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摘 要： 摘要:隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，部分城市用水緊缺的問題也日益凸顯，在此背景下減少城市公共園林灌溉用水有著十分重要的意義。在水資源日益成為制約城市發(fā)展因素之一的當(dāng)下，引入節(jié)約化、智能化、數(shù)字化的灌溉系統(tǒng)以成必然趨勢。節(jié)水型的公園建設(shè)不僅可以減少
摘要:隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，部分城市用水緊缺的問題也日益凸顯，在此背景下減少城市公共園林灌溉用水有著十分重要的意義。在水資源日益成為制約城市發(fā)展因素之一的當(dāng)下，引入節(jié)約化、智能化、數(shù)字化的灌溉系統(tǒng)以成必然趨勢。節(jié)水型的公園建設(shè)不僅可以減少經(jīng)濟成本，更可以獲得一定的社會效益。
關(guān)鍵詞:公園建設(shè);節(jié)水;灌溉系統(tǒng)
0前言
就目前的城市公共園林綠地灌溉用水現(xiàn)狀分析可知，現(xiàn)階段大部分地區(qū)的灌溉技術(shù)比較落后，水資源浪費的現(xiàn)象嚴(yán)重，如何通過模式改進、技術(shù)創(chuàng)新等手段減少城市灌溉用水是目前社會研究的熱點課題。本文以泉州濱海公園為例，一般性地討論公園節(jié)水型灌溉系統(tǒng)建設(shè)中可能存在的問題，并就問題討論相應(yīng)的措施。
1目前城市公共綠地灌溉系統(tǒng)中存在的問題
1.1城市公共綠地灌溉系統(tǒng)的水資源利用率不高
根據(jù)實際研究表明，傳統(tǒng)的城市公共綠地灌溉系統(tǒng)的水資源利用率僅為35%左右，而這一數(shù)值大大低于發(fā)達國家灌溉系統(tǒng)水資源利用率。
1.2城市公共綠地灌溉系統(tǒng)對環(huán)境污染較為嚴(yán)重
目前大部分城市的綠道灌溉系統(tǒng)較為老化，在實際運行過程中不但會浪費大量的水資源，更會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。
1.3城市公共綠地灌溉系統(tǒng)中噴頭布局不合理
目前在部分公園中特別是歷史較長的公園內(nèi)，噴頭布局不合理的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，比如在噴頭的布置時沒有考慮到疊加區(qū)域的處理，而導(dǎo)致了在實際灌溉中浪費了大量的水資源。
2如何有效建設(shè)節(jié)水型城市綠地灌溉系統(tǒng)
2.1尾水回用與互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)相結(jié)合，提高水資源利用率
目前綠地的灌溉多采用自來水或者抽取地下水，造成了水資源的浪費和對環(huán)境的破壞，如果能充分利用經(jīng)過再生工藝處理后的城市污水，則可以極大地節(jié)約自然的淡水資源，提高水資源的利用率。根據(jù)《城市污水再生利用-綠地灌溉水質(zhì)》(GB/T25499—2010)的國家標(biāo)準(zhǔn)，公園的綠地灌溉用水可利用達到排放標(biāo)準(zhǔn)的城市污水作為水源，建立尾水回用系統(tǒng)后將可以大大地節(jié)約自來水的使用量，達到了節(jié)約、綠色、環(huán)保的目的。同時，隨著互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，其給城市公共綠地灌溉系統(tǒng)的建設(shè)和創(chuàng)新帶來了契機。在互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的支持下，可以大大提高植物缺水狀況的監(jiān)測精準(zhǔn)度和科學(xué)程度。尾水回用與監(jiān)測技術(shù)相結(jié)合的灌溉系統(tǒng)可以有效地實現(xiàn)節(jié)約化、數(shù)字化、實時化灌溉，從而在滿足植物成長需要的前提下最大程度地實現(xiàn)節(jié)約用水。
泉州濱海公園位于泉州灣沿岸，灌溉用水主要采用市政自來水作為水源，加之原有管道系統(tǒng)老化滲漏，浪費較為嚴(yán)重，為了達到節(jié)水環(huán)保的目的，決定進行改造。首先確定灌溉用水由尾水和自來水相結(jié)合，采用尾水可達到節(jié)水的目的，自來水則可以保證水源的穩(wěn)定性。其次，尾水的排放是采用自然坡度進行，要利用其灌溉就需要進行加壓處理，整個系統(tǒng)包括三部分:60t水箱、兩臺一體化泵站(公園長度為4～5km，需由兩座泵站保證壓力，分別為4kWh和2.2kWh)、噴灌系統(tǒng)。第三，在建設(shè)過程中引入了先進的互聯(lián)網(wǎng)灌溉系統(tǒng)，實現(xiàn)了泵站的智能化控制，智能設(shè)備包括了遠(yuǎn)程云控制、管網(wǎng)壓力監(jiān)測、變頻控制、水池水位監(jiān)測、水泵運行監(jiān)測等，保證系統(tǒng)節(jié)能、穩(wěn)定、正常運轉(zhuǎn)。同時，還根據(jù)公園實際情況需要在系統(tǒng)中添加了諸多功能，成功在節(jié)水的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了灌溉人性化管理的目的。比如安全控制模塊、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置模塊等。此類模塊給濱海公園工作人員帶來了極大的便利，而且系統(tǒng)人性化、簡單化的操作界面也使得灌溉工作的難度大大降低。最后，濱海公園的互聯(lián)網(wǎng)灌溉系統(tǒng)還建立了完備的灌溉日志，即對公園內(nèi)的用水量、用水情況進行了嚴(yán)格的記錄。所以工作人員便可以通過查看灌溉日志的方式對公園內(nèi)的用水情況進行分析，對于用水異常的地方工作人員可以進行實地檢查，分析用水異常的原因，并且就具體的原因找出相應(yīng)的解決措施以提高公園水資源的利用率。
2.2引入遠(yuǎn)程控制灌溉系統(tǒng)，建設(shè)環(huán)境友好型城市綠地灌溉系統(tǒng)
目前部分地區(qū)的灌溉系統(tǒng)采用的是鋰電池供電方式，而鋰電池在長期的潮濕環(huán)境下會釋放出大量有害的物質(zhì)，對當(dāng)?shù)氐耐寥拉h(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。同時傳統(tǒng)的灌溉系統(tǒng)多采用近距離噴灑的方式，該方式的水資源利用率極低，在實際使用中造成了大量的水資源浪費。針對傳統(tǒng)灌溉系統(tǒng)存在著破壞生態(tài)環(huán)境、浪費水資源的現(xiàn)象，有關(guān)部門在城市綠地建設(shè)過程中可以引入遠(yuǎn)程灌溉系統(tǒng)，并且在該系統(tǒng)中利用網(wǎng)絡(luò)云控制和智能設(shè)備對系統(tǒng)進行創(chuàng)新，以實現(xiàn)環(huán)境友好和水資源節(jié)約的雙重功效。
例如泉州濱海公園在建設(shè)過程中便引入了云控制灌溉系統(tǒng)，該系統(tǒng)在實際運行過程中也取得了良好的效果。首先濱海公園在灌溉系統(tǒng)建設(shè)過程中充分地考慮到鋰電池有害的情況，所以在系統(tǒng)建設(shè)過程中充分利用公園監(jiān)控的弱電系統(tǒng)為灌溉系統(tǒng)的電磁閥進行供電，電壓設(shè)置為12V，不僅有效地節(jié)約資源，更降低了傳統(tǒng)電池對土壤環(huán)境的破壞風(fēng)險，同時極大地提高了公園用電的安全性。其次，濱海公園的分區(qū)灌溉管理則由各種智能設(shè)備組成，同樣是依托監(jiān)控系統(tǒng)的光纖傳輸，利用手機APP對灌溉系統(tǒng)進行遠(yuǎn)程控制，可開關(guān)電磁閥，根據(jù)實際天氣情況和植物需求設(shè)置噴灌時長，還可進行簡單的編程來實現(xiàn)自動化的灌溉作業(yè)，達到了定時、定量、全自動的目的。最后，在傳統(tǒng)的灌溉系統(tǒng)中，由于采集器件較為落后，對數(shù)據(jù)的采集精度較低，即容易產(chǎn)生干擾數(shù)據(jù)，從而在實際灌溉中會產(chǎn)生較大的水量誤差，進而浪費大量的水資源。隨著科技進步和技術(shù)革新，感應(yīng)器的精度也隨之提高，可以有效地避免監(jiān)測誤差，提高灌溉水量調(diào)節(jié)的科學(xué)性，從而避免因為系統(tǒng)誤差而發(fā)生大規(guī)模水資源浪費的情況。濱海公園灌溉系統(tǒng)采用了最先進的技術(shù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時采集并與智能控制設(shè)備進行聯(lián)動，工作人員可通過手機APP查看數(shù)據(jù)并進行系統(tǒng)的云操作，從而實現(xiàn)精細(xì)化、效率化、節(jié)約化管理。
2.3優(yōu)化噴頭布局模型，提高水資源利用率
在傳統(tǒng)的噴頭設(shè)計模型中，往往只會追求對區(qū)域內(nèi)植物的覆蓋程度，但是忽略了對水資源利用的節(jié)約。在目前的城市綠地灌溉系統(tǒng)中，復(fù)合疊加區(qū)域水資源浪費現(xiàn)象較為嚴(yán)重，而且在疊加區(qū)域由于植物受到的灌溉量較大，對該區(qū)域內(nèi)的植物成長也會造成嚴(yán)重的影響。同時因為城市公園一般都是供城市居民休閑的場所，但是很多噴頭的布局會影響到廣大人民群眾的休閑活動，至少在噴頭進行灌溉期間會極大地減少休閑活動的范圍。針對上述現(xiàn)象，有關(guān)部門在公園建設(shè)之初就應(yīng)當(dāng)安排專業(yè)的人員對噴頭的布局進行仔細(xì)的研究，其中至少包括節(jié)約用水和不影響廣大人民群眾休閑娛樂兩個方面的考慮。
例如泉州濱海公園的噴灌系統(tǒng)在建設(shè)過程中便重點討論分析了噴頭的布局問題，并且在其中進行了很多別出心裁的設(shè)計，使得濱海公園的噴頭在節(jié)約用水的同時也較大降低了對居民休閑娛樂的影響程度。首先在噴頭的設(shè)計時重點減少了噴水半徑，設(shè)計工作壓力約為0.3～0.5MPa，覆蓋半徑約為3～5m，此舉有效地較少了復(fù)合疊加區(qū)域的面積，從而降低了灌溉過程中水資源嚴(yán)重浪費的現(xiàn)象。其次在設(shè)計過程中，積極地引入先進的經(jīng)驗，參考了國內(nèi)外一系列優(yōu)秀公園噴頭布局的經(jīng)驗，在此基礎(chǔ)上對布局模式進行了優(yōu)化。比如在噴頭布局時建立了完善的模型，在模型中對節(jié)水的標(biāo)準(zhǔn)、三角形布局優(yōu)化等方面做了重點研究。在實際布局中也完美地體現(xiàn)了模型優(yōu)化的特點，比如公園內(nèi)噴頭覆蓋面積與符合疊加面積由原有方案中的15%降低至3%，而且通過等腰三角形的布局優(yōu)化模型，使得噴頭對廣大人民群眾休閑娛樂的場所的影響也降至到最低。最后結(jié)合公園內(nèi)綠化植物的分布情況及用水需求來設(shè)置噴頭的具體位置，例如，在地被灌木密集及密林區(qū)域提高噴頭的分布密度，在疏林草地及耐旱植被區(qū)域則降低分布密度，這樣就可以根據(jù)不同的需水區(qū)域來精細(xì)化分配水資源，提高了水資源的整體利用率，同時降低噴頭的分布密度，整個公園分布噴頭約4000個左右，管理面積約575畝(1畝≈667m2)。
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3總結(jié)
在水資源日益緊張的今天，城市綠地建設(shè)作為水資源浪費的重災(zāi)區(qū)應(yīng)當(dāng)做出切實的改變。而且在互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)、云端控制、智能設(shè)備等技術(shù)的支撐下，節(jié)水型灌溉系統(tǒng)的研究已日趨完善。所以在公園等場所的建設(shè)過程中，采用節(jié)水灌溉模式對城市發(fā)展、水資源節(jié)約都有著重要的意義。
