蔬菜大棚供水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計及安全運行研究

于軍輝?吳玉蘭?姜鳳超

摘要：供水支撐著蔬菜大棚的安全生產(chǎn)，同時蔬菜大棚的供水系統(tǒng)也是整個大棚運作的基礎(chǔ)設(shè)施之一。本文主要針對北方典型的蔬菜大棚進(jìn)行研究，分析其外部環(huán)境，根據(jù)棚室種植作物需水的規(guī)律，為蔬菜大棚的供水系統(tǒng)做優(yōu)化，從水量供應(yīng)、優(yōu)化水質(zhì)、轉(zhuǎn)換水能以及控制溫度等多方面考慮，配套相應(yīng)的安全管理措施，希望能夠通過對優(yōu)化蔬菜大棚供水系統(tǒng)推動當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展，幫助農(nóng)民創(chuàng)收、增收。

關(guān)鍵詞：蔬菜大棚;供水系統(tǒng);優(yōu)化設(shè)計;安全運行

1 水量供應(yīng)方面

經(jīng)過實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，北方的蔬菜大棚室內(nèi)的生產(chǎn)用水主要由三部分組成，分別是在棚室內(nèi)部進(jìn)行噴灑、通過水簾增加濕度，降低溫度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)淋濕，同時這三個部分彼此獨立，由不同的設(shè)置實現(xiàn)運作。

在棚室內(nèi)部進(jìn)行噴灑依靠于供水管道和噴頭，兩者構(gòu)成了其主體設(shè)施，噴灑設(shè)施的主要作用不僅僅是為蔬菜提供其生長的水分，同時還能夠起到一定降溫的作用，由此為棚內(nèi)的蔬菜提供一個最適宜的生活環(huán)境，水分在蔬菜生長中是不可或缺的，其在直接幫助蔬菜生長的同時，還能夠為其創(chuàng)造舒適的生長條件。通過水簾增加濕度，降低溫度主要依靠的是供水管道系統(tǒng)、水簾以及風(fēng)機(jī)等設(shè)施，而圍護(hù)結(jié)構(gòu)淋濕設(shè)施依靠的設(shè)施大同小異，也是供水管道系統(tǒng)、噴頭和棉被等，。通過水簾增加濕度，降低溫度以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)淋濕的首要目的就是降低蔬菜大棚里面的溫度，從而幫助棚內(nèi)蔬菜健康證生長。這三部分運作系統(tǒng)能夠基本保障棚內(nèi)的濕度和溫度維持在一個適宜蔬菜生長的數(shù)值。

在棚室內(nèi)部進(jìn)行噴灑、通過水簾增加濕度，降低溫度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)淋濕等的水源采取的都是地表或者地下水源，一般大棚主人都會利用水泵和蓄水池操作配合，來保障生產(chǎn)用水水源充足，蔬菜大棚內(nèi)供水無障礙。除此之外，為了節(jié)約用水，進(jìn)一步降低常規(guī)水資源的開采強(qiáng)度，蔬菜大棚的供水還可以依靠存水池等調(diào)蓄設(shè)備，利用調(diào)蓄設(shè)備采集周邊地區(qū)的清潔水源，經(jīng)過簡單技術(shù)處理之后轉(zhuǎn)變?yōu)榭墒褂盟?，供生產(chǎn)用水使用，同時這些調(diào)蓄的水源還能夠?qū)κ卟舜笈镏苓叺牡缆愤M(jìn)行清潔，滿足園區(qū)綠化的需求，幫助進(jìn)行蔬菜沖洗等工作。

2 優(yōu)化水質(zhì)

蔬菜的健康生長以及蔬菜品質(zhì)的提高離不開水質(zhì)的作用，目前的蔬菜大棚很少會將城鎮(zhèn)的集中供水作為生產(chǎn)用水，這是由于城鎮(zhèn)的供水水質(zhì)并不過關(guān)，大多都?xì)埩糁燃奥然铮允卟舜笈锼x擇的生產(chǎn)用水多是沒有經(jīng)過處理的地表水和地下水，這些水源基本都能夠符合蔬菜用水的水質(zhì)要求，不僅僅水質(zhì)清潔，水溫也比較穩(wěn)定。但值得注意的是，未經(jīng)處理的地表水和地下水往往都參雜著雜質(zhì)顆粒，而蔬菜大棚內(nèi)部采用的噴灑系統(tǒng)多是霧噴頭，這就很容易造成噴頭的堵塞，噴頭出水會變得不均衡。由此，蔬菜大棚生產(chǎn)用水使用的水源也并不是要完全不處理，其需要適當(dāng)?shù)倪^濾掉水質(zhì)中較大的顆粒雜質(zhì)，幫助霧噴頭出水均衡，滿足蔬菜大棚內(nèi)部噴灑用水的要求。

3 轉(zhuǎn)換水能

目前，蔬菜大棚生產(chǎn)用水的主要來源有兩個，一個是調(diào)蓄水池里面的天然水源，其是由抽水泵提取出來的;另一個就是日常被收集、儲存起來的天然雨水資源。當(dāng)蔬菜大棚需要使用水泵機(jī)進(jìn)行調(diào)蓄時，可以優(yōu)先選擇電網(wǎng)用電的地分時段，因為此時水泵機(jī)工作消耗的電量會比較小，電價也比較便宜，針對高功率的水泵機(jī)還有一定的緩沖作用。水泵機(jī)組和調(diào)蓄水池的聯(lián)合是較為常見的一種供水方式，其在創(chuàng)造便利的同時，還會產(chǎn)生水資源的損失，例如在輸送水的過程中，天然水可能會貯存一小部分在管道的沿程、彎頭處等。

為了避免上述這種浪費，同時提高蔬菜大棚供水系統(tǒng)的安全性，調(diào)蓄水池應(yīng)當(dāng)被設(shè)計為高位水池，這種高位水池大多被建在半山腰，水泵機(jī)收集水源到調(diào)蓄水池中，然后高位水池借助重力將水量運輸?shù)绞卟舜笈飪?nèi)部，供其生產(chǎn)使用。這種水泵機(jī)和高位水池的組合可以借助能量的轉(zhuǎn)換，解決電力供應(yīng)中斷，水源會立馬中斷的尷尬情形，同時高位水池對于水源和水溫還有穩(wěn)定作用，高位水池輸送的水源溫度不會飄忽不定，能夠有效保障蔬菜所需的水溫，進(jìn)而提升蔬菜的品質(zhì)。

4 大棚內(nèi)的溫度控制

蔬菜的正常發(fā)育離不開溫度、濕度以及光照等，這三者會對蔬菜的品質(zhì)產(chǎn)生直接的影響，其中蔬菜大棚對于溫度額要求極其嚴(yán)格，因為蔬菜在不同的生長發(fā)育的階段都需要不同的溫度，并且其所需的溫度一般都不同于室外的正常溫度，由此，蔬菜大棚內(nèi)的溫度需要進(jìn)行實時人工把控，供水系統(tǒng)是調(diào)節(jié)蔬菜大棚環(huán)境溫度有效的手段之一，通過設(shè)計和建造不同的供水系統(tǒng)能夠?qū)⑹卟舜笈飪?nèi)的溫度控制在一個合適的范圍內(nèi)。

蔬菜在生長發(fā)育過程中對于溫度的要求比較高，其適宜生長的溫度范圍比較窄，而前文所論述的三種供水方式（在棚室內(nèi)部進(jìn)行噴灑、通過水簾增加濕度，降低溫度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)淋濕）都可以對棚內(nèi)溫度產(chǎn)生影響，因為受到周邊環(huán)境的影響，地下水本身的水溫就比較穩(wěn)定，冬暖夏涼，在用水時能夠自然而然地調(diào)節(jié)棚內(nèi)溫度，所以在收集到雨水之后，也可以將其儲存到地下的水池，將其變?yōu)椤暗叵滤?，不僅僅可以穩(wěn)定水溫，還能夠預(yù)防雨水蒸發(fā)，造成浪費。

5 結(jié)語

合理構(gòu)建蔬菜大棚的供水系統(tǒng)，科學(xué)管理供水系統(tǒng)的運作能夠保障整個園區(qū)的安全生產(chǎn)，同時節(jié)約各類資源。在棚室內(nèi)部進(jìn)行噴灑、通過水簾增加濕度，降低溫度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)淋濕等用水系統(tǒng)對于降低棚內(nèi)溫度、增加棚內(nèi)適度有著積極作用;而針對自然水源進(jìn)行簡單水質(zhì)處理，過濾其中的大顆粒能夠幫助噴灑水霧達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求;高位水池又可以借助自然地勢轉(zhuǎn)換動能，保障供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行;在用電低峰時期使用水泵機(jī)，節(jié)約能源和成本，將對電網(wǎng)的沖擊降到最小。

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（作者單位：河北工程大學(xué)）