蔬菜大棚供水系統優化設計及安全運行研究

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，同時蔬菜大棚的供水系統也是整個大棚運作的基礎設施之一。本文主要針對北方典型的蔬菜大棚進行研究，分析其外部環境，根據棚室種植作物需水的規律，為蔬菜大棚的供水系統做優化，從水量供應、優化水質、轉換水能以及控制溫度等多方面考慮，配套相應的安全管理措施，希望能夠通過對優化蔬菜大棚供水系統推動當地農業的發展，幫助農民創收、增收。

關鍵詞：蔬菜大棚;供水系統;優化設計;安全運行

1 水量供應方面

經過實地調查發現，北方的蔬菜大棚室內的生產用水主要由三部分組成，分別是在棚室內部進行噴灑、通過水簾增加濕度，降低溫度、圍護結構淋濕，同時這三個部分彼此獨立，由不同的設置實現運作。

在棚室內部進行噴灑依靠于供水管道和噴頭，兩者構成了其主體設施，噴灑設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，由此為棚內的蔬菜提供一個最適宜的生活環境，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、水簾以及風機等設施，而圍護結構淋濕設施依靠的設施大同小異，也是供水管道系統、噴頭和棉被等，。通過水簾增加濕度，降低溫度以及圍護結構淋濕的首要目的就是降低蔬菜大棚里面的溫度，從而幫助棚內蔬菜健康證生長。這三部分運作系統能夠基本保障棚內的濕度和溫度維持在一個適宜蔬菜生長的數值。

在棚室內部進行噴灑、通過水簾增加濕度，降低溫度、圍護結構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，來保障生產用水水源充足，蔬菜大棚內供水無障礙。除此之外，為了節約用水，進一步降低常規水資源的開采強度，蔬菜大棚的供水還可以依靠存水池等調蓄設備，利用調蓄設備采集周邊地區的清潔水源，經過簡單技術處理之后轉變為可使用水源，供生產用水使用，同時這些調蓄的水源還能夠對蔬菜大棚周邊的道路進行清潔，滿足園區綠化的需求，幫助進行蔬菜沖洗等工作。

2 優化水質

蔬菜的健康生長以及蔬菜品質的提高離不開水質的作用，目前的蔬菜大棚很少會將城鎮的集中供水作為生產用水，這是由于城鎮的供水水質并不過關，大多都殘留著氯及氯化物，所以蔬菜大棚所選擇的生產用水多是沒有經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要求，不僅僅水質清潔，水溫也比較穩定。但值得注意的是，未經處理的地表水和地下水往往都參雜著雜質顆粒，而蔬菜大棚內部采用的噴灑系統多是霧噴頭，這就很容易造成噴頭的堵塞，噴頭出水會變得不均衡。由此，蔬菜大棚生產用水使用的水源也并不是要完全不處理，其需要適當的過濾掉水質中較大的顆粒雜質，幫助霧噴頭出水均衡，滿足蔬菜大棚內部噴灑用水的要求。

3 轉換水能

目前，蔬菜大棚生產用水的主要來源有兩個，一個是調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。當蔬菜大棚需要使用水泵機進行調蓄時，可以優先選擇電網用電的地分時段，因為此時水泵機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還有一定的緩沖作用。水泵機組和調蓄水池的聯合是較為常見的一種供水方式，其在創造便利的同時，還會產生水資源的損失，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的安全性，調蓄水池應當被設計為高位水池，這種高位水池大多被建在半山腰，水泵機收集水源到調蓄水池中，然后高位水池借助重力將水量運輸到蔬菜大棚內部，供其生產使用。這種水泵機和高位水池的組合可以借助能量的轉換，解決電力供應中斷，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，進而提升蔬菜的品質。

4 大棚內的溫度控制

蔬菜的正常發育離不開溫度、濕度以及光照等，這三者會對蔬菜的品質產生直接的影響，其中蔬菜大棚對于溫度額要求極其嚴格，因為蔬菜在不同的生長發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，蔬菜大棚內的溫度需要進行實時人工把控，供水系統是調節蔬菜大棚環境溫度有效的手段之一，通過設計和建造不同的供水系統能夠將蔬菜大棚內的溫度控制在一個合適的范圍內。

蔬菜在生長發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（在棚室內部進行噴灑、通過水簾增加濕度，降低溫度、圍護結構淋濕）都可以對棚內溫度產生影響，因為受到周邊環境的影響，地下水本身的水溫就比較穩定，冬暖夏涼，在用水時能夠自然而然地調節棚內溫度，所以在收集到雨水之后，也可以將其儲存到地下的水池，將其變為“地下水”，不僅僅可以穩定水溫，還能夠預防雨水蒸發，造成浪費。

5 結語

合理構建蔬菜大棚的供水系統，科學管理供水系統的運作能夠保障整個園區的安全生產，同時節約各類資源。在棚室內部進行噴灑、通過水簾增加濕度，降低溫度、圍護結構淋濕等用水系統對于降低棚內溫度、增加棚內適度有著積極作用;而針對自然水源進行簡單水質處理，過濾其中的大顆粒能夠幫助噴灑水霧達到標準要求;高位水池又可以借助自然地勢轉換動能，保障供水系統的穩定運行;在用電低峰時期使用水泵機，節約能源和成本，將對電網的沖擊降到最小。

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（作者單位：河北工程大學）