自动控制技术在节水灌溉中的应用

本文介绍了应用在节水灌溉领域中的自动控制技术，对它的类型和应用情况作了较详细的说明，并介绍了国内外的现状及发展趋势。     

节水灌溉自动控制系统的研究

为了节约植物灌溉用水,提高水资源使用效率,该文采用单片机、传感器、RS-485网络、无线通讯以及变量控制等技术,设计了一套闭环控制的精准灌溉控制系统。该系统由中央监控计算机、灌溉监测控制器、土壤水分传感器和阀门控制器组成。其中,底层传感器和阀门控制器通过RS-485总线连接至灌溉监测控制器,灌溉监测控制器通过无线通讯模块与中央监控计算机相连。该系统实现了土壤含水率的在线自动监测,并依据植物的土壤含水率灌溉阈值自动控制灌溉系统。试验表明,该系统可以达到精准灌溉的要求,结合植物的土壤含水率生存阈值和最大生物量     

无线数据传输在节水灌溉自动控制中的应用

采用自动控制技术实现节水灌溉是当今的发展方向之一。该文给出了节水灌溉自动化系统中的无线数据采集子系统、节水灌溉自动控制子系统、系统控制软件结构设计和抗干扰措施。利用nRF903收/发芯片实现数据的无线传输,采集端将传感器的输出信号进行模数转换,利用无线数字传输技术将数据发送到接收端,在接收端对数据进行存储和显示。该文从硬件和软件两方面描述了系统的设计及实现方法。实践证明,该系统使用灵活,数据传输可靠,更适合不便连线的测试和控制场合应用。     

建立节水灌溉技术体系发展高产优质果园

在总结近年来试验研究和调查资料的基础上,提出了渭北旱塬高产优质果园建设的节水灌溉技术体系,即节水灌溉工程技术,合理的灌溉制度,以提高水分利用效率为中心的农业节水与生物节水灌溉以及建立节灌管理体系和推广体系,可作为该地区发展高产优质果园的依据。     

农田节水灌溉技术的应用探究

当前,我国水利工程建设规模不断扩增,为农业生产提供了必要的水资源.然而,我国农业人口众多,水资源较为匮乏,为能够更加高效地利用有限的水资源,有关部门必须提高对农田节水灌溉技术的重视程度,加强对该技术的推广与应用,提高水资源的利用率.阐述了农田节水灌溉技术类型,分析了农田节水灌溉技术在实际应用中的难题,并提出了相应对策,...     

试论计算机在节水灌溉中的应用

计算机的应用已经深入到节水灌溉领域，本文对计算机在该领域内的应用的软、硬件设施及应用领域作了简要介绍。     

高效节水灌溉技术在农田水利中的应用

我国是农业大国,极为重视农业领域发展与农业技术研究.现阶段,我国在对农业领域不断研究发展中应用了较多的农业技术,特别节水灌溉技术逐渐向高效性、实用性、创新性的方向发展.阐述了农田水利中高效节水灌溉技术的应用价值,并具体分析了常见的技术模式,包括微灌溉技术、渠道防渗漏技术、喷灌技术及井灌技术等,并提出提升节水灌溉技术成熟...     

关于梯田储流节水灌溉的探讨

<正> 山西省山地丘陵面积占总面积的80%以上,坡耕地360万hm~2,占耕地面积的62%.坡改梯是建设基本农田、改善农田条件的一项主要内容,也是实现农业持续稳定发展的一项重要措施.目前我省已修成水平梯田98.1万hm~2,这对我省农业的发展已起到很大的促进作用.但由于我省气候干旱,水资源缺乏,加之大部分梯田都分布在山梁上,水低地高,没有灌溉条件,在正常年景梯田具有良好的蓄水保墒能力,但遇到久旱不雨的持续干旱,其抗旱能力就明显下降.如何将山坡上的雨洪径流储存起来,高储高用,发展一些梯田的应急灌溉,提高梯田的抗旱减灾能力,是我省坡地修梯田进一步发展的方向,也是急需研究解决的一个重要课题.1 发展梯田灌溉的必要性水平梯田一般拦蓄径流80%以上,减少冲刷90%以上,是山丘地区保水保土的基本农田.但坡地修成梯田之后,随着几何形状的变化,地表蒸发增强.特别是陡坡地修梯田,坡度越陡,梯田田面越窄,田坎越高,基侧向蒸发越大,保墒能力也随之下降.我省位于半干旱气候区,地面蒸发量大于降水量的2～3倍,土壤水分入不敷出,严重影响着梯田的蓄水保墒抗旱能力.     

作物根系分区交替灌溉田间实施技术探索

作物根系分区交替灌溉方法的提出开辟了节水灌溉的新思路,该方法具有明显的节水、增产、提高水分利用效率的优点.目前对它的田间实施技术研究还不全面、不系统.本文针对其特点,探索分析能够实现根系分区交替灌溉目的的灌水技术种类、技术要点及适用条件,提出适合目前我国农村经济发展现状的根系分区交替灌溉田间实施技术,并对未来的技术发展提出了研究思路.     

节水灌溉预报、管理与决策专家系统研究

从节水灌溉的基本原理入手,分析了灌溉预报中的各个参量,提出了节水灌溉管理、决策的依据与方法,并介绍了灌溉预报、管理与决策专家系统的理论基础,系统结构,即以框架库、规则组库和黑板3部分组成的综合知识体结构的知识表示技术。节水灌溉预报、管理与决策专家系统的研制、开发与推广、应用,将会促进我国传统农业向现代化农业的转变,为把高新农业技术送到亿万农民手中开辟了一条崭新的途径。     

节水灌溉系统变频控制的节能研究与应用

以供水系统的扬程特性、管阻特性为基础，分析了变频调节供水系统与阀门调节供水系统的节能效果并作出比较。提出了变频自动控制在节水灌溉中的应用方案，改变了传统的调整阀门开度及人工启停电机来满足供水需要的操作方法。实践证明，在节水灌溉特别是在塑料大棚滴灌系统中采用变频调节来自动控制供水系统，与阀门调节供水系统相比，可节能20%～69%(大小与控制流量有关)，对延长设备的使用寿命、提高供水流量及供水压力的稳定性、减少人工操作的失误等方面均有积极的意义。     

以灌区小流域为单元进行节水和非点源污染管理的探讨

分析了灌区节水和非点源污染存在尺度效应的原因和机理,针对田间尺度不能代替灌区尺度、而灌区尺度又过于复杂的特点,提出灌区小流域的尺度概念。灌区小流域既是灌区流域的基本生态结构单元,又是田块这一更小尺度的集合体。论述以灌区小流域为单元进行节水和非点源污染管理的可行性和必要性,并对灌区小流域节水和非点源污染管理的研究内容和研究方法提出参考意见。     

对建设关中节水型灌区的思考

从降水资源、地表水资源、地下水资源等方面分析了关中地区水资源的现状。指出了该区域在传统灌溉模式下现存的效率低下等问题。提出了将关中地区建设成节水型灌区的构想和措施。提出要尽快制定节水灌区的建设标准,重视输水过程中的节水和改进灌溉方式,重视生物节水,推广有限灌溉,提高水资源利用率,提高农艺节水,推广地表防止蒸发措施,提高水分利用率,开源节流,扩大非常规水资源利用。这些措施是建设节水型灌区的关键,也是实现水资源可持续发展的基本措施。     

黄淮流域冬小麦按需补灌方法及其应用

为探索依据冬小麦需水进程和自然供水状况确定各关键生育时期最佳补灌水量的方法,实现高产高水分利用效率的最优补灌方案,为黄淮流域冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持,于2007—2015年度在播种期水肥管理一致的基础上,以生长季雨养(出苗至成熟期间无灌溉)处理为对照进行补灌试验。设置补灌时期和补灌量两个因子。选取各年度雨养处理与籽粒产量和水分利用效率均佳的最优补灌处理,通过对小麦生育期自然供水量、灌水量及籽粒产量等指标进行统计和回归分析。结果表明,在雨养条件下,籽粒产量与播种期主要供水量(0—100cm土层土壤贮水量+播种期灌水量)和各生育阶段自然降水量呈极显著回归关系,而在适时适量补灌的条件下,籽粒产量受播种期土壤供水量和生长季自然降水量的影响明显减小。冬小麦实现高产和高水分利用效率,从播种至各关键生育时期所需的适宜的累计供水量基本稳定。适时适量补充灌溉可有效弥补冬小麦各生育阶段自然供水的不足。在播种期供水适宜的条件下,出苗至拔节期和出苗至开花期的最优补灌水量与雨养籽粒产量分别呈极显著二次曲线关系和极显著负相关。同时发现冬小麦播种期0—20,0—40,0—60,20—40,20—60cm土层土壤体积含水量与0—100cm土层土壤贮水量均呈极显著线性相关,利用0—40cm土层土壤含水量预测0—100cm土层土壤贮水量是可行的。多年试验表明,黄淮流域冬小麦实现9 000~10 000kg/hm2高产和20.3~26.8kg/(hm2·mm)高水分利用效率的全生育期最佳灌水量平均为101.8 mm,变化范围为51.0~172.0 mm。2015—2016年在两试验点的实践验证表明,利用0—40cm土层土壤体积含水量预测0—100cm土层土壤贮水量,模拟值与实测值的一致性较好。采用按需补灌方法,与定额灌溉处理相比,不仅保持了原有的高产水平,而且减少灌溉水36.2~57.6mm,节约用水20.1%~32.0%,显著提高水分利用效率。     

甘肃中东部半干旱区集雨补灌技术研究

通过分析甘肃中东部黄土高原半干旱区集雨水源的基本特征和特点 ,提出不同作物在不同时期的补充灌溉定额、灌溉次数以及灌溉效果。试验研究表明 ,旱作区主要作物在作物关键需水期和受旱后补充灌水 ,有显著的增产、保苗和稳产效果 ,水分利用效率、供水效率显著增加。     

半干旱半湿润气候区实施集雨节灌农业技术的研究

在研究半干旱半湿润气候区集雨节灌农业理论依据的基础上，提出一整套集雨节灌农业技术体系，并对集雨节灌农业的效益进行了综合评估。在年降水量为300～800mm的地域推广集雨节灌农业技术具有普遍意义，尤其在年降水量400～700mm的地域其有效性最为显著。     

渠灌区节水灌溉技术的筛选组装和集成

渠灌类型区是我国灌区的主要组成部分,地面灌溉是渠灌区的主要灌水方式,发展渠灌区节水型地面灌溉对我国的农业节水有着重要作用。以陕西关中西部的宝鸡峡引渭灌区为例,对现行的节水型地面灌水技术进行了分析和筛选,结合灌区的现状和灌溉特点,提出了适宜于本灌区目前应用和推广的节水型地面灌水技术主要是畦田“三改”,并结合增大入畦单宽流量等技术措施进行组装和集成,实现提高灌水效率和灌水均匀度,减小灌溉用水量,节约用水的目的。     

节水增产灌溉模式研究

不断改进节水灌溉的优化模式提高产量降低成本,提高科学用水内涵不断挖掘节水增产潜力,对提高有限水的利用效率十分重要。采用科学的节水灌溉方法;根据不同植物不同的需水临界期;优化耕作制度,选用节水抗旱植物品种等措施,则可以起到显著的节水增产效果,那么在现有的水库存水数量基础上可以扩大灌溉面积50%,甚至增加1倍以上。粮食单产可翻几番,达到节水高产少种多收。     

灌区遥感应用

随着遥感技术本身的发展及其在各领域、各种尺度应用的逐步推广,其在灌区的应用也正在并且将会发挥更大的作用,这主要表现在三个方面,一是有关灌区背景信息获取即水土资源环境的调查,如土地利用类型及其变化、灌区生态状况及其变化、地表及地下水资源调查等,二是灌区农作物信息获取,如农作物种植结构及种植面积调查、农作物长势监测、作物估产、作物灾情监测,三是灌区水平衡要素方面,如作物蒸腾发、区域降雨量、土壤湿度等最终可以服务于农作物需水量估算,辅助灌区灌溉配水方案决策.     

陕西省集雨节灌工程发展模式与对策

分析了陕西省开展集雨节灌的必要性和可行性,探讨陕西省不同地区集雨节灌发展模式及发展前景,提出了今后工程建设中要注意做好规划,按照先易后难原则分步实施,加大集蓄雨水的配套节水灌溉技术推广步伐,加强工程管理,加大科学研究力度等对策。