中央计算机控制系统在高尔夫球场灌溉中的应用

冯大明

（北京湖人灌溉设备有限公司）

目前国内的高尔夫球场绝大部分都为超大面积的草坪安装了完备的灌溉系统，而且很多球场更是安装了先进的中央计算机控制设备。但是，恰恰是这些花费重金打造的中控系统在很多球场却处在尴尬境地—闲置不用。这种糟糕的现象也就自然使很多使用者对中控系统心存疑虑，而新建球场的决策者也对采用中控系统缺乏信心。那么，出现这种尴尬现象的原因在哪里呢？是中央计算机控制系统真的没有利用的价值或者不好用，还是有其他问题呢？

要弄清这个问题，首先应该对中央计算机控制系统有一个全面、正确的认识。

1. 灌溉系统的分类

按照控制方式的不同可以将高尔夫球场灌溉系统分为人工手动控制灌溉系统、卫星控制器半自动控制灌溉系统和中央计算机全自动控制灌溉系统。

人工手动控制灌溉系统是指由人工制定灌溉制度并由人工直接启闭控制阀实施灌溉的灌溉系统。

卫星控制器半自动控制灌溉系统是指由人工制定灌溉制度，由卫星控制器启闭控制阀自动实施灌溉的灌溉系统。

中央计算机全自动控制灌溉系统（以下简称“中控系统”）是指由计算机自动制定灌溉制度，并指挥卫星控制器或解码器启闭控制阀自动实施灌溉的灌溉系统。

2. 中控系统的组成和工作原理

2.1 设备组成

计算机和专用软件，专用气象站，系统流量等各类传感器，卫星控制器（或解码器），电磁阀（或电控喷头），传输电线电缆，雷电防护设备。

2.2 工作原理

1)        气象站采集气象资料并传输给中央计算机；

2)        中央计算机根据这些气象资料分析计算出草坪耗水量，据此制定灌溉制度；

3)        中央计算机向卫星控制器（或解码器）传输程序指令；

4)        卫星控制器（或解码器）向电磁阀（或带电磁阀喷头）传输电信号开始或停止灌溉。

3. 中控系统的特点和优势

    安装中控系统的目的是什么呢？是节省人力吗？是提高工作效率吗？这些只是一方面，但最重要的也是最根本的目的是实现精确灌溉，最大限度的节省灌溉用水量，降低灌溉系统运行管理成本。

无论是手动人工控制或卫星控制器半自动控制，一次灌水量的多少和多长时间灌一次水都是由管理人员根据经验确定。而草坪耗水量（即腾发量ET）的多少绝对不是凭经验可以准确确定的。ET值取决于气温、空气湿度、风速、光照、植物类型等等多种因素，需要复杂的计算才能得到相对准确的数值，或者通过大量的实测工作确定。ET值几乎每天都是在变化的，是不同的，而这个值是制定灌溉制度的最基础数据。所以，人工和半自动控制系统不可能实现精确灌溉，结果总是过量灌溉或灌水不足，前者往往占绝大多数。据估计，一个18洞的高尔夫球场每年由于过量灌溉浪费的水量甚至占到总用水量的30～60%。

中控系统从根本上解决了这个问题。因为，其根据专用气象站采集的气象数据计算确定的灌水量最接近于实际耗水量。也就是说，可以做到需要多少水就灌多少水。所以中控系统可以实现精确灌溉，节省大量灌溉用水。一个18洞的高尔夫球场草坪每年需要大量的灌溉用水，北方等较干旱地区甚至需要数十万立方米。如果能够节省其中的30～60%，其经济效益是十分可观的。

中央计算机控制还有其他很多功能也很具有实际意义。如：

（1）大多数球场都会出现由于灌溉造成的球场中低洼处积水，而高坡处长期灌水不足的现象。这种现象是由于陡坡处土壤的水入渗能力较平地土壤差，同样灌溉强度时也容易产生地表径流，灌溉水流到低洼处，而高坡处只有部分灌水渗入土壤。

采用中控方式解决这个问题就显得很容易。可以在坡度较大，易于产生地表径的流区域采用循环+入渗方式灌溉。也就是每次少量，但多次灌溉，总量一样的方法，可以有效避免这种现象的发生。其他两种控制方式虽然也能实现这种灌溉方式，但实际操作难度较大。

（2）中央计算机控制方式可以轻松实现单喷头控制灌溉。

单喷头控制就是可以单独启闭任意一个喷头。比如，在草坪播种后，成坪前，设计的平均组合喷灌强度可能造成对地表土壤冲刷，影响成坪。这时，可以不打开相邻的同组喷头，而是打开相隔的喷头，可以大大降低喷灌强度，避免冲刷土壤。

（3）中控系统可以通过传感器实现对灌溉供水机组的运行状况实时监控。出现异常或故障时可以及时报警或者停机，有效提高供水机组的运行安全保证率。

（4）中控系统也可以通过流量传感器对整个输水管道系统进行监控。出现管道破裂等异常情况，计算机也会及时报警或停机。这个功能可以有效发地防止由于管道漏水造成冲毁草坪的恶性事件。

    可以说，配备了中控系统，就好像给灌溉系统赋予了一个具备独立判断能力的聪明的大脑，它不只是盲从于没有根据胡乱指挥的管理者。

以上罗列了一些采用中控系统的优越性，当然，还有其他很多中控系统特有的优点。但这些也足以说明，采用中控系统具有显著的经济效益，和众多的优点，是一个明智的选择。

那么，这么好的中控系统为什么的很多球场不愿意使用，甚至安装了的也得不到充分利用呢？应该说，这个问题不是出在中控系统本身，而是以下几方面原因造成的。

（1）观念问题，中控系统仍然被认为是一个使用起来很复杂、繁琐的系统，不愿去尝试。

虽然，中控系统的工作内容是一个复杂的过程，但是，它的使用却并没有想象的那么复杂。尤其是不断更新升级的软件，不仅功能更强大了，操作使用也越来越简单而且人性化了。甚至并不比学会一种大众化的游戏更复杂。

（2）对中控系统的认识存在误区，系统配置有缺陷，不能真正体现中控系统的经济效益。

比如，有些球场安装了中控系统却省略掉了气象站。这应该是没法再糟糕的事情了。就像前面所比喻的，中控系统象大脑。而气象站恰恰是这个大脑收集信息的眼睛、耳朵，没有了眼睛，耳朵大脑再聪明也无用武之地，只能仍然完全依赖靠管理人员控制，这样的中控系统与卫星控制器半自动系统没有本质的区别。当然也实现不了最重要的精确灌溉，更无从谈起它的经济效益。

（3）灌溉系统的管理人员素质较低，影响了正确使用和管理中控系统。

（4）供货商的技术支持不够。过分依赖国外技术人员，不能为用户提供及时的、连续性的技术支持。

如：技术培训，系统维护，系统故障排除、修复等。已经安装了中控系统却得不到很好应用的大多是这个原因造成的。

综上所述，中央计算机控制系统是一项值得应用推广的技术，但是仍然需要多方面的努力，不仅要推广好，更要使用好。