我國(guó)綠地灌溉現(xiàn)狀

　　1.1綠地灌溉特點(diǎn)

　　城市綠地?fù)?dān)負(fù)著改善環(huán)境、增加美感、陶冶性情等等的重要使命，因此它被人為地要求要經(jīng)常保持青綠旺盛的生長(zhǎng)狀態(tài)，加之城市綠地不同于自然狀態(tài)的特殊環(huán)境條件，使得綠地灌溉體現(xiàn)出了以下的特點(diǎn)：

　　綠地灌溉的耗水量很大。任何植物的耗水量中只有極少部分用于植物機(jī)體的建造，而大量的水分是用于植物的生理蒸騰和地面的蒸發(fā);而在城市中，由于人群活動(dòng)和車輛運(yùn)行的擾動(dòng)，城市綠地的地面蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自然狀態(tài)下生長(zhǎng)的植物，這就使得城市綠地植物要常年保持旺盛的生長(zhǎng)狀態(tài)，其耗水量是相當(dāng)大的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市綠地的耗水量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綠地耗水量的2.5一3倍。

　　綠地灌溉要連續(xù)穩(wěn)定。城市綠地用水的隨機(jī)率很高，而且是連續(xù)性的，用水的時(shí)間間隔非常短，灌溉要頻繁、及時(shí)，比如一些體育運(yùn)動(dòng)或者競(jìng)賽的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，這就對(duì)灌溉系統(tǒng)性能一的連續(xù)、穩(wěn)定提出了一定的要求。

　　綠地灌溉對(duì)水質(zhì)和噴灑質(zhì)量的要求較為嚴(yán)格，特別是對(duì)高級(jí)觀賞植物和高爾夫球場(chǎng)的草皮，要求噴灌均勻度較高，如有漏噴或噴灑過(guò)量都會(huì)造成嚴(yán)重的損失。綠地灌溉多數(shù)在夜間進(jìn)行。白天灌溉的蒸發(fā)損失量大，而夜晚灌溉比白天少消耗10%以上的水量;有些草坪白天不允許灌溉，例如有比賽活動(dòng)的高爾夫球場(chǎng)，以及進(jìn)行娛樂(lè)活動(dòng)的公園娛樂(lè)區(qū)等等。

　　托普物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)今的信息時(shí)代，不但對(duì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有著杰出的貢獻(xiàn)，也逐漸的把物聯(lián)網(wǎng)遍布各個(gè)領(lǐng)域，綠地灌溉也是現(xiàn)在國(guó)家較為關(guān)心的問(wèn)題，這套系統(tǒng)的研發(fā)，不僅節(jié)省人力、資源，也代表著信息技術(shù)在灌溉領(lǐng)域的充分利用。

　　綠地灌溉要注意景觀保護(hù)和環(huán)境效果。精心設(shè)計(jì)的噴灌系統(tǒng)，要正確選擇噴頭和進(jìn)行噴點(diǎn)的布置，不僅要能滿足綠地需水，而且在灌溉時(shí)可以形成水動(dòng)的景觀效果，增加城市綠地的藝術(shù)性，增強(qiáng)其美化城市的功能。

　　1.1.1我國(guó)綠地灌溉現(xiàn)狀

　　過(guò)去，由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展不夠成熟，我國(guó)綠地灌溉基本上是以人工控制灌溉為主，灌溉方式一般是采用大水漫灌或者人工噴灑模式。這種灌溉方式、方法只能改變土壤濕度，對(duì)綠地植物生長(zhǎng)的小氣候影響很小;隨意性大，常常發(fā)生該灌水時(shí)無(wú)人開閥，不該灌水時(shí)又無(wú)人關(guān)閥，導(dǎo)致一邊下雨一邊噴水，草地變?nèi)斯ずR路變排水渠的情況屢見(jiàn)不鮮;由于不能及時(shí)灌水、過(guò)量灌水或灌水不足，難以控制灌水質(zhì)量，對(duì)綠地植物的正常生長(zhǎng)產(chǎn)生了不良影響;在某些需要夜間灌水的情況下，例如白天有比賽活動(dòng)的高爾夫球場(chǎng)等，灌溉管理的人力消耗大，工作強(qiáng)度大，管理成本高;灌水定額較大，不便實(shí)施適時(shí)適量灌溉，水的利用率低，這種方法大概有40%一50%的水由于深層滲漏及無(wú)效蒸發(fā)損失掉，這對(duì)于我國(guó)城市日益短缺的水資源供應(yīng)無(wú)疑是雪上加霜。

　　現(xiàn)今，綠地灌溉一般選擇噴灌。噴灌以其節(jié)水、保土、省工、適應(yīng)性強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)質(zhì)量高、景觀效果好等優(yōu)點(diǎn)，在城市綠地中特別是草坪灌溉中應(yīng)用廣泛。噴灌噴頭覆蓋面積相對(duì)較大，并且噴點(diǎn)少，不但不影響綠地的整體美觀效果，而且水的實(shí)際利用率可以達(dá)到65%一75%;若噴灌設(shè)備采用高均勻度的噴頭，實(shí)際水利用效率能達(dá)到75%一80%。大面積綠地（高爾夫球場(chǎng)、足球場(chǎng)、大型廣場(chǎng)等）采用噴灌，既可滿足綠地植物生長(zhǎng)需水的要求，又可形成一道水景加綠地的風(fēng)景線。

　　在灌溉控制方面，現(xiàn)在我國(guó)主要推廣的是半自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)。此類系統(tǒng)如利用定時(shí)器控制灌溉比人控控制系統(tǒng)節(jié)水很多?？梢愿鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)針對(duì)不同氣候時(shí)段設(shè)置不同灌溉程序，減少了灌溉的隨意性。但灌溉程序設(shè)定仍是依賴管理人員的經(jīng)驗(yàn)或參考有關(guān)參考數(shù)據(jù)。如管理人員經(jīng)驗(yàn)不足或獲得的參考數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差，編制的程序會(huì)導(dǎo)致灌水過(guò)量或不足，距離精確化、智能化灌溉仍有很大距離。但由于其投資少，灌溉水的有效利用率比手動(dòng)控制提高很多，作為成熟的灌溉控制系統(tǒng)現(xiàn)階段我國(guó)城市推廣的便是此類模式。

　　1.2綠地自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

　　1.2.1綠地自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)概述

　　綠地自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)按照自動(dòng)化程度的高低分為全自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)和半自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)。全自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)不需要人的直接參與，通過(guò)預(yù)先編制好的控制程序和根據(jù)反映作物需水的某些參量可以長(zhǎng)時(shí)間地自動(dòng)啟閉電磁閥。人的作用只是調(diào)整控制程序和檢修控制設(shè)備。這種控制系統(tǒng)中，除了噴頭、管道、管件等還有中央控制器、電磁閥、各種傳感器等，對(duì)于大范圍的控制系統(tǒng)需要還可以配置遠(yuǎn)程控制器等。半自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)在綠地現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有安裝傳感器，灌水開始時(shí)間、灌水持續(xù)時(shí)間和灌溉周期等均是根據(jù)預(yù)先編制的程序，而不是根據(jù)土壤水分和氣象狀況的反饋信息來(lái)控制的。

　　按照結(jié)構(gòu)形式的不同，綠地自動(dòng)控制灌溉系統(tǒng)又可以分為開環(huán)控制灌溉系統(tǒng)和閉環(huán)控制灌溉系統(tǒng)兩種。如果自動(dòng)灌溉系統(tǒng)中具有反饋信號(hào)，就稱為閉環(huán)系統(tǒng)，否則就叫做開環(huán)系統(tǒng)。中央計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是典型的閉環(huán)控制灌溉系統(tǒng)，而時(shí)序控制系統(tǒng)是典型的開環(huán)控制灌溉系統(tǒng)。我國(guó)目前城市應(yīng)用比較成熟的綠地灌溉控制系統(tǒng)就是時(shí)序控制系統(tǒng)。

　　目前，在國(guó)際上技術(shù)比較成熟、應(yīng)用較廣的灌溉控制技術(shù)主要有兩種：專家系統(tǒng)與微機(jī)測(cè)控技術(shù)。專家系統(tǒng)是一個(gè)模擬人腦思維方式，以知識(shí)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。專家系統(tǒng)應(yīng)用于節(jié)水灌溉也是以豐富的種植經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，例如，在己有經(jīng)驗(yàn)上，將已知的作物生長(zhǎng)各階段的需水量，生長(zhǎng)狀態(tài)、各階段可能遇到的氣候與自然條件等決定灌溉的詳細(xì)信息輸入計(jì)算機(jī)，按照一定的法則劃分成各項(xiàng)細(xì)則存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。當(dāng)進(jìn)行控制時(shí)，就將已獲得的作物生長(zhǎng)狀態(tài)、氣候條件等輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)計(jì)算推理，把它劃分歸屬于某一細(xì)則，再按這一細(xì)則的要求，如灌溉量和灌溉時(shí)間，進(jìn)行灌溉。如從荷蘭引進(jìn)的大棚花卉種植專家系統(tǒng)，由于多年的種植經(jīng)驗(yàn)，對(duì)某種花卉的生長(zhǎng)過(guò)程十分熟悉，將其生長(zhǎng)過(guò)程細(xì)節(jié)輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)通過(guò)推理計(jì)算來(lái)決定其灌溉與施肥。微機(jī)測(cè)控技術(shù)將計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)以及通訊技術(shù)結(jié)合起來(lái)，能夠檢測(cè)土壤墑情、環(huán)境特征，并依據(jù)檢測(cè)結(jié)果來(lái)決定灌溉量與灌溉時(shí)間，擺脫了傳統(tǒng)的全憑經(jīng)驗(yàn)灌溉的灌溉模式。在田間分布各種傳感器檢測(cè)點(diǎn)，如土壤水分、溫度、濕度、光照、作物蒸騰量等，檢測(cè)結(jié)果送至微機(jī)，微機(jī)對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理，然后通過(guò)通訊技術(shù)，將處理結(jié)果發(fā)送至上位機(jī)，即實(shí)驗(yàn)室或家里的計(jì)算機(jī)中，操作者就可以在家里或?qū)嶒?yàn)室里觀察到作物生長(zhǎng)狀況和土壤墑情，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷作物是否缺水及所需灌溉量與灌溉時(shí)間，然后發(fā)出灌溉命令給微機(jī)，微機(jī)就可以根據(jù)命令控制灌溉量與灌溉時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水灌溉。