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(hù)，實(shí)際上是在冷凍出現(xiàn)以前，把管道、閥門(mén)、噴頭里的水排出，以防凍害對(duì)灌溉系統(tǒng)造成破壞。目前國(guó)內(nèi)灌溉工程多采用管路埋入當(dāng)?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(jiǎn)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(kāi)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(duì)于灌溉系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，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(dá)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(hù)，實(shí)際上是在冷凍出現(xiàn)以前，把管道、閥門(mén)、噴頭里的水排出，以防凍害對(duì)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(dòng)泄水措施，釋放灌溉系統(tǒng)里的水；

　　2、采用自動(dòng)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(guó)內(nèi)灌溉工程多采用管路埋入當(dāng)?shù)貎鐾翆右韵拢@樣的結(jié)果是：系統(tǒng)比較安全，管理比較簡(jiǎn)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(kāi)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(duì)于灌溉系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，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(dá)到防凍的目的。

　　一、采用手動(dòng)泄水措施

　　使用這種辦法，必須確信灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、能滿足排水要求。手動(dòng)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(dòng)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(guò)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(kāi)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(dòng)開(kāi)啟泄水閥。

　　注意：對(duì)于主閥門(mén)或各分區(qū)閥門(mén)（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(duì)于有些園林噴頭（如雨鳥(niǎo)T-Bird、1800系列）有側(cè)面和底部進(jìn)水兩種，當(dāng)采用側(cè)面進(jìn)水時(shí)，可在底側(cè)設(shè)置自動(dòng)泄水閥，以防止外殼凍裂；對(duì)于齒輪驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)噴頭（如雨鳥(niǎo)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(dòng)或拆除噴頭來(lái)解決）或采用壓縮空氣的辦法。

　　二、采用自動(dòng)泄水措施

　　在灌溉系統(tǒng)主管路最好安裝手動(dòng)泄水閥，而不要去采用自動(dòng)裝置。自動(dòng)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(jìn)水的埋藏噴頭）。原理是：每次系統(tǒng)關(guān)閉后，自動(dòng)泄水閥就會(huì)泄走噴頭或管路里的水（如雨鳥(niǎo)16A-FDV自動(dòng)泄水閥，開(kāi)閥壓力2m、關(guān)閥壓力4m）。自動(dòng)泄水閥若安裝在主管路系統(tǒng)會(huì)造成灌溉水的大量浪費(fèi)。

　　自動(dòng)泄水閥（1/2^"、3/4^"陽(yáng)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(gè)。在管理過(guò)程中，應(yīng)定時(shí)檢查，以防自動(dòng)泄水閥堵塞而影響工作。象手動(dòng)泄水措施一樣，對(duì)于管路電磁閥或手動(dòng)閥門(mén)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(mén)拆開(kāi)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(guó)外在一些大的灌溉工程中都采用這種做法，如高爾夫球場(chǎng)、公園等。主要采用租賃設(shè)備或請(qǐng)當(dāng)?shù)氐墓こ坛邪烫峁┻@種服務(wù)，且價(jià)格比較合適，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)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(mén)、管路或由于一些飛濺物引起物理性傷害。在進(jìn)行過(guò)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(dāng)?shù)膲嚎s空氣流量（17-42.5m3/h）是非常重要的，對(duì)于3“的主管，壓縮空氣流量可能需要212m3/h、對(duì)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(guò)0.35Mpa（如圖3）、最好采用壓力調(diào)節(jié)閥以防止壓力過(guò)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(lái)排空水，這非常危險(xiǎn)。

　　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(huì)遭到破壞，因?yàn)榭諝獾恼硿缺人恼硿刃≡S多，能產(chǎn)生更大的威脅。

　　設(shè)計(jì)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(niǎo)P33、圖4）、手動(dòng)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(qǐng)及時(shí)檢測(cè)一下安裝情況和連接情況。使用壓縮空氣法時(shí)，采用定時(shí)器操作比手動(dòng)操作安全，假如系統(tǒng)有定時(shí)器，請(qǐng)根據(jù)其提供的操作步驟進(jìn)行。

　　1、在自動(dòng)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(hù)眼鏡，系統(tǒng)工作過(guò)程中請(qǐng)遠(yuǎn)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(guò)控制器設(shè)置循環(huán)，開(kāi)啟各站電磁閥，減少主管路水壓力，持續(xù)一段時(shí)間，利于水的排泄和空氣的充分進(jìn)入管路。連接壓縮機(jī)與主管路的連接，注意調(diào)節(jié)閥門(mén)，使壓縮空氣壓力不要超過(guò)0.35MPa.

　　打開(kāi)壓縮機(jī)，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(zhǎng)短和噴頭的數(shù)量。注意：每個(gè)輪灌區(qū)持續(xù)的時(shí)間不要超過(guò)2分鐘，因?yàn)閴嚎s空氣持續(xù)的熱量有可能破壞管路和噴頭的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（主要為水潤(rùn)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(dāng)延長(zhǎng)壓縮機(jī)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(gè)輪灌區(qū)排空以后，稍休息一段時(shí)間。注意：以后的輪灌區(qū)工作時(shí)間應(yīng)小于第一輪灌區(qū)，因?yàn)橹鞴苈废到y(tǒng)已在第一次排空。

　　左上：壓縮空氣開(kāi)始時(shí)，管道水從噴頭溢出時(shí)的情景

　　中：壓縮進(jìn)行時(shí)，水、氣混合物從噴頭排除時(shí)的情景

　　右：壓縮后期，大部分氣體從噴頭排除時(shí)的情景

　　2、在手動(dòng)控制系統(tǒng)中使用壓縮空氣排空

　　使用這種方法是僅當(dāng)系統(tǒng)里沒(méi)有安裝自動(dòng)控制系統(tǒng)。

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

　　打開(kāi)壓縮機(jī)，持續(xù)增加空氣流量直到所有的噴頭升起，每個(gè)輪灌區(qū)持續(xù)的時(shí)間不要超過(guò)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(jī)，讓壓縮空氣從管路和儲(chǔ)氣罐里徹底散開(kāi)。在關(guān)閉剛排空輪灌區(qū)前，請(qǐng)先打開(kāi)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(rùn)地區(qū)，這個(gè)地區(qū)一般不會(huì)出現(xiàn)冰凍天氣或可能出現(xiàn)過(guò)典型冰凍，但持續(xù)的時(shí)間較短。