随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧，一方面高尔夫行业的迅猛发展，高尔夫草坪灌溉用水将成为城市用水的重要方面，另一方面城市普遍又面临水资源的严重不足。因此，节约有限的水资源关系到高尔夫目前及未来的发展方向。高尔夫草坪采用精准、高效的灌水方式已势在必行。

    对高尔夫草坪实施精细灌溉，亦即要实行按时灌溉、按需灌溉、高效灌溉。实施精细、高效灌溉不仅能做到精量灌水，达到节水效果，而且有助于提高管理水平和灌溉系统的综合调度能力，降低管理成本，提高效率。对高尔夫球场草坪灌溉的精准化、高效化、综合化和管理科学化，大力提升我国高尔夫草坪灌溉技术和管理水平，这将有助于高尔夫的健康发展。

    1 草坪需水量的估算与灌溉制度的制定

    合理灌溉是草坪节水的主要措施之一。灌溉系统是一个复杂的体系，灌溉时需要经过复杂的计算需水量并制定合理的灌溉制度才能达到节水的效果。然而无论是通过现有设备灌水，还是开发应用更节水的设备，都是以灌溉的基本理论为基础的。

    1.1 草坪需水量的概念及测定

    草坪需水量是分析计算草坪灌溉用水量的基础。草坪消耗土壤水分的途径主要是草坪草植株间土壤的蒸发和草坪草的蒸腾两部分，两部分之和称之为蒸发蒸腾量或蒸散量（Evapotranspiration，ET）。草坪需水量是在草坪草正常生育状况条件下，在整个绿期或一年的蒸散量，以mm表示。

    为了估算植物需水量，在需水量中引入了参考植物需水量，参考作物系指一种理想的作物，1797年联合国粮农组织（FAO）所定义的参考植物蒸发蒸腾量为：高度均匀一致（8-15 cm），生长旺盛、无病虫害，完全覆盖地面，土壤水分充分供应条件下的绿色矮秆作物的蒸发蒸腾量（ET0）[2]。它根据气象因素，用经验的或半经验的方法先算出，目前计算参考植物蒸发蒸腾量最常用的方法就是Penman-Monteith公式。再考虑植物系数，将它修正为植物蒸发蒸腾量。

    1.2 草坪灌溉制度的制定

    灌溉制度的合理制定是指导草坪灌溉的重要指标。灌溉制度是指每次灌水量、灌水时间、灌水周期以及全年灌水量四个参数，分别称为灌水定额、灌水时间、灌水周期和灌溉定额。

    1.2.1 灌水定额

    确定草坪每次的灌水量，首先需要知道草坪主要根系层土壤水分允许亏缺量，即田间持水量与允许下限值的差额，然后计算每次的灌水量。

    1.2.2 灌水时间

    灌水时间包括灌水的开始时间和灌水延续时间。主要根据草坪使用情况和管理养护要求确定，一次灌水延续时间取决于喷头布置方式和喷头流量。

    1.2.3 灌水周期

    灌水以后，土壤水分从较高逐渐消耗，当土壤水分达到允许亏缺含水量时所需要的时间称为灌水周期。显然，土壤水分逐渐被消耗的速率取决于草坪的蒸散量（ET），日蒸散量越大，土壤水分消耗就越快。

    1.2.3 灌水定额

    灌水定额就是全年或一个绿期草坪的灌水量，将每次灌水量累计就是灌溉定额。  

    2高尔夫球场草坪灌溉的特点

    高尔夫球场场草坪是所有球类运动场草坪中规模最大、管理最精细、艺术品位最高的草坪。不同与一般的景观园林灌溉，由于高尔夫球场自身的特殊性,如球场内的草坪种类、面积大小、使用要求、地形条件、气候条件、场地因素等，决定了高尔夫球场灌溉的特殊性：

    第一，球场草坪灌溉面积大、需水量多。一个标准的高尔夫球场约为60-100hm2，而整个球场大部分为草坪覆盖，这就要求高尔夫球场草坪灌溉系统不仅能满足灌溉用水量，而且要具备综合管理灌溉设备的能力。

    第二，球场内不同区域的草坪需水量不同。高尔夫球场内的果岭、发球台、球道、高草区内种植的草坪草种、坪床土壤类型不尽相同，而且打球者对其使用要求也不同。因此，不同区域的草坪草在灌溉量、灌溉时间上均不相同，尤其对于果岭，灌溉管理要求更为精细。这决定了要实施精确灌溉，灌溉系统必须结合不同草种和使用情况区域化灌溉。

    第三，灌水周期性。高尔夫球场草坪面积大，灌溉并不是一次完成的，需要经过严格的计算，制定合理的灌溉制度进行循环、轮流灌溉。

    第四，灌溉的景观效果。不同于一般的园林灌溉，高尔夫球场景色优美，草坪灌溉不仅要满足草坪草的需水、保持喷洒效果，最重要的是灌溉设备在使用和维护时不能破坏草皮，影响景观效果。

    3 精细、高效型草坪灌溉管理

    正是由于高尔夫球场草坪灌溉的特殊性，增大了草坪草灌溉的难度。目前，高尔夫球场内大都安装了控制系统，通过输入灌溉程序，控制器可输出指令对灌区内草坪进行自动灌溉，大大提高了灌水效率和草坪管理水平。然而在这一过程中，仍不可避免的受到人为因素的影响，控制器输入的程序主要根据主观经验得来的，草坪时常会发生过少或过量的灌溉，甚至出现雨天灌溉的情况，造成不必要的损失和浪费。

    如何结合高尔夫球场草坪灌溉特点，实现高尔夫球场草坪灌溉的精准化，提高现有节水设备的利用效率，草坪管理综合化、科学化是目前高尔夫草坪灌溉研究的热点，而真正实现灌溉完全自动化管理也将是今后高尔夫草坪灌溉发展的主要方向。

    3.1 基于ET值的草坪精细化灌溉

    草坪的精细灌溉是草坪节水的基础，实施灌溉自动化管理的重要依据。如前所述，草坪的理论灌溉需水量是经过精细、复杂的计算得来的。对于高尔夫球场草坪来说，其灌溉的特殊性，在实际应用中，计算草坪灌溉需水量是相当困难的。

    事实上以ET为基础的灌溉自动控制，从理论上讲应该是最科学合理的。目前，一些著名的灌溉设备制造商都试图通过在球场设置传感器，监测球场内气象、土壤的动态变化，结合控制系统实施灌溉。例如：在利用ET实现灌溉自动控制的问题上，亨特公司就另辟蹊径，开发出了独特的通过ET控制的智能灌溉技术。

    ET系统由传感器和控制模块组成，可随时方便地加装在喷灌系统的控制器上。ET系统的传感器监测控区内主要的气候参数，通过这些参数计算现场的蒸 发蒸腾量（ET）。值得注意的是，在由多个灌溉控制器组成的大型灌溉系统中，可对每个控制器均安装ET系统，使每个控制器形成独立的全自动子系统。ET系统监测的是某个灌溉区域周围的独特气候环境，是真正意义的“小气候”，因此ET值就更符合实际情况。而控制模块可以针对控制器各个站点具体的植物种类、成熟度、土壤质地、地形坡度、灌水器类型等，进行个性化设置（利用系统中的数据库），如果当地需要灌溉的是ET数据库中没有的特殊植物，用户还可以进行自定义。这样，通过传感器实时测得的ET数据，与各站点的个性化参数相结合，每天会自动产生新的灌水程序，自动调整灌水时间。这个灌溉程序考虑到在气候环境下水分消耗的程序，将只补充实际需要的水分。同时，特有的防凋萎保护技术（WiltGardTM），在极端条件下植物受到缺水威胁时，能够对灌溉程序进行干预并提供紧急的保护性灌水。

    ET系统避免草坪灌溉管理中的主观猜测因素，真正实现了为不同草坪草适时适量提供水分。同时这也完全符合高尔夫球场草坪灌溉特点需求。经研究试验和实践测试，采用ET系统，可平均节水约30％，节水效果显著。ET系统代表了高尔夫草坪灌溉行业的前沿技术，使真正的精确灌溉成为可能。

    3.2 基于计算机技术的高效灌溉管理

    基于ET的精细灌溉管理为智能自动化灌溉技术提供了依据，而基于计算机技术的中央控制系统则为智能自动化灌溉技术实现提供了可能。

    3.2.1中央计算机控制灌溉系统的工作原理

    上世纪90年代初，中控灌溉系统开始在国内的高尔夫球场内使用。中控系统主要由中央计算机、分控箱、气象观测站等设备组成。通过对中央计算机输出指令，对多个灌溉子系统进行自动控制并实施灌溉。因此，中控系统是通过自动开启或停止整个灌溉系统从而达到灌溉系统高度的自动化。

    3.2.1中控灌溉系统的主要功能

    3.2.1.1 集约化控制功能

    通常灌溉控制器的自动灌溉系统，灌区可按照预先设定好的程序进行灌溉，然而要改变控制器的程序设置，管理人员就必须到各控制器的安装地点进行设置。每个高尔夫球道至少有一个控制器，通常球道总长多在5300-6800m，如此一来，管理人员的工作量就非常大。而使用中控系统，管理人员只需要通过计算机对整个球场灌区进行调控，编制灌水日期、灌水延续时间、灌水开始时间等程序，均可由中央计算机完成，从而可以充分发挥球场现有节水设备的作用，对各个控制器进行集中管理，优化调度，提高效益。

    3.2.1.2 监测功能

    中央计算机控制系统可对有关的变化参数进行实时监测，使各种设备处于最佳状态，若这些参数超出了设定范围，将会自动做出反应，如中断系统的运行，实现系统的无人话管理。

    3.2.1.3图形界面操作功能

    灌溉用水量数据、灌溉运行时间和灌溉系统状态均可以直接反映在电脑屏幕上。真正的双向通信能随时了解各控区内喷头的技术参数及运行情况。

    3.2.1.4 数据资料储存及打印功能

    中央计算机能现场记录并储存当天的各种关税参数并能核查近期的灌水情况。还可以利用数据查询系统和打印系统，随时记录、查询、打印整个灌溉小区的气象资料、土壤湿度、灌溉设置、灌溉进程、灌水历史记录等数据。

    中控系统能最大限度地节省人力，对各个控制器进行集中管理，优化调度。从而可以充分发挥球场现有节水设备的作用，降低运行和管理成本，使灌溉更加科学，有效提高管理水平。

    3.3 集成、综合型的草坪灌溉系统

    高尔夫草坪灌溉系统是一个庞大的系统，要实现草坪的精细、高效灌溉，就必须充分发挥各个系统要素的优势。如上面提到的ET系统和中控系统，如果能通过中央灌溉管理系统，结合ET系统，两者优点就能够得到的充分发挥。ET系统注重的是以灌溉控制器为中心的控制单元的独立性和差异性，通过传感器实时测得ET数据，与各站点的个性化参数相结合，每天自动产生新的灌水程序，自动调整灌水时间。中央控制系统系统关注于灌溉系统的全面管理，使得从ET收集到的数据更加有针对性，中央灌溉管理控制系统数据及程序设置更加合理。

    同时，针对高尔夫草坪具体情况和灌溉的特殊性，选配合适的控制器、喷头，优化灌溉系统管道，真正意义实现精细、高效完全自动化灌溉系统。

    4 结语

    高尔夫球场最为用水大户，近年来在水资源浪费的问题上保受非议。随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧，高尔夫草坪采用精准、高效的灌水方式势在必行。高尔夫草坪灌溉技术和管理水平，直接关系着我国高尔夫产业的健康发展。

    现代科学技术的不断发展，为高尔夫球场草坪灌溉的精准化、高效化、综合化和管理科学化的实现提供了可能。基于ET与计算机技术的高尔夫草坪精细、高效灌溉，不仅能做到精量灌水，达到节水效果，而且有助于提高管理水平和灌溉系统的综合调度能力，降低管理成本，提高效率。

    随着新技术、新设备在高尔夫草坪灌溉上的应用，人们节水理念的形成与思想意识的提高，以及中国经济的腾飞，必将拉动我国高尔夫持续健康的发展。

    随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧，一方面高尔夫行业的迅猛发展，高尔夫草坪灌溉用水将成为城市用水的重要方面，另一方面城市普遍又面临水资源的严重不足。因此，节约有限的水资源关系到高尔夫目前及未来的发展方向。高尔夫草坪采用精准、高效的灌水方式已势在必行。

    对高尔夫草坪实施精细灌溉，亦即要实行按时灌溉、按需灌溉、高效灌溉。实施精细、高效灌溉不仅能做到精量灌水，达到节水效果，而且有助于提高管理水平和灌溉系统的综合调度能力，降低管理成本，提高效率。对高尔夫球场草坪灌溉的精准化、高效化、综合化和管理科学化，大力提升我国高尔夫草坪灌溉技术和管理水平，这将有助于高尔夫的健康发展。

    1 草坪需水量的估算与灌溉制度的制定

    合理灌溉是草坪节水的主要措施之一。灌溉系统是一个复杂的体系，灌溉时需要经过复杂的计算需水量并制定合理的灌溉制度才能达到节水的效果。然而无论是通过现有设备灌水，还是开发应用更节水的设备，都是以灌溉的基本理论为基础的。

    1.1 草坪需水量的概念及测定

    草坪需水量是分析计算草坪灌溉用水量的基础。草坪消耗土壤水分的途径主要是草坪草植株间土壤的蒸发和草坪草的蒸腾两部分，两部分之和称之为蒸发蒸腾量或蒸散量（Evapotranspiration，ET）。草坪需水量是在草坪草正常生育状况条件下，在整个绿期或一年的蒸散量，以mm表示。

    为了估算植物需水量，在需水量中引入了参考植物需水量，参考作物系指一种理想的作物，1797年联合国粮农组织（FAO）所定义的参考植物蒸发蒸腾量为：高度均匀一致（8-15 cm），生长旺盛、无病虫害，完全覆盖地面，土壤水分充分供应条件下的绿色矮秆作物的蒸发蒸腾量（ET0）[2]。它根据气象因素，用经验的或半经验的方法先算出，目前计算参考植物蒸发蒸腾量最常用的方法就是Penman-Monteith公式。再考虑植物系数，将它修正为植物蒸发蒸腾量。

    1.2 草坪灌溉制度的制定

    灌溉制度的合理制定是指导草坪灌溉的重要指标。灌溉制度是指每次灌水量、灌水时间、灌水周期以及全年灌水量四个参数，分别称为灌水定额、灌水时间、灌水周期和灌溉定额。

    1.2.1 灌水定额

    确定草坪每次的灌水量，首先需要知道草坪主要根系层土壤水分允许亏缺量，即田间持水量与允许下限值的差额，然后计算每次的灌水量。

    1.2.2 灌水时间

    灌水时间包括灌水的开始时间和灌水延续时间。主要根据草坪使用情况和管理养护要求确定，一次灌水延续时间取决于喷头布置方式和喷头流量。

    1.2.3 灌水周期

    灌水以后，土壤水分从较高逐渐消耗，当土壤水分达到允许亏缺含水量时所需要的时间称为灌水周期。显然，土壤水分逐渐被消耗的速率取决于草坪的蒸散量（ET），日蒸散量越大，土壤水分消耗就越快。

    1.2.3 灌水定额

    灌水定额就是全年或一个绿期草坪的灌水量，将每次灌水量累计就是灌溉定额。  

    2高尔夫球场草坪灌溉的特点

    高尔夫球场场草坪是所有球类运动场草坪中规模最大、管理最精细、艺术品位最高的草坪。不同与一般的景观园林灌溉，由于高尔夫球场自身的特殊性,如球场内的草坪种类、面积大小、使用要求、地形条件、气候条件、场地因素等，决定了高尔夫球场灌溉的特殊性：

    第一，球场草坪灌溉面积大、需水量多。一个标准的高尔夫球场约为60-100hm2，而整个球场大部分为草坪覆盖，这就要求高尔夫球场草坪灌溉系统不仅能满足灌溉用水量，而且要具备综合管理灌溉设备的能力。

    第二，球场内不同区域的草坪需水量不同。高尔夫球场内的果岭、发球台、球道、高草区内种植的草坪草种、坪床土壤类型不尽相同，而且打球者对其使用要求也不同。因此，不同区域的草坪草在灌溉量、灌溉时间上均不相同，尤其对于果岭，灌溉管理要求更为精细。这决定了要实施精确灌溉，灌溉系统必须结合不同草种和使用情况区域化灌溉。

    第三，灌水周期性。高尔夫球场草坪面积大，灌溉并不是一次完成的，需要经过严格的计算，制定合理的灌溉制度进行循环、轮流灌溉。

    第四，灌溉的景观效果。不同于一般的园林灌溉，高尔夫球场景色优美，草坪灌溉不仅要满足草坪草的需水、保持喷洒效果，最重要的是灌溉设备在使用和维护时不能破坏草皮，影响景观效果。

    3 精细、高效型草坪灌溉管理

    正是由于高尔夫球场草坪灌溉的特殊性，增大了草坪草灌溉的难度。目前，高尔夫球场内大都安装了控制系统，通过输入灌溉程序，控制器可输出指令对灌区内草坪进行自动灌溉，大大提高了灌水效率和草坪管理水平。然而在这一过程中，仍不可避免的受到人为因素的影响，控制器输入的程序主要根据主观经验得来的，草坪时常会发生过少或过量的灌溉，甚至出现雨天灌溉的情况，造成不必要的损失和浪费。

    如何结合高尔夫球场草坪灌溉特点，实现高尔夫球场草坪灌溉的精准化，提高现有节水设备的利用效率，草坪管理综合化、科学化是目前高尔夫草坪灌溉研究的热点，而真正实现灌溉完全自动化管理也将是今后高尔夫草坪灌溉发展的主要方向。

    3.1 基于ET值的草坪精细化灌溉

    草坪的精细灌溉是草坪节水的基础，实施灌溉自动化管理的重要依据。如前所述，草坪的理论灌溉需水量是经过精细、复杂的计算得来的。对于高尔夫球场草坪来说，其灌溉的特殊性，在实际应用中，计算草坪灌溉需水量是相当困难的。

    事实上以ET为基础的灌溉自动控制，从理论上讲应该是最科学合理的。目前，一些著名的灌溉设备制造商都试图通过在球场设置传感器，监测球场内气象、土壤的动态变化，结合控制系统实施灌溉。例如：在利用ET实现灌溉自动控制的问题上，亨特公司就另辟蹊径，开发出了独特的通过ET控制的智能灌溉技术。

    ET系统由传感器和控制模块组成，可随时方便地加装在喷灌系统的控制器上。ET系统的传感器监测控区内主要的气候参数，通过这些参数计算现场的蒸 发蒸腾量（ET）。值得注意的是，在由多个灌溉控制器组成的大型灌溉系统中，可对每个控制器均安装ET系统，使每个控制器形成独立的全自动子系统。ET系统监测的是某个灌溉区域周围的独特气候环境，是真正意义的“小气候”，因此ET值就更符合实际情况。而控制模块可以针对控制器各个站点具体的植物种类、成熟度、土壤质地、地形坡度、灌水器类型等，进行个性化设置（利用系统中的数据库），如果当地需要灌溉的是ET数据库中没有的特殊植物，用户还可以进行自定义。这样，通过传感器实时测得的ET数据，与各站点的个性化参数相结合，每天会自动产生新的灌水程序，自动调整灌水时间。这个灌溉程序考虑到在气候环境下水分消耗的程序，将只补充实际需要的水分。同时，特有的防凋萎保护技术（WiltGardTM），在极端条件下植物受到缺水威胁时，能够对灌溉程序进行干预并提供紧急的保护性灌水。

    ET系统避免草坪灌溉管理中的主观猜测因素，真正实现了为不同草坪草适时适量提供水分。同时这也完全符合高尔夫球场草坪灌溉特点需求。经研究试验和实践测试，采用ET系统，可平均节水约30％，节水效果显著。ET系统代表了高尔夫草坪灌溉行业的前沿技术，使真正的精确灌溉成为可能。

    3.2 基于计算机技术的高效灌溉管理

    基于ET的精细灌溉管理为智能自动化灌溉技术提供了依据，而基于计算机技术的中央控制系统则为智能自动化灌溉技术实现提供了可能。

    3.2.1中央计算机控制灌溉系统的工作原理

    上世纪90年代初，中控灌溉系统开始在国内的高尔夫球场内使用。中控系统主要由中央计算机、分控箱、气象观测站等设备组成。通过对中央计算机输出指令，对多个灌溉子系统进行自动控制并实施灌溉。因此，中控系统是通过自动开启或停止整个灌溉系统从而达到灌溉系统高度的自动化。

    3.2.1中控灌溉系统的主要功能

    3.2.1.1 集约化控制功能

    通常灌溉控制器的自动灌溉系统，灌区可按照预先设定好的程序进行灌溉，然而要改变控制器的程序设置，管理人员就必须到各控制器的安装地点进行设置。每个高尔夫球道至少有一个控制器，通常球道总长多在5300-6800m，如此一来，管理人员的工作量就非常大。而使用中控系统，管理人员只需要通过计算机对整个球场灌区进行调控，编制灌水日期、灌水延续时间、灌水开始时间等程序，均可由中央计算机完成，从而可以充分发挥球场现有节水设备的作用，对各个控制器进行集中管理，优化调度，提高效益。

    3.2.1.2 监测功能

    中央计算机控制系统可对有关的变化参数进行实时监测，使各种设备处于最佳状态，若这些参数超出了设定范围，将会自动做出反应，如中断系统的运行，实现系统的无人话管理。

    3.2.1.3图形界面操作功能

    灌溉用水量数据、灌溉运行时间和灌溉系统状态均可以直接反映在电脑屏幕上。真正的双向通信能随时了解各控区内喷头的技术参数及运行情况。

    3.2.1.4 数据资料储存及打印功能

    中央计算机能现场记录并储存当天的各种关税参数并能核查近期的灌水情况。还可以利用数据查询系统和打印系统，随时记录、查询、打印整个灌溉小区的气象资料、土壤湿度、灌溉设置、灌溉进程、灌水历史记录等数据。

    中控系统能最大限度地节省人力，对各个控制器进行集中管理，优化调度。从而可以充分发挥球场现有节水设备的作用，降低运行和管理成本，使灌溉更加科学，有效提高管理水平。

    3.3 集成、综合型的草坪灌溉系统

    高尔夫草坪灌溉系统是一个庞大的系统，要实现草坪的精细、高效灌溉，就必须充分发挥各个系统要素的优势。如上面提到的ET系统和中控系统，如果能通过中央灌溉管理系统，结合ET系统，两者优点就能够得到的充分发挥。ET系统注重的是以灌溉控制器为中心的控制单元的独立性和差异性，通过传感器实时测得ET数据，与各站点的个性化参数相结合，每天自动产生新的灌水程序，自动调整灌水时间。中央控制系统系统关注于灌溉系统的全面管理，使得从ET收集到的数据更加有针对性，中央灌溉管理控制系统数据及程序设置更加合理。

    同时，针对高尔夫草坪具体情况和灌溉的特殊性，选配合适的控制器、喷头，优化灌溉系统管道，真正意义实现精细、高效完全自动化灌溉系统。

    4 结语

    高尔夫球场最为用水大户，近年来在水资源浪费的问题上保受非议。随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧，高尔夫草坪采用精准、高效的灌水方式势在必行。高尔夫草坪灌溉技术和管理水平，直接关系着我国高尔夫产业的健康发展。

    现代科学技术的不断发展，为高尔夫球场草坪灌溉的精准化、高效化、综合化和管理科学化的实现提供了可能。基于ET与计算机技术的高尔夫草坪精细、高效灌溉，不仅能做到精量灌水，达到节水效果，而且有助于提高管理水平和灌溉系统的综合调度能力，降低管理成本，提高效率。

    随着新技术、新设备在高尔夫草坪灌溉上的应用，人们节水理念的形成与思想意识的提高，以及中国经济的腾飞，必将拉动我国高尔夫持续健康的发展。