灌溉系统的防冻措施

灌溉系统的防冻保护，实际上是在冷冻出现以前，把管道、阀门、喷头里的水排出，以防冻害对灌溉系统造成破坏。在不同的气候条件下，灌溉系统的防冻措施不一样，但一般不外乎以下四种措施：
1、 采用手动泄水措施，释放灌溉系统里的水；
2、 采用自动泄水措施，释放灌溉系统里的水；
3、 采用压缩空气法，吹出灌溉系统里的水；
4、 采用管道外包裹防冻材料（一般用于地面管道）。

　　目前国内灌溉工程多采用管路埋入当地冻土层以下，这样的结果是：系统比较安全，管理比较简单，但工程量大、投资加大，如北京冻土层深在 50cm-80cm，一般工程沟开挖深度在 1m 左右，新疆地区管路系统埋深一般在 1.8m左右。
对于灌溉系统来说，防冻的基本步骤是关闭主阀、切断水源，然后排泄管路里的水，从而达到防冻的目的。

一、采用手动泄水措施
使用这种办法，必须确信灌溉系统设计合理、能满足排水要求。手动泄水阀应安装在主管路最低 洼的地方，假若系统有多处低洼地，都应该设置手动泄水阀，一般采用球阀、闸阀或带有堵头的一 段管子，而且应保证施工过程中有一定的坡度条件，方便管道内的水汇集到泄水井。若泄水井安装 在室外，应保证泄水井的干燥（可以采用井底放置砾石）；若在室内应确保排泄的水量不致于溢出水井。
方法是：关闭系统主阀，切断水源，依次打开各轮灌区的控制阀（如电磁阀），减少管路系 统水压力，然后慢慢手动开启泄水阀。
　　注意：对于主阀门或各分区阀门（如电磁阀、闸阀）里的积水就需要采用压缩空气的办法吹出 或采用包裹防冻材料的办法处理。对于有些园林喷头（如雨鸟 T-Bird、1800 系列）有侧面和底部进 水两种，当采用侧面进水时，可在底侧设置自动泄水阀，以防止外壳冻裂；对于齿轮驱动的旋转喷 头（如雨鸟 3500、5004、7005等系列喷头），里面的积水需要人工排（提起升降体、轻微的晃动或拆除喷头来解决）或采用压缩空气的办法。

二、采用自动泄水措施
　　在灌溉系统主管路最好安装手动泄水阀，而不要去采用自动装置。自动泄水装置一般安装在支管 路或与喷头安装在一起（如采用侧面进水的埋藏喷头）。原理是：每次系统关闭后，自动泄水阀就会泄走喷头或管路里的水（如雨鸟 16A-FDV 自动泄水阀，开阀压力 2m、关阀压力 4m）。自动泄水阀若安装在主管路系统会造成灌溉水的大量浪费。
　　自动泄水阀（1/2"、3/4"阳螺纹接口）应安装在分区电磁阀的下游低洼地，一般每条支管安装 1-2个。在管理过程中，应定时检查，以防自动泄水阀堵塞而影响工作。象手动泄水措施一样，对于管路电磁阀或手动阀门清除里面的积水可用压缩空气法、包裹防冻材料或采用阀门拆开的办法，用干布试擦积水。

三、采用压缩空气法
　　采用压缩空气的方法，一定要注意安全。目前，国外在一些大的灌溉工程中都采用这种做法，如高尔夫球场、公园等。主要采用租赁设备或请当地的工程承包商提供这种服务，且价格比较合适，目前国内还没有这种服务商。在技术不成熟以前，建议采用职业技术人员操作。压缩空气（压力0.35MPa 以上）能破坏阀门、管路或由于一些飞溅物引起物理性伤害。在进行过程中，不要站在灌溉管路、喷头或电磁阀的周围。
　　采用压缩空气法，选择和使用适当的压缩空气流量（17-42.5m /h）是非常重要的，对于 3"的主 3 3 管，压缩空气流量可能需要 212m /h、对于 4"的主管，压缩空气流量可能需要424m/h。压缩空气 压力不要超过0.35Mpa、最好采用压力调节阀以防止压力过高，若采用空气体积大、压力低的压缩空气，可消除一些潜在的隐患。不要试图用高压力、低容量的压缩空气来排空水，这非常危险。
注意：即使灌溉系统能承受 1.0MPa的水压力，但在相同压力的空气作用下系统就会遭到破坏， 因为空气的粘滞度比水的粘滞度小许多，能产生更大的威胁。
　　设计上，需要予留压缩空气入口，一般采用在主管路上安装快速连接阀、手动闸阀或予留一些三通接口，这些予留口应紧挨着工程水源处。安装以后请及时检测一下安装情况和连接情况。使用压缩空气法时，采用定时器操作比手动操作安全，假如系统有定时器，请根据其提供的操作步骤进行。
　　1、在自动控制系统中使用压缩空气排空
　　注意：操作人员应配带保护眼镜，系统工作过程中请远离埋设管路、安装有喷头或电磁阀的地方，确保人身安全。
首先关闭系统主阀，通过控制器设置循环，开启各站电磁阀，减少主管路水压力，持续一段时 间，利于水的排泄和空气的充分进入管路。连接压缩机与主管路的连接，注意调节阀门，使压缩空 气压力不要超过 0.35MPa。打开压缩机，持续增加空气流量直到所有的喷头升起，压缩空气的流量或体积取决于管路的长短和喷头的数量。
　　注意：每个轮灌区持续的时间不要超过2分钟，因为压缩空气持续的热量有可能破坏管路和喷头的传动机构（主要为水润滑和冷却）。在空气压缩系统关闭以前一定不能关闭控制器。为了确保排空，可重复操作，直到喷头喷出的是雾汽。
　　减少热破坏的方法：可以适当延长压缩机与灌溉系统之间连接管的距离，以便降低压缩空气温 度；每个轮灌区排空以后，稍休息一段时间。注意：以后的轮灌区工作时间应小于第一轮灌区，因为主管路系统已在第一次排空。

2、在手动控制系统中使用压缩空气排空
　 使用这种方法是仅当系统里没有安装自动控制系统。
　 首先关闭系统主阀，手动开启某站阀门，减少主管路水压力，持续一段时间。连接压缩机与主管路的连接，注意调节阀门，使压缩空气压力不要超过 0.35MPa。
打开压缩机，持续增加空气流量直到所有的喷头升起，每个轮灌区持续的时间不要超过2分钟，为了确保排空，可重复操作，直到喷头喷出雾汽。2分钟后，关闭压缩机，让压缩空气从管路和储气罐里彻底散开。在关闭刚排空轮灌区前，请先打开另外一组轮灌区（需要排空的），重复上述步骤。

四、采用管道外包裹防冻材料
主要适合南方温暖、湿润地区，这个地区一般不会出现冰冻天气或可能出现过典型冰冻，但持 续的时间较短。对于主阀、电磁阀、泄水阀应该做防冻的保护工作，安装在冻土层以下或安装室内作防冻保护 （如包裹防冻层等）。地埋管路系统一般不用排水，因为安装时一般都在冻土层以下。对于地面上的管路系统，采用包裹防冻材料或在低洼地设置排水阀。