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隨著全球性水資源供需矛盾的日益加劇，一方面高爾夫行業(yè)的迅猛發(fā)展，高爾夫草坪灌溉用水將成為城市用水的重要方面，另一方面城市普遍又面臨水資源的嚴重不足。因此，節(jié)約有限的水資源關系到高爾夫目前及未來的發(fā)展方向。高爾夫草坪采用精準、高效的灌水方式已勢在必行。
對高爾夫草坪實施精細灌溉，亦即要實行按時灌溉、按需灌溉、高效灌溉。實施精細、高效灌溉不僅能做到精量灌水，達到節(jié)水效果，而且有助于提高管理水平和灌溉系統(tǒng)的綜合調度能力，降低管理成本，提高效率。對高爾夫球場草坪灌溉的精準化、高效化、綜合化和管理科學化，大力提升我國高爾夫草坪灌溉技術和管理水平，這將有助于高爾夫的健康發(fā)展。
1 草坪需水量的估算與灌溉制度的制定
合理灌溉是草坪節(jié)水的主要措施之一。灌溉系統(tǒng)是一個復雜的體系，灌溉時需要經過復雜的計算需水量并制定合理的灌溉制度才能達到節(jié)水的效果。然而無論是通過現(xiàn)有設備灌水，還是開發(fā)應用更節(jié)水的設備，都是以灌溉的基本理論為基礎的。
1.1 草坪需水量的概念及測定
草坪需水量是分析計算草坪灌溉用水量的基礎。草坪消耗土壤水分的途徑主要是草坪草植株間土壤的蒸發(fā)和草坪草的蒸騰兩部分，兩部分之和稱之為蒸發(fā)蒸騰量或蒸散量（Evapotranspiration，ET）。草坪需水量是在草坪草正常生育狀況條件下，在整個綠期或一年的蒸散量，以mm表示。
為了估算植物需水量，在需水量中引入了參考植物需水量，參考作物系指一種理想的作物，1797年聯(lián)合國糧農組織（FAO）所定義的參考植物蒸發(fā)蒸騰量為：高度均勻一致（8-15 cm），生長旺盛、無病蟲害，完全覆蓋地面，土壤水分充分供應條件下的綠色矮稈作物的蒸發(fā)蒸騰量（ET0）[2]。它根據(jù)氣象因素，用經驗的或半經驗的方法先算出，目前計算參考植物蒸發(fā)蒸騰量最常用的方法就是Penman-Monteith公式。再考慮植物系數(shù)，將它修正為植物蒸發(fā)蒸騰量。
1.2 草坪灌溉制度的制定
灌溉制度的合理制定是指導草坪灌溉的重要指標。灌溉制度是指每次灌水量、灌水時間、灌水周期以及全年灌水量四個參數(shù)，分別稱為灌水定額、灌水時間、灌水周期和灌溉定額。
1.2.1 灌水定額
確定草坪每次的灌水量，首先需要知道草坪主要根系層土壤水分允許虧缺量，即田間持水量與允許下限值的差額，然后計算每次的灌水量。
1.2.2 灌水時間
灌水時間包括灌水的開始時間和灌水延續(xù)時間。主要根據(jù)草坪使用情況和管理養(yǎng)護要求確定，一次灌水延續(xù)時間取決于噴頭布置方式和噴頭流量。
1.2.3 灌水周期
灌水以后，土壤水分從較高逐漸消耗，當土壤水分達到允許虧缺含水量時所需要的時間稱為灌水周期。顯然，土壤水分逐漸被消耗的速率取決于草坪的蒸散量（ET），日蒸散量越大，土壤水分消耗就越快。
1.2.3 灌水定額
灌水定額就是全年或一個綠期草坪的灌水量，將每次灌水量累計就是灌溉定額。
2高爾夫球場草坪灌溉的特點
高爾夫球場場草坪是所有球類運動場草坪中規(guī)模最大、管理最精細、藝術品位最高的草坪。不同與一般的景觀園林灌溉，由于高爾夫球場自身的特殊性,如球場內的草坪種類、面積大小、使用要求、地形條件、氣候條件、場地因素等，決定了高爾夫球場灌溉的特殊性：
第一，球場草坪灌溉面積大、需水量多。一個標準的高爾夫球場約為60-100hm2，而整個球場大部分為草坪覆蓋，這就要求高爾夫球場草坪灌溉系統(tǒng)不僅能滿足灌溉用水量，而且要具備綜合管理灌溉設備的能力。
第二，球場內不同區(qū)域的草坪需水量不同。高爾夫球場內的果嶺、發(fā)球臺、球道、高草區(qū)內種植的草坪草種、坪床土壤類型不盡相同，而且打球者對其使用要求也不同。因此，不同區(qū)域的草坪草在灌溉量、灌溉時間上均不相同，尤其對于果嶺，灌溉管理要求更為精細。這決定了要實施精確灌溉，灌溉系統(tǒng)必須結合不同草種和使用情況區(qū)域化灌溉。
第三，灌水周期性。高爾夫球場草坪面積大，灌溉并不是一次完成的，需要經過嚴格的計算，制定合理的灌溉制度進行循環(huán)、輪流灌溉。
第四，灌溉的景觀效果。不同于一般的園林灌溉，高爾夫球場景色優(yōu)美，草坪灌溉不僅要滿足草坪草的需水、保持噴灑效果，最重要的是灌溉設備在使用和維護時不能破壞草皮，影響景觀效果。
3 精細、高效型草坪灌溉管理
正是由于高爾夫球場草坪灌溉的特殊性，增大了草坪草灌溉的難度。目前，高爾夫球場內大都安裝了控制系統(tǒng)，通過輸入灌溉程序，控制器可輸出指令對灌區(qū)內草坪進行自動灌溉，大大提高了灌水效率和草坪管理水平。然而在這一過程中，仍不可避免的受到人為因素的影響，控制器輸入的程序主要根據(jù)主觀經驗得來的，草坪時常會發(fā)生過少或過量的灌溉，甚至出現(xiàn)雨天灌溉的情況，造成不必要的損失和浪費。
如何結合高爾夫球場草坪灌溉特點，實現(xiàn)高爾夫球場草坪灌溉的精準化，提高現(xiàn)有節(jié)水設備的利用效率，草坪管理綜合化、科學化是目前高爾夫草坪灌溉研究的熱點，而真正實現(xiàn)灌溉完全自動化管理也將是今后高爾夫草坪灌溉發(fā)展的主要方向。
3.1 基于ET值的草坪精細化灌溉
草坪的精細灌溉是草坪節(jié)水的基礎，實施灌溉自動化管理的重要依據(jù)。如前所述，草坪的理論灌溉需水量是經過精細、復雜的計算得來的。對于高爾夫球場草坪來說，其灌溉的特殊性，在實際應用中，計算草坪灌溉需水量是相當困難的。
事實上以ET為基礎的灌溉自動控制，從理論上講應該是最科學合理的。目前，一些著名的灌溉設備制造商都試圖通過在球場設置傳感器，監(jiān)測球場內氣象、土壤的動態(tài)變化，結合控制系統(tǒng)實施灌溉。例如：在利用ET實現(xiàn)灌溉自動控制的問題上，亨特公司就另辟蹊徑，開發(fā)出了獨特的通過ET控制的智能灌溉技術。
ET系統(tǒng)由傳感器和控制模塊組成，可隨時方便地加裝在噴灌系統(tǒng)的控制器上。ET系統(tǒng)的傳感器監(jiān)測控區(qū)內主要的氣候參數(shù)，通過這些參數(shù)計算現(xiàn)場的蒸 發(fā)蒸騰量（ET）。值得注意的是，在由多個灌溉控制器組成的大型灌溉系統(tǒng)中，可對每個控制器均安裝ET系統(tǒng)，使每個控制器形成獨立的全自動子系統(tǒng)。ET系統(tǒng)監(jiān)測的是某個灌溉區(qū)域周圍的獨特氣候環(huán)境，是真正意義的“小氣候”，因此ET值就更符合實際情況。而控制模塊可以針對控制器各個站點具體的植物種類、成熟度、土壤質地、地形坡度、灌水器類型等，進行個性化設置（利用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫），如果當?shù)匦枰喔鹊氖荅T數(shù)據(jù)庫中沒有的特殊植物，用戶還可以進行自定義。這樣，通過傳感器實時測得的ET數(shù)據(jù)，與各站點的個性化參數(shù)相結合，每天會自動產生新的灌水程序，自動調整灌水時間。這個灌溉程序考慮到在氣候環(huán)境下水分消耗的程序，將只補充實際需要的水分。同時，特有的防凋萎保護技術（WiltGardTM），在極端條件下植物受到缺水威脅時，能夠對灌溉程序進行干預并提供緊急的保護性灌水。
ET系統(tǒng)避免草坪灌溉管理中的主觀猜測因素，真正實現(xiàn)了為不同草坪草適時適量提供水分。同時這也完全符合高爾夫球場草坪灌溉特點需求。經研究試驗和實踐測試，采用ET系統(tǒng)，可平均節(jié)水約30％，節(jié)水效果顯著。ET系統(tǒng)代表了高爾夫草坪灌溉行業(yè)的前沿技術，使真正的精確灌溉成為可能。
3.2 基于計算機技術的高效灌溉管理
基于ET的精細灌溉管理為智能自動化灌溉技術提供了依據(jù)，而基于計算機技術的中央控制系統(tǒng)則為智能自動化灌溉技術實現(xiàn)提供了可能。
3.2.1中央計算機控制灌溉系統(tǒng)的工作原理
上世紀90年代初，中控灌溉系統(tǒng)開始在國內的高爾夫球場內使用。中控系統(tǒng)主要由中央計算機、分控箱、氣象觀測站等設備組成。通過對中央計算機輸出指令，對多個灌溉子系統(tǒng)進行自動控制并實施灌溉。因此，中控系統(tǒng)是通過自動開啟或停止整個灌溉系統(tǒng)從而達到灌溉系統(tǒng)高度的自動化。
3.2.1中控灌溉系統(tǒng)的主要功能
3.2.1.1 集約化控制功能
通常灌溉控制器的自動灌溉系統(tǒng)，灌區(qū)可按照預先設定好的程序進行灌溉，然而要改變控制器的程序設置，管理人員就必須到各控制器的安裝地點進行設置。每個高爾夫球道至少有一個控制器，通常球道總長多在5300-6800m，如此一來，管理人員的工作量就非常大。而使用中控系統(tǒng)，管理人員只需要通過計算機對整個球場灌區(qū)進行調控，編制灌水日期、灌水延續(xù)時間、灌水開始時間等程序，均可由中央計算機完成，從而可以充分發(fā)揮球場現(xiàn)有節(jié)水設備的作用，對各個控制器進行集中管理，優(yōu)化調度，提高效益。
3.2.1.2 監(jiān)測功能
中央計算機控制系統(tǒng)可對有關的變化參數(shù)進行實時監(jiān)測，使各種設備處于最佳狀態(tài)，若這些參數(shù)超出了設定范圍，將會自動做出反應，如中斷系統(tǒng)的運行，實現(xiàn)系統(tǒng)的無人話管理。
3.2.1.3圖形界面操作功能
灌溉用水量數(shù)據(jù)、灌溉運行時間和灌溉系統(tǒng)狀態(tài)均可以直接反映在電腦屏幕上。真正的雙向通信能隨時了解各控區(qū)內噴頭的技術參數(shù)及運行情況。
3.2.1.4 數(shù)據(jù)資料儲存及打印功能
中央計算機能現(xiàn)場記錄并儲存當天的各種關稅參數(shù)并能核查近期的灌水情況。還可以利用數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)和打印系統(tǒng)，隨時記錄、查詢、打印整個灌溉小區(qū)的氣象資料、土壤濕度、灌溉設置、灌溉進程、灌水歷史記錄等數(shù)據(jù)。
中控系統(tǒng)能最大限度地節(jié)省人力，對各個控制器進行集中管理，優(yōu)化調度。從而可以充分發(fā)揮球場現(xiàn)有節(jié)水設備的作用，降低運行和管理成本，使灌溉更加科學，有效提高管理水平。
3.3 集成、綜合型的草坪灌溉系統(tǒng)
高爾夫草坪灌溉系統(tǒng)是一個龐大的系統(tǒng)，要實現(xiàn)草坪的精細、高效灌溉，就必須充分發(fā)揮各個系統(tǒng)要素的優(yōu)勢。如上面提到的ET系統(tǒng)和中控系統(tǒng)，如果能通過中央灌溉管理系統(tǒng)，結合ET系統(tǒng)，兩者優(yōu)點就能夠得到的充分發(fā)揮。ET系統(tǒng)注重的是以灌溉控制器為中心的控制單元的獨立性和差異性，通過傳感器實時測得ET數(shù)據(jù)，與各站點的個性化參數(shù)相結合，每天自動產生新的灌水程序，自動調整灌水時間。中央控制系統(tǒng)系統(tǒng)關注于灌溉系統(tǒng)的全面管理，使得從ET收集到的數(shù)據(jù)更加有針對性，中央灌溉管理控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)及程序設置更加合理。
同時，針對高爾夫草坪具體情況和灌溉的特殊性，選配合適的控制器、噴頭，優(yōu)化灌溉系統(tǒng)管道，真正意義實現(xiàn)精細、高效完全自動化灌溉系統(tǒng)。
4 結語
高爾夫球場最為用水大戶，近年來在水資源浪費的問題上保受非議。隨著全球性水資源供需矛盾的日益加劇，高爾夫草坪采用精準、高效的灌水方式勢在必行。高爾夫草坪灌溉技術和管理水平，直接關系著我國高爾夫產業(yè)的健康發(fā)展。
現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，為高爾夫球場草坪灌溉的精準化、高效化、綜合化和管理科學化的實現(xiàn)提供了可能?；贓T與計算機技術的高爾夫草坪精細、高效灌溉，不僅能做到精量灌水，達到節(jié)水效果，而且有助于提高管理水平和灌溉系統(tǒng)的綜合調度能力，降低管理成本，提高效率。
隨著新技術、新設備在高爾夫草坪灌溉上的應用，人們節(jié)水理念的形成與思想意識的提高，以及中國經濟的騰飛，必將拉動我國高爾夫持續(xù)健康的發(fā)展。
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