高速公路中央分隔带绿化智能节水灌溉系统设计

高速公路中央分隔带绿化智能节水灌溉系统设计

徐毅刚

云南交投生态环境工程有限公司

摘要：改革开放后，我国的交通行业随着社会发展不断进步，在人们生活水平不断提升下，对高速公路要求也逐步提高。现阶段，高速公路中央分隔带绿化防眩苗木的浇水养护存在的安全风险较高的问题，着重从降低事故风险、保障运营安全、便于管养的角度，提出在重载车多、安全风险高的路段推广使用中央分隔带绿化智能节水灌溉系统等建议。

关键词：高速公路；中央分隔带；运营安全；交通安全设施

引言

目前高速公路中央分隔带绿化灌溉主要是采用洒水车和人工漫灌浇水两种方式，浇灌劳动强度和难度很大，不但运距长、费用高，而且费时、费水，利用洒水车浇水占用车道，不仅影响车辆通行，而且还存在一定的安全隐患。漫灌下渗的水会渗向路面结构，加剧了道路病害的形成速度和破坏程度，使高速公路多处出现唧泥、辙槽、拥包、横裂、沉陷、龟裂等病害现象，造成路面水损坏。高速公路中央分隔带绿化节水灌溉工程是高速公路建设的重要组成部分，针对高速公路中央分隔带绿化植物灌溉难、花费大等问题，亟须在高速公路已有的集中排水系统基础上，采取节能高效的自动灌溉方案。

1高速绿化灌溉发展现状

国外发达国家高速公路发展趋于完善，配套绿化灌溉多采用自动控制方式，且多搭配土壤湿度与作物水分监测系统，灌溉系统运行性能及效率较高。目前国内高速绿化灌溉方式主要有人工灌溉（洒水车灌溉、快速取水阀灌溉）、喷灌、滴灌3种。洒水车灌溉即通过洒水车拉水进行灌溉，方式简单，但危害较多，过多的水量会对路基产生损坏，洒水车也会对高速交通产生严重影响，甚至引发交通事故。该灌溉方式是目前高速中分带绿化浇灌应用最多的灌溉方式。快速取水阀灌溉仅设置给水管，软管通过快速取水阀与给水管相接，按区域进行人工灌溉管理。该灌溉方式主要适用于管理相对粗犷的互通区或成本受严格限制的项目，目前在站区绿化灌溉应用较多。喷灌是借助水泵和管道系统，把具有一定压力的水喷到空中，散成小水滴或形成弥雾降落到植物上和地上的灌溉方式。喷灌具有节水、省工、提高土地利用率及适应性强等优势，但初期投资较大。该灌溉方式适用于站区等管理要求较高、对整体景观呈现有要求的区域。滴灌是利用塑料管道将水通过毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。滴灌目前是干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，水的利用率可达95%。但前期投资也比较大，且滴头易结垢和堵塞，材料损坏率较高，使用时应对水源进行严格的过滤处理。滴灌灌溉安全、节水、节地、省工，适用于绿化面积受限、人工灌溉不便且灌溉风险较高区域。

2存在安全问题

苗木防眩除养护工作量大外，运营过程中还发现一些安全问题：部分路段因土质、气候等原因，龙柏、蜀桧等苗木不易成活，杂草生长茂盛，中央分隔带内空间狭小，无法完全采用机械化作业，定期清理、栽植、打草、浇水、施肥、病虫防治等需要大量人工，由于中央分隔带紧邻超车道，养护作业安全风险较高，如果安全防护不到位可能会发生群死群伤事故；同时，随着中央分隔带护栏防护标准提高，护栏高度增加，翻越护栏进入中隔带作业和暂避车辆的难度加大，安全风险进一步加大。

3对策

3.1智能自动化灌溉系统

（1）自动化灌溉控制原理。灌溉系统包括硬件和软件两个部分。硬件部分由灌溉控制柜中央控制操作台、触摸屏、无线数据传输设备、温湿度传感器、雨量传感器以及水泵、过滤装置、喷头等灌溉设备组成。软件部分可以实时显示当前气象参数，显示灌溉状态，控制灌溉设备，实现定量自动灌溉并保存灌溉作业记录。信息采集的温湿度传感器、雨量传感器把数据送入园林灌溉控制柜中央控制设备，在中央控制设备进行灌溉参数设置，并对灌溉情况进行统计。数据采集和灌溉控制通过无线网络连接灌溉控制柜中央控制设备，实现对绿化带气象参数和灌溉参数的实时采集和下达操作指令。（2）中央带绿化土壤墒情数据信息采集。为保障采集数据的稳定及准确性，在中央带绿化中安装两处温湿度传感器，传感器自带电源，通过控制器、解码器、数据传输模块装置，用无线网络将采集的数据实时传输到灌溉控制柜中心控制设备。（3）全自动灌溉模式。全自动模式是将温湿度传感器采集的绿化土壤墒情和雨量传感器采集的降雨或喷水量等数据传输到灌溉控制柜中心控制设备，控制中心对收到的数据进行分析运算等处理，确定植物需水量，控制灌溉时机。一般情况下，系统内会设定干旱灌溉开启值、含水量饱和关闭值，当达到干旱灌溉预设值后，系统会开启灌溉，当达到含水量饱和预设值后，系统会关闭灌溉，当系统进行开启和关闭操作时，控制中心会将指令下达到水泵、压力罐或恒压供水变频柜、电磁阀开关、自动反冲洗过滤等装置，实现全自动灌溉。

3.2树种选择要求

鉴于中央分隔带特殊的立地环境，在树种选择上必须考虑以下因素。一是选择抗逆性强的树种，使其在土质差、高温、干旱条件下可以正常生长。乡土树种是经过自然选择后具有生态适应性的植物，其抗性强于外来树种。乡土树种在选择时应首先考虑应用。二是因中央分隔带防眩光是其重要的作用之一，因此栽植的植物高度要求在120-200cm并应通过养护修剪长期保持在此高度范围，所以应选择耐修剪的树种。三是选择病虫害比较少、抗污染能力强、无落果污染路面的树种。四是选择彩色叶树种、花灌木，按一定的规律、韵律与绿色叶树种进行搭配栽植，用以缓解驾驶人长途开车的视觉疲劳。

3.3养护科技含量提升

①通过雨量传感器的实时监测数据以及其自身的ET调节，实现按需灌溉，减少人工成本，智能判断是否浇灌或停水，保证全年把作物控制在适合生长的环境。②土壤墒情分析，根据植被的种类，设定土壤墒情指数，也可以使用App设置，灌溉系统中的控制系统会自动将通过传感器传回的数据与设定数值比对，以实现灌溉系统的自动开启或者关闭。也可通过系统配套的手机或平板电脑App设定为自动模式灌溉。③可通过App进行网络远程控制一体化智能园林灌溉控制柜，既可做到人工操作控制开始或者关闭，避免人工路面施工的危险。④泵房内加装全自动反冲洗砂石过滤器，实现井水水质的净化，以过滤井水中的沙粒及钙质，避免水中杂质聚集在喷头造成喷水距离和方向变化，而降低灌溉均匀度，也能有效防止管道堵塞造成压力增加，憋爆管道。

结语

一是对现有绿化管养难度大、安全风险高、土质不良、气候干旱路段的中央分隔带建议对其增加智能节水灌溉系统，可在实施专项路面维修时，同步设计、施工中央分隔带智能节水灌溉系统方案。二是在针对新建高速公路中对中央分隔带景观绿化苗木种植段落，应同步设计、同步施工、同步使用智能节水灌溉系统。这样既解决了中央分隔带绿化管养难度大、管养过程安全风险高的问题，又解决了气候干旱可以节约绿化用水，且提高绿化浇水养护效率。

参考文献

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