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如何建立一套家庭园艺自动灌溉系统

 老地精 2019-10-20

如同我们家家户户都有洗衣机一样,欧美发达国家花园的自动灌溉很多都是标配,尤其是在花园硬件施工的时候就已经一并预埋水管和控制箱等,做到事半功倍。


不过即使是已经种植好植物的场地,也不影响我们解放劳动力,来建立适合自己的自动灌溉系统。

下面就进入正题,无论你是阳台,天井,露台,还是大花园都可以找到很好的指导和借鉴。

我们先进行部分案例分享

这是上海市郊的一个别墅花园,面积在200平方左右

由于花园主人是一个狂热的植物爱好者,收集了众多的植物品种,花园里不算地栽的,仅大大小小的盆栽就有近200盆

且有部分精品盆景和特殊植物,比如软树蕨Dicksonia antarctica,所以需求非常多样和复杂

软树蕨Dicksonia antarctica

俯视花园一角

在前期设计阶段,首先进行自动灌溉系统建模规划

以下是实地施工的图片介绍

这里是自动灌溉的首部,过滤器 增压泵 控制器 电磁阀 分出7根管路

控制器 雨量监测器

其中3路负责3块区域的滴灌(设计图上的黄绿蓝区域);1路负责软树蕨的喷雾和滴灌;4路管线施工地埋如下

部分滴灌区域,主管线穿越花园小径

软树蕨Dicksonia antarctica 的浇水方式比较特殊,因为绝大部分根系集中在树干,所以需要经常湿润树干。

因而采取顶冠滴灌的方式,自上而下湿润树干,此区域单独控制器编程控制,白天开启,晚上关闭,每小时滴灌5分钟。

滴灌管线,靠墙隐藏,不影响美观

另外就是软树蕨Dicksonia antarctica 的喷雾,同一单独控制器控制,开启时间同滴灌时间,增加环境空气湿度。

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还有一个比较特殊的就是盆景区,这里使用了贴墙布置45°斜向上的喷雾,给盆景做到均匀的灌溉

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园子主人这次7月出差20天,由于有了全覆盖的自动灌溉系统,在无人浇水的炎热夏季,花园里的植物几乎没有损失。

好了,简单介绍完这一案例,我们将对自动灌溉系统进行全面的介绍,这里反向进行介绍,从灌溉终端开始,到灌溉管线,最后是灌溉首部。

(内容详尽,赶时间的小伙伴请直接看粗体字)

一、灌溉终端

灌溉终端我个人归结为三大类:滴灌、喷灌、喷雾。

1.滴灌

滴灌是我个人最推崇的一种自动灌溉方式,尤其对于私家花园。

这个案例中的窗台全部使用了滴灌配置

滴灌优点第一就是省水,这个不用再多言。

第二就是防烂。尤其是包邮区或者南方地区,梅雨或者夏季高温高湿,通风不良,极易造成不耐高温水湿植物的腐烂。

金钱麻Soleirolia soleirolii  'Aurea'

而滴灌,水会逐渐在土表之下的土壤形成毛细扩散,形成湿土球,而表面相对干燥(可减少杂草萌发),这样就极大程度的较少了茎基的闷湿,实际效果非常显著,尤其是对于那些不喜夏季闷湿的植物。

科西嘉薄荷Mentha requienii

下面具体介绍一些具体终端配置。

首先是盆栽党,直接给出我认为目前最优经济配置:pe管 netafim压力补偿滴头(8L/h) 分水器 3/5毛管 滴剑。

分水器 3/5毛管

滴剑

这里面核心部件用了以色列进口的耐特菲姆压力补偿滴头(pcj),无论水压如何变化,压力补偿滴头都会以标称的流量恒定出水,这就叫压力补偿。

当然也可以使用国产压力补偿滴头,经试验其均一性非常差,出水流量偏差甚至大于200%。

另外也可以使用非压力补偿滴头,但总体而言这样都不利于灌溉的均匀性和灌溉设计时流量计算,而且价格上也并没有太大差距。

其余部件可以用国产代替,其中值得一提的就是pe管,建议至少使用管径20以上的pe管。

这样以城市自来水管网的末端极限流量(1-1.5m³/h),我们取每小时1m³,那么如果12cm口径的盆,每盆配1个滴剑,单滴剑流量2L/h,单路单次滴灌,可以至少覆盖400盆。

而x宝上的多数简易diy套装都使用了8/12软管作为灌溉的主管道,就是外径12mm,内径8mm,其管内径和20管至少差了2个等级,管径越细压降损耗率越大,所以细管在压力恒定的情况下流量是小于粗管的。

另外主要由于这种套装一般都使用了各种较大流量的且非压力补偿的灌溉终端(多孔出水、喷雾等),实际灌溉覆盖一般只有几十盆,而且全部正常开启可能需要4kg以上的水压才能实现。

当然这对于一些普通花友应该是足够了,但对于很多发烧级花友,大于50盆,或者上100,上200盆,使用简易套装,这几乎就是不能完成的任务。

其次就是地栽党,也直接给出推荐:滴灌管。

图片为国外花园的滴灌管配置,其植物尚未配置完成

这里一般选用国产滴灌管,主要是由于价格,国产和进口最高相差接近10倍

图片为国产滴灌管演示正常出水的状态

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进口滴灌管品牌常见的有rainbird,toro,netafim等

rainbird XFS


rainbird 压力补偿滴灌管核心部件剖析

上海马陆某葡萄园使用的耐特菲姆薄壁农用压力补偿滴灌管(1200米/卷)

由于进口滴灌管一般都要整卷(400-500m)购买。对于个人而言,除非花园上千平方,否则浪费很大。

而国产滴灌管一般x宝上可能会有散售。

另外滴灌管一般是用于花园的花坛或种植区域,面积一般较大,且花园地栽多为不同植物,对于精准度要求没有标准化果园或者苗圃那么高,一般也不必采用压力补偿。

通常我们会使用的滴灌管规格为:出水点间隔40-50cm,壁厚0.8-1mm,单出水点流量1.6-2.7L/h。

2.喷灌

喷灌是非常直观的浇水方式,具有良好的展示效果,但相对耗水,且对水压和流量有一定要求。

由于如toro等国外知名品牌没有全面布局中国零售市场,netafim等专注苗圃和农业,目前市面上可以零售购买到的,以rainbird的产品渠道最多,其价格合理,质量过硬。

草坪喷灌推荐:rainbird 3000/3004或5000/5004 地埋旋转喷头

草花喷灌推荐:rainbird 1800/1804 地埋散射喷头

这两类喷头使用频率最高,且可以配合每个喷头标配的一组喷嘴,实现不同的覆盖范围。

其中地埋旋转喷头,由于是单线喷灌,流量相对较小,所以其喷射距离较远,覆盖面积广,例如,4分接口的3000/3004使用不同喷嘴可实现4.6-10.7m的不同半径覆盖,而6分接口的5000/5004使用不同喷嘴可实现7.6-15.2m的不同半径覆盖,所以在草坪上运用较多。

旋转角度范围可调40-360°

地埋散射喷头,由于是面状喷灌,流量相对较大,所以其喷洒距离较小,例如,1800/1804使用不同喷嘴可以实现2.7-4.6m的不同半径覆盖。

喷洒角度可调0-360°

在布置地埋喷头时需注意,前方不得有障碍物遮挡,否则将会很大程度的影响喷灌范围。尤其是给有一定高度的草花进行喷灌,最好布置在花坛边缘处,且一定前端范围内没有遮挡,且草花不能过高。

在实际运用中,可以对地埋喷头通过增加水管的方法进行“增高”,实现更多的运用场景。

星巴克台湾花莲洄澜门市店前,TORO的地埋散射喷头的“增高”

当然较为正常的是使用专门的喷头,单价成本会降低。

例如虹越海宁基地的苗圃

使用耐特菲姆的旋转喷头,因为netafim主要针对大农业,少有零售渠道

另外在场地不方便地埋或者固定的情况下,可以自行DIY配置,实现喷头的自由灵活运用

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3.喷雾

喷雾常用来增加空气湿度,为容易脱水的植物进行保湿。其和喷灌一样,也对流量和压力有一定要求。

喷雾我们要尽量实现细的水珠,这里给出两种较为有性价比的配置,都是使用了铜喷头(耐久性好,雾粒细)。

a. pe管 倒刺铜喷头

b. pe管 双倒刺 4/7软管 铜喷头 地插杆

a款适合在户外有一定高度的地方有一定的建筑物,可以把主管pe管固定在建筑上,然后对下方的植物进行喷雾

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b款适合上方比较空旷,地面有一定空间的场景,如绣球的喷雾,可以使用地插,喷头高度略高于绣球顶端的高度即可。

上海杨浦公园精品绣球区的喷雾

另外值得一提的是,如果是对喷雾有很高要求,有条件的还是要上高压喷雾,虽然费用较高。

高压喷雾使用超大功率的增压泵,管内压力非常大,所以一般末端都采用金属管,且喷头孔极细,所以在前端必须配有目数很高的过滤设备。

在高压情况下,喷头喷出水雾颗粒接近自然界中的雾气,有非常良好的降温增湿效果。

二、灌溉管线

这里推荐pe管,且使用20mm及以上的管径

一般常见的水管材质有ppr,pvc,pe等。

ppr管:多用于城市饮水管线,直管,内壁较厚,需热熔连接。现在大部分城市的居民终端水管都使用ppr水管,优点是安装快速,热熔连接后,10分钟即可进行通水,缺点就是连接需要使用专用的热熔机,一人操作不便,有一定危险性。

pvc硬管:直管,硬度基本同ppr,采用胶水连接。很多欧美国家仍然使用。优点是安装方便,连接精准。只需胶水和胶水刷即可进行连接,可单人操作,简单方便,缺点是胶水固化至少6-8小时达到较高强度,建议24小时后再通水。

pe管:多用于农业或偏远地区饮用水,内壁厚度一般小于2mm,最小管径16mm,管径32mm及以下的多为盘管,连接一般采用快接配件。

优点:1.管子有一定弹性和曲率,可直可弯,适合复杂地形需要;2. 管壁较薄且有一定弹性,可以快速打孔承插各种支管和灌溉附件;3.使用快接件进行连接,方便高效。

缺点:一般为成卷出售,要拉成直管造型需要一点时间。

pvc软管:一般有三种规格8/12,4/7,3/5,一般称为毛管,连接各种灌溉终端滴喷设备。

三、灌溉首部

首部顾名思义,就是灌溉开始的地方,在农业上灌溉首部主要是包括开关控制,过滤系统,施肥系统等。那在城市家庭园艺灌溉上,也基本如此。

1.过滤

如果你所在的区域自来水中杂质较多,务必加装过滤设备,即使杂质不多,也建议加装,可以极大延长灌溉各部分,尤其是滴灌部分的使用寿命。

滴灌相关终端设备一般对过滤要求是120目及以上。

推荐使用:6分AZUD碟片式过滤器,手动清洗十分便捷。

2.自动开关控制

这一部分相对复杂。

首先小面积灌溉,在对所有盆栽或者种植区域所需的流量进行计算后,在不大于自来水的极限流量80%-90%(一般需要预留10-20%),可以使用单路控制,即只需使用一个自动定时控制器来进行自动控制。

推荐选用:欧时亚。9v电池供电,无需额外电源,进出口均为金属部件,带有简易雨水感应,适合户外运用。

其编组程序丰富,可运用场景多。产品质量可靠,我们最长的使用超过4年时间,依然功能正常。

缺点就是需要定期换电池,电池正常可以使用约1.5年,但建议设置年循环提醒日历,每年定期更换。

实际操作过程也可多组并联使用

然后是大面积灌溉,由于城市自来水的流量和压力有限,无法单次满足所有的灌溉需求,这个时候,我们就要进行对灌溉区域进行分区,分时段进行灌溉,用有限的流量依次满足各个分区。

推荐选用:rainbird esp控制器,rainbird 电磁阀

雨鸟控制器eps tm2

雨鸟电磁阀100dvf

雨鸟的控制器有多种规格,如4站,6站,8站,部分型号最大支持扩展到22站。每一个站即是对应一个电磁阀,所以最多可以控制22个电磁阀,从而来控制22个分区的灌溉开关。

在整体线路设计上,一般有两种方式。

一种花园面积不大,可以采用电磁阀集中在灌溉首部,所有水管线直接从头开始分路独立。

如刚开始介绍的这个案例

控制器排线

优点是控制电线的布线非常简单,因为所有电磁阀紧邻控制器,缺点是部分供水线路并行重复造成浪费。

另一种花园面积较大,可以采用使用一根供水主管(管径可略大),电磁阀在各个分区的开始端。

优点是,供水管线可以最大程度的节省,缺点是需要排设较长距离的控制电线管线。

下图为昆山某别墅的自动灌溉设计图,6组电磁阀分散在花园的3个不同地点,白色方体为控制器,黑色路线为电线管路

值得一提的是,雨鸟的控制器,目前大部分型号都支持外接wifi模块。

但其wifi模块非常昂贵,约在rmb1000左右。

而把wifi远程控制作为一个模块来处理是非常合理的,因为自动灌溉系统的控制器本身的要点就是要稳定可靠,雨鸟控制器本身这点做得很好,即使断电,设定好的程序也不会消失。

雨鸟移动app的用户体验还是非常不错的,我翻译了这段rainbird官方视频介绍,有兴趣的小伙伴可以看下,真正的智能化控制体现在哪里↓

以上就是所有有关家庭园艺自动灌溉系统的方方面面了,包括从宏观的规划设计,到对于具体产品选择的一些意见建议,可能有所偏颇,还望指正。当然其中还有更多细节由于篇幅原因,不能详尽,还望谅解。

好了,如果你能看到这里,十有八九是个理工科高手,我相信你的双手已经蠢蠢欲动了~

而有自动灌溉需求却一头雾水的花友朋友,请私信联系

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