ANSI/ASABE S623-2015
Определение потребности ландшафтных растений в воде
- Стандартный №
- ANSI/ASABE S623-2015
- Дата публикации
- 2015
- Разместил
- American National Standards Institute （ANSI)
- Последняя версия
- ANSI/ASABE S623-2015
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая база
ANSI/ASABE S623 OCT2015, «Определение потребности растений в воде в ландшафте», — американский национальный стандарт, разработанный Американским обществом инженеров сельского хозяйства и биологии (ASABE). Он предоставляет научно обоснованные рекомендации по определению минимальной потребности растений в воде в ландшафтах со смешанными видами. Утвержденный ASABE и ANSI в октябре 2015 года, этот стандарт обеспечивает важную техническую основу для проектирования орошения ландшафтов и управления водными ресурсами.
В условиях растущего дефицита водных ресурсов в мире эффективность орошения ландшафтов стала важнейшим компонентом управления городскими водными ресурсами. Этот стандарт впервые систематически объединяет эталонную эвапотранспирацию (ET0) с коэффициентом роста растений (PF), создавая научную основу для расчета потребности растений в воде в ландшафте и заполняя технический пробел в применении традиционных коэффициентов орошения сельскохозяйственных культур в ландшафтном дизайне.
Анализ основных понятий
Эталонное испарение (ET0)
Эталонное испарение является основным эталоном, определяемым стандартом, и рассчитывается с использованием стандартизированного уравнения эталонного испарения ASCE-EWRI. ET0 представляет собой потерю воды газонной травой прохладного сезона в условиях полного полива, включая испарение с поверхности почвы и транспирацию растений. Эта концепция возникла из сельскохозяйственного орошения, но требует специальных корректировок в ландшафтных приложениях.
Инновационное применение фактора растений (PF)
Стандарт инновационно вводит понятие фактора растений для замены традиционного «фактора урожая». PF определяется как показатель ET0, необходимый для поддержания приемлемого внешнего вида растения, отражающий изменчивость потребностей ландшафтных растений в воде, а не точный фактор, используемый сельскохозяйственными культурами. Эта корректировка признает фактическую сложность управления растениями в ландшафте.
Тип растения Рекомендуемый фактор растения Климатические условия Потребность в воде Дерн прохладного сезона 0.8 Умеренный климат Высокая потребность в воде, в том числе мятлик, овсяница тростниковая и т. д. Дерн теплого сезона 0.6 Тропический/субтропический Умеренная потребность в воде, в том числе бермудская трава, Зойсия и т. д. Однолетние цветы 0,8 Универсального назначения Неглубокая корневая система, высокие требования к декоративности Деревянистые и травянистые многолетники (влажные) 0,7 Годовое количество осадков ≥ 20 дюймов Адаптированы к условиям высокой влажности Деревянистые и травянистые многолетники (сухие) 0,5 Годовое количество осадков 10-20 дюймов Адаптировано к условиям низкой влажности Растения пустыни 0,3 Годовое количество осадков <10 дюймов Чрезвычайно низкие потребности в воде, особые механизмы адаптации
Техническая основа и методы расчета
Базовая формула расчета потребности в воде
Основной расчет потребности растений в воде в ландшафте основан на формуле: Потребность растений в воде = ET0 × PF. Эта формула может показаться простой, но ее практическое применение требует учета множества поправочных факторов, включая эффективное количество осадков, эффективность орошения и покрытие полога.
Различия в расчетах для различных степеней покрытия пологом
Стандарт четко различает методы расчета для сильной степени покрытия пологом (≥80%) и слабой степени покрытия пологом (<80%):
Условия покрытия Метод расчета Применимые сценарии Технические моменты Сильная степень покрытия пологом WD = ([ET0 × PF] - Re) × A × 0,6234 / IE Площадь с густой растительностью Расчет на основе равномерности площади Низкое покрытие пологом ∑[ET0 × PF × A × 0,6234] Редкая посадка или крупные изолированные растения На основе проектируемой площади полога одного растения Пример применения: Пример расчета низкого покрытия пологом
Стандарт приводит конкретный пример расчета: во влажной среде три древесных растения (диаметр полога 3 фута, 8 футов и 10 футов соответственно) с ежемесячным ET0 7 дюймов и PF 0,7 вычисляют общую ежемесячную потребность в воде в размере 416 галлонов. Этот индивидуальный метод расчета обеспечивает точное распределение воды в редко засаженных ландшафтах.
Углубленный анализ системы классификации растений
Различия в потребностях газонных трав в воде
Основанный на обширных научных исследованиях стандарт разделяет газонные травы на типы для прохладного и теплого сезона, что отражает фундаментальные различия в их физиологических характеристиках и климатической адаптации:
Тип газонной травы Подходящая температура Репрезентативные сорта Диапазон ETa (мм/д) Эффективность использования воды Дерн для прохладного сезона 65-75°F Мятлик, овсяница тростниковая, райграс пастбищный 7,0–12,0 Относительно низкая Дерн теплого сезона 80–95°F Бермудская трава, цойзия, августинская трава 4,5–8,5 Выше Климатическая адаптивность древесных растений
Потребность древесных растений в воде существенно зависит от влажности климата. В сухом климате (низкая влажность) растения снижают транспирацию посредством устьичной регуляции, в результате чего PF равен 0,5; во влажном климате транспирация не ограничивается, в результате чего PF равен 0,7. Это различие отражает сложное взаимодействие между физиологическими реакциями растений и факторами окружающей среды.
Проектирование оросительной системы и распределение воды
Структура расчета распределения воды
Стандарт предоставляет полную модель расчета распределения воды (WA): WA = Площадь × ET0 × ETAF × 0,6234 галлона/фут²·дюйм, где ETAF определяется на основе инструментов учета воды (например, 0,7 для EPA WaterSense).
Стратегии оптимизации дизайна
Пример расчета стандарта показывает, что преобразование газона для прохладного сезона в газон для теплого сезона (снижение PF с 0,8 до 0,6) может увеличить засаженную площадь на 13 000 квадратных футов при сохранении того же распределения воды, а также преобразовать незасаженную площадь в функциональный ландшафт.
Критическая роль эффективности орошения
Стандарт подчеркивает критическое влияние эффективности орошения на фактическую потребность в воде: предполагается, что спринклерные системы имеют эффективность 80%, а капельные системы — 90%. В практическом применении истинное значение эффективности следует определять путем систематической оценки, а не просто принимать стандартные предположения.
Стратегии борьбы с засухой и водосбережения
Краткосрочные меры реагирования на засуху
В Приложении А к стандарту представлена ступенчатая стратегия реагирования на засуху, варьирующаяся от допущения легкого увядания до полного прекращения полива:
Интенсивность засухи Меры управления Корректировка PF Реакция растений Слабая засуха Допустить умеренное увядание 50% от значения в Таблице 1 Временный стресс, восстанавливаемый Умеренная засуха Прекращение полива в несущественных областях Дальнейшее сокращение Некоторые растения входят в состояние покоя Сильная засуха Поливать только высокоценные растения Поддерживать минимум выживания Режим выживания, поврежденный вид Экстремальная засуха Полностью без полива 0 Зависит от устойчивости растений к засухе Характеристики растений с высокой засухоустойчивостью
Стандарт определяет типичные морфологические характеристики растений с высокой засухоустойчивостью: мелкие листья, толстые вечнозеленые листья, серо-голубой оттенок, опушенные листья, вертикальная ориентация листьев, мясистая ткань и т. д. Эти характеристики вместе составляют стратегию сохранения воды растения.
Рекомендации по внедрению и технический обзор
Ключевые соображения по применению стандарта
При внедрении стандарта ANSI/ASABE S623 специалисты должны учитывать, что: коэффициент растения - это среднее значение, основанное на научной литературе, и его фактическое применение необходимо проверить в сочетании с местными климатическими данными; метод ET0×PF имеет ограничения в смешанных ландшафтах со сложной структурой полога; и эффективность оросительной системы оказывает значительное влияние на результаты расчетов.
Будущие направления развития технологий
С развитием технологий точного орошения, будущее определение потребности ландшафта в воде будет уделять больше внимания комплексному применению передовых технологий, таких как индивидуальный мониторинг состояния воды у растений, интеграция данных ET0 в реальном времени, интеллектуальные системы управления орошением и ранняя диагностика водного стресса у растений.
Разработка этого стандарта закладывает важную основу для научного и стандартизированного управления водными ресурсами ландшафта. Его структура коэффициента водопользования и методы расчета предоставляют отрасли оперативные технические инструменты и будут играть все более важную роль в устойчивом управлении мировыми водными ресурсами.
ANSI/ASABE S623-2015 История
- 2015 ANSI/ASABE S623-2015 Определение потребности ландшафтных растений в воде
