ICS65.020.01CCSB60DB15022022-05-05發(fā)布包頭市市場監(jiān)督管理局發(fā)布DB1502/T014—2022本文件依據(jù)GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由包頭市林業(yè)和草原局提出并歸口。本文件起草單位:內(nèi)蒙古天龍生態(tài)環(huán)境發(fā)展有限公司、包頭市林業(yè)和草原工作站、包頭市林業(yè)和草原局九原分局、包頭市昆都侖區(qū)農(nóng)牧局。本文件主要起草人:蘭再平、魯存海、李慧敏、呂可、張瑞、馬紅葉、張文英、任愛琴、李明、黃志勇、苗培、張必誠、崔宏斌。IDB1502/T014—2022干旱半干旱區(qū)生態(tài)景觀林自動化節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)程本文件規(guī)定了干旱半干旱區(qū)生態(tài)景觀林自動化節(jié)水灌溉技術(shù)相關(guān)的自動化滴灌系統(tǒng)的組成、設計與安裝、自動化滴灌系統(tǒng)的運行與維護、滴灌灌溉制度、滴灌施肥制度、土壤水分監(jiān)測等內(nèi)容。本文件適用于干旱半干旱區(qū)山地生態(tài)景觀林、通道生態(tài)景觀林和城市園林的節(jié)水灌溉和科學施肥。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T50485微灌工程技術(shù)規(guī)范SL/T364土壤墑情監(jiān)測規(guī)范NY/T1107大量元素水溶肥料3術(shù)語和定義3.1干旱半干旱區(qū)aridandsemi-aridregion主要包括第二級階梯的內(nèi)蒙古高原、塔里木盆地和準噶爾盆地等，面積占全國陸地的30%，年降水量不到300mm的區(qū)域。3.2生態(tài)景觀林ecologicallandscapeforest以持續(xù)發(fā)揮景觀效果為主要目的，具有美學欣賞價值和優(yōu)良生態(tài)功能的喬木林或灌木林。注：生態(tài)景觀林歸屬于公益林，是風景林的二級林種。3.3田間持水量fieldwatercarryingcapacity在充分灌溉（降雨）后，土壤水因重力自由下滲后，土壤能保持的最大含水量。3.4單次有效灌溉時長和灌溉量singledurationandquantityofeffectiveirrigation采用滴灌管沿樹行實施灌溉形成連續(xù)濕潤帶所需的灌溉時長和灌溉量。1DB1502/T014—20223.5灌溉制度irrigationsystem用于指導生長季內(nèi)栽培生態(tài)林精準灌溉的方案，包括單次有效灌溉時長和灌溉量以及啟動灌溉時的土壤相對含水量值。3.6施肥制度fertilizationsystem用于指導生長季內(nèi)栽培生態(tài)林精細施肥的方案，包括不同生長發(fā)育階段的施肥配方和施肥量以及施肥次數(shù)、單次施肥量。3.7林木營養(yǎng)元素年吸收量annualabsorbingquantityofnutrientelementsbytreeplantation栽培林木在單個生長季內(nèi)從土壤中吸收的N、P、K等營養(yǎng)元素的年吸收總量。4自動化節(jié)水滴灌系統(tǒng)的組成、設計與安裝自動化滴灌系統(tǒng)由水源工程、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、滴頭、自動化控制系統(tǒng)5部分組成。4.1自動化滴灌系統(tǒng)的組成4.1.1水源工程河流、湖泊、水庫、井水等均可作為滴灌的水源，為了利用各種水源進行灌溉，往往需要修建引水、蓄水、提水工程，以及相應的輸配電工程，當以含泥沙量較多的河渠為水源時，還應修建沉砂池，這些統(tǒng)稱為水源工程。4.1.2首部樞紐滴灌系統(tǒng)的首部樞紐通常由水泵或動力機、控制設備、施肥裝置、水質(zhì)凈化裝置、測量和保護設備等組成，其作用是從水源抽水加壓，施入肥料液，經(jīng)過濾后按時按量送進管網(wǎng)。首部控制樞紐是全系統(tǒng)的調(diào)度中心。a)水泵如果不是直接取水于有壓水源（水塔、壓力給水管、高位水池等），需要安裝水泵或動力機。選擇的水泵應滿足系統(tǒng)總揚程和設計流量要求；b)過濾器過濾器是清除水流中各種有機物和無機物雜質(zhì)，保證滴灌系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵設備。由于滴頭的流道很小，容易堵塞，即使使用清潔的井水作滴灌水源，也應使用過濾器，以保證滴灌系統(tǒng)的正常運行。過濾器一般安裝在施肥裝置后面。過濾器的類型較多，根據(jù)滴灌的水源和水質(zhì)情況正確選用。目前過濾器主要有離心式過濾器、砂石過濾器、疊片式過濾器和篩網(wǎng)過濾器四種類型。如果滴灌水源中含砂量較大，一般選擇離心式過濾器作為初級過濾器；如果滴灌水源富含有機質(zhì)和藻類，一般選擇砂石過濾器作為初級過濾器。疊片過濾器分為手動沖洗和自動反沖洗兩種類型，其過濾精度高、效率高，初級過濾和終極過濾均可使用。為了減少日常管理維護2DB1502/T014—2022工作，建議選擇自動反沖洗型疊片過濾器。篩網(wǎng)過濾器多作為末級過濾器使用，其結(jié)構(gòu)簡單，由承壓外殼和纏有濾網(wǎng)的內(nèi)芯構(gòu)成。篩網(wǎng)孔徑大?。淳W(wǎng)目數(shù)）應根據(jù)滴頭流道尺寸而定。為了降低滴頭堵塞的風險，滴灌系統(tǒng)一般要安裝多級過濾器，確保流入滴頭的水中沒有雜質(zhì)；c)施肥裝置隨水施肥是滴灌系統(tǒng)的一大功能，滴灌系統(tǒng)中向壓力管道內(nèi)注入可溶性肥料，溶液的設備和裝置稱為施肥裝置。通過施肥裝置將肥料溶解后注入管道系統(tǒng)隨水滴灌到土壤中。向管道系統(tǒng)注入肥料的方法有兩種：壓差法和泵注法。利用壓差法的施肥裝置有文丘里注入器、旁通施肥罐、膠囊施肥罐三種類型。利用泵注法的施肥裝置有注射泵和射流泵兩種類型。根據(jù)實際情況和林業(yè)生產(chǎn)特點，要正確選擇施肥裝置。文丘里注入器適合小型滴灌系統(tǒng)，旁通施肥罐不易控制肥料濃度，射流泵的壓力損失大，對水壓和供水量變化敏感，因此，建議選擇膠囊施肥罐或注射泵。為了防止滴灌系統(tǒng)水源污染，應注意以下兩點：1)肥料注入裝置一定要安裝在水源與過濾器之間，以免未溶解的肥料或其他雜質(zhì)進入滴灌系統(tǒng)，造成堵塞；2)水源與注入裝置之間一定要安裝逆止閥，以防肥液進入水源，造成污染；d)測量和保護設備為了保證滴灌系統(tǒng)的正常運行，應在系統(tǒng)中的某些部位安裝閥門、流量計、壓力表、流量和壓力調(diào)節(jié)器、安全閥、進排氣閥等測量和保護設備。4.1.3輸配水管網(wǎng)輸配水管網(wǎng)由從水源引水和向田間輸水的干管、支管、毛管等管件和必要的調(diào)節(jié)設備組成，其作用是將壓力水或肥料溶液輸送并均勻的分配到滴頭。滴灌系統(tǒng)常用的管材主要有兩種：聚氯乙烯管(PVC管)和聚乙烯管(PE管)。4.1.4滴頭滴頭是滴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其作用是使毛管中壓力水流經(jīng)過細小的流道或孔眼，減小壓力，變成水滴或微細流而均勻的分配于植物根區(qū)土壤。一個滴灌系統(tǒng)工作的好壞，最終取決于滴頭性能的優(yōu)劣。因此，通常稱滴頭為滴灌系統(tǒng)的心臟。選擇的滴頭應具備以下特點：a)制造偏差小，一般要求滴頭的制造偏差系數(shù)Cv值應控制在0.07以下；b)出水量穩(wěn)定，受壓力變化的影響較??；c)抗堵性能強，結(jié)構(gòu)簡單，便于制造、安裝、清洗；d)堅固耐用，價格低廉。滴頭的類型主要有內(nèi)鑲式壓力補償式滴頭、管上非壓力補償式滴頭、內(nèi)鑲式滴灌管。三種類型各有優(yōu)缺點，管上壓力補償式滴頭出水均勻，使用壽命長、方便維護，但價格稍高；管上非壓力補償式滴頭價格低廉，但出水量不均勻，壓力適用范圍小；內(nèi)鑲式滴灌管安裝簡便，但不方便維護。生態(tài)景觀林應當選擇使用壽命長、方便維護、出水均勻的內(nèi)鑲式壓力補償式滴灌管。4.1.5自動化控制系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)是由互相獨立運行的電磁閥、智能控制/采集器和物聯(lián)網(wǎng)云服務平臺組成。通過手機APP和電腦IP智能終端為滴灌系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制。根據(jù)生態(tài)林的耗水量和土壤濕度適時、適量地灌溉，既能充分滿足生態(tài)景觀林的生長需要，又能最大限度的節(jié)約水資源。4.2自動化滴灌系統(tǒng)的設計與安裝3DB1502/T014—20224.2.1自動化滴管系統(tǒng)的設計按照GB/T50485微灌工程技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。4.2.2首部樞紐安裝首部樞紐包括水泵、過濾器、施肥裝置和量測保護儀表等，將水泵、過濾器、施肥裝置等按照順序連接、組裝，將進排氣閥、遠傳壓力表、流量計等安裝在適當位置。4.2.3干管和支管的布設輸水管宜埋設在距地表40cm深以下，與滴灌毛管相連的支管道應埋設在距地表40cm深以下，以免整地、除草等機械作業(yè)時對其造成損壞。4.2.4滴灌毛管的選擇與布設應當沿樹行鋪設滴灌毛管，滴灌管上的滴頭間距不宜過大或過小，以40cm～60cm為宜；選用滴頭的流量也不宜過大或過小，以2L/h～4L/h左右為宜。4.2.5排水與排氣裝置安裝應在地下主管道的低點處上安裝排水設施，以便冬季將地下管道中的水排出，防止主管道被凍裂，主管路的高點位置安裝排氣裝置，防止空氣將管道撐破。4.2.6自動化控制系統(tǒng)安裝自動化控制系統(tǒng)安裝應符合下列規(guī)定：a)選擇具有變頻、工頻、遠程三個狀態(tài)的變頻柜，通過物聯(lián)網(wǎng)和云服務平臺實現(xiàn)遠程控制水泵的開啟和關(guān)停；b)選擇需具備自動和手動開、關(guān)功能的直流電磁閥作為輪灌區(qū)開、關(guān)的閥門；c)將智能控制/采集器安裝在電磁閥附近，并配備支架和太陽能供電裝置，用數(shù)據(jù)線連接電磁閥和土壤環(huán)境傳感器，將土壤環(huán)境傳感器布置在林木吸收根主要分布土層內(nèi)；d)在手機上登陸APP或電腦上登陸云服務平臺IP--對滴灌系統(tǒng)進行自動化操作以及對土壤含水量自動化采集。5自動化滴灌系統(tǒng)的運行自動化滴灌系統(tǒng)是靠手機APP或電腦IP操作和運行的，操作人員通過手機或電腦直接發(fā)出指令，指揮滴灌系統(tǒng)完成灌溉工作。利用滴灌系統(tǒng)能夠做到在整個生長季內(nèi)持續(xù)不斷地供給生態(tài)景觀林生長所需要的水分和養(yǎng)分，使樹木始終處于適宜的生活環(huán)境中，從而最大限度地激發(fā)出樹木的生長潛力。5.1灌溉灌溉管理根據(jù)運行方式的不同，可分為遠程/手動灌溉、遠程/制度灌溉和現(xiàn)場/人工灌溉三種方式。a)遠程/手動灌溉用戶通過點擊手機APP或打開電腦IP中灌溉控制功能進行查看閥門當前狀態(tài)，通過操作按鈕的開/關(guān)，管理水泵、電磁閥的開啟、關(guān)閉工作；b)遠程/制度灌溉4DB1502/T014—2022用戶通過手機APP或電腦IP中的輪灌計劃，設定閥門或閥門組的開啟、關(guān)閉時間和周期，設置灌溉制度，系統(tǒng)通過設置制度發(fā)送給田間控制器后，按照該制度自動進行灌溉任務；c)現(xiàn)場/人工灌溉當自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可人工手動打開和關(guān)閉電磁閥，實現(xiàn)澆灌。5.2施肥5.2.1肥料選擇運行滴灌系統(tǒng)進行施肥，按照NY/T1107大量元素水溶肥料規(guī)范執(zhí)行。對肥料有如下要求：a)完全可溶性；b)較低或中等的pH值；c)不含鈣、鎂、碳酸氫鹽或其他可能形成不可溶鹽的離子；d)微量元素是螯合物形式的，而不是離子形式的；e)根據(jù)以上要求，需要選擇下列氮、磷、鉀肥料用于滴灌施肥：尿素因其具備水溶性好，雜質(zhì)少等優(yōu)點，是滴灌施肥最常用的氮肥品種；2)磷肥滴灌施肥使用的主要磷肥品種是磷酸一銨，其水溶性好，又不易和其他肥料發(fā)生化學反應形成沉淀；3)鉀肥最適合滴灌施肥的鉀肥品種是硫酸鉀，但要使用高純度的硫酸鉀，以保證其完全水溶。5.2.2施肥方法與步驟運行滴灌系統(tǒng)進行施肥應采取以下方法和步驟：a)將肥料按比例放入施肥裝置內(nèi)充分混合后，隨灌溉進行施肥；b)要在啟動灌溉一段時間后再啟動施肥，在完成灌溉的同時正好把肥料施完，具體啟動施肥的時間因施肥量的多少而定，一般來講，在灌溉停止前1小時左右啟動施肥，從而保證所施肥料能夠均勻地分散在灌溉形成的土壤濕潤體中；c)在施肥過程中當施肥裝置中的肥料用完時，應繼續(xù)運行灌溉一段時間，用清水把殘留在滴灌系統(tǒng)管網(wǎng)中的肥料液體徹底輸送到田間，同時也能起到清洗作用，以防肥料腐蝕設備。具體沖洗時間應根據(jù)灌溉系統(tǒng)首部到田間末端滴頭的管網(wǎng)鋪設距離及管材的管徑進行計算，一般繼續(xù)運行的時間為半小時左右。6自動化滴灌系統(tǒng)的維護6.1過濾器維護6.1.1離心過濾器離心式過濾器由離心除砂罐和集砂罐組成，集砂罐底部設有排砂口，用來排空罐體內(nèi)由于離心作用積存的砂粒，保持集砂罐的正常運行。使用初期可暫定為每兩小時排污一次，一般水質(zhì)的情況下也可以5DB1502/T014—2022半天一次，水質(zhì)較好的井可以達到每天排污一次。每個月要在滴灌系統(tǒng)停止運行時手動清除罐內(nèi)積攢的污物一次。6.1.2砂石過濾器一般情況下，每兩個月要定期打開過濾器罐的頂蓋，檢查砂石濾料的數(shù)量，并與罐體上的標識相比較，若數(shù)量不足應及時補足以免影響過濾質(zhì)量。若砂石濾料上有懸浮物，須撈出。同時在每個罐內(nèi)加入一包氯球，放置半小時后，啟動過濾器進行反沖洗2次，每次2分鐘，然后打開過濾器罐的蓋子和罐體底部的排水閥將水全部排凈。再將過濾器壓力表下的選擇鈕置于排氣位置。若罐體表面或金屬進水管路的金屬鍍層有損壞，立即清銹后重新噴涂。6.1.3疊片過濾器如果安裝的疊片過濾器具備自動反沖洗功能，能根據(jù)時間和壓差自動進行反沖洗。一般情況下每個月要在滴灌系統(tǒng)停止運行時手動清洗一次，如果水源中鈣鎂含量較多，則需要每半個月手動清洗一次。清洗方法為，將過濾器中的疊片取出，放入弱酸溶液中浸泡半小時清洗即可。6.2管網(wǎng)維護6.2.1日常維護在啟動灌溉的狀態(tài)下，每個月打開一次滴灌管線的末端，將末端積存的細小微粒沖出，管線須一個一個地打開，以保證系統(tǒng)內(nèi)壓力正常。每個季度要依次打開各個輪灌組的末端堵頭，使用高壓力沖洗主、支管道。6.2.2除垢維護對含鈣鎂離子多的水源，應在夏季和秋季對滴灌系統(tǒng)管網(wǎng)各進行酸洗除垢一次，用濃鹽酸以1：1000的比例在塑料施肥裝置中用水稀釋，稀釋后隨灌溉水注入管網(wǎng)，一次處理的時間為20分鐘，酸洗除垢完成后滴灌系統(tǒng)繼續(xù)運行半小時，將系統(tǒng)中的稀釋酸液全部排出。6.2.3入冬前維護在樹木生長季結(jié)束后冬季來臨之前要將管網(wǎng)中的水排凈，防止管道凍裂。a)排水底閥把林間位于主、支管道上的排水底閥或旁通堵頭打開，將管道內(nèi)的水盡量排凈，此閥門或堵頭冬季不必關(guān)閉；b)林間閥門將各閥門的手動開關(guān)置于開的位置，設備上安裝的球閥要保持在半開的位置，以免凍裂。6.3壓力檢測要定期檢查安裝在滴灌系統(tǒng)各個設備上的壓力表，觀察其壓力值是否符合系統(tǒng)設計壓力范圍，判斷滴灌系統(tǒng)是否正常運行，當壓力不正常時，應馬上停止系統(tǒng)運行進行檢修。7滴灌灌溉制度灌溉制度是根據(jù)林木生長期內(nèi)的需水要求所制定的灌水次數(shù)、灌水時間、灌水量和全年灌溉定額，灌溉制度可以依據(jù)林木需水量的動態(tài)變化制定，以實現(xiàn)干旱半干旱生態(tài)景觀林自動化節(jié)水灌溉。6DB1502/T014—2022a)單次有效灌溉時長和灌溉量的確定單次有效灌溉時長（灌溉量）是當沿樹行滴灌管形成寬0.8m～1.0m,深40cm～60cm的濕潤帶所需的滴灌時長（灌溉量）；b)輪灌組的劃分根據(jù)系統(tǒng)首部的輸水量，將不同的灌溉區(qū)分組進行灌溉；c)灌溉周期的確定灌溉周期是指一次灌溉結(jié)束后到下一次啟動灌溉的間隔的時間。在一次灌溉結(jié)束后，當土壤環(huán)境傳感器指示出的土壤含水量數(shù)值低于田間持水量數(shù)值的70%左右時需啟動下一次灌溉；d)灌溉制度表灌溉制度表需包含單次有效灌溉時長、灌溉量、輪灌組劃分、監(jiān)測站土壤環(huán)境傳感器指示出的啟動灌溉土壤含水率等要素，用于指導精準灌溉。以下為內(nèi)蒙古包頭市昆都侖區(qū)大青山自動化滴灌系統(tǒng)養(yǎng)護的生態(tài)景觀林灌溉制度見表1。表1生態(tài)景觀林自動化滴灌系統(tǒng)灌溉制度表輪灌組輪灌區(qū)11624236563768946557DB1502/T014—2022表1生態(tài)景觀林自動化滴灌系統(tǒng)灌溉制度表（續(xù)）輪灌組輪灌區(qū)66768696油松4，側(cè)柏6666注：如輪灌組9，輪灌區(qū)24樹種組成：榆樹6，油松2，側(cè)柏2表示榆樹占60%，油松占20%，側(cè)8滴灌施肥制度制定生態(tài)景觀林自動化滴灌施肥制度時，主要依據(jù)樹木生長對N、P、K養(yǎng)分的吸收量來確定施肥營養(yǎng)元素的配比和施肥量。a)基準施肥配方與施肥量的確定方法1)林木營養(yǎng)元素的年吸收量根據(jù)單株各器官N、P、K營養(yǎng)元素的累積吸收量可以計算出單株N、P、K營養(yǎng)元素的年吸收量，即當年營養(yǎng)元素的累積吸收量減去上一年度營養(yǎng)元素的累積吸收量；8DB1502/T014—20222)林木不同生長發(fā)育階段營養(yǎng)元素的吸收量林木單株各器官N、P、K營養(yǎng)元素在不同生長發(fā)育階段末的累積吸收量減去上一生長發(fā)育階段末的累積吸收量；3)基準施肥配方與施肥量的確定通常把林木各生長發(fā)育階段以及全年對N、P、K營養(yǎng)元素的年吸收量作為各生長發(fā)育階段各營養(yǎng)元素的基準施肥配方與施肥量。將林木N、P、K的吸收量換算成N、P2O5、K2O作為施肥有效成分的標準，選擇符合施肥配方和施肥量的氮、磷、鉀單體肥料或混合肥料。b)施肥制度1)施肥配方與施肥量的確定在確定栽培林木的基準施肥配方與施肥量后，通常需要開展以基準施肥配方與施肥量為標準的上浮和下浮幾個梯度處理的施肥試驗，以確定既能獲得最佳施肥效果，又能取得最大邊際效益的施肥量作為生產(chǎn)實踐中應用施肥配方與施肥量；2)施肥頻次利用水肥一體化系統(tǒng)施肥顯著提高了施肥效率和降低了施肥成本，能夠?qū)崿F(xiàn)在林木整個生長季內(nèi)進行少量多次施肥，以滿足林木不同生長發(fā)育階段對養(yǎng)分的差異化需求。通常從春季萌芽展葉期開始施肥，每間隔2～3周施肥一次，直到生長季末結(jié)束施肥；3)施肥制度表施肥制度