浅谈园林自动化微喷灌技术在城市园林绿化中的应用

吕武　马小明

摘 要：园林自动化微喷灌技术在我国的发展起步较晚，随着城市绿化美化的发展，园林自动化微喷灌技术在城市绿化、花卉及草坪生产方面得到广泛应用。园林草坪自动化微喷灌工程的设计和施工，工程建成后，运行情况良好，现结合园林绿化工程设计及施工情况，对自动化微喷灌技术在城市园林中的应用做一简单探讨。

关键词：园林自动化；微喷灌溉技术；园林绿化；应用

1 城市园林绿地灌溉的特点

与大田作物灌溉相比，城市园林绿地灌溉具有如下特点：

1）城市园林具有休闲、观赏、娱乐的特点，灌溉系统要与现有景观相互协调、配合，既要满足草坪、花卉、树木生长的需要，又要具有观赏性，要具有较好的景观效果。

2）园林绿地通常根据园林设计的特点呈现不规则形状，并为了美化伴有各种灌木、奇石等造型。因此给灌溉系统的规划、设计及施工带来一定的难度，相对于大田灌溉来说，其技术要求较高。

3）城市园林绿地对灌溉技术方面的要求：①城市园林绿地的主要作物是草坪、花卉，根系活动层多在20～30cm左右，因而浅浇勤灌成为其突出特点。②园林绿地尤其是公园、自然景观区地形多起伏不平，传统地面灌水方式很难满足要求，极易造成水土流失和草坪倒伏，从国内外园林绿化灌溉技术的发展来看，微喷灌技术是较为理想的灌水方式，而且其雾化效果好，水滴小，对花卉和草坪的打击强度较小。

2 园林自动化微喷灌技术的特点和设计思想

1）维持现有景观，配合地形、地貌特点，注重灌溉喷洒的观赏性，做到美观实用。基于此城市园林绿化工程多采用自动化微喷灌系统。其中喷头多为埋藏式伸缩喷头，安装时顶部与草坪地面平齐，当管道中有压力水时，喷头的喷嘴部分弹出地面约5cm～10cm，无水压时，喷嘴保持与地面平齐，不影响割草等日常活动。与目前一些地方应用竖铁管加摇臂式喷头系统相比，其优点明显：管道多采用PVC塑料管，全部埋在地下，可很方便地与喷头相连；控制系统多由电子调谐可编程控制器和24V交流信号控制的电磁阀组成。

2）为了使灌溉绿化达到美观、赏心悦目的效果，在灌溉的整体布局上多采用对称布局及间隔布置相结合，并使之与目前的草坪区域规划相协调。具体布置时大面积地块中部宜采用高仰角、大流量的喷头，其具有较大的喷洒半径和较高的喷洒弧线的灌水器，喷洒时呈全圆或扇形旋转喷洒，具有较好的动感效果。草坪边界及草坪内小路边上采用小型灌水器，以形成“花朵”环绕。为防止在每块地的边角地带出现漏喷洒现象，草坪周围边角控制点上采用小型灌水器，并呈180°和90°扇形喷洒，并确保不喷洒在周边道路上。这样的布置在运行时显得较为成功，更加上地形的微小起伏，整个喷洒范围的景观效果和均匀度都较为理想。

3）控制原理及接线。园林自动化微喷灌系统多采用控制器控制电磁阀，从而控制整个灌溉系统。设计中可根据实际情况将整个范围划分成若干小区，电磁阀安装在各小区首部，由一根信号线和一根零线与控制器相连。通过控制器很方便地进行程序编制，选择好一周中哪一天进行喷灌及灌水的开始和结束时间，便很容易地对整个喷灌系统进行自动化控制了。除全自动化控制外，控制系统还可实现半自动化以及完全手动的控制，运行管理十分方便。

4）灌溉水源设计。园林自动化微喷灌多采用市政自来水供水。若绿地面积较小，选用微喷头较少时，水源处一般不需加压；若绿地面积较大，布设管道较长，通常要在市政自来水的基础上加压，一般需将一台管道泵串联在管道中，其控制线路连接需由控制器同时控制水泵和电磁阀的开启，因而要将水泵的交流接触器并联在电磁阀的控制线路中，以实现水泵电磁阀及水泵的全自动化控制。

3 喷灌系统喷头的选型与布置

1）喷头的选型。选择喷头时，除需考虑其本身的性能，如喷头的工作压力、流量、射程、组合喷灌强度、喷洒扇形角度可否调节之外，还必须同时考虑诸如土壤的允许喷灌强度、地块大小形状、水源条件、用户要求等因素。另外，同一工程或一个工程的同一轮灌组中，最好选用一种型号或性能相似的喷头，以便于灌溉均匀度的控制和整个系统的运行管理。此类喷头品种繁多，按射程分，有 0.6～5.8 米的小射程喷头，4.3～9.1 米的中小射程喷头，8.5～15.9 米的中等射程喷头，20 米以上的大射程喷头；按喷洒类型分，有散射喷头，射线喷头，旋转喷头，射线旋转喷头；这些喷头均可在加压喷水时自动弹出地面，而灌水停止时又缩入地面，不会影响园林景观上的机械作业。

2）小射程喷头。一般为非旋转散射式喷头，这些喷头的弹出高度有 50mm、75mm、100mm、150mm和300mm，可选配喷洒形式繁多或可调角度的喷嘴，喷灌强度较大。不但适用于小块灌溉，也可用于灌木、绿篱的灌水和洗尘。这类喷头的喷嘴大多为“匹配灌溉强度喷嘴”，即无论全圆喷洒，还是半圆或 90 度及其他角度，其灌溉强度基本相同。这种特性对保证系统的喷洒均匀度极为有利。

3）中小射程喷头。多为旋转喷头，如 PGM、5500 等齿轮驱动顶部调节喷头，射程为 4.3～11.3米，弹出高度有 100mm、150mm、300mm。这种喷头适用于中型面积绿地和灌木、花卉的喷灌。特别的如 MP 系列地埋射线旋转喷头，射程 3～9 米，以其独特的喷洒方式，和由此而来的不可比拟的节水特性，尤其适合坡地和新植喷洒。

4）中等射程喷头。多为旋转喷头，如亨特 I-20、 PGP 系列，尼尔森 6000、6500 地埋旋转喷头，鱼鸟的 5004 等，这些喷头适用于中型面积绿地的灌溉。弹出高度有 100mm 和300mm 两种，适用于较大面积的灌溉。其中 I-20 喷头配有止溢阀，并且可选不锈钢升降柱，顶部带有独特阀门，可在系统运行时单独将某个喷头关闭，便于维修或更换喷嘴。

5）大射程喷头。如亨特 I-31、 尼尔森 7500 系列均为旋转式齿轮驱动顶部有工具调节喷头，射程均在 20 米以上。其特点是材料强度高，抗冲击性能好。除用于大面积灌溉外，特别适合于运动场灌溉系统。在各种射程的喷头中，均可选择“止溢型”喷头。带止溢功能的喷头一般安装在地形起伏较大的喷灌系统中的地形较低的部位，可有效防止当灌水停止时管道中的水从低位喷头溢出，影响喷头周围的正常生长。土壤的允许喷灌强度是影响喷头选型的主要因素之一。喷灌强度是指单位时间内喷洒在地面上的水深。我们一般考虑的是组合喷灌强度，因为灌溉系统基本上都是由多个喷头组合起来同时工作。对于喷灌强度的要求是，水落到地面后能立即渗入土壤而不出现积水和地面径流，即要求喷头的组合喷灌强度（ρ组合）应小于等于土壤的水入渗率。

6）喷头的布置。喷灌系统中喷头的布置包括喷头的组合形式、喷头沿支管上的间距及支管间距等。喷头布置的合理与否，直接关系到整个系统的灌水质量。喷头的组合形式主要取决于地块形状以及风的影响，一般为矩形和三角形，或为其特例正方形和正三角形。矩形或正方形布置，適用于地块规则，边缘成直角的条件。这种形式设计简便，容易做到使各条支管的流量比较均衡；三角形或正三角形布置，适用于不规则地块，或地块边界为开放式，即使喷洒范围超出部分边界也影响不大的情况。这种布置抗风能力较强，喷洒均匀度要高于矩形或正方形，同时所用喷头的数量相对较少，但不易作到使各条支管的流量均衡。有时地块形状十分复杂，或地块当中有障碍物，使喷头的组合形式为不规则形。在喷头布置完毕后，应根据实际布置结果对系统的组合喷灌强度进行校核。特别是在地块的边角区域，因喷头往往是半圆或 90 度而不是全圆喷洒，若选配的喷嘴与地块中间全圆喷洒的喷头相同，则该区域内的喷灌强度势必大大超过地块中间。所以，为保证系统良好的喷洒均匀度，一般安装在边角的喷头须配置比地块中间的喷头小 2-3 个级别的喷嘴。

4 结语

综上所述，园林草坪自动化微喷灌技术实用美观，控制系统方便灵活，具有很好的景观效果，十分适合城镇园林化建设的发展。近年来随着人民物质生活水平的提高，人们对生存环境的要求也越来越高，城镇园林化建设稳步发展，园林草坪绿地的面积逐步扩大，其灌溉管理问题也日益突出。园林自动化微喷灌技术以其独特的优越性必将成为城镇园林草坪灌溉的发展方向。

参考文献

[1]移动式简易地面微喷灌技术[J]. 邦生，薛艳萍. 农机推广. 2001（02）

[2]浅谈园林自动化微喷灌技术在城市园林绿化中的应用[J]. 邱振存，郭宏，何浩. 北京水利. 1999（06）