基于农田灌溉系统水能关系的农业节水管理分区研究——以上海为例

【目的】对不同类型的农业灌溉区域进行节水的节能潜力分析并开展相关管理对策探讨。【方法】根据上海农业灌溉系统水资源消耗与能源消耗特征,构建了农业节水管理分区指标体系,采用Ward系统聚类法对上海镇域尺度上的农业灌溉区域进行聚类分析,通过实证研究将上海农业灌溉区域分为4类,并讨论了具有针对性的节水与节能管理对策。【结果】(1)增加水利基础设施建设投入在提升农业用水效率的同时,需兼顾农业灌溉系统的能源利用效率,以提升区域农业灌溉系统的综合效益;(2)在上海当前节水管理水平和区域水资源利用条件下,小规模分散型农业灌溉模式向规模化灌溉方式转变,对提升区域农业用水效率与用能效率的效果并不明显;(3)针对分散型小规模农业灌区实施用水与用能的价格激励机制是实现农业用水效率与用能效率共同提升的一项有益尝试;(4)针对灌溉用水与用能等生产成本占总生产成本比重较小的规模化大型农场,为提高生产经营者的灌溉节水节能意识与动力,应加强农业水总量控制与定额管理,并利用水价的市场调节作用,激励其用水效率与用能效率的共同提升。【结论】基于农田灌溉系统用水与用能关系综合分析的农业节水分区研究,可以为上海及其他平原河网地区农业灌溉系统节水与节能综合效益提升提供科学的管理建议。     

高效节水灌溉自动控制模式研究及应用

针对高效节水灌溉和自动控制技术应用现状,分析相关系统设备和控制参数,提出单物理量和多物理量的多种控制模式,并介绍各种灌溉形式可选择的控制模式和数据传输模式。通过应用实例,把灌溉系统与自动控制模式相结合,建立一套完整的智能灌溉控制系统。该系统具有多种控制模式,能灵活选择灌溉方式,实现智能化全自动控制,具有较强的扩展性,使用效果良好,能满足灌溉系统的日常管理,提高生产效率和管理水平,具有较好的经济效益,对智能化精准灌溉系统的设计和应用具有一定的参考作用。     

物联网技术的远程智能灌溉系统设计——评《精量灌溉决策技术与灌区作物需耗水管理》

随着科学技术不断发展,我国农业信息化水平快速发展,传统灌溉方式已经无法满足现代农业的信息化管理工作要求.因此,先进的物联网信息技术得以应用,智能灌溉系统不断完善和得以发展,提高灌水效率,降低人工成本,实现对作物生长情况的实时监控管理,提高工作质量和效率.《精量灌溉决策技术与灌区作物需耗水管理》一书围绕作物精量灌溉决策理...     

今后世界灌溉工程的发展方向

本世纪60年代和70年代，全世界掀起了修建大型灌溉系统的高潮，发展到现在，多数流域的水资源开发已接近极限，只有极少数地方适合于修建大型水库。此外，由于灌溉系统的运行管理和维修不善，许多已建成的工程并未达到修建工程之初预期的效益。这就使得人们越来越重视灌溉系统的运行、维护和管理。以前用于修建大坝的资金目前则转向提高用水效率。同时，环境问题也逐渐引起人们的普遍关注。提高灌溉系统的运行、维护和管理水平，根本在于调动灌区内农民的积极性，而做到这一点的一个重要方面就是修建小型灌溉工程，使农民在规划阶段就可以参…     

GSM数字通讯技术在自动灌溉控制中的应用

农田自动灌溉管理可以提高灌溉效率,促进农业的发展。自动灌溉技术依赖于GSM数字通信技术,文章基于该技术的自动灌溉系统组成和应用进行了分析。自动灌溉系统在农村地区推广过程中还面临较多的问题,技术和引进成本问题是农民重点考虑的问题。文章从理论上和实践应用两个方面对其进行分析,进一步明确基于GSM数字通信技术的自动灌溉控制系统应用。     

基于网络分层策略的智慧农业灌溉系统布局

为进一步优化农业灌溉系统结构,提高其智能化作业水平,将模块化的网络分层策略融入农田灌溉体系进行智慧化布局。以灌溉系统网络信道带宽、拥塞控制参数为主要切入点,对系统网络进行合理分层后建立控制模型,根据灌溉信息采集、网络数据传输特性要求,进行系统的硬件紧凑配置与软件功能设计,并展开智慧农业灌溉系统作业试验。结果表明:该网络分层策略应用到灌溉系统,数据丢包率波动范围为0.33%～0.85%,满足灌溉系统的网络数据处理要求;经布局后的农业灌溉系统响应时间有效缩短且稳定性大大提高,整体的灌溉效率提高了9.18%,研究思路具有较好的参考价值。     

依靠农民全面开展节水灌溉

缺水是世界普遍现象，节水是长期战略措施。开发农业节水，一方面要改善灌溉系统的基础设施，推广节水新技术，另一方面应应该吸收农民参与灌溉管理，充分发挥农民的积极性。农民参与灌溉管理是必然的趋势，也是农业节水最有效的措施之一。     

对我省发展节水灌溉技术的看法

据统计。每年世界各国从江河、湖泊、地下水等处汲取的水资源有近70％的水量用于了农业灌溉。提高灌溉系统效率，对合理利用有限的水资源具有十分重要的意义。发展节水灌溉的重要性正被越来越多人们所认识，然而其发展过程的很多问题值得探讨。近年来笔者承担了多项节水灌溉项目的规划设计和工程的施工，研究了有关的国内外文献资料，这里对发展我省节水灌溉技术提出以下看法。     

区域尺度灌溉用水效率考核指标及计算方法

随着节水灌溉尺度效应的深入研究,灌溉回归水重复利用被认为是导致农业用水效率尺度效应的重要因素之一。传统的基于田间试验或统计得到的单位面积灌溉用水量指标并未考虑回归水的重复利用。针对这一问题,考虑灌区管理部门干支渠灌溉系统管理的实际需求,分析了中等尺度区域灌溉回归水重复利用过程,首次提出了农业用水效率考核新指标"千公顷灌溉取水量"的概念,给出了相应的计算依据、方法及适用条件。经湖北省漳河灌区千公顷典型区域水平衡试验观测与模拟模型计算,论证了回归水利用在提高农业用水效率中的重要作用,表明"千公顷灌溉取水量"作为我国中等尺度区域特别是南方长藤结瓜灌溉系统农业用水效率考核指标,是必要和可行的。     

基于智能灌溉系统WSN节点自供电系统设计

为提高智能灌溉系统大面积推广和系统节点能量利用效率,采用MPPT算法结合太阳能、超级电容、聚合物锂电池设计出基于STM32智能灌溉WSN节点自供电系统。利用Matlab软件,搭建光伏电池模型分析光伏特性,完成系统供电设计与模块选型,并设计能量管理电路,结合Qt平台开发监控软件。结合软件对系统进行测试分析,软件平台读取光伏电池及锂电池电压、电流实时数据,同时计算MPPT效率。经实验验证,系统整体运行良好, WSN节点采用太阳能光伏电池供能结合聚合物合锂电池、超级电容储能工作寿命较长,MPPT效率在86%附近小幅度波动,WSN节点自供电系统设计有效解决了传统节点单个电源引起能量不足缺陷,为智能灌溉系统普及与推广提供试验支撑。为WSN节点自供电提供新思路与设计方案,有效提升智能灌溉系统可靠性与实用性,在一定程度上提高农业灌溉效率和智能化水平。