井渠结合灌区节水农业综合技术体系与示范

井渠结合是一种普遍的灌溉形式,目前,北方的这类灌区普遍存在着地表水与地下水不能合理调配、地下水过量超采所导致的水环境问题和灌溉效益不高的问题。而灌溉效益低下又进一步扩大了水资源的供需矛盾,使地下水的超采问题进一步加剧,严重制约着灌区经济的可持续发展和水资源的可持续利用。灌区应建立一种什么样的农业发展模式,走一条什么样的节水路线始终是一个研究的重点和难点。在山西晋中榆次区进行了试验与示范(项目区6667 hm2,其中示范区667 hm2,辐射区6000 hm2),就此介绍业已建立的井渠结合灌区(榆次区)节水农业综合技术体系,以及建设的示范区和节水效果。     

基于多目标评价及Topsis方法的节水农业综合效益评价——以黑龙江和平灌区为例

综合考虑节水农业的特点及其可能对地区社会、经济和生态环境多方面的影响,按照指标筛选、降维、综合效益评价的思路提出了基于多目标评价和基于Topsis方法的节水农业综合效益评价方法。以黑龙江和平灌区近5年的节水改造、灌溉用水、作物种植、气象等资料,分析了节水农业综合效益评价的影响因素,选取了社会、经济和环境3个二级指标和22个三级指标,建立了节水农业综合效益评价指标体系。采用主成分分析法对指标进行降维,提高了评价指标体系的实用性和科学性;运用Topsis法对和平灌区进行节水农业综合效益评价,得到各年份的综合评分及其变化规律,从影响综合评分的主要因素出发分析了原因。结果表明,综合效益最高的是2016年,最低的是2012年。和平灌区节水农业综合评分随时间上升,并且逐渐趋于平稳。     

山东省引黄灌区农业节水技术应用研究

针对山东省引黄灌区的农业用水状况 ,提出引黄灌区需遵循引黄补源、以井保丰 ,井渠结合的基本农业生产用水思路 ,在区域范围内合理规划调控地表水、地下水 ,以保证灌区有限水资源发挥最大效益。并通过工程及节水配套的应用与集成 ,总结出黄河下游灌区农业节水发展模式     

河套灌区井渠结合区域分布的确定方法的改进

采用井渠结合是河套灌区缓解农业用水供需矛盾,控制土壤盐碱化的重要措施。通过合理开发利用地下水进行农业灌溉,可高效利用地下水,适当降低地下水位,减少无效蒸发,降低土壤盐碱化,达到节水抑盐的目的。河套灌区水文地质条件十分复杂,确定合理的井渠结合区分布和面积成为研究重点和难点。综合分析了河套灌区大量的水文地质和水化学资料,并结合河套灌区地下水矿化度分区图,确定了3种矿化度开采上限条件下,井渠结合可开采利用区的分布及面积。结果表明,当灌溉用水矿化度上限分别为3、2.5、2g/L时,得到相应的可开采区域控制面积分别为58、41和31万hm~2,并给出了相应条件下井渠结合区的分布范围。     

基于GIS的河套灌区井渠结合分布区的确定方法

实施井渠结合,合理开发利用地下水是河套灌区节水和控制土壤盐碱化的重要途径。运用ArcGIS分析了地下水矿化度和土壤岩性特征,采用空间分层的处理方法构建了地下水矿化度分区图,并结合灌区土地利用状况和农业灌溉用水要求确定了井渠结合区分布以及面积。结果表明,将矿化度数据分3个空间层处理是可行的,建立的矿化度分区图呈一定的空间变化特征。井渠结合区主要分布在乌兰布和灌域非沙漠带、解放闸灌域和永济灌域南部、义长灌域北部及其与乌拉特灌域、乌梁素海交界附近区域、乌拉特灌域尾部、灌区北部沿狼山山脉部分区域。井渠结合区约占整个灌区控制面积的45%。     

关于农业节水灌溉改革创新的建议

农业节水灌溉应做好的工作:采取工程的、农业的和管理的综合节水措施,降低腾发耗水量,提高农作物水分生产率和灌溉水利用系数;流域和灌区要地表水与地下水联合开发利用,统一管理,改变"近水者先用水"的现状,做到水资源均衡配置,可持续利用;井渠结合,排灌统筹,提高水资源利用率,综合防治旱涝盐碱;实行灌排区自主管理制度,实现可持续发展目标;开展科学研究,明确不同地区节水灌溉的发展方向和技术措施.     

井渠结合灌区农业高效用水的几个问题

井渠结合灌溉由于能重复利用渠灌的渗漏水量，调控灌区地下水位维护生态平衡，因此是北方灌区实现农业高效用水的一种好形式。针对井渠结合灌区如何实施农业高效用水的问题，从井渠结合的类型、调整灌区的作物种植结构、灌区内多水源联合运用、井渠工程的布局、田间灌溉工程与灌溉技术、灌区用水管理等几个方面进行了论述。     

井渠节水灌溉应用效果研究

为适应黄河蓄水量减少,协调黄委统一调水,解决宁夏银北灌区冬灌和明春灌水水量不足,灌溉困难,结合灌区实际,对灌区中地势较高地区、干渠、支渠稍段及一些高斗高口地区,采取井渠节水灌溉措施,以弥补干、支渠引水严重不足的问题。实现水资源的合理开发与优化配置,转变灌区管理体制与运营机制,由传统水利向现代化、可持续发展水利的转变,使灌水困难地区与整个引黄灌区同步发展。对灌区已取得的井渠节水灌溉成果进行总结,分析论述井渠节水灌溉应用的效果。实践经验表明,井渠节水灌溉的大面积示范应用,一方面得益于机井配套和灌区末级渠道（斗、农渠）衬砌建设,另一方面必须加强井渠节水灌溉工程的管理。     

河套灌区井渠结合数值模拟及水资源分析预报

随着黄河水资源逐年紧缺,河套灌区迫切需要提高区内的水资源利用效率。井渠结合采用抽取地下水和引黄水共同灌溉,在不减少灌溉用水的情况下减少了引黄水量,是一种切实有效的节水措施。应用Visual MODFLOW建立了河套灌区的地下水模型,通过对模型的率定与验证,较好地反映了河套灌区实际水文地质条件,可用来预测该地区地下水运动及水资源状况,分析该地区采取井渠结合节水措施后对地下水的影响。模型预测结果表明:河套灌区实施井渠结合节水措施后,可减少黄河引水约4.09亿m3,井渠结合区内生育期平均地下水埋深由2.17 m增至2.68 m,秋浇期由1.91 m增至2.82 m,冻融期由2.28 m增至2.50 m。     

基于采补平衡的河套灌区井渠结合模式及节水潜力

确定合理的渠井结合比以保证地下水采补平衡,是发展井渠结合灌溉、保证灌区节水和可持续发展的重点和难点。根据井渠结合区的地下水可开采量与井渠结合井灌区的灌溉用水量之间的平衡关系,建立地下水补给均衡模型。该模型考虑各级渠道输水、田间灌溉和降雨入渗对地下水的补给,地下水开采量则根据井灌区灌溉用水量确定,建立地下水补给与地下水开采量之间的均衡方程,通过求解该均衡方程,得到井渠结合区渠井结合比的合理范围在2.3~3.4之间。同时,通过局部敏感性分析方法,分析了该模型涉及参数中对渠井结合比影响程度较大的5个参数,敏感性从大到小依次为:地下水可开采系数、土地利用系数、渠道输水补给地下水系数、田间灌溉补给地下水系数、降雨补给地下水系数。进一步根据渠井结合比,计算了灌区实施井渠结合灌溉的节水潜力,结果表明,井渠结合全部实施后,灌区的节水潜力在3.4~4.6亿m~3,节水效果显著。     

井渠结合灌溉类型区多水源联网优化调度模式研究

针对丘陵地区灌溉水源分散、灌溉保证率低、农业缺水严重、生态环境恶化等突出问题,将多水源联网工程技术与优化调度技术相结合,建立了井渠结合灌区多水源联网优化调度模型,大大提高了灌区水资源的利用效率和灌溉保证率。采用该技术及其他节水措施后,威海井渠结合节水示范区全部耕地可得到灌溉,灌溉后的粮食产量由原来的9000 kg/hm2提高到11550 kg/hm2,示范区平均增产25%。经济、社会与环境效益显著。     

节水灌溉综合效应评价研究进展

综述了20世纪80年代以来节水灌溉综合效应评价领域的研究进展。分析了目前存在的主要问题:缺乏较为完善的基础数据平台、评价方法亟待实用化、亟需建立符合不同层次评价需求的指标体系、规划缺乏科学性,与生产实践脱节等。提出应加强节水灌溉基础理论与节水潜力分析、完善现有节水灌溉技术标准、重视节水灌溉项目综合效应评价方法及评价体系研究和已建节水示范区综合效应的评价等。     

黑龙港平原区冬小麦、夏玉米节水技术模式适应性模糊评价研究

对3种节水技术模式以生产上的常规灌溉模式为对照进行了技术优属度评价,以期为黑龙港平原主流节水技术模式的推广应用提供理论依据。本研究以模糊集理论和熵信息理论为指导,构建模糊综合评价熵权数学模型,对节水技术模式进行评价。结果表明,黑龙港平原冬小麦夏玉米节水技术模式从优到劣排序为:春2水模式、传统模式(对照)、春1水模式、免春灌模式。春2水模式适宜在黑龙港平原推广应用。     

计算机技术在农业节水灌溉系统中的应用

以农业节水灌溉为研究对象，论述了计算机技术在灌溉系统中的工作原理和核心技术，并对计算机技术在环境因子感知、输配水系统中调节与检测及节水灌溉数据处理等方面的具体应用展开了较为深入的研究。      

基于无线数据传输的农田节水灌溉系统

随着淡水资源的匮乏,节水灌溉在农业中的推广已是必然趋势。为此,设计了基于无线数据传输的自动控制灌溉控制系统,介绍了无线射频技术的代表芯片nRF905的使用,从而突破了传统灌溉系统的有线数据传输模式,具有抗干扰能力强和传输距离远的特点;介绍了常见的上位机开发工具,并使用LABVIEW编写上位机。经实地测试使用表明,系统达到了良好的节水目的。     

灌区节水综合效应评价的集对分析模型比较

提出了基于多元联系数的集对分析方法对灌区的节水改造效益进行综合评价。以西北内陆灌区为例,根据其特点从经济、社会、人文、环境等多方面初步建立了节水灌溉综合效应评价指标体系。用基于四元和五元联系数的集对分析方法构造流域节水灌溉综合效应评价指标样本值隶属于可变模糊集"灌区节水综合效应评价标准等级"的相对隶属度函数,建立了西北内陆节水灌溉综合效应评价模型。评价结果可靠合理,方法简便实用,在灌区综合效应评价中的应用是可行的。     

农业高效节水灌溉模式选择研究进展

随着节水农业的发展,高效节水灌溉成为破解农业水资源短缺的关键途径,因地制宜选择适应区域可持续发展需要的高效节水灌溉模式尤为重要,但农业高效节水灌溉模式选择研究中仍存在一系列的难题亟待解决.通过分析农业高效节水灌溉模式选择的影响因素、综合绩效评价和风险等相关研究成果,发现影响因素指标选取较为随意,偏重性较强,缺乏一套规范、科学的指标选取标准;综合绩效评价层次众多,动态变量和不确定性因素波动大,社会绩效和生态环境绩效难以量化,缺乏统一公认的绩效评价指标体系和与其配套的实用评价模型;高效节水灌溉模式的选择受到众多风险因子制约,其风险因子分类识别较为复杂,选择风险与灌溉绩效之间的定量关系难以确定等问题,并对未来农业高效节水灌溉模式研究的发展趋势进行了展望.     

基于无线传感器网络的丘陵果园灌溉控制系统

为解决目前丘陵地区果树灌溉技术中存在的过度灌溉、浪费水资源等问题,以实现丘陵果园节水灌溉,结合无线传感器网络技术,设计开发了一种基于无线传感器网络的丘陵果园灌溉控制系统.系统以ATmega128L单片机为控制核心,由上位机、汇聚节点、无线传感器节点、土壤水分传感器和电磁阀等组成,其中土壤水分传感器和电磁阀连接到无线传感器节点上,汇聚节点与传感器节点之间数据采用无线方式进行传输,汇聚节点通过RS-232串口线与上位机相连.系统能实时监测葡萄土壤含水率的变化,根据土壤含水率来判断葡萄是否缺水,并发出灌溉指令实施对葡萄精确灌溉,系统实现了葡萄园灌溉的自动化控制.通过试验,选定25 cm深度的土壤含水率为灌溉启动监测量,启动灌溉的监测阈值设定为26.8%;选定50 cm深度的土壤含水率为灌溉停止监测量,系统停止灌溉的监测阈值为45.5%.试验表明：系统可以达到精确灌溉要求,结合葡萄的生存阈值可以实现节水灌溉.     

基于熵权模糊物元模型在节水灌溉项目评价中的应用

节水灌溉项目评价中各指标存在不确定性和模糊性,将熵值理论与模糊物元建模相结合,建立了基于熵权的模糊物元节水灌溉项目综合评价模型.引用信息熵所反映数据本身的效用值来计算指标的权重系数,有效地避免了权重分配中主观因素影响问题.该模型以一种新的方法进行节水灌溉项目综合评价,并结合实例进行应用,通过与模糊综合评判法比较,进一步验证了该模型的可行、简便和实用.     

基于计算机技术的农业节水灌溉系统设计

随着我国人口数量不断增长，对粮食的需求量在不断上升，加之我国城市化与工业化的迅速发展，致使水资源相对缺乏，直接影响我国经济发展。在农业灌溉方面，低功耗节水灌溉系统的设计，能够有效节约水资源，提高水资源利用效率。以计算机技术为基础，对农业节水灌溉系统的软硬件以及控制系统进行了设计。