绿地喷灌系统的综合节能措施的研究

1、绿地喷灌系统的综合节能措施的研究爱护花草课题组成员： 章赢杰 汪 姝 何 飞 夏伟钢 陆志雯许 城 吴威都 郎佳华 华 鲁 陈 孙课 题 组 长：章赢杰指 导 教 师：吕士明课题研究时间：2004年9月15日 至 10月15日富阳市第二中学物理组绿地喷灌系统的综合节能措施研究E-mail：klusm摘要：城市的绿化工程使我们的城市变得越来越漂亮，而每到夏天常常会久旱无雨，用水紧张，为了保证生活用水，好多灌溉用用都被关闭或限止，加上夏日用电紧张而停电，园林工无法取水浇灌花草树木，导致花草枯死严重。这让原本红花绿叶衬托的美丽城市一下子逊色了，这实在让人遗憾。夏日里有的是阳光，而紧缺的是淡水和电，富

2、阳镇处于富春江畔，城区地下水丰富。为此在老师的指导下我们十来几个人进行了“绿地喷灌系统的综合节能措施的研究”。我们在走访调查我市现有绿地灌溉方式和效果的基础上提出了自己的设计思路：利用太阳能电池将充足的阳光转化为电能，储存在蓄电池中；用地下井水代替自来水，再利用控制电路实施自动（或半自动）喷灌。这样又节约用电、又节约用水，还节省人人力呢。在设计思路的基础上，我们还动手进行了“绿地节能喷灌装置”的模型制作，让自己的设想成为现实。 一、问题的提出 暑假里，晚饭后常跟爸爸妈妈去公园玩，我们发现那些原先翠绿欲滴草木和鲜艳的花朵变得越来越枯萎了，让人好心痛。开学后，与同学们聊天时，大家谈到了这件事情，都

3、感到为之可惜。城市的绿化工程使我们的城市变得越来越漂亮，而每到夏天常常会久旱无雨，用水紧张，为了保证生活用水，好多灌溉用用都被关闭或限止，特别是今年总停电，园林工无法取水浇灌花草树木，导致花草枯死。在夏日里，夏日里有充足的阳光，而紧缺的是淡水和电，难道我们不能想些办法改变一下这些美丽花草树木的命运吗？在老师的指点下，我们进行了绿地喷灌系统的综合节能措施的研究。 二、全市绿地灌溉方式和效果调查及结果分析 9月18日我们分组走访了富阳市城区各公园、街道的绿化区块，9月26日再次分组对富阳城郊的东洲乡、杭州野生动物园、高尔夫球场等地的绿化作了考察，对各绿化区块的灌溉方式、供水水源和今年夏季绿地长势进

4、行了调查。回校后两组将调查结果作了汇总，结果如下表：绿地区块灌溉方式供水源今年夏季绿地长势恩波广场地埋旋转式喷灌自来水草坪枯死面积较大郁达夫公园人工皮管浇灌自来水花草枯死严重江滨西大道公园人工皮管浇灌自来水草木枯死量大富春田径场手推式喷灌机喷灌自来水有枯黄现象天河花园小区人工皮管浇灌自来水花草枯死量大儿童公园草坪：地埋散射式喷灌灌木：人工皮管浇灌自来水灌乔木枯死严重翠绿苗圃草坪：半悬挂式喷灌大树桩：沟灌树苗：微喷灌和人工浇灌蓄水塘和地下井水长势较好东洲葡萄园管上补偿式滴灌管滴灌地下井水长势不错横凉亭立交桥旋转式喷灌+人工皮管浇灌蓄水塘花草枯死严重高尔夫球场地埋旋转式喷灌+手推式喷灌机喷灌自来水

5、向阳面草坪枯死面积较大，其它长势较好高尔夫球场地埋旋转式喷灌系统 微喷灌系统 微滴灌系统 小型旋转式喷灌 根据走访调查，我们发现：1凡专业性苗圃和上档次的公园场地，均采用了先进的、机械化的灌溉系统，相对来讲绿地长势较好，如我们走访考察中看到的，象高尔夫球场，采用大型地埋旋转式喷灌系统，东洲葡萄园的微滴灌系统，翠绿苗圃采用的微喷灌系统和半悬挂式喷灌系统等。 为什么采用的系列喷灌装置的灌溉效果较好？我们上网查阅了有关喷灌技术的知识。 喷灌是一种先进的机械化灌水方式，能适应不同地形、不同土壤和各种作物的灌溉，在国际上已得到广泛应用。 从结构上分，常用的喷灌有固定式喷灌、半固定式喷灌、大型喷灌机组喷灌

6、、小型移动机组喷灌。从节水角度来分喷灌又可分为有喷灌、微喷灌、滴灌、渗灌等。机械喷灌的最大优点是节水、省力。所以这种科学灌溉方式很值广泛推行，特别像我们这样的农业大国，它是缓解我国水资源不足的有效途径，是传统农业向高产、优质、高效的现代农业转变的重大战略举措，是对传统农业灌溉式的一场革命。 2绝大多数的绿地用水的水源都采用自来水，特别是城区几乎全部采自来水；在城郊大多采用蓄水池或水塘作为水源，极少数采用 半悬挂式喷灌系统地下水井作为水源。对于像今年夏季这样的供水、供电情况，采用自来水作为水源的绿地由于淡水用量的控制，花草树木都未能得到充足的灌溉，枯死严重；采用大型蓄水塘和地下水井作为供水源的情

7、况相对较好，但由于白天经常停电，有水也无法施，只有在深夜抽水灌溉，所以植物的长势也受到一定的影响，不过比前者要好得多。 3人为因素对灌溉质量的影响也很大。在供水源、供电条件相同的情况下，私人性的绿地长势明显好于集体性的，如绿翠苗圃、东洲葡萄园等。这主要由于集体性绿地的护理人员责任心不如私营性的护理员强，从我们走访过程中也发现了这一现象，私营性的绿地上，白天各时段几乎都有人在，而集体性的绿地，除一大早可能有人在外，其它时段难得见到护理员。 所以，我们想，要改善当前我市的绿地的灌溉质量，应从以下三个方面着手：一是改变灌溉方式；二是改变水源；三是加强护理人员的责任心。根据这三个，我们开始研究适合我市

8、使用的绿地节能喷灌装置。 三、绿地综合节能喷灌装置的设计和制作1设计思路夏日里有的是阳光，而紧缺的是淡水和电，富阳镇处于富春江畔，城区地下水丰富。因此我们设想，利用太阳能电池将充足的阳光转变成为电能，储存在蓄电池内；用地下井水代替自来水。再加装一个控制器，使用时只需按一下开关，装置就会开始喷灌，过一定时间后会自动停止。这样又节约用电、又节约用水，还节省人力呢。2装置结构情景图爱护花草(内放蓄电池和控制电路)太阳能电池板控制箱电线潜水泵地下水井喷头 3控制器原理框图太阳能电池板蓄电池控制器水泵(喷头)JDAN10025V50K2K9014901340011KLED水泵12VJ1继电器 3控制电路

9、模型制作过程 电路工作原理：这是一个简单的电子定时开关控制电路，按一下按钮AN，电源对电容器（10025V）充电，同时电压通过50K变阻器和2K的电阻加在三极管9014基极，使复合管（9014、9013）导通，继电器吸合，J1闭合水泵工作，同时指灯LED点亮。当电容器慢慢放完毕后，三极管9014基极电压消失，复合管截止，继电器释放，J1断开，水泵停止工作。调节电容和电阻器的大小可控制定时时间。 4模型制作 制作时我们根据各自擅长的进行了具体分工： 材料采购：章赢杰、何飞、汪姝； 控制电路的安装：许城、夏伟钢、吴威都； 喷灌系统的管道连接安装：郎佳华、华鲁、陈孙； 系统整体安装和调试：章赢杰、许城； 控制面板设计及整机装饰美化：陆志雯、汪姝。喷灌演示 各尽所能，通过两个半天的共同努力，我们都完成了各自的任务，在老师的指导下，我们进行了最的组装调试，完成全部制作。 5控制面板的装饰图和模型实物照片如下图所示。 6本装置特点 （1）节约用水。因为采用地下水，一方面不影响城市生活用水平，另一方面喷灌过程流失的水会流到地下井不会出现水浪费现象。 （2）节约用电。因为采用太阳能电池供电，一方面不会因停电影响其使用，另一方面也不会对电荒季节的城市生活用电带来影响。 （3）节省人力。因为装置采用半自动控制，人们可以根据喷灌对象的实际需要，确定喷灌