灌溉系統(tǒng)的防凍措施

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摘要：灌溉系統(tǒng)的防凍保護，實際上是在冷凍出現(xiàn)以前，把管道、閥門、噴頭里的水排出，以防凍害對灌溉系統(tǒng)造成破壞。目前國內(nèi)灌溉工程多采用管路埋入當?shù)貎鐾翆右韵?，這樣的結(jié)果是：系統(tǒng)比較安全，管理比較簡單，但工程量大、投資加大，如北京凍土層深在50cm-80cm，一般工程溝開挖深度在1m左右，新疆地區(qū)管路系統(tǒng)埋深一般在1.8m左右。對于灌溉系統(tǒng)來說，防凍的基本步驟是關(guān)閉主閥、切斷水源，然后排泄管路里的水，從而達到防凍的目的。

　　關(guān)鍵詞：灌溉 防凍 冰凍 泄水 壓縮空氣法

　　灌溉系統(tǒng)的防凍保護，實際上是在冷凍出現(xiàn)以前，把管道、閥門、噴頭里的水排出，以防凍害對灌溉系統(tǒng)造成破壞。在不同的氣候條件下，灌溉系統(tǒng)的防凍措施不一樣，但一般不外乎以下四種措施：

　　1、采用手動泄水措施，釋放灌溉系統(tǒng)里的水；

　　2、采用自動泄水措施，釋放灌溉系統(tǒng)里的水；

　　3、采用壓縮空氣法，吹出灌溉系統(tǒng)里的水；

　　4、采用管道外包裹防凍材料（一般用于地面管道）。

　　目前國內(nèi)灌溉工程多采用管路埋入當?shù)貎鐾翆右韵?，這樣的結(jié)果是：系統(tǒng)比較安全，管理比較簡單，但工程量大、投資加大，如北京凍土層深在50cm-80cm，一般工程溝開挖深度在1m左右，新疆地區(qū)管路系統(tǒng)埋深一般在1.8m左右。

　　對于灌溉系統(tǒng)來說，防凍的基本步驟是關(guān)閉主閥、切斷水源，然后排泄管路里的水，從而達到防凍的目的。

　　一、采用手動泄水措施

　　使用這種辦法，必須確信灌溉系統(tǒng)設(shè)計合理、能滿足排水要求。手動泄水閥應(yīng)安裝在主管路最低洼的地方，假若系統(tǒng)有多處低洼地，都應(yīng)該設(shè)置手動泄水閥，一般采用球閥、閘閥或帶有堵頭的一段管子，而且應(yīng)保證施工過程中有一定的坡度條件，方便管道內(nèi)的水匯集到泄水井。若泄水井安裝在室外，應(yīng)保證泄水井的干燥（可以采用井底放置礫石）；若在室內(nèi)應(yīng)確保排泄的水量不致于溢出水井。方法是：關(guān)閉系統(tǒng)主閥，切斷水源，依次打開各輪灌區(qū)的控制閥（如電磁閥），減少管路系統(tǒng)水壓力，然后慢慢手動開啟泄水閥。

　　注意：對于主閥門或各分區(qū)閥門（如電磁閥、閘閥）里的積水就需要采用壓縮空氣的辦法吹出或采用包裹防凍材料的辦法處理。對于有些園林噴頭（如雨鳥T-Bird、1800系列）有側(cè)面和底部進水兩種，當采用側(cè)面進水時，可在底側(cè)設(shè)置自動泄水閥，以防止外殼凍裂；對于齒輪驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)噴頭（如雨鳥3500、5004、7005等系列噴頭），里面的積水需要人工排（提起升降體、輕微的晃動或拆除噴頭來解決）或采用壓縮空氣的辦法。

　　二、采用自動泄水措施

　　在灌溉系統(tǒng)主管路最好安裝手動泄水閥，而不要去采用自動裝置。自動泄水裝置一般安裝在支管路或與噴頭安裝在一起（如采用側(cè)面進水的埋藏噴頭）。原理是：每次系統(tǒng)關(guān)閉后，自動泄水閥就會泄走噴頭或管路里的水（如雨鳥16A-FDV自動泄水閥，開閥壓力2m、關(guān)閥壓力4m）。自動泄水閥若安裝在主管路系統(tǒng)會造成灌溉水的大量浪費。

　　自動泄水閥（1/2^"、3/4^"陽螺紋接口）應(yīng)安裝在分區(qū)電磁閥的下游低洼地，一般每條支管安裝1-2個。在管理過程中，應(yīng)定時檢查，以防自動泄水閥堵塞而影響工作。象手動泄水措施一樣，對于管路電磁閥或手動閥門清除里面的積水可用壓縮空氣法、包裹防凍材料或采用閥門拆開的辦法，用干布試擦積水。（如圖1、圖2所示）

　　三、采用壓縮空氣法

　　采用壓縮空氣的方法，一定要注意安全。目前，國外在一些大的灌溉工程中都采用這種做法，如高爾夫球場、公園等。主要采用租賃設(shè)備或請當?shù)氐墓こ坛邪烫峁┻@種服務(wù)，且價格比較合適，目前國內(nèi)還沒有這種服務(wù)商。在技術(shù)不成熟以前，建議采用職業(yè)技術(shù)人員操作。壓縮空氣（壓力0.35MPa以上）能破壞閥門、管路或由于一些飛濺物引起物理性傷害。在進行過程中，不要站在灌溉管路、噴頭或電磁閥的周圍。

　　采用壓縮空氣法，選擇和使用適當?shù)膲嚎s空氣流量（17-42.5m3/h）是非常重要的，對于3“的主管，壓縮空氣流量可能需要212m3/h、對于4”的主管，壓縮空氣流量可能需要424m3/h.壓縮空氣壓力不要超過0.35Mpa（如圖3）、最好采用壓力調(diào)節(jié)閥以防止壓力過高，若采用空氣體積大、壓力低的壓縮空氣，可消除一些潛在的隱患。不要試圖用高壓力、低容量的壓縮空氣來排空水，這非常危險。

　　注意：即使灌溉系統(tǒng)能承受1.0MPa的水壓力，但在相同壓力的空氣作用下系統(tǒng)就會遭到破壞，因為空氣的粘滯度比水的粘滯度小許多，能產(chǎn)生更大的威脅。

　　設(shè)計上，需要預(yù)留壓縮空氣入口，一般采用在主管路上安裝快速連接閥（如雨鳥P33、圖4）、手動閘閥或預(yù)留一些三通接口，這些預(yù)留口應(yīng)緊挨著工程水源處。安裝以后請及時檢測一下安裝情況和連接情況。使用壓縮空氣法時，采用定時器操作比手動操作安全，假如系統(tǒng)有定時器，請根據(jù)其提供的操作步驟進行。

　　1、在自動控制系統(tǒng)中使用壓縮空氣排空

　　注意：操作人員應(yīng)配帶保護眼鏡，系統(tǒng)工作過程中請遠離埋設(shè)管路、安裝有噴頭或電磁閥的地方，確保人身安全。

　　首先關(guān)閉系統(tǒng)主閥，通過控制器設(shè)置循環(huán)，開啟各站電磁閥，減少主管路水壓力，持續(xù)一段時間，利于水的排泄和空氣的充分進入管路。連接壓縮機與主管路的連接，注意調(diào)節(jié)閥門，使壓縮空氣壓力不要超過0.35MPa.

　　打開壓縮機，持續(xù)增加空氣流量直到所有的噴頭升起，壓縮空氣的流量或體積取決于管路的長短和噴頭的數(shù)量。注意：每個輪灌區(qū)持續(xù)的時間不要超過2分鐘，因為壓縮空氣持續(xù)的熱量有可能破壞管路和噴頭的傳動機構(gòu)（主要為水潤滑和冷卻）。在空氣壓縮系統(tǒng)關(guān)閉以前一定不能關(guān)閉控制器。為了確保排空，可重復(fù)操作，直到噴頭噴出的是霧汽。

　　減少熱破壞的方法：可以適當延長壓縮機與灌溉系統(tǒng)之間連接管的距離，以便降低壓縮空氣溫度；每個輪灌區(qū)排空以后，稍休息一段時間。注意：以后的輪灌區(qū)工作時間應(yīng)小于第一輪灌區(qū)，因為主管路系統(tǒng)已在第一次排空。

　　左上：壓縮空氣開始時，管道水從噴頭溢出時的情景

　　中：壓縮進行時，水、氣混合物從噴頭排除時的情景

　　右：壓縮后期，大部分氣體從噴頭排除時的情景

　　2、在手動控制系統(tǒng)中使用壓縮空氣排空

　　使用這種方法是僅當系統(tǒng)里沒有安裝自動控制系統(tǒng)。

　　首先關(guān)閉系統(tǒng)主閥，手動開啟某站閥門，減少主管路水壓力，持續(xù)一段時間。連接壓縮機與主管路的連接，注意調(diào)節(jié)閥門，使壓縮空氣壓力不要超過0.35MPa.

　　打開壓縮機，持續(xù)增加空氣流量直到所有的噴頭升起，每個輪灌區(qū)持續(xù)的時間不要超過2分鐘，為了確保排空，可重復(fù)操作，直到噴頭噴出霧汽。2分鐘后，關(guān)閉壓縮機，讓壓縮空氣從管路和儲氣罐里徹底散開。在關(guān)閉剛排空輪灌區(qū)前，請先打開另外一組輪灌區(qū)（需要排空的），重復(fù)上述步驟。

　　四、采用管道外包裹防凍材料

　　主要適合南方溫暖、濕潤地區(qū)，這個地區(qū)一般不會出現(xiàn)冰凍天氣或可能出現(xiàn)過典型冰凍，但持續(xù)的時間較短。