滴灌技术在上海申字形高架悬挂绿化工程中的应用

包亦凯 葛皖

摘 要 结合上海申字形高架悬挂绿化整治工程，简要介绍了滴灌技术在该工程的应用，并進行了滴灌系统设计，管道、滴头材料的选择，管网布置等方面进行了研究。

关键词 高架;悬挂绿化;养护;应用

引言

申字形高架是上海重要的交通主动脉。在钢筋水泥城市之中，随着城市公共空间的逐步减少，高架等垂直空间上的绿化越来越受到重视。高架绿化是上海这个生态城市对外展示最直接的窗口，可以缓解交通拥堵时的疲劳，同时也可以美化城市，提高城市品质。但随着时间推移，高架悬挂绿化体因为老化等原因，产生安全隐患，同时也不能满足城市悬挂绿化的景观要求标准，急需进行升级改造。本文以申字形高架悬挂绿化整治工程为例，就滴灌技术在高架绿化工程中的应用进行研究设计。

1工程概况

申字形高架由延安路高架、南北高架、沪闵高架、内环高架组成，总长148.44km，本工程分别由高架段63.42km、立交段37.84km及虹桥枢纽节47.18km三部分的高架绿化整治设计，花箱分为外挂式及顶置式两种，虹桥枢纽节点为花槽式。本次设计为申字形高架悬挂绿化整治工程中滴灌给排水设计[1]。

2高架绿化灌溉方式

常用高架绿化灌溉方式有水车浇灌、喷灌、滴灌。

水车浇灌一般要求深夜高架养护时段进行，水车灌溉范围难于控制，由于花槽比较狭小，浇灌难于控制，影响桥下车道的车辆。

喷灌是借助水泵和管道系统或利用自然水源的落差，把具有一定压力的水喷到空中，散成小水滴或形成迷雾降落到植物上和地面上的灌溉方式。同样不好控制灌溉范围，容易造成水资源浪费。

滴灌是按照作物需水要求，通过管道系统与安装在毛管上的灌水器，将水和作物需要的水分和养分一滴一滴，均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤中的灌水方法。滴灌不破坏土壤结构，土壤内部水、肥、气、热经常保持适宜于作物。

分析这几种灌溉方式的优缺点，选择滴灌作为本次高架绿化的给水方式。

3滴灌技术

3.1 灌溉系统的组成

一个典型的施肥灌溉系统一般由水泵、过滤器、施肥器、管道、排气阀、控制阀门、控制器和灌水器（喷头、滴头）等组成。

（1）水泵。水泵是灌溉系统的心脏，它的作用是从水源取水并加压，当灌溉水源不能满足灌溉系统对流量和压力的要求时，我们就需要泵。对灌溉系统而言，流量和压力是最重要的两个参数，任何一个参数不能满足要求，都将导致灌溉系统的失败。在综合系统中，泵在工作时的输出流量有可能发生比较大的变化，这种变化可能影响泵及灌溉系统的正常工作，在这种情况下，我们需要考虑选择变频装置以实现恒压供水并节省运行费用（电）。所以选择合适的泵对系统的稳定运气起着至关重要的作用。

（2）过滤器。过滤器是用来阻止颗粒物（如悬浮固体颗粒或者类似藻类等的有机体）通过的装置或者部件。除水源压力、流量要与系统匹配外，水质也是我们必须要考虑的因素，过滤不好也是导致灌溉工程失败的重要因素。微灌系统的灌水器流速低、流道复杂，所以微灌系统对过滤要求很高，如果水质不好引起流道堵塞，影响灌溉均匀度或不能出水，并且影响水泵的使用寿命，最终将导致系统瘫痪、无法工作。设计时，应根据过滤要求（主要取决于灌水器的类型，一般来说，滴灌要求120-200目过滤）和水质情况（杂质类型：有机物、微生物、无机物和化学杂质）结合管路流量选择合适的过滤设备[2]。

（3）管道。输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器，输配水管网包括干、支管和毛管三级管道。毛管是微灌系统的最末一级管道，其上安装或连接灌水器。

（4）阀门。阀门是灌溉系统中的开关，是可以用人工或者自动的方式打开，由此引起水流动的控制装置。自动阀门常称作电磁阀，也有人称之为电动阀或者自动阀，所有这些术语意义都相同。灌溉系统中电磁阀一般都是隔膜控制（液压控制）阀，这种阀通常是关闭的，通过向阀上的电磁线圈施加24V 交流电使其打开。根据用途不同，阀门可以分为主阀、截流阀、隔离阀、安全阀、支管阀、泄水阀等等。阀通常安装在阀箱中，以利于保护阀并且便于在以后维修查找。

（5）控制器。控制器是灌溉系统的大脑，我们一般所说的灌溉控制器是指时序控制器，即按时间顺序进行程序编辑的控制器，它是一个电气仪表面板，设计用来给控制器上的给定站施加24V 交流电以便按程序规定的时间顺序开闭单个或者多个阀。顺序和时间设置由系统操作员编程确定。灌溉控制器由220V 交流电源供电，但向端子条输出的是24V 交流电，于是向阀输出的也是24V 交流电。

时序控制器目前仍然是灌溉系统中使用最广泛的自动控制方式。但是，更为先进、精确的中央计算机灌溉控制系统正在蓬勃发展，中央计算机控制系统通常在计算机上运行，中央计算机从专用气象站、田间卫星控制器或解码器（类似于时序控制器）和传感器收集气象信息、灌溉信息、土壤信息和流量信息等，通过对比过去24 小时内灌区的腾发量及灌水量，结合各分灌区的植物种类分布、地形、土壤成分等数据进行自动分析计算，自动计算当天植物的需水量和每站的灌溉时间、编制当天灌溉程序并将灌溉程序发送到各个田间卫星控制器实施灌溉和施肥。最大程度的排除了人为因素的影响，从而真正实现了智能灌溉、精确灌溉[3]。

（6）灌水器。灌水器是灌溉系统中最末端的设备，它将水按照需要的方式输送给作物。滴灌指灌水器将水以水滴的形式直接输送到作物根部，这类灌水器通称滴头，它们的共同点是出水量很小、工作压力比较低。

（7）施肥器。施肥器用来将溶于水的化学药品以给定的速率喷射到灌溉水中的装置。施肥灌溉在大面积种植着单一作物的灌溉中相当有效。

（7）附件。除上述设备外，一个完整的灌溉系统可能还需要其他辅助设备，如：压力表、流量表、真空阀（进、排气阀）、泄水阀、压力调节装置、阀门箱、控制电缆、通信电缆、线接头及滴头等等。

3.2 滴灌系统设计

（1）水源。采用市政水口，流量不低于16立方/时。

（2）加压泵。水泵选择离心泵，在高架下方绿地内安装泵房，水泵功率5.5kW，一用一备。

（3）确定灌溉方式及灌水器选型。采用XBT-05-6压力补偿多出口滴头[4]。

（4）灌溉系统过滤设备。在进入主管前安装两套DN50口径叠片过滤器，过滤精度120目。

（5）控制方式。采用自动控制方式，控制过程无须手动参与，系统配置流量传感器、土壤水分传感器、雨量传感器，并可采用APP远程控制。

（6）控制电磁阀及阀箱。自动灌溉控制阀采用专用的灌溉电磁阀，并能安装PRS-D压力调节器。压力调节范围在0.1～0.69Mpa，精确度0.02 MPa上下。

（7）灌溉系统管道系统。输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器，输配水管网包括干、支管和次管三级管道。管道需用塑料材质，选用PPR给水管[5]。

3.3 滴灌试点段

（1）试点段位置

延安路高架（凯旋路-仙霞路）（910米）。

（2）试点段现场照片

1）控制方式。延安路（凯旋路～仙霞路）段的高架绿化灌溉设计，采用自动滴灌系统，高架两侧各设置轮灌电磁阀12组，共计24组轮灌电磁阀。按照常规程序控制方式，每个轮灌组需要2根通讯线，一共需要铺设48根通讯线，且48根通讯线均需要从高架上每个电磁阀位置连接到首部控制器位置，通信线路连接较长，日后维护风险较大，建议选用干电池直流控制方式（9V），每个轮灌电磁阀均独立程序控制，不需要另配AC220V电源，且省去48根通讯线的投资成本，同时有效降低了日后使用的维护风险[6]。

2）系统划分。滴灌系统方案为两个独立的滴灌组，高架两侧各为一个独立的滴灌组，每一个滴灌组均配置一套独立的给水增压系统、首部过滤系统。水源暂定为市政水源，加压过滤处理后经登高管道进入高架上的灌溉主管系统[7]。

（3） 增压系统及供水管路

（4）系统配置了过滤系统，本次图纸已注明包含了反冲洗阀，反冲洗阀是自动运行，反冲洗系统排水就近排入市政排水井。

（5）高架绿化的自动滴灌，采用干电池程序控制器控制，运行的时间根据植物生长的需水需求设置，设置的工作时间首先确保植物生长的需水量，同时避免过度滴灌造成水的浪费及外流。在试运行期间，管理人员就滴灌的时间及效果进行观察试验，确保合理利用好自动滴灌系统[8]。

4结束语

滴灌技术是目前最先进的节水灌溉技术之一，在高架悬挂绿化中采用滴灌技术，可以较好地解决高架绿化工程中的灌溉问题，这种技术相比其他灌溉方式具有安全，经济、高效、自动化，对高架交通影响最小等优点，是值得推广的高架绿化灌溉技术。

参考文献

[1] 李彧.滴灌技术及其在高速公路上的应用[J].公路，2000（4）：53-56.

[2] 陈金.城市高架桥绿化滴灌系统设计相关问题探讨[J].福建建筑，2018（4）：108-110.

[3] 刘洁，钱桦，胡卫军.从杭州中河上塘高架桥面绿化看节约型园林建设[J].园林，2015（1）：36-40.

[4] 李艳杰.几种滴灌节水技术的比较[J].现代农业，2018（10）：25.

[5] 程瑞，方稻.城市高架橋绿化自动滴灌系统设计探讨[J].建材与装饰，2020（9）：59-60.

[6] 陈金.城市高架桥绿化滴灌系统设计相关问题探讨[J].福建建筑，2018（4）：108-110.

[7] 王瑛.城市道路绿化带滴灌技术应用[J].甘肃农业大学学报，2000（2）：202-205.

[8] 陈丽昀，贾茸，张建华.浅析内环高架道路园林植物应用现状[J].甘肃农业大学学报，2011（19）：70-73.