌系统稳定运行是对高架上植物生长重要管养的措施之一。

1 特定高架区域的滴灌系统选型

市面滴灌系统众多，基本是按照农业和地面绿化要求开发的，和高架沿口绿化需求有很大不同，存在扬程低、输送距离有限、粗放控制、不精准、输送管径巨大、管道前后压差巨大等弊端。

高架沿口绿化完全不同于地面绿化，其滴灌需做到以下几点。

（1）桥梁高度高，上海市高架高过 27 m 的很普遍。灌溉距离要远，考虑城市的总体格局，所用设备希望承担任务越远越好。灌溉全段出水需均匀，不能出现前段水量多，后端水量少，甚至没水的情况。

（2）精准灌溉，即要满足植物生长需要，又不能水流出花盆。

（3）控制应智能灵活，根据不同季节制订灌溉方案。

经过多方查阅产品资料和专家开会论证，在系统选配上采用上海某公司的高架型压力罐自动灌溉系统。① 此高架型压力罐自动灌溉系统型号为 AY-2000，总功率 2.2 kW，供电 220 V。② 主机出口压力 0.80～1.45 MPa，压力可调，输送距离变远时压力自动升高。③ 上至高架沿口输送距离＞2 km。 ④ 1～12 路灌溉回路控制，远端控制阀门为无线遥控，载波和数字双编码，太阳能供电。⑤ 系统远程监控，远程超控，本地数据上传。⑥ 主机液晶显示，方便人机交互。本地自主测评环境参数，土壤温湿度。

系统特点有：① 每次灌溉结束管道自动排空，保证管道清洁和冬季不胀管。灌溉水量最大单次循环 1.44 m³，自动最大设定 5 次/d，手动可无限次；② 冬季设定 1 次/d，春秋 2 次/d，夏季 3 次/d； ③ 可自动给肥； ④ 每次灌溉设定水量每盆为 0.66 L，夏天主机本地每天设定时间 3 次（即3 遍），单盆水量 2 L ；⑤ 浇灌时间暂定为 22:00、5:00、12:00（考虑到月季高温下需降温，在中午高温下补充水分有可适当降温），这个水量能满足 33 ℃ 以下气温每天的需要水量；⑥ 高温天远程手机端根据实际天气情况增加灌溉量 1～3 次，这样灌溉量精准，滴灌水量含于基质中，干湿有时，基质表面干燥，有利于病虫害的防治，水分入盆精准控制以不滴出为准，可以全天任何时候提供滴灌灌溉，方便高效，不影响高架上下正常交通；⑦ 低温、下雨、水箱缺水系统暂停，并本地及远程报警；⑧ 工作时噪声＜55 dB；⑨ 不需要灌溉回路可拨动开关取消（不需要经过编程即可），取消回路循环时自动跳过关闭回路执行下个回路；⑩单路灌溉长度 6 垮桥面，长度为 200 m，花箱 200 个左右，每个花箱 2 个滴头。

2 高架滴灌系统组装及特点

2.1 地面水箱制作规格及特点

水箱 304 不锈钢，总容量 12.5 m³，分主水箱和工作水箱，市政水车接口方便补水，二次过滤和避光密封能保证水质良好。实际运行 5 d 往水箱中注水一次。

2.2 安装管道

考虑高架沿口安装能安装管道的空间不多，并且不适合安装大口径输水管道，全线管道经计算采用优质 PE （聚乙烯塑料）抗紫外线管道，直径 16 mm。

原设计在滴灌滴头部分采用承插式结构，在高架沿口部分因为所需工作压力＞12 kPa，所以造成部分接头处出现管从接头处分离开的现象发生，进而造成滴灌无法正常工作。

经过重新计算，杜绝管道漏水现象。现滴管部分同样采用主管为 PE 管道进行输水，经主管打洞插入双倒勾的方法技改后效果很好，完全排除因水压高而造成的管道接头脱落现象。

2.3 高架的分路控制

一组灌溉长度可达 2 km，并有经双侧、匝道等不同的布置路径，滴灌分路，其控制方式、准确性和可靠性就非常重要。设备有 12 组回路，分别由 12 个电动控制阀控制，一般地面灌溉基本是每根控制电缆对应每组阀门，其距离和排线都有局限性。高架上这种控制方法很难保证其可靠性，因为控制电缆细而长，电压损失大，并且会出现电线接头也会氧化造成阀门误动或不动等问题。如此对整个灌溉影响很大，有故障发现难，维修难，所以放弃用控制电缆控制阀门的方式，改用先进的无线信号发射接收控制的方式，具体做法如下。

我们提起中国山水画时，一般不会马上想到雪景画，但“雪”偏偏是王维最喜欢描绘的意象之一。《长江积雪图》《雪溪图》《雪山行旅图》……当你试着去了解王维的人生，你也许就会明白他爱雪的原因了。

（1）在主机部位上方高架安装一个无线发射总机，在需要控制的阀门部位安装无线接收的模块，并由太阳能光伏板发电储电，其所存储的电作为接收模块和电动阀门的电源。

（2）分机正确编码对应每个阀门，在需要阀门打开时，无线发射主机发射某个阀门需要打开阀门的无线信号，对应阀门即刻接收信号，继电器启动打开阀门放水。设定水量结束后无线发射主机发射关断阀门信号，对应需要关断的阀门接收到信号，执行关阀程序。

这组控制由无线发射、无线接收、执行单元、太阳能发电和三通电动阀组成，实际运用时采用双解码双通的道解码方式，只有同时接收到两个设定的信号才能执行其开阀、关阀动作。

这样的控制方式，解决了其他控制方式在高架上不能达到的可靠性、准确性和快捷的问题，阀门正确可靠打开，非常有利于滴灌工作，继而植物在需要水的时候由设备及时提供水分，有利于植物生长。

2.4 滴头安装使用

高架滴头采用高压慢渗的滴头，其特点是滴头一滴一滴出水，前一滴滴完才有下一滴，这样能使水分留在基质中，均匀扩散。由于是滴而不是成线的流，因此可以精准计算供给水量，有利于掌握植物确切的水量。

3 滴灌系统使用对植物的重要性

3.1 高架植物分析

植物生长离不开阳光空气和水，高架上空气、阳光都很好，主要是要解决植物所需要水的问题。高架植物以月季为主，月季其生长特点是不耐旱，缺水容易落叶、落花。同时，也不耐涝，过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与土壤过度潮湿有关。高温下植物需要及时补充水分，月季在＞33 ℃ 会发生高温休眠，停止生长。

基于以上植物生长情况，对滴灌的要求是精准控制、分次灌溉，保证土壤表面干爽，水分含于土壤中。经过计算和试验，为保证高架灌溉每盆花箱在气温＜33 ℃，要做到每天分 3 次灌溉，时间分别为 11:00、17:00、3:00。此灌溉时间在灌溉主机上设定好，清明节至中秋节每天自动执行此灌溉程序。

春秋季灌溉次数时间的设定：灌溉主机设定为 2 次/d，早晚（5:00 和 17:00）各一次。

冬季灌溉次数时间的设定：灌溉主机设定为 2 次/d，早晚（5:00 和 17:00）各一次，和春秋季一致。但是，主机在低温暂停设定为＜4 ℃，重新启动温度为 13 ℃。植物在0 ℃ 以下不需要水分，水分太多后会结冰而冻伤、刺伤植物根系，进而造成植物死亡。

在气温回升至 15 ℃ 左右，植物在温度和阳光的作用下开始新陈代谢，此时若不能及时补充水分，同样会造成植物干枯死亡。根据植物特性，灌溉主机设定有低温暂停、温度回升解除暂定，＜4 ℃ 暂停，＞13 ℃ 正常启动，确保植物顺利过冬。

灌溉水量（以每次单盆作为一个单位）：经过计算和试验后，单盆每次滴灌的出水量设定为 0.666 L。夏天 33 ℃正常供水量为 0.666×3≈2（L）。

如此，既能满足每盆植物的生长需要，滴进土里的水又不会流出浪费，灌溉特点仍是在一个点滴水（一个盆 2 个滴头），不会造成基质表面大面积潮湿，相对干的表面不利于病菌繁殖，而有根系的植物不受影响，植物根系逐水性会积聚在滴灌部位，水分利用率高。

3.2 远程监控及控制

设备置于高架下方，系统为无人工作站，在执行预设程序下自动运行，人员无须参与。

高架滴灌最终目的是把植物需要的水滴水不漏地输送到植物根部，除设备本身故障会影响其运行外，其他客观因素同样会影响其运行，比如断电、缺水等。对于各种可能出现的问题，需要维护人员及时发现，不能单靠其巡视发现情况，所以开发远程监控可对系统运行起到保驾护航的作用。

远程监控作用是不论设备故障、人为破坏、还是停电缺水，都会远程提示报警。报警内容涵盖所有故障和设备，不正常就发故障提示，在离线状态也需远程端知晓，以便维护人员及时到现场处理。

水箱缺水直接影响灌溉，在水箱报警水位上设定两个水位，在水位 3 m3水时，报警通知加水（水车接到通知后及时补水）。若没有及时加水，水箱只剩 1 m3水时立即停止工作，直到水位恢复，系统解除暂停工作，重新执行各项预设和远程指令。

3.3 沿口绿化施肥和病虫害的防控

植物的良好生长，需要阳光、空气、水分和适宜的养分，还需适当的药物来控制病菌和微生物。

植物在传统抛撒颗粒肥方式却不完全适合滴灌方式，因为滴灌浇灌基质表面不会湿透，也就不能有效溶解颗粒肥。滴灌施肥分为日常给肥和催花给肥，严格按肥素稀释比例多次少量给施，所选肥素需为水溶型，在正常滴灌的过程中完成给肥。

病菌的防治可以根据具体情况有叶面喷施、盆土上抛洒和滴灌给药几种方式，具体做法根据不同实际情况由专家组讨论形成具体防控指令，由集团落实各项工作。

3.4 日常巡视和配合绿化工作业

“申”字形高架贯穿上海这座国际大都市的中心地带，其沿口绿化是上海市中心的一道亮丽的风景线，保证植物在高架上健康生长成为维护城市文明的重要部分。滴灌有效工作包括到水分必须按时按量地输送到每个花盆，保证其日常供给。

在日常监控设备正常运行外，滴头部分的巡视也应被列为日常的工作之一。因高架作业的特殊性，具体如下。

（1）在封道路段必须上桥逐个检查，发现问题须当场处理完毕。

（2）绿化工除草和更换花盆必须跟班检查。

（3）通水检查。

（4）做好工作记录，并备注处理情况。

如此可有效发现在实际运行中，出现的一些因其他工种交叉作业造成的如有管线脱落断裂、滴头留在盆外等问题，避免造成局部几盆花缺水，进而影响整体效果。

此类问题出现虽不会影响整体灌溉质量，但是从高要求、严标准角度，也必须及时发现和消除。并且，因此类问题基本为局部小问题，处理方便。

4 结 语

高架绿化工程与其他的绿化工程有很大区别，因高架特殊的环境，无论是施工作业还是养护作业难度都更大。因此，采用稳定运行的滴灌系统是十分重要的养护措施，其必然助力美丽城市的建设。