“中國隊”如何讓本屆世界盃球場保持“常青”?
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導語:世界盃的綠茵場是全世界球星展示自己的舞臺,而綠茵場上的“綠”則是高科技加持的“表演”。本屆世界盃對比賽至關重要的草皮灌溉養護,有着中國技術的貢獻:寧夏大學團隊研發的地下滲透灌溉技術整套解決方案被用於卡塔爾世界盃的綠化項目。
一、“水比油貴”不無道理,灌溉種草要靠科技
高質量的足球比賽離不開高質量的草皮。
卡塔爾世界盃是世界盃足球賽史上第一次來到沙漠氣候的環境中,且在秋冬季舉辦,這並非草坪天然保持綠色的夏季,冬季是草皮的枯期,這樣的氣候環境給草皮養護帶來了很大的挑戰。
以歐洲豪門球場爲參考:在冬季,每天一座球場的灌溉需要消耗一萬升水,而卡塔爾舉辦本次世界盃總共建設了8座球場,綜合起來看是巨大的消耗。
拋開技術手段,單是爲了灌溉球場草場就需要大量的水資源,而卡塔爾的主要淡水獲取手段是海水淡化,這不但需要消耗大量能源,且需要重新建設海水淡化廠。
世界盃是臨時性的,且卡塔爾的國土很小,爲了不到一個月的世界盃就新建大量永久性的海水淡化工廠是不合理的,要知道新增的海水淡化所需費用即使是“土豪”卡塔爾也有些難以承擔。
海水淡化的代價過於高昂,對海灣國家而言可以說是“以油換水”——和卡塔爾接壤的沙特阿拉伯每天要在該國的30座海水淡化工廠消耗30萬桶原油的能源,平均一座海水淡化工廠每天消耗1萬桶石油。
在海灣地區,“水比油貴”是真真切切的。
從環境角度來看,海水淡化產生的濃縮鹽水同樣會造成嚴重的生態問題。總體來說,這種維持草皮的方法非常得不償失。
因此,對卡塔爾而言,十分需要發展一種節水的方法來進行灌溉。只有這樣才能夠既解決水資源不足的問題,又可以極大減少資源的消耗,協助卡塔爾完成本屆世界盃“碳中和”的承諾。
二、節流減支離不開“中國隊”的科技助力
既然在水資源的獲取上難以“開源”,那麼“節流”就成了一種必然的選擇。
爲了保持“綠茵場”的常青,本屆世界盃的草皮方案在整體規劃、品種優選、草源供應及混合草坪的解決技術上也是下了苦工。優質的草皮離不開養護,如上述所言,節水的草皮灌溉技術更是一項巨大的挑戰,來自寧夏大學的中國團隊提供了符合“節水減碳”要求的技術方案暨“智能控制地下灌溉系統”,這項技術的服務費用也是達到了12.64億美元,可見其巨大的科技含量。
在沙漠地區,傳統灌溉方法的水量損失有很大程度上來自輻射蒸發,即使是名揚海外的滴灌技術也無法避免這一點。
節水的最核心莫過於減少來自於風吹日曬的逸散,因此實現灌溉的“地下化”十分關鍵,也就是直接鋪在作物的根基部,澆灌於作物吃水的地方,從而將水肥直接輸送,以此來解決這一問題。
其中,灌溉網絡的“地下化”還有助於消除紫外線對管線老化的影響,根據寧夏大學團隊與卡塔爾世界盃簽約的官方報道,此係統的使用時間爲二十年。
此外,這也是對水量和灌溉地點的精準控制。
整個球場中的光照和空氣流通並不均勻,意味着水量的消耗也並不均勻。該系統能夠實現間隔式滲灌以及全管的全滲灌兩種操作,對灌溉水量起到精準把控。
技術的核心在於用物聯網技術進行全程智能控制:監測土壤溼度的傳感器隨着管道一起埋設,並連接至系統後臺;當某一塊土壤中的水分較少時,後臺將會被傳感器提醒,然後該區域由灌溉管道精細地進行灌溉,直至溼度達到了草皮的最佳養護範圍。
在這個過程中,整個物聯網可以由手機軟件進行灌溉控制。在必要時,整個過程可以實現完全的自動化。這極大避免了傳統圓形灌溉法的不精細缺點,總體上減少了約70%水量消耗(比起滴灌減少了30%的水量消耗)。
該系統還在球場外圍協同建設了一系列風能和光伏發電模塊,用於提供球場內調水能源。使得在減少用水量的前提下,進一步減少了化石能源消耗。
根據卡塔爾的國家發展規劃,卡塔爾世界盃及其工程屬於卡塔爾“2030國家願景”的一部分,該願景提出要將該國轉變爲能夠實現可持續發展的先進社會。這一項技術契合了卡塔爾的發展願景,助力傳統資源型國家可持續化發展,並有潛力在中東缺水地區得到進一步的推廣。
三、“走出寧夏”邁向世界舞臺的國產灌溉法
卡塔爾的“即插即用”,體現出我國節水技術的厚積薄發。
當前我國總體仍舊處於缺水狀態,各地區的缺水狀況也有所不同,也是全世界節水需求最複雜的國家。在西北地區,我國針對用水問題做了大量的工作。
作爲唯一一個全境屬於黃河流域的省區,寧夏三面環沙、氣候乾燥、嚴重缺水,與身處沙漠地區的阿拉伯國家有着相似的自然環境,它們對提高水資源利用率都有着迫切需求。
寧夏是我國研發節水技術的主戰場之一,率先開展了“四水四定”(以水定城、以水定地、以水定人、以水定產)戰略,深入推進節水技術,加快現代化生態灌區建設,全區高效節水灌溉累計達到470.5萬畝,佔灌溉總面積近50%。
經過長時間的發展,我國已經具備了全世界先進的節水技術,寧夏大學研發的這項技術事實上已經在寧夏農業灌溉中得到了大量的推廣,有效提升了旱作農業產量,如今也終於成功將這款“貨架技術”經過適當的改造,更精細地運用於世界盃的草場上。
結語:
“一帶一路”沿線與卡塔爾有着相同痛點的國家還有很多,擁有了先進節水技術的中國也承擔起了大國義務,將這些先進技術推廣至全球其他迫切需要它的國家和地區,“智能地下灌溉系統”能從根本上減少了水資源的消耗。