淺談園林自動化微噴灌技術在城市園林綠化中的應用

呂武　馬小明

摘 要：園林自動化微噴灌技術在我國的發展起步較晚，隨著城市綠化美化的發展，園林自動化微噴灌技術在城市綠化、花卉及草坪生產方面得到廣泛應用。園林草坪自動化微噴灌工程的設計和施工，工程建成后，運行情況良好，現結合園林綠化工程設計及施工情況，對自動化微噴灌技術在城市園林中的應用做一簡單探討。

關鍵詞：園林自動化；微噴灌溉技術；園林綠化；應用

1 城市園林綠地灌溉的特點

與大田作物灌溉相比，城市園林綠地灌溉具有如下特點：

1）城市園林具有休閑、觀賞、娛樂的特點，灌溉系統要與現有景觀相互協調、配合，既要滿足草坪、花卉、樹木生長的需要，又要具有觀賞性，要具有較好的景觀效果。

2）園林綠地通常根據園林設計的特點呈現不規則形狀，并為了美化伴有各種灌木、奇石等造型。因此給灌溉系統的規劃、設計及施工帶來一定的難度，相對于大田灌溉來說，其技術要求較高。

3）城市園林綠地對灌溉技術方面的要求：①城市園林綠地的主要作物是草坪、花卉，根系活動層多在20～30cm左右，因而淺澆勤灌成為其突出特點。②園林綠地尤其是公園、自然景觀區地形多起伏不平，傳統地面灌水方式很難滿足要求，極易造成水土流失和草坪倒伏，從國內外園林綠化灌溉技術的發展來看，微噴灌技術是較為理想的灌水方式，而且其霧化效果好，水滴小，對花卉和草坪的打擊強度較小。

2 園林自動化微噴灌技術的特點和設計思想

1）維持現有景觀，配合地形、地貌特點，注重灌溉噴灑的觀賞性，做到美觀實用。基于此城市園林綠化工程多采用自動化微噴灌系統。其中噴頭多為埋藏式伸縮噴頭，安裝時頂部與草坪地面平齊，當管道中有壓力水時，噴頭的噴嘴部分彈出地面約5cm～10cm，無水壓時，噴嘴保持與地面平齊，不影響割草等日常活動。與目前一些地方應用豎鐵管加搖臂式噴頭系統相比，其優點明顯：管道多采用PVC塑料管，全部埋在地下，可很方便地與噴頭相連；控制系統多由電子調諧可編程控制器和24V交流信號控制的電磁閥組成。

2）為了使灌溉綠化達到美觀、賞心悅目的效果，在灌溉的整體布局上多采用對稱布局及間隔布置相結合，并使之與目前的草坪區域規劃相協調。具體布置時大面積地塊中部宜采用高仰角、大流量的噴頭，其具有較大的噴灑半徑和較高的噴灑弧線的灌水器，噴灑時呈全圓或扇形旋轉噴灑，具有較好的動感效果。草坪邊界及草坪內小路邊上采用小型灌水器，以形成“花朵”環繞。為防止在每塊地的邊角地帶出現漏噴灑現象，草坪周圍邊角控制點上采用小型灌水器，并呈180°和90°扇形噴灑，并確保不噴灑在周邊道路上。這樣的布置在運行時顯得較為成功，更加上地形的微小起伏，整個噴灑范圍的景觀效果和均勻度都較為理想。

3）控制原理及接線。園林自動化微噴灌系統多采用控制器控制電磁閥，從而控制整個灌溉系統。設計中可根據實際情況將整個范圍劃分成若干小區，電磁閥安裝在各小區首部，由一根信號線和一根零線與控制器相連。通過控制器很方便地進行程序編制，選擇好一周中哪一天進行噴灌及灌水的開始和結束時間，便很容易地對整個噴灌系統進行自動化控制了。除全自動化控制外，控制系統還可實現半自動化以及完全手動的控制，運行管理十分方便。

4）灌溉水源設計。園林自動化微噴灌多采用市政自來水供水。若綠地面積較小，選用微噴頭較少時，水源處一般不需加壓；若綠地面積較大，布設管道較長，通常要在市政自來水的基礎上加壓，一般需將一臺管道泵串聯在管道中，其控制線路連接需由控制器同時控制水泵和電磁閥的開啟，因而要將水泵的交流接觸器并聯在電磁閥的控制線路中，以實現水泵電磁閥及水泵的全自動化控制。

3 噴灌系統噴頭的選型與布置

1）噴頭的選型。選擇噴頭時，除需考慮其本身的性能，如噴頭的工作壓力、流量、射程、組合噴灌強度、噴灑扇形角度可否調節之外，還必須同時考慮諸如土壤的允許噴灌強度、地塊大小形狀、水源條件、用戶要求等因素。另外，同一工程或一個工程的同一輪灌組中，最好選用一種型號或性能相似的噴頭，以便于灌溉均勻度的控制和整個系統的運行管理。此類噴頭品種繁多，按射程分，有 0.6～5.8 米的小射程噴頭，4.3～9.1 米的中小射程噴頭，8.5～15.9 米的中等射程噴頭，20 米以上的大射程噴頭；按噴灑類型分，有散射噴頭，射線噴頭，旋轉噴頭，射線旋轉噴頭；這些噴頭均可在加壓噴水時自動彈出地面，而灌水停止時又縮入地面，不會影響園林景觀上的機械作業。

2）小射程噴頭。一般為非旋轉散射式噴頭，這些噴頭的彈出高度有 50mm、75mm、100mm、150mm和300mm，可選配噴灑形式繁多或可調角度的噴嘴，噴灌強度較大。不但適用于小塊灌溉，也可用于灌木、綠籬的灌水和洗塵。這類噴頭的噴嘴大多為“匹配灌溉強度噴嘴”，即無論全圓噴灑，還是半圓或 90 度及其他角度，其灌溉強度基本相同。這種特性對保證系統的噴灑均勻度極為有利。

3）中小射程噴頭。多為旋轉噴頭，如 PGM、5500 等齒輪驅動頂部調節噴頭，射程為 4.3～11.3米，彈出高度有 100mm、150mm、300mm。這種噴頭適用于中型面積綠地和灌木、花卉的噴灌。特別的如 MP 系列地埋射線旋轉噴頭，射程 3～9 米，以其獨特的噴灑方式，和由此而來的不可比擬的節水特性，尤其適合坡地和新植噴灑。

4）中等射程噴頭。多為旋轉噴頭，如亨特 I-20、 PGP 系列，尼爾森 6000、6500 地埋旋轉噴頭，魚鳥的 5004 等，這些噴頭適用于中型面積綠地的灌溉。彈出高度有 100mm 和300mm 兩種，適用于較大面積的灌溉。其中 I-20 噴頭配有止溢閥，并且可選不銹鋼升降柱，頂部帶有獨特閥門，可在系統運行時單獨將某個噴頭關閉，便于維修或更換噴嘴。

5）大射程噴頭。如亨特 I-31、 尼爾森 7500 系列均為旋轉式齒輪驅動頂部有工具調節噴頭，射程均在 20 米以上。其特點是材料強度高，抗沖擊性能好。除用于大面積灌溉外，特別適合于運動場灌溉系統。在各種射程的噴頭中，均可選擇“止溢型”噴頭。帶止溢功能的噴頭一般安裝在地形起伏較大的噴灌系統中的地形較低的部位，可有效防止當灌水停止時管道中的水從低位噴頭溢出，影響噴頭周圍的正常生長。土壤的允許噴灌強度是影響噴頭選型的主要因素之一。噴灌強度是指單位時間內噴灑在地面上的水深。我們一般考慮的是組合噴灌強度，因為灌溉系統基本上都是由多個噴頭組合起來同時工作。對于噴灌強度的要求是，水落到地面后能立即滲入土壤而不出現積水和地面徑流，即要求噴頭的組合噴灌強度（ρ組合）應小于等于土壤的水入滲率。

6）噴頭的布置。噴灌系統中噴頭的布置包括噴頭的組合形式、噴頭沿支管上的間距及支管間距等。噴頭布置的合理與否，直接關系到整個系統的灌水質量。噴頭的組合形式主要取決于地塊形狀以及風的影響，一般為矩形和三角形，或為其特例正方形和正三角形。矩形或正方形布置，適用于地塊規則，邊緣成直角的條件。這種形式設計簡便，容易做到使各條支管的流量比較均衡；三角形或正三角形布置，適用于不規則地塊，或地塊邊界為開放式，即使噴灑范圍超出部分邊界也影響不大的情況。這種布置抗風能力較強，噴灑均勻度要高于矩形或正方形，同時所用噴頭的數量相對較少，但不易作到使各條支管的流量均衡。有時地塊形狀十分復雜，或地塊當中有障礙物，使噴頭的組合形式為不規則形。在噴頭布置完畢后，應根據實際布置結果對系統的組合噴灌強度進行校核。特別是在地塊的邊角區域，因噴頭往往是半圓或 90 度而不是全圓噴灑，若選配的噴嘴與地塊中間全圓噴灑的噴頭相同，則該區域內的噴灌強度勢必大大超過地塊中間。所以，為保證系統良好的噴灑均勻度，一般安裝在邊角的噴頭須配置比地塊中間的噴頭小 2-3 個級別的噴嘴。

4 結語

綜上所述，園林草坪自動化微噴灌技術實用美觀，控制系統方便靈活，具有很好的景觀效果，十分適合城鎮園林化建設的發展。近年來隨著人民物質生活水平的提高，人們對生存環境的要求也越來越高，城鎮園林化建設穩步發展，園林草坪綠地的面積逐步擴大，其灌溉管理問題也日益突出。園林自動化微噴灌技術以其獨特的優越性必將成為城鎮園林草坪灌溉的發展方向。

參考文獻

[1]移動式簡易地面微噴灌技術[J]. 邦生，薛艷萍. 農機推廣. 2001（02）

[2]淺談園林自動化微噴灌技術在城市園林綠化中的應用[J]. 邱振存，郭宏，何浩. 北京水利. 1999（06）