智能灌溉在園林方面的應用

摘要：隨著經濟的發(fā)展，城市發(fā)展對園林建設提出了更高要求，本文主要總結了國內外智能灌溉的發(fā)展情況，介紹了幾種智能灌溉方式，并提出智能灌溉在園林方面應用的重要意義。

關鍵詞：智能灌溉；園林；應用

中圖分類號： S688；S275 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.08.048

經濟發(fā)展給人們帶來便利的生活同時，也帶來了能源危機。若要避免能源危機對國家的不利影響，就要研究新能源，并加快新能源在日常中的應用。目前，水資源短缺已成為困擾經濟發(fā)展的重要因素，特別是人們生活用水與園林灌溉之間的矛盾。因此，研究智能灌溉技術，并將此技術應用于園林灌溉中，對節(jié)約水資源意義重大。

1智能灌溉發(fā)展概況

1.1國外發(fā)展概況

智能灌溉技術在國外已有50多年的發(fā)展歷史，技術已基本成熟。在發(fā)達國家，特別是機械化種植區(qū)域或缺水地區(qū)，自動灌溉技術已經廣泛應用。國外專業(yè)的園林灌溉系統(tǒng)非常先進，可以自動采集土壤濕度、測量風速、雨量等數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)自動編程設計當天灌溉標準；自動監(jiān)測電磁閥和管道泄漏情況并報警；自動記錄各地區(qū)灌溉運行時間。按照智能灌溉方式，分為滴灌、涌泉灌和地下滲灌等。一些先進國家采用節(jié)水灌溉技術，從傳統(tǒng)灌溉向現(xiàn)代非充分灌溉改革，從半自動灌溉向全自動灌溉改革。

1.2國內發(fā)展現(xiàn)狀

國內的智能灌溉從90年代才開始研究，到現(xiàn)在為止還沒有形成專業(yè)化和系統(tǒng)化的軟件和硬件系統(tǒng)，與發(fā)達國家相比，存在相當大差距，而且產品單一，沒有成熟的質量檢測和控制體系。目前我國的智能灌溉系統(tǒng)基本以進口為主，國內園林智能灌溉企業(yè)在學習國外先進技術的經驗基礎上，也在研發(fā)自主產品。

2幾種智能灌溉系統(tǒng)介紹

2.1太陽能灌溉系統(tǒng)

太陽能灌溉系統(tǒng)主要是依靠太陽啟動地下水來進行灌溉的系統(tǒng)。太陽能板可以提供電泵的動力，驅動其抽取附近的溪水等存到水缸中，之后再將溪水泵到灑水器里，最后進行植物灌溉。雨水探測器會在雨天時自動關閉灌溉系統(tǒng)，太陽能灌溉系統(tǒng)比較適合沒有自來水供應的偏遠地區(qū)使用。

2.2總線路控制灌溉系統(tǒng)

總線路灌溉系統(tǒng)主要是通過總線的方式把所有測控終端接入。每一個自動終端可以自己進行簡單的灌溉和判斷，之后把數(shù)據(jù)匯總到中央計算機，由中央計算機進行統(tǒng)一數(shù)據(jù)存取、調度等。專家可以根據(jù)匯總數(shù)據(jù)對灌溉進行指導，這種灌溉方式成本低，充分利用了現(xiàn)場總結技術，在無線網絡達不到的地方比較適用。

2.3無線遙控灌溉系統(tǒng)

無線遙控灌溉系統(tǒng)是用遠程終端來采集各地區(qū)水和肥的情況，然后通過全球移動系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳給中央控制器。這種灌溉系統(tǒng)充分利用了GMS網，結構比較簡單，不用布置很多線，投資小，效果顯著。

3園林智能灌溉系統(tǒng)的應用

3.1一體化灌溉系統(tǒng)

為了美觀，園林綠色植物的品種比較多，每種植物都有自身的生長特點，生長規(guī)律也存在一定差異。采用一體化智能灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)植物本身對水的需求情況進行準確有針對性地灌溉，可以把滴灌、噴灌技術融合為一體，進行園林綠色植物多元化和個性化灌溉。園林土壤儲水情況和植被的根系吸水情況有所不同，應用智能灌溉，可以將地表灌溉、地上灌溉和地下灌溉有效結合，合理調配地下水和自然雨水，實現(xiàn)園林綠色灌溉。

3.2自動化灌溉

自動化灌溉主要是利用信息化智能系統(tǒng)對風速和土壤含水量的采集，收集植物生存的環(huán)境信息及降水量等相關數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)在分析的基礎上進行的灌溉。通過對風速、土壤含水量、雨水信息、環(huán)境因素的分析，編制程序，啟動自動灌溉或非自動灌溉設備進行園林灌溉，以解決園林植被對水的需求。對需水量大的闊葉型樹木可以采用噴灌溉、集中雨水進行灌溉等形式，灌溉頻率不宜過高，這樣既能節(jié)約水資源，又能提高灌溉效率，自動灌溉結束后系統(tǒng)會自動存儲灌溉時間和灌溉水用量等。在特殊情況下，管理人員可以進行人工數(shù)據(jù)采集，并通過手動啟動灌溉系統(tǒng)進行灌溉。

3.3節(jié)能化灌溉

節(jié)能化灌溉系統(tǒng)是由水泵、電磁閥和水源等組成，通過計算機對灌溉進行系統(tǒng)分析的精準控制。這種灌溉系統(tǒng)能在第一時間知道植被是否缺水，并通過計算機數(shù)據(jù)分析來確定灌溉時間、灌溉方式和灌溉水用量。節(jié)能灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)之前的灌溉歷史記錄來選擇灌溉類型、灌溉時間和灌溉水用量，自動灌溉系統(tǒng)在工作時也可自主監(jiān)測設施運行狀態(tài)，可以實現(xiàn)水資源的充分利用，降低了灌溉過量或不足的情況。

4智能灌溉系統(tǒng)在園林應用中的優(yōu)勢

隨著園林建設的快速發(fā)展，園林建設中的問題也日益顯露出來。傳統(tǒng)的園林綠化是由水車拉水到現(xiàn)場然后實行灌溉，這種方式除了水在運輸過程中容易灑掉，還有多數(shù)水沒有及時深層滲透而蒸發(fā)損失掉。這種灌溉方式對水的利用率比較低，甚至不到40%。導致大量的水被浪費，而且也浪費人工，成本較高。近年來技術發(fā)展，管網供水廣泛應用，但是管網供水的缺點是手動供水，隨意性比較大，存在需要水時沒有人開閥門，開了閥門又沒有供水，導致水資源浪費，馬路也變成水灘。

園林綠化要求綠地上同時有喬木、灌木和草等復合搭配，這涉及不同物種對水的需要量和時間的問題。傳統(tǒng)灌溉不能滿足這種現(xiàn)代化灌溉需求，使水的灌溉量不能滿足所有植物的生長需求，園林建設效果達不到最優(yōu)化。計算機控制的智能灌溉可以實現(xiàn)灌溉的精準化，在節(jié)省水量的同時也節(jié)省人工。雖然智能灌溉系統(tǒng)已經引進國內許多年，但是應用仍不普遍。智能灌溉可以根據(jù)設定進行灌溉，比人工灌溉節(jié)省水，智能灌溉可以針對不同氣候設置不同程序，避免了灌溉的隨意性。但是這種灌溉程序的設定需要人控制，所以管理人員要有豐富的經驗，促進灌溉的精確和節(jié)約用水量。

智能灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)土壤濕度、雨量等因素自動編制當天的灌溉程序，同時可以監(jiān)控電磁閥、管道泄漏等故障并及時報警。智能灌溉系統(tǒng)可以手動控制，也可以用計算機進行啟動和關閉，單獨的電磁閥為管理提供了極大便利。計算機來進行控制水源、水泵到電磁閥、滴頭這樣一個復雜的系統(tǒng)，可以最大限度地節(jié)約用水量和保護系統(tǒng)運行，避免灌溉不足或過量。

為了精確對園林各種植物進行灌溉，以滿足綠化多元化要求，可以將滴灌、涌泉灌、樹根根部灌溉納入到同一個系統(tǒng)中。可以對喬木和灌木進行滴灌，對草坪進行噴灌，將不同根系不同吸水范圍的植物進行地面灌溉、地下灌溉、深層和淺層灌溉結合起來。同時將降水、地下水灌溉統(tǒng)一進行調配，以形成綜合的灌溉體系。

5智能灌溉系統(tǒng)用于園林的價值

現(xiàn)如今，智能灌溉應用于我國園林灌溉的價值已顯現(xiàn)出來。智能灌溉可以使灌水更均勻、土壤不容易結板、對保土保肥、調節(jié)地塊氣候和溫度都有很大作用。據(jù)美國微軟公司利用智能灌溉系統(tǒng)進行灌溉后的數(shù)據(jù)顯示，水的用量比之前少了34%，水費也降低了大概40%。我國的智能灌溉也越來越多地應用到園林灌溉中。如2002年頤和園綠化建設中，結合萬壽山引水上山工程，建立了覆蓋全園的智能灌溉系統(tǒng)，在一些不適宜單層喬木生長的區(qū)域和野生不適宜植被生長的地段都通過利用資源，調整空間密度等措施，建立了穩(wěn)定性強、外觀優(yōu)美的喬木、灌木和草等多種植物群落，以達到最大限度發(fā)揮植被的生態(tài)效益。上海和深圳也都采用自動灌溉系統(tǒng)在夜間進行園林灌溉，既可以避開市區(qū)用水高峰期，同時可以減少水量蒸發(fā)，使園林灌溉效果良好。北京天安門草坪、植物園、工人體育場等多個地點都采用了智能灌溉系統(tǒng)，智能灌溉系統(tǒng)的使用，促進了我國園林綠化的建設進程，在節(jié)水節(jié)能方面都有比較大的作用。

園林綠化水量節(jié)約已成為我們關注的一個重要話題，利用智能灌溉系統(tǒng)進行灌溉，可以促進灌溉效果的同時節(jié)省大量水資源。園林綠化灌溉節(jié)水應該成為水資源管理的先鋒，要在研究國外先進經驗和設備的基礎上，結合我國實際培育和建立一支專業(yè)化的綠地管理隊伍，同時將市場機制引導到綠地灌溉管理中。在加強園林綠地灌溉的研究上，加強園林綠地灌溉用水的法規(guī)建設，為園林綠地灌溉用水的管理打基礎，逐漸發(fā)揮智能灌溉在園林綠化中的作用，加強生態(tài)環(huán)境的保護。

6智能園林灌溉發(fā)展趨勢

隨著氣候環(huán)境的變化和人口增長，能源和水資源危機越來越嚴重，智能灌溉在園林綠化中的作用會越來越重要，因為在節(jié)省水量的同時降低了成本，改善了園林灌溉效果。國際上專業(yè)灌溉研發(fā)公司已經在原有灌溉產品改善的同時利用高科技研發(fā)新的產品，使智能灌溉系統(tǒng)的硬件和軟件更完善、更環(huán)保，使灌溉更精準，對水資源的利用更合理。隨著塑料模具加工精準度的提高，智能灌溉系統(tǒng)的加工成本也在降低，可以促進智能灌溉系統(tǒng)中零件的更換與應用。隨著科技發(fā)展，園林智能灌溉設備正在向環(huán)保方向邁進，今后，智能灌溉設備將會越來越多的應用于園林建設和園林灌溉當中。

參考文獻

[1]潘賽玲.自動控制技術在園林節(jié)水灌溉中的應用[J].建筑工程技術與設計，2015，（24）.

[2]李東源.園林施工中節(jié)能技術的應用[J].江西建材，2015，（13）.

作者簡介：李瑩，本科學歷，園林工程師，研究方向：園林綠化養(yǎng)護管理。