沙質(zhì)坡地節(jié)水澆灌研究
——以江蘇省第八屆園博會南京園為例

尹 偉，潘 良

(1.南京玄武湖園林發(fā)展有限公司,江蘇 南京 210009; 2.金陵科技學(xué)院后勤管理處，江蘇 南京 211169)

在中國城市中，有50%以上的城市屬于缺水型城市，水資源的緊缺已經(jīng)嚴(yán)重影響了城市自然生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此城市綠地節(jié)水灌溉在我國具有普遍的意義[1]。在綠化施工及養(yǎng)護(hù)中尋求新的節(jié)水技術(shù)將可以有效地降低養(yǎng)護(hù)成本，在沙質(zhì)坡地中運(yùn)用循環(huán)噴灌節(jié)水澆灌技術(shù)不僅提高了苗木栽植的成活率，而且有效地節(jié)約了淡水資源，但是目前大部分綠化用水澆灌的方式還是比較傳統(tǒng)，水資源浪費(fèi)較為嚴(yán)重，利用率不高。

1 綠地澆灌的主要方式

1.1 自來水直接澆灌

自來水澆灌主要優(yōu)點(diǎn)是澆灌方便、水量足，適用于居住區(qū)、廠區(qū)等地，主要缺點(diǎn)是成本投入高、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，直接用于綠化澆灌會給整個(gè)城市生活用水帶來壓力，應(yīng)該盡量避免。

1.2 汽油機(jī)結(jié)合軟管澆灌

汽油機(jī)結(jié)合軟管澆灌是目前園林工程養(yǎng)護(hù)澆灌的主要方式，其優(yōu)點(diǎn)是澆灌方便、靈活、機(jī)動(dòng)，缺點(diǎn)是綠地周邊必須有合適的水源。

1.3 水車?yán)畤娝疂补?/h3>

一般適合于水源較為匱乏的區(qū)域和道路兩側(cè)的綠化帶以及無水源的山體坡地，主要缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力、能耗高、用水率低、浪費(fèi)嚴(yán)重。

1.4 自動(dòng)噴灌

適用于面積較大的區(qū)域，其最大的優(yōu)點(diǎn)是省水、省工，主要缺點(diǎn)是設(shè)備成本投入高、后期維護(hù)費(fèi)力。

2 節(jié)水澆灌的主要思路

在國外，節(jié)水澆灌控制系統(tǒng)的發(fā)展起步早，節(jié)水澆灌研究已經(jīng)深入到將氣象因素、蒸騰量和土壤含水率相結(jié)合的綜合澆灌控制，自動(dòng)化程度高，形成了比較完善的澆灌控制體系，發(fā)達(dá)國家節(jié)水灌溉在技術(shù)上與推廣上都達(dá)到很高的水平，值得學(xué)習(xí)借鑒[1]。歸納一下節(jié)水澆灌主要有以下幾個(gè)方面的思路。

2.1 水源的選擇

目前適合綠化澆灌的水源主要有自來水、地下水、自然溪流、地表徑流和雨水等。其中，利用雨水澆灌是將道路的排水系統(tǒng)和綠地給水設(shè)施結(jié)合起來，由道路排水系統(tǒng)收集的雨水不直接排人城市雨水管網(wǎng),而是將其引入澆灌綠化的蓄水池,通過沉淀過濾后即可用作綠化澆灌[2]，對改善城市的生態(tài)環(huán)境、緩解水資源緊張的局面有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.2 節(jié)水技術(shù)運(yùn)用

節(jié)水澆灌技術(shù)實(shí)際上就是一種既滿足植物生長發(fā)育,又可使水的利用率發(fā)揮到最高效益的適用澆灌技術(shù),它的特點(diǎn)就是高度節(jié)水[3]。從節(jié)水技術(shù)方面考慮，選擇自動(dòng)噴灌能夠真正做到適時(shí)適量地控制灌水量、灌水時(shí)間和灌水周期，對需水多的植物可根據(jù)天氣干旱的程度進(jìn)行多次少量的澆灌，有效地防止了水的深層滲漏損失從而能顯著提高水的利用率，同時(shí)節(jié)約了勞動(dòng)力，合理地控制了土壤水分，保持土壤肥力，不破壞土壤表層的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。

2.3 澆灌時(shí)間的選擇

合理澆灌可以避免水量蒸發(fā)浪費(fèi)，讓植物更充分有效地吸收水分。夏季一天中一般選擇無風(fēng)的早晨(9:00以前)或傍晚(16:00以后)為植物最佳澆水時(shí)間，此時(shí)水分相對其他時(shí)間蒸發(fā)較小且能夠讓植物快速吸收；冬季一天中澆灌應(yīng)該避免低溫和冰凍期。合理控制澆水時(shí)間是節(jié)約用水不可忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

3 沙質(zhì)坡地綠化澆灌的問題

3.1 沙質(zhì)坡地的概念

沙質(zhì)坡地是指整體地形有一定的坡度(坡度值在3%～10%為緩坡地，11%～25%為中坡地，26%～50%為陡坡地，51%～100%為急坡地)，且土壤顆粒組成中粒徑0.05～1 mm的砂粒占50%以上。沙質(zhì)土壤顆粒間孔隙大，小孔隙少，毛細(xì)管作用弱，土壤質(zhì)地疏松，通透性好，由此導(dǎo)致沙質(zhì)土壤保水性差、蓄水力弱，不耐干旱，土溫變化較快。

3.2 沙質(zhì)坡地綠化澆灌的存在問題

沙質(zhì)坡地本身沙質(zhì)土壤含砂粒量較高，保水性相對壤土和粘土較差，再加上坡地形自然形成的高差，由于重力的作用無論是自然雨水或者人工澆灌在很短時(shí)間內(nèi)都難滿足植物生長需要，尤其是夏季高溫季節(jié)突然急劇升溫對新栽植苗木的根系危害嚴(yán)重，不及時(shí)澆水容易增加植物死亡的風(fēng)險(xiǎn)。

4 沙質(zhì)坡地節(jié)水澆灌的技術(shù)方法

自動(dòng)循環(huán)噴灌技術(shù)是在自動(dòng)噴灌的基礎(chǔ)上利用特殊的地形處理和高差將平時(shí)澆灌時(shí)多余的水和自然雨水進(jìn)行合理有效的收集并進(jìn)行循環(huán)利用，同時(shí)可按植物品種、土壤和氣候狀況適時(shí)適量噴灑，其每次噴灑水量少,一般不產(chǎn)生地面徑流和深層滲漏。循環(huán)噴灌比常規(guī)灌溉可省水約30% ～50%，而且還節(jié)省勞力,工效較高[4]，沙質(zhì)坡地本身有一定的相對高差，當(dāng)自然的雨水降至地表時(shí)，由于地形的陡峭，雨水很快順勢流走，尤其是夏季短時(shí)間的暴雨和陣雨過后地表很快風(fēng)干，綠化栽植苗木很難吸足自身所需生長水分。

5 案例應(yīng)用——江蘇省第八屆園博會南京園

5.1 項(xiàng)目概況

江蘇省第八屆園博會于2013年9月27日在揚(yáng)中正式開幕。南京園占地約12 000 m2，總投資460萬人民幣，以水韻秦淮的印跡，得“沙上人”圍沙造田之啟示，根據(jù)臨水坡地之形態(tài)，以鳴吳樓、朱雀橋、墨榭、疊水等造園要素，營造自然綴花、臺地綠坡和流水花溪特色景觀，工程包含自動(dòng)噴灌系統(tǒng)、弱電、建筑、假山堆砌、綠化等。入口標(biāo)高8.00和墨榭標(biāo)高0.30高差有7.7 m。

5.2 綠化澆灌中存在的問題

5.2.1 水源問題 本項(xiàng)目遠(yuǎn)離市區(qū),市政給水管網(wǎng)沒有到位，無法直接利用自來水進(jìn)行澆灌，同時(shí)園博會選址毗鄰長江，為積極倡導(dǎo)本次園博會 “生態(tài)、節(jié)能、環(huán)保” 的主題，組委會要求各個(gè)城市在園區(qū)內(nèi)盡可能利用長江水和自然收集的雨水進(jìn)行施工養(yǎng)護(hù)，這給綠化日常養(yǎng)護(hù)提出了更高的要求。

5.2.2 沙質(zhì)坡地保水性差問題 南京園總體地形坡度為1∶6.5(圖1)，給植物澆水有一定的困難。因?yàn)樾路N植植物的圍堰過高會影響整體地形起伏的美感，圍堰低了水很難滲入根部，澆水大了很容易會把樹圍子沖垮且不利于植物根系吸收，水量過小要不斷反復(fù)進(jìn)行澆灌，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效果不佳。

5.2.3 高溫下澆灌的問題 夏季高溫，對新栽植的苗木來說是嚴(yán)峻的考驗(yàn)，反季節(jié)種植澆水時(shí)間要避開中午，澆灌時(shí)間只能安排在太陽落下以后，一般都是人工晚間進(jìn)行澆灌，容易漏澆、少澆、多澆。在2013年夏季，揚(yáng)中市連續(xù)40 d溫度達(dá)到34 ℃以上(圖2)。

圖1 南京園地形坡度示意圖Fig.1 The terrain slope of Nanjing Garden

圖2 揚(yáng)中市2013年6—10月份溫度變化情況Fig.2 The thermometer of Yangzhong city from June to October in 2013

5.3 解決方案

5.3.1 選擇自然雨水 本屆園博會秉承綠色、低碳的理念，在沒有自來水供給的情況下，南京園依據(jù)自己的區(qū)域位置，依靠低洼處的河塘有效地收集了自然雨水，不僅滿足了日常施工和養(yǎng)護(hù)的需要，而且大大地節(jié)約了淡水資源，有效控制了工程成本。

5.3.2 采用自動(dòng)循環(huán)噴灌技術(shù) 我們結(jié)合南京園的坡地高差，以主入口至墨榭為中軸線(花溪)向兩側(cè)至上而下共設(shè)5道高70 cm寬40 cm自然毛石擋墻，擋墻70 cm下埋DN150透水盲管。當(dāng)降雨時(shí)，多余的水會通過草坪和擋墻慢慢滲入盲管，盲管的水匯聚到一定量時(shí)則會流向中軸線的花溪內(nèi)，最終通過中軸線的花溪匯集到低洼的河塘中去。南京園是利用低洼處的地表水、自然雨水結(jié)合人工補(bǔ)水的方式通過2臺增壓泵向坡地面的15個(gè)自動(dòng)控制點(diǎn)同時(shí)供水，在短時(shí)間內(nèi)有效提高了苗木的成活率，節(jié)約了勞動(dòng)力成本(圖3)。

自動(dòng)噴灌技術(shù)出水量相對較少、霧狀噴灑非常均勻、特別適合用于新種植苗木。尤其在這次揚(yáng)中舉行的園博會，揚(yáng)中地理位置就是長江中的夾心島，土壤含沙量極高、保水能力差，雨水過后地表很快干枯，非常不利于植物的生長。在低洼水域中設(shè)置有2臺5.5千瓦增壓泵既能滿足景觀跌水觀賞效果，同時(shí)又可利用2臺增壓泵結(jié)合自動(dòng)噴灌系統(tǒng)可將荷塘的水再次用于綠化澆灌，最終實(shí)現(xiàn)水資源有效的循環(huán)利用。

5.3.3 選擇合理的澆灌時(shí)間 節(jié)水方式除了有先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備以外還應(yīng)該合理的安排澆灌的時(shí)間，尤其是夏季高溫季節(jié)，應(yīng)該避免中午澆灌，南京園主要選擇以下2個(gè)時(shí)間段(圖4)，此溫度在一天中最低，有效地避免了水量蒸發(fā)浪費(fèi)、讓植物更充分有效的吸收水分，保證了植物的存活率。

圖3 南京園自動(dòng)噴灌系統(tǒng)示意Fig.3 The automatic sprinkling system in Nanjing Garden

圖4 南京園2013年6-10月份澆水時(shí)間表Fig.4 The watering schedule of Nanjing Garden from June to October in 2013

6 結(jié) 語

在確定水源與澆灌時(shí)間的前提下，節(jié)水澆灌技術(shù)是當(dāng)下園林工作者需要探索和研究的迫切問題?，F(xiàn)如今的綠化施工養(yǎng)護(hù)過程中自動(dòng)循環(huán)噴灌系統(tǒng)畢竟運(yùn)用的不是很廣泛，其原因主要是前期投入費(fèi)用相對較大，但我們必須未雨綢繆，隨著勞動(dòng)力市場的不斷緊缺和水資源不斷緊張的情況下，在綠化養(yǎng)護(hù)面積相對較大區(qū)域利用自然水資源結(jié)合自動(dòng)循環(huán)噴灌系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)水養(yǎng)護(hù)將是今后的發(fā)展方向和趨勢。

[1] 張小俠,王紅雷,王秀茹，等.城市綠地節(jié)水灌溉技術(shù)探討[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2011(3):133-136

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