提要：本文針對我國園林灌溉近十年的發(fā)展，把園林灌溉設備進(jìn)行了試分類(lèi)，淺析了園林灌溉設備的發(fā)展思路，重點(diǎn)闡述了園林灌溉的灌水器和主要自動(dòng)控制設備的發(fā)展現狀，以及與農業(yè)灌溉設備的主要區別。

　　關(guān)鍵詞：園林灌溉；灌溉設備；灌溉控制；園林灌水器；電磁閥

　　1、園林灌溉設備分類(lèi)

　　這種以用途為中心的分類(lèi)有利于客戶(hù)針對自己的需求，準確地選擇灌溉產(chǎn)品，同時(shí)有利于制造商分門(mén)別類(lèi)的研發(fā)產(chǎn)品和對市場(chǎng)需求的把握，用于區別各制造商的業(yè)務(wù)范圍。

　　按這種方式主要分為城市園林灌溉設備（Landscape）、高爾夫球場(chǎng)灌溉設備（Golf）、庭院灌溉設備（Garden）。比如美國的RAINBIRD、TORO、HUNTER等多家公司，盡管技術(shù)背景和從業(yè)時(shí)間有所不同，但都具備前兩類(lèi)產(chǎn)品的制造能力，而德國的GARDENA公司致力庭院灌溉產(chǎn)品的制造。

　　在上述分類(lèi)前提下，工程技術(shù)人員針對不同植物配水的要求，方便解決具體問(wèn)題，需要全面準確地選擇園林灌溉設備，因而又有如下更加詳細的分類(lèi)：

　　2、園林灌溉設備的發(fā)展思路

　　2.1灌水器的發(fā)展思路

　　園林灌水器與農業(yè)灌水器的發(fā)展思路有很大差別，可以簡(jiǎn)單概括為“隱藏、美觀(guān)、噴灌射程多變、微灌流量寬泛”。

　　園林灌溉是園林植物養護的主要手段之一，相對于園林領(lǐng)域所追求的景觀(guān)效果，園林灌溉處于附屬地位，園林灌水器不僅要滿(mǎn)足景觀(guān)植物的配水要求，而且要突出景觀(guān)效果的整體美，不能喧賓奪主。因而園林灌水器的開(kāi)發(fā)，要優(yōu)先考慮隱藏技術(shù)，如果暴露在外，追求暴露面積最小且與周?chē)�景觀(guān)協(xié)調。

　　園林植物采用的是“喬、灌、草”結合、以藝術(shù)曲線(xiàn)分割種植的模式，追求的是藝術(shù)效果和生態(tài)效益。由此引起噴灌區域的形狀多變，從而要求噴灌灌水器的射程必須多變，同時(shí)必須能夠調節噴灑扇形，避免噴灑在路上，盡量不影響游人興致，以適應園林植物配水的要求。

　　園林灌溉系統是市政給水系統的一個(gè)組成部分，其工作方式受到市政給水系統功能和城市綠地休閑功能的制約。園林綠地基本都是人群活動(dòng)的密集區，不允許在人群密集活動(dòng)時(shí)進(jìn)行灌溉作業(yè)，同時(shí)又要避開(kāi)市政用水的高峰期，不能和城市生活生產(chǎn)“爭”水，沒(méi)有農業(yè)灌溉的那樣全天候工作的“窗口”，因此留給園林灌溉的作業(yè)時(shí)間非常有限，這是和農業(yè)灌溉的最大區別。從而要求園林灌水器，尤其園林微灌灌水器的流量明顯比農業(yè)的要大，必須在有限的作業(yè)時(shí)間內，保證完成園林植物的養護配水。

　　2.2自動(dòng)控制設備的發(fā)展思路

　　隨著(zhù)世界灌溉行業(yè)的發(fā)展，灌溉控制設備的研制，已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)大的產(chǎn)業(yè)。園林灌溉控制設備的發(fā)展思路為：

　　1、高端設備：以植物需水為核心，緊密追隨網(wǎng)絡(luò )和現代通信技術(shù)；

　　2、中端設備：以時(shí)序控制為核心，積極采用友好界面和漢化編程技術(shù)；

　　3、低端設備：以無(wú)需市電、操作簡(jiǎn)便為核心，努力附加通訊功能。

　　園林灌溉和農業(yè)灌溉的自動(dòng)控制設備有所區別，因為園林的種植是“喬、灌、草”混種，各種植物需水量不同，灌溉系統是噴灌、微灌、手動(dòng)補水的混合系統，灌水頻率高，受市政給水系統工作方式的制約，因此，在一個(gè)系統中控制不同灌溉方式同時(shí)滿(mǎn)足不同植物需水成為復雜任務(wù)，即園林灌溉的自動(dòng)控制，注重的是景觀(guān)植物養護的灌水控制；而農業(yè)灌溉往往是一類(lèi)植物單一的灌水方式，可以全天候作業(yè)，追求的是農產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)，灌水的控制相對簡(jiǎn)單，但對均勻施肥、施藥、無(wú)土栽培營(yíng)養液的加注等要求較高。

　　3、灌水器發(fā)展現狀

　　3.1城市園林灌水器的現狀

　　城市園林灌水器按照出流量的大小分為噴灌和微灌兩大類(lèi)別。噴灌主要用于解決草坪和大面積修剪的灌木、綠籬的灌水和洗塵。微灌主要應用于窄條綠籬、叢狀灌木和樹(shù)木的灌溉。

　　3.1.1埋藏式散射噴頭

　　目前國外散射噴頭壟斷市場(chǎng)，這種噴頭具有結構簡(jiǎn)單，無(wú)旋轉驅動(dòng)的機構，工作壓力在0.2Mpa左右，射程3-6m，噴嘴系列達幾十種，適應園林造景的各種形狀；升降高度有5、10、12、15、24、40cm多種規格，用于解決小型草坪、屋頂花園和不同高度綠籬的灌溉。不同噴嘴和不同升降高度又有很多組合方案，已經(jīng)滿(mǎn)足園林造景的灌溉要求。

　　但是，這種噴頭組合噴灌強度大，灌水時(shí)間短，需要頻繁使用，因此，噴頭的密封止水和彈簧的壽命是關(guān)鍵技術(shù)。由于這種噴頭結構簡(jiǎn)單，國內一些小型企業(yè)試圖仿制，已經(jīng)有些產(chǎn)品上市，但企業(yè)沒(méi)有嚴格的檢測設備，國家也沒(méi)有制造和檢測標準，產(chǎn)品的性能與國外產(chǎn)品不能相提并論，尤其在密封和彈簧壽命方面，和國外產(chǎn)品差距很大。

　　3.1.2埋藏式旋轉噴頭

　　國外的埋藏式旋轉噴頭已經(jīng)發(fā)展為從7-24m射程的一系列產(chǎn)品。其旋轉驅動(dòng)機構經(jīng)歷搖臂驅動(dòng)、球驅動(dòng)到塑料齒輪驅動(dòng)的三大跨越式發(fā)展，目前市場(chǎng)的主流產(chǎn)品為塑料齒輪驅動(dòng)旋轉噴頭。搖臂驅動(dòng)埋藏式旋轉噴頭還有一定的市場(chǎng)份額，主要用于水質(zhì)比較差的區域，而球驅動(dòng)正在逐步退出市場(chǎng)。主導國內市場(chǎng)的塑料齒輪驅動(dòng)旋轉噴頭均為進(jìn)口產(chǎn)品。

　　塑料齒輪驅動(dòng)的埋藏式旋轉噴頭，7-15m射程的主要用于城市草坪灌溉，16-24m射程的噴頭主要用于運動(dòng)場(chǎng)自然草坪的灌溉。

　　國外埋藏式旋轉噴頭的發(fā)展趨勢為，系列噴嘴隨噴頭體一起提供，噴灑扇性角度調整、射程縮減調整和角度記憶功能集于一體。

　　近兩年出現運動(dòng)場(chǎng)人造草坪的專(zhuān)用噴頭，用途是人造草坪的噴淋，減少運動(dòng)員和人造草坪的摩擦，延長(cháng)人造草坪的壽命；人造草坪的運動(dòng)場(chǎng)不允許在場(chǎng)地里面布置噴頭，噴頭必須布置在運動(dòng)場(chǎng)的四邊，如曲棍球場(chǎng)、馬術(shù)場(chǎng)等，因此，噴頭的射程要達到40m以上，也是埋藏式旋轉噴頭，但為水力活塞驅動(dòng)旋轉，實(shí)現了埋藏、旋轉和噴槍功能的結合，而且可以調節旋轉速度，完全不同于塑料齒輪驅動(dòng)的埋藏式旋轉噴頭。此噴頭的出現，把埋藏式旋轉噴頭的射程范圍擴展到一個(gè)空前的水平，而且也可以用在運動(dòng)場(chǎng)自然草坪的養護灌溉，傳統的運動(dòng)場(chǎng)噴頭受到了挑戰。國內有個(gè)別企業(yè)以仿造的方式，生產(chǎn)塑料齒輪驅動(dòng)的埋藏式旋轉噴頭，但國內沒(méi)有相關(guān)制造和檢測標準，尚沒(méi)有形成真正意義上的產(chǎn)業(yè)化。

　　3.1.3園林微灌灌水器

　　國外園林微灌灌水器用來(lái)解決灌木、綠籬和樹(shù)木的灌溉，主要有滴灌管、滴頭、微噴、涌泉灌、樹(shù)木根部灌水器等一系列產(chǎn)品，除了涌泉灌，其它產(chǎn)品都具有壓力補償功能，這是園林灌溉的特殊要求決定的。這些產(chǎn)品相對于農業(yè)微灌而言，具有自己明顯的特點(diǎn)：

　　1）優(yōu)先考慮隱藏技術(shù)，不破壞園林景觀(guān)的整體美；

　　2）造型美觀(guān)，用不同的顏色適應園林景觀(guān)的整體效果；

　　3）品種繁多，滿(mǎn)足多種園林植被和園林造型的不同需要；

　　4）流量范圍更加寬泛，適應園林灌溉在短時(shí)間內灌完的要求，避免和城市用水高峰疊加。

　　在國外，園林和農業(yè)微灌產(chǎn)品是不同的兩個(gè)體系，制造商開(kāi)發(fā)產(chǎn)品也是沿著(zhù)不同的思路進(jìn)行。比如城市里的樹(shù)木很多栽植在鋪裝地里，因此就開(kāi)發(fā)了樹(shù)木根部灌水器，不僅解決灌溉，而且解決了樹(shù)木根部的補氣問(wèn)題，這相對于農業(yè)微灌，具有非常特殊的功能。

　　目前國內園林微灌產(chǎn)品還是一個(gè)空白領(lǐng)域，沒(méi)有制造商致力于該類(lèi)產(chǎn)品的研發(fā)和制造。國內園林灌溉目前的水平，只是著(zhù)力解決草坪灌溉，多數灌溉系統為噴灌和澆灌結合的方式，園林微灌市場(chǎng)剛剛起步，還需要一個(gè)認識和推廣的過(guò)程。隨著(zhù)節約型社會(huì )的發(fā)展，城市節水力度的加大，園林灌溉會(huì )做得越來(lái)越細，園林微灌產(chǎn)品將會(huì )得到廣泛推廣。

　　3.2高爾夫球場(chǎng)灌水器的現狀

　　噴灌是高爾夫球場(chǎng)灌溉的唯一方式，但針對高爾夫球場(chǎng)的灌溉特點(diǎn)和要求，開(kāi)發(fā)出適合球道、果領(lǐng)、發(fā)球臺、高草區灌溉的一系列噴頭，除了高草區多用可調噴灑扇形角度的搖臂噴頭外，其它噴頭均為埋藏式噴頭。高爾夫灌溉噴頭的突出特點(diǎn)是噴頭體和電磁閥集于一體，工作壓力、流量、射程均比園林灌溉噴頭大，一般工作壓力0.4-0.6Mpa，射程在20-30m，流量7-12t/h。也有一類(lèi)是噴頭本身不帶電磁閥，但在國外已經(jīng)較少應用。

　　目前國內的高爾夫球場(chǎng)灌溉噴頭完全依賴(lài)進(jìn)口產(chǎn)品，國內沒(méi)有這類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)。

　　3.3庭院灌水器現狀

　　隨著(zhù)我國房地產(chǎn)的發(fā)展，近年來(lái)出現高檔住宅社區和別墅區，一部分人擁有了私家花園，適應庭院灌溉的產(chǎn)品才從國外走進(jìn)國門(mén)，這個(gè)市場(chǎng)剛剛起步。

　　庭院灌溉設備的開(kāi)發(fā)思路是，滿(mǎn)足主人料理和養護私家花園的情趣，在家享受田園勞作的過(guò)程，營(yíng)造自然生態(tài)的情景。所以這類(lèi)灌水器多為小射程散射噴頭、手持式和移動(dòng)式噴灑器，而且噴灑花型繁多可調，水源為自來(lái)水，壓力、流量、射程都較小。比如俗稱(chēng)的“花灑”就是典型的庭院灌水器。歐洲在國際上引領(lǐng)這類(lèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)，如德國的GARDENA公司，就專(zhuān)門(mén)致力于庭院灌溉產(chǎn)品的生產(chǎn)。在我國這類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)也是空白。

　　4、灌溉自動(dòng)控制設備的發(fā)展現狀

　　灌溉自動(dòng)控制設備主要沿著(zhù)三條主線(xiàn)發(fā)展，分為高端、中端和低端三大類(lèi)別。

　　4.1高端控制設備

　　這類(lèi)產(chǎn)品是隨著(zhù)計算機和現代數據通訊技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生，主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是基于氣象站的中央計算機灌溉控制設備；另一類(lèi)是由計算機控制，但不和氣象站通訊。這兩類(lèi)都在數據通訊的前提下進(jìn)行指令下達和反饋，但最大區別是，前者以實(shí)時(shí)監測到的氣象數據并計算出植物需水量為核心，實(shí)現灌溉系統的智能控制，后者則以閥門(mén)的開(kāi)關(guān)為中心，實(shí)現系統啟閉的集中控制。

　　1）基于氣象站的中央計算機灌溉控制設備：由氣象傳感器把與植物需水相關(guān)的氣象參量，反饋給中央計算機控制決策設備，通過(guò)中央計算機預裝的專(zhuān)用軟件，運算出植物前一天損耗的水量，并決策今天是否補充水分和補多少水分；若需補水，中央計算機向下屬的各控制器發(fā)出指令；控制器接到指令即控制其轄區內的機組（或總閥門(mén)）和電磁閥的啟閉，在一定的時(shí)間內按一定的順序自動(dòng)完成園林綠地的灌溉并自動(dòng)停機，相當于工廠(chǎng)里的智能生產(chǎn)線(xiàn)。

　　這種控制設備主要用于大型園林或高爾夫球場(chǎng)灌溉系統的控制。在產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)中，盡管工作原理基本一致，但因為高爾夫球場(chǎng)只是控制噴灌，而園林灌溉系統既有噴灌又有微灌、植物繁多、需水量不一致，因此用于園林和用于高爾夫球場(chǎng)的中央計算機灌溉控制設備是不同系列的產(chǎn)品。用于園林的中央計算機灌溉控制設備相對復雜，小到控制某個(gè)公園或廠(chǎng)區，大到控制整個(gè)城市的園林灌溉；而用于高爾夫球場(chǎng)的中央計算機灌溉控制設備，雖然是控制一個(gè)或幾個(gè)相連的同屬于一個(gè)業(yè)主的高爾夫球場(chǎng)，灌溉方式大多數為單一的噴灌，但是，由于高爾夫球場(chǎng)的果嶺、發(fā)球臺、球道、高草區的草種不同，立地條件不同，需水量不同，

　　因此，高爾夫球場(chǎng)的噴灌系統要求控制不同區域的噴頭工作，甚至控制到每一個(gè)噴頭，要求的灌水精度比園林更精確，更是農業(yè)噴灌無(wú)法比擬的。

　　目前國內有些項目已經(jīng)安裝了中央計算機園林灌溉控制系統，如頤和園、香港迪斯尼樂(lè )園、奧運會(huì )水上公園等灌溉系統；有些正在安裝，如森林公園、奧林匹克公園中心區的灌溉系統。

　　2）不配置氣象站的中央計算機控制設備：這類(lèi)控制設備需要管理人員的參與，把管理人員自己判斷的植物需水量輸入計算機，計算機依據這個(gè)參數進(jìn)行運算和下達指令，達到集中控制灌溉系統運行的目的，至于灌水量是否滿(mǎn)足植物需水，完全取決于管理人員對植物需水的判斷。盡管這類(lèi)設備有時(shí)也配備一些風(fēng)速、雨量、霜凍等傳感器，在特殊氣象條件下，這些傳感器只是給出系統中斷運行的開(kāi)關(guān)量，而與植物的實(shí)時(shí)需水量無(wú)關(guān)。一般用于園林灌溉系統的控制，不用在高爾夫球場(chǎng)。

　　目前，國際一些知名的灌溉公司，已經(jīng)著(zhù)手研制下一代高端灌溉控制設備，將利用有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )平臺進(jìn)行遠程控制。

　　4.2中端控制設備

　　任何灌溉系統都是針對某種植物在某種需水量條件下而設計的，因此，系統供水流量是既定的；要灌到某種植物的需水量，最終反映在需要灌多長(cháng)時(shí)間上。這種產(chǎn)品就是把灌水時(shí)間作為控制參量，從而實(shí)現自動(dòng)灌溉。

　　工作原理是，灌溉管理人員預先將開(kāi)始灌溉時(shí)間、每站灌水延續時(shí)間、每站機組啟動(dòng)方式等基本參數輸入控制器，從而編制出一個(gè)或四個(gè)灌溉程序，亦即同時(shí)可將四套灌溉方案存入控制器；然后選擇目前需要運行的某個(gè)程序，控制器自動(dòng)執行你所選擇的這一套灌溉方案并發(fā)出指令，自動(dòng)啟閉機組和按一定輪灌順序進(jìn)行灌溉，實(shí)現自動(dòng)化灌溉。

　　這類(lèi)產(chǎn)品無(wú)須數據通訊，只是簡(jiǎn)單的電信號傳輸。目前園林自動(dòng)控制灌溉系統，絕大部分是這種控制方式。高爾夫球場(chǎng)不能用此類(lèi)控制設備。

　　4.3低端控制設備

　　這類(lèi)設備主要是用干電池驅動(dòng)，無(wú)須市電。用來(lái)解決無(wú)電地區或難于解決電源的地區，比如高速公路的防護林或綠化帶，城市園林很少應用。此類(lèi)控制設備，也可以簡(jiǎn)單編程，自動(dòng)運行電磁閥，但不能控制供水機組。在國外灌溉控制設備已經(jīng)形成龐大的產(chǎn)業(yè)，在我國無(wú)論高、中、低端灌溉自動(dòng)控制設備，僅僅有部分科研院所在試驗研制之中，沒(méi)有明確的針對性，思路不象國外那么清晰，目前還沒(méi)有形成批量生產(chǎn)，更談不到產(chǎn)業(yè)化。

　　5、電磁閥的現狀

　　電磁閥是自動(dòng)控制灌溉系統中的重要設備，在自動(dòng)灌溉系統中常用的隔膜式電磁閥，采用“電控水動(dòng)”的工作方式。當電信號傳到電磁閥上的電磁頭時(shí)，電磁頭自動(dòng)打開(kāi)隔膜上部的與電磁閥出口相通的排水孔，隔膜上部的水壓釋放，而管道系統的壓力作用在隔膜下部，隔膜被迫上移打開(kāi)閥門(mén)；當電信號中斷時(shí)，隔膜上部的排水孔被關(guān)閉，隔膜中間有一小孔連通隔膜上下部，下部水體穿過(guò)此孔進(jìn)入隔膜上部，由于隔膜上部面積大于下部面積，當隔膜上下壓強相等時(shí)，上部水壓力大于下部，隔膜下移關(guān)閉閥門(mén)。由此可見(jiàn)，電磁閥受電信號控制，但最終依靠水壓力啟閉，因此到電磁閥處的水壓力不得低于它啟閉所要求的最小工作水壓；另外，隔膜是隨其上部水壓力逐漸釋放或增加而上下移動(dòng)，緩慢啟閉電磁閥，這一點(diǎn)對灌溉系統是極其重要的，它可有效減小管道中的水錘，防止水錘對灌溉系統的破壞。

　　園林灌溉用的電磁閥，應該具備如下特點(diǎn)：

　　1）必須做到緩慢啟閉，最大限度防止水錘；

　　2）必須是弱電控制：因為電磁閥都安裝在行人密集的露天公共場(chǎng)所，如果是強電控制，一旦漏電，后果不堪設想。

　　3）必須做到防水密封：因為電磁閥安裝在閥門(mén)井或閥門(mén)箱內，雨季會(huì )在閥門(mén)井里積水，又置于地下，常年在潮濕的環(huán)境中工作，一旦防水密封不佳，極易出現漏電現象，影響灌溉系統運行。

　　4）耗電量必須很低：因為電磁閥一般都是交流電輸入，工作時(shí)需要一直供電，如果耗電量大，運行費將很高。進(jìn)口的灌溉電磁閥功率一般約6-7VA，電流0.28-0.30A左右，電壓24V。

　　我國還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)灌溉電磁閥的企業(yè)，目前園林和高爾夫球場(chǎng)用的灌溉電磁閥，均是國外知名灌溉企業(yè)的產(chǎn)品。

　　6、結語(yǔ)

　　國家統計局最新發(fā)布的資料表明，我國農村人口占總人口的比例降到56%；國家建設部指出，我國城鎮化水平提高到了43.9%，進(jìn)入快速增長(cháng)期，全國設市城市656個(gè)，建制鎮約2萬(wàn)個(gè)。隨著(zhù)我國城市化進(jìn)程的迅猛發(fā)展，城市綠地的規模也隨之擴大，但我國又面臨水資源匱乏的嚴酷局面，對園林節水灌溉的要求將與日俱增，因此，需要我國盡快出臺園林灌溉行業(yè)的制造和檢測標準，加強相關(guān)企業(yè)和設備的認證，促進(jìn)園林灌溉行業(yè)合理、有序、快速的發(fā)展，以適應城市化進(jìn)程的需要。

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