发布时间:2023-09-25 11:21:26
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[关键词]计量设施 用水监测 管理水平 成效
中图分类号:TP 274. 2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)45-0400-01
引言:丰南区人均水资源量334.6立方米,在唐山市各县区中居末位,仅为全国平均水平的1/7,是严重缺水县区。农业是用水大户,多年平均农业用水2.6亿m,占全区总供水量的70%。为缓解水资源供需矛盾,使有限的水资源得到有效地利用,丰南区以农业节水灌溉工程建设为基础,突出抓好农田灌溉智能监测系统建设,以此推动全区工程节水与管理节水的平衡发展。2010年、2013年,丰南区通过竞争立项,分别列入第二批、第五批中央小型农田水利重点县建设项目区。以此为契机,丰南区着力抓好农田灌溉智能监测系统建设,并取得了显著成效。
一、以机井智能控制柜为载体,全面提升用水计量设施
2009年由唐山市水务局、唐山海森电子有限公司联合开发研制出水电双控机井智能控制柜,以此替代传统井房、简易IC卡表等,并在全市推广应用。以机井智能控制柜替代传统井房是建设灌溉监测系统的突破口,智能控制柜与传统井房相比具有占地少、投资小、快速安装、使用简便且安全可靠、计量收费公平准确等优点。2009年以来,共安装智能控制柜2700多套。通过这些年的运用,达到了如下目标:一是工程形象面貌焕然一新。整齐划一、新颖别致的机井智能控制柜替代了破旧的老式井房,使整个工程的可视性大幅度提升;二是实现了单一用电计量向水电双控计量的转型。改变了过去IC卡单一计量电量的方式,使农民可以直观地看到用水情况,增加农民的节水意识;三是操控方便。经过简单的培训,农民就可以熟练掌握使用方法。根据灌溉周期及个人时间要求,随时可以进行浇地,改变了过去排队浇地,争水、抢水的现象。四是提高强制管理手段,实现用水、缴费自动结算,解决长期存在的农业灌溉收费难的问题,也为开征农业水资源费打下了基础。五是大面积推广机井智能控制柜,为全面建设灌溉监测系统奠定了物质基础。
二、以灌溉监测中心为平台,全面实现灌溉用水监测
农田灌溉监测系统中建立灌溉监测中心是关键,是整个监测系统的中枢。为此,丰南区设立了2个监测中心,一个在丰南区水务局,一个在唐山海森电子公司(企业自建),两个监测中心并行,同时监测,数据共享。通过这些年的运用,达到了如下目标:一是建成了全省第一个县级农业灌溉监测系统。以监测中心为中枢,智能控制柜为监测点,形成了灌溉监测网络。二是实现了对农业灌溉的适时监测。目前,监测中心可同时监控2700多眼机井,控制灌溉面积18万多亩,随时掌握每眼机井、每个农户的灌溉情况,并记录下各种数据。
三、以数据采集为基础,逐步完善功能,提升管理水平
灌溉监测系统的作用,是在适时监测的基础上,通过各种监测数据的积累和分析,为农业灌溉提出指导意见,实现管理节水的目标。为切实发挥灌溉监测系统的作用,我们主要做了以下工作:一是完善基础数据的采集。在项目实施过程中,区水务局与海森公司安排专业人员加强基础信息的采集,包括机井GPS坐标、成井时间、管辖区域、灌溉面积、水泵型号、下泵深度、灌溉方式、种植作物等基础信息。二是通过几年来的运用,积累了大量原始监测数据,包括灌溉水量、灌水总量、灌水时间、用电量等等,为推行总量控制、定额管理的灌溉制度提供了可靠的数据。三是不断完善功能。随着硬件、软件设施的升级、完善,如防盗保护功能、地下水监测、墒情监测、手机控制的运用,整个监测系统逐步成型,管理功能强大,实现了专业化、智能肥管理。
四、整体技术成熟,实现管理目标,取得显著成效
唐山市丰南区建立的农业灌溉监测系统集中体现了现代先进的成熟的科学技术,通过运用计算机技术、自动化控制技术、微电子技术、GIS技术和网络通讯技术,实现农业灌溉的自动化、智能化管理,实现由传统粗放管水农业向现代化精准用水农业转型。该系统具有以下特点:①利用无线通讯技术配合GPRS通讯技术实现农田灌溉取水数据的实时传输,具备以单个水泵和每个用户为单位的数据采集选择功能;②利用特种信号处理技术配合GPRS通讯技术,有效对农田灌溉设施进行防盗保护,系统报警功能齐全;③采用IC卡预付费控制功能,实现先购水后用水的管理模式,自动灌溉和自动结算,可减少管理者和用水户的劳动强度;④采用SMC材料通过模压技术制造的测控终端柜体,取代传统的砖砌井房,具有水源井口完全封闭,减少占地80%,减少投资50%;⑤利用水泵的电流、电压、功率因数、扬程等数据核算水量的方式取代传统的农业水表,具有免维护、计量稳定、防破坏的特点;⑥专业管理软件对用水信息进行数据存储、统计、分析,可直观监控灌溉情况,准确掌握灌溉用水信息及地区水资源状况,为管理者制定和执行用水计划提供可靠载体。
(新疆伊犁州新源县水电局新疆新源835800)
【摘要】阐述了新疆新源县高效节水和有效利用水资源的措施与技术,介绍了节水技术在新源县应用的状况,分析了节水技术的发展方向,指出新型灌溉技术的进步以及科学管理与精准灌溉相结合必将促进高效节水的进一步发展。
关键词 高效节水技术;应用;发展
Xinyuan County, Xinjiang efficient water-saving technology application and development
Deng Yue-yu
(XinjiangYili state Xinyuan County Water AuthorityXinyuanXinjiang835800)
【Abstract】Xinyuan County, Xinjiang elaborated efficient water-saving measures and effective use of water resources and technology, describes the situation of water-saving technologies applied in Xinyuan County, analyzed the development direction of water-saving technologies, noting that new advances in irrigation technology and scientific management combine with precision irrigation will promote the further development of efficient water conservation.
【Key words】Efficient water-saving technologies;Applications;Development
资料表明,世界上粮食增产中25%归功于扩大耕地面积,75%归功于提高单产。虽然单产的提高是综合措施的结果,但灌溉却是其中重要措施之一。随着世界性水资源日益紧缺,水资源不足已成为制约我国国民经济发展的重要因素,要进一步发展灌溉面积就必须节约灌溉用水,大力发展农业节水技术。
1. 农业节水的主要措施
1.1发展渠道衬砌与管道输水技术。输水配水渠道的渗漏损失是农田灌溉水量损失的重要组成部分。一般未衬砌的渠道输水损失达40%~50%,开展渠道防渗是农田灌溉节水的重要环节。为了提高灌溉输水的利用率,世界许多国家都在致力于发展渠系衬砌、管道化工程。
1.2改进传统地面灌溉技术。传统灌溉方式由于灌水历时长、用水量大、灌水不均匀等影响作物产量。所以,长期以来各国都在积极致力于对传统地面灌溉技术的研究与改进,并创造了许多全新的方法。其中波涌灌(间歇灌)和激光控制平地畦田灌就是两种影响较大、效果较好的方法。
1.3推广喷灌、微灌技术。喷灌、微灌技术可在传统的沟、畦灌等地面灌溉基础上节水30%~50%,节省劳力20%~90%。在节约用水量的同时改变了传统的灌溉概念,能够把含有肥料的水一滴滴地输入作物根层的土壤中,使土壤中的水、肥、气、热保持协调关系,达到作物高产目的。
1.4充分利用咸水、废水灌溉农田。目前采用的方法能够在空间和时间上预报出灌溉后的土壤溶液成分和土壤基质,据此判定土壤状态,并在一定的气候条件下,参照土壤状况选择适宜种植的作物。耕作方式通常采用轮作制,即耐盐和不耐盐作物轮作,咸水、废水与淡水轮灌,以避免土壤过度积盐。
2. 有效利用水资源的新技术
2.1选育耐旱作物和节水品种。选育耐旱作物品种,是充分利用生物适应环境,以生物机能提高作物水分利用效率的重要途径。耐旱作物一般在生长关键期能避开干旱季节,抗逆性强,生长期能和当地的雨季相吻合,在雨季快速生长,以充分利用有限的降水。
2.2改进耕作方法与栽培技术。因地制宜,由多耕趋向于少耕、免耕;由浅耕趋向于深耕;由耕翻趋向于深松;由单一作物连作趋向于粮草轮作或适度休闲;重视水土保持,纳雨蓄墒,合理施肥,以肥调水。
2.3推广地面覆盖技术。地面覆盖具有抑制土壤蒸发、蓄存降水、保持土壤水分、提高土温的优点,分为有机物覆盖、地膜覆盖和化学覆盖。有机物覆盖就是利用农作物秸秆、糠皮等材料进行地面覆盖,有明显的保墒节水效能;地膜覆盖是一种用薄膜覆盖的农田技术,能够提高地温,抑制蒸发;此外,保水剂、抗蒸腾剂等化学覆盖技术也得到了广泛应用。
3. 节水灌溉技术在新疆新源县的应用
3.1膜下滴灌技术的推广。膜下滴灌是将覆膜种植技术与滴灌技术两者互相结合的新型灌溉技术。通过生产实践,膜下滴灌技术比常规灌溉节水30%以上,土地利用率提高5%~7%,单产提高20%左右,大幅度降低了农民的劳动强度、提高了经济效益。由于这种先进生产方式的实施,带来了农业体制和组织形式的创新,出现了一大批家庭农场,不仅有效节约了农业用水,促进了地区生态环境的改善;还为低成本高产出的农牧产品提高了市场竞争力。大田膜下滴灌技术是近几年来推广应用节水灌溉项目中经济效益最高、生态效应最好的灌溉新技术,具有广阔的发展前景。
3.2滴灌自动化控制系统的应用。滴灌自动化技术把新疆节水灌溉推上了一个省水、省工、增产、增效的新局面,实现了高层次决策控制,是膜下滴灌技术可持续发展的必由之路,实现通过田间土壤温度传感器、风向、风速、光照、降雨量和蒸腾传感器进行自动化灌溉。随后,各地也建立了灌溉自动化控制系统示范区,自动监测预报农田各项技术参数,进行科学节水灌溉,“自动化滴灌技术”推广试验成功,达到了作物长势室内可视化,土壤墒情自动监测化,灌溉自动化。
4. 节水技术的发展方向
4.1灌溉工程节水技术发展方向。输水节水技术的发展方向是:为解决混凝土衬砌延伸性差、易开裂等缺点,试验用钢丝网等加筋混凝土替代常规混凝土衬砌。另外,随着化学工业的发展和机械化施工技术的日益进步,膜料衬砌在渠系衬砌中的比重逐年增大,将有可能成为未来渠系衬砌材料发展的主方向。
喷、微灌技术的发展方向是:喷、微灌相互配合共同发展,发扬喷灌射程远、效率高等优点,克服喷灌能耗大、喷头易堵塞等缺点;开发和研制新型灌溉设备,提高灌溉均匀度,克服滴灌系统易堵塞的缺点,并向低压、节能型方向发展,减少传动装置能耗;灌溉设备标准化、系列化。
4.2科学管理与精准灌溉相结合。随着科学技术的迅速发展,通过地理信息技术实行灌溉管理自动化,成为农业节水管理技术的发展方向。地理信息技术可实现在农业生产全过程中对农作物、土地、植保从宏观到微观的实时监测,能够对作物生长发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境改善进行定期信息获取和动态分析,通过系统的诊断和决策,制定实施计划,使农业可持续发展。地理信息技术的快速发展为农业数字化建设和自动化、智能化管理提供坚实的技术基础,并逐渐成为以可持续发展为目标的精准农业技术体系的核心技术。
参考文献
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关键词:靖会灌区白塬干渠;现状;运行管理优化;建议;初探
1工程概况
1.1靖会灌区
靖会灌区是全国大型灌区之一,始建于20世纪70年代,地处靖远县南部、会宁县北部,在靖远县城西2km的黄河右岸取水。灌区南北长约110km,东西宽约60km,海拔在1400~1950m之间,地形大体分为祖厉河二、三级阶地(川台地)和塬地两大类型,河川区南高北低,川塬地势平坦。灌区建成大中型泵站38座,小型泵站102座,装机容量63567kw,总干渠1条,干渠5条,总长度178.85km,设计流量12m3/s,加大流量14.40m3/s,总扬程529m,平均提水高度360m,设计灌溉面积2.03万hm2,灌溉二川二塬(即祖厉河川、关川、三场塬、白草塬)。
1.2白塬干渠
白塬干渠是靖会灌区最大的干渠,主要灌溉会宁县白草塬乡8个行政村,约2.25万人,干渠在靖会总干九泵前方寨社取水,干渠长13.80km,建成大中型泵站9座,小提灌泵站28座,总装机容量1.57万kw,设计灌溉面积0.40万hm2,实际灌溉面积0.43万hm2,设计提水流量2.87m3/s,总扬程387.70m。
2现状及存在的问题
2.1泵站设备老化严重,运行管理费用高白塬干渠泵站在建设时受当时历史条件、技术、资金的制约,存在着设计标准低,设备落后等先天的缺陷,加之在近三十多年的运行中,缺乏足够的维修资金,水泵老化、汽蚀、磨损严重,主机组、电气设备落后,绝缘老化损坏严重,泵站效益急剧下降,水量、能源浪费严重,运行管理费用高。
2.2压力管道沉降变形,安全隐患大白塬干渠泵站梯级多、扬程高、出水压力管道长,由于塬区黄土特性,加之管道漏水,镇、支墩大部分沉陷,压力管道逐年沉降变形,南北偏移呈S形,上下起伏呈波浪形,压力管道锈蚀严重,承插口脱节长期漏水,一泵站、三泵站压力管道,每年每季检修,伸缩节还是问题频发,二泵站压力管道由于2号镇墩沉陷严重,伸缩节顶死,管道变形打成死折,其它泵站不同程度的都存在类似问题,虽然一直在勉强运行,但压力管道震动大,危险程度高,安全生产无法保证,一旦发生事故,将会淹没泵房,损坏设备,甚至危及人身安全。
2.3泵站厂房、管理房漏水严重,无法满足正常生产、生活需求长期以来,由于灌区管理单位资金短缺,泵站厂房、管理房等生活设施得不到改造,原木屋架结构厂房屋面腐朽,长期漏水,电机和配电设施安全运行得不到保障,77间管理房,漏水严重的有30间,严重影响正常生产、生活。
2.4各泵站压闸回流严重,能耗高白塬干渠一、四、五、六各泵站,设计安装时均安装了两种不同型号的水泵设备,而二、三、七、八、九各泵站设计安装的是同一型号的机组,各泵站前三年的运行记录显示,在运行中,不同时期存在着大小不同的压闸回流现象,回流时间最长的七、八、九泵站年压闸时间占年总运行时间的70%,四泵站年回流时间占年运行总时间的50%,其它各泵站的年回流时间占年总运行时间的8%~30%,既浪费了能源,又降低了闸阀的使用寿命。
2.5支斗渠老化失修,输水能力降低白塬干渠的支斗渠,大部分是上世纪70、80年代加援项目投资建设的,经过三十多年的运行,地形沉陷变形,没有统一规划维修,加之70%的支斗渠所控制的面积大、用户多,在出现问题时,各用户的维修仅限于自身目前的灌溉,缺乏统筹规划,长远计划,地形沉陷加盲目维修使输水能力逐年下降,已调查的白塬干渠26条支斗渠从1998年到2011年输水能力普遍下降了13%,最小的下降了8%,最大的下降了27%。
2.6种植结构与方式的变化,对灌溉管理造成新的压力白塬干渠上世纪80、90年代的作物种植基本上是单一的三大类,小麦、豌豆、玉米,灌水次数是夏灌3次,秋冬灌各1次。进入21世纪,由于农产品市场供需的变化及农业效益的提高,农村种植结构的变化,从种植的品种、方式及灌溉模式都呈多样性,种植品种增加了经济作物大豆、葵花和小熟洋芋等,方式上从原来传统的单一种植发展为套种,增加的经济作物灌溉需求次数多、灌溉期长,灌溉模式从原来的大水间歇灌溉,变成了现在的小水长期灌溉,总用水量增加了,灌区水管单位的调度运行记录显示,白塬干渠从1998年年灌水次数是5次,年总用水量是1420万m3,发展到2011年年灌溉次数是8次,年总用水量1820万m3。用水量逐年增加,给灌溉管理造成了新的压力。
2.7农田灌溉面积逐年增加,泵站提水能力有待提高在国家重视“三农”,大力扶贫的情况下,会宁县在白塬干渠末端增设了延长段,平田整地增加灌溉农田约0.04万hm2;随着农民对农业生产和农田灌溉重视程度的提高,恢复了大部分已弃灌的农田,并将有条件灌溉,投资又少的旱地发展成水地,灌区水管单位统计的白塬干渠灌溉农田数据是2001年为0.39万hm2,2011为0.43万hm2,随着农田灌溉面积扩大,泵站提水能力有待提高。
3运行管理优化对策
3.1加快实施大型泵站更新改造工程,解决灌区泵站系统设备靖会灌区大型泵站更新改造项目,已由政府部门批复,白塬干渠泵站的更型改造正在初步设计阶段,灌区管理单位将按设计方案实施。泵站更新改造后,泵站设备老化、压力管道沉降变形、泵站厂房漏水等问题将会全部解决;自动化监测设施、测流设施、现代化管理设施将会得到应用。
3.2优化泵站机组运行方案,节能降耗充分了解泵站所有机组的运行状态,根据各级间需水量及前池水位情况,对各泵站需开启的水泵台号和运行时间进行优化组合,确定几种运行方案,再应用计算机模拟技术,选择泵站机组最佳运行方案,减少泵站压闸回流,节能降耗。
3.3运用计算机和自动化装置,降低管理费用运用计算机和自动化装置对泵站机组和电器设备、压力管道的工作状态进行监测,一方面能准确迅速采集运行参数、准确报警异常情况、捕捉事故管段,以便做好预防,保证动作及时准确,减少人工,延长设备寿命;另一方面运行管理人员可以通过计算机记录存储功能,对所有设备的技术状态准确了解,制定方便合理的应急预案,以便及时调节运行不良的机组和日常维修,使所有设备处于良好的技术状态,降低管理费用。
3.4应用科学的灌溉管理技术,优化调度运行方案
调度运行方案的主要内容是调、配水计划,调、配计划的优化是灌溉管理的中心环节,其原则是在整个运行过程中产生的管理费用最小化,且程序简单,操作方便,用户容易接受。调、配水计划受气象因素、作物因素及渠系工作状态的影响,大部分预先编好的计划与实际灌溉需求不相符,在运行过程中随时要利用计算机根据灌溉需求和气象信息,进行分析处理,优化调度运行方案。
3.5加大支斗渠改造投资,提高输水能力白塬干渠支斗渠总长412kg,近年来政府一直投资改造,但进度缓慢,到2011年才改造了不足20%,由于灌区用户缺乏维修改造资金,农民收入低,投入改造和建设的资金十分有限,迫切需要国家和各级政府给予大力扶持改造,提高输水能力。
3.6宣传引导用户连片种植,提高用户每次灌溉的承载力水管单位、政府部门和用水协会积极合作,大力宣传引导用水户,以各支斗渠为单位,将灌水次数与用水量相近的作物尽可能的连片种植,即可以减少水量损失,加快轮灌时间,又可以提高用户每次灌溉的承载力。
关键词:农田灌溉;灌溉水有效利用系数;测算分析
1灌区概况
1.1农田灌溉概况
安吉县地处浙江西北部,北依天目山,面向沪宁杭,下辖15个乡镇街道,总面积1886km2。根据有关文献资料显示:2015年安吉县耕地有效灌溉面积23017hm2,实际灌溉面积20253hm2。农作物播种面积总计40311hm2,其中粮食作物面积25458hm2,占播种总面积63.15%。现有灌区932处,无大型灌区,全县中型灌区:667hm2(1万亩)~3333hm2(5万亩)的中型灌区4个,有效灌溉面积5497hm2,3333hm2(5万亩)~10000hm2(15万亩)的中型灌区1个,有效灌溉面积6733hm2,667hm2以下的小型灌区有927个,有效灌溉面积10786hm2[1](见表1)。全县主要耗水农作物为单季稻,其他还有油菜、蔬菜等经济作物种类,全县农田灌溉用水量为9973.75万m3。
1.2不同规模与水源类型灌区情况
按灌区规模分,安吉县无大型灌区,全县中型灌区共5个其中4个为自流引水灌区,1个为提水灌区,其中667hm2≤A中型<3333hm2档次的自流灌区3个,提水灌区1个;3333hm2≤A中型<10000hm2档次的自流灌区1个,全县小型灌区共927个,其中小型提水灌区126个,小型自流灌区801个。安吉县不同规模与水源类型灌区情况见表2。
2样点灌区选择及代表性分析
2.1样点灌区选择
根据浙江省农田灌溉用水有效利用系数分析技术指南(以下简称技术指南)及有关规范,采用配额抽样法按照不同的灌溉规模、灌溉水源、工程设施状况与管理水平等因素进行选择。为了测算分析得到的灌溉水有效利用系数具有可比性,2015年度的测算选择样点灌区延续2014年,且样点灌区未发生变化,选用的样点灌区6个,其中中型灌区2个:赋石水库灌区、大河口水库灌区;小型灌区4个:黄水塘水库灌区、大堰冲水库灌区、红卫机埠灌区和虎尾灌区。
2.2数量分布代表性分析
安吉县样点灌区共6个,占全县灌区数量总数的0.64%。其中大型灌区0个,中型灌区2个,占相应档次灌区数量的40.00%,满足省级对各个中型档次样点灌区的数量不应少于该区域相应档次灌区总数的5.00%;小型灌区4个,其中提水灌区2个,自流灌区2个,占全县小型灌区数量的0.43%。
2.3空间分布代表性分析
选取的6个样点灌区,有效灌溉面积7823hm2,占全县有效灌溉面积的41.53%,中型667hm2≤A中型<3333hm2样点灌区1个,有效灌溉面积939hm2,占全县中型灌区有效灌溉面积的7.67%。中型3333hm2≤A中型<10000hm2样点灌区1个,有效灌溉面积673hm2,占全县中型灌区有效灌溉面积的55.05%;小型灌区4个,有效灌溉面积151hm2,占全县小型灌区有效灌溉面积1.40%,满足规定1.00%需求。全县地形地貌以山地丘陵和平原为主,样点灌区的地形地貌也有山区、丘陵和平原,其规模及区域上分布比较均匀,具有一定的代表性,为灌溉水利用系数测算工作的有效开展提高了保障。
2.4合理性分析
样点灌区的基础设施基本能保障测算分析工作的开展,同时配备了专门的量水设施,保证及时方便、可靠的获取测算分析基本数据;水源条件多样,选取的样点灌区也代表了不同的水源情况,如单一水源的大河口灌区、大堰冲灌区,有水源情况复杂的赋石灌区;管理水平高低不一,如大河口水库灌区属于县水利局管理,赋石灌区由赋石渠道管理处负责管理,其他小型灌区由所在行政村管理;地形地貌也基本上代表了安吉县以山地丘陵以及平原为主的地形地貌特点,从以上4个方面分析选取的样点灌区是合理的。
2.5灌溉水代表年分析
根据调查统计,一般4—10月为安吉县农作物的主要灌溉期,全县灌溉期多年平均降雨量为1059.6mm,2015年全县灌溉期降雨量为1130.5mm,根据多年水位频率分析,安吉县水文频率为45%左右,属于平水年偏丰。2015年降雨主要集中在5—9月,属于农作物的主要灌溉期(4—10月),对今年灌溉产生较大影响(灌溉用水量较少)。
3典型田块选择及量水方案选定
典型田块选择需满足作物单一、进出水口单一、作物种类、灌溉方式、畦田规格、地形、土地平整程度、土壤类型、灌溉制度与方法、地下水埋深等方面的代表性,并且满足不同类型样点灌区田块数量和面积要求。样点作物确定:根据6个样点灌区当年实际作物种植情况统计,确定作物种植面积比重较大(10%)的作物为该样点灌区主要耗水作物,考虑在湖州市全市典型田块测量资料共享原则,根据安吉县种植结构现状及作物耗水情况,选择4种样点作物,分别是单季水稻、油菜、果用瓜和蔬菜。量水方案选定:安吉县选定的典型田块6个,2015年主要对已选定的6处典型田块工程设施进行维护。根据安吉县灌区情况,典型田块对应的末级渠道相对规整,有一定的直线段,且有跌坎,保证修建设施后不出现淹没流,采用修建量水槛进行量水,结合现场考察情况,最终确定安吉县典型田块量水方案。典型田块及配套量水设施选定情况见表3。
4样点灌区灌溉水有效利用系数测算分析
采用“首尾测算分析法”测算灌溉水有效利用系数。即直接用灌入田间可被作物吸收利用的水利(净灌溉用水量)与灌区从水源取用的灌溉总水量(毛灌溉用水量)的比值来计算灌区灌溉水有效利用系数,
4.1典型田块年平均净灌溉用水量确定
典型田块净灌溉用水量的确定方法主要有:直接量测法和观测分析法2种方法。直接量测法影响因素多不容易掌握,需要的人力物力也较多,考虑实际推荐使用观测分析法确定典型田块年平均灌溉用水量。(1)典型田块年平均灌溉用水量w田的测算:采用在典型田块的末级渠道安装量水设施,通过观测得到田间的实际灌溉水量(1)式中:w田为典型田块某种作物年平均灌溉用水量,m3/hm2;W毛i为年内某次典型末级渠道灌溉用水量观测值,m3;W渠损i为年内某次末级渠道量水处至田间进水口渠道损失水量,m;A田为典型田块灌溉面积,hm2。(2)典型田块年净灌溉定额M的确定:主要是依据水量平衡原理计算典型田块某种作物当年净灌溉定额M,部分根据当年灌区水文年型采用《浙江省农业用水定额》标准相关作物经灌溉定额内插得到作物净灌溉定额M。(3)典型田块亩均净灌溉用水量w田净的确定:在获得典型田块的净灌溉定额M和年平均灌溉用水量w田后,将二者进行比较。当k×w田≥M时,灌水充分,w田=M;当k×w田<M时,灌水不充分,w田=k×w田,其中k为折算系数,主要反映灌溉管理情况和量水精度等,根据安吉县具体情况,对于旱作物,k可以取0.80~0.90;对于水稻,k可取0.80~0.95。样点灌区典型田块量水情况见表4.
4.2样点灌区净灌溉用水量确定
根据观测和分析得出作物年亩均净灌溉用水量w田净k,计算样点灌区年净灌溉用水量,计算公式:
4.3样点灌区毛灌溉用水量确定
测算各样点灌区的毛灌溉用水量,在全面调查安吉县各样点灌区的不同水源情况和数量基础上,依照主要水源的灌溉水量以样点灌区渠首安装量水设施量测,其他水源根据径流系数法、复蓄次数法、其他水源灌溉水量比例法来确定,综合主要水源和其他灌溉水量得到样点灌区毛灌溉用水量。
4.4样点灌区灌溉水有效利用系数测算
2015年安吉县样点灌区灌溉水利用系数测算方法采用“首尾测算法”。通过优化比选,基本完成了全县样点灌区毛灌溉水量和典型田块用水量的量水方案以及相关设施的建设,并进行观测。根据样点灌区确定的净灌溉用水量和毛灌溉用水量计算样点灌区水利用系数。
5全县灌溉水有效利用系数测算分析
全县灌溉水有效利用系数是指全县年净灌溉用水量与年毛灌溉用水量的比值。在已知各规模与类型灌区灌溉水有效利用系数和年毛灌溉用水量的情况下,全县灌溉水有效利用系数按式(5)计算6结论和建议(1)通过测算分析,安吉县2015年灌溉水有效利用系数为0.6240,较2014年0.6130提升了0.0110,主要是2015年建立健全了系数测算网络,加强了灌区灌溉用水管理,提高了灌溉水的利用率。(2)2015年度继续加大了节水灌溉投资力度,全县农建系统完成投资比2014年增加了16.7%,提升了全县节水灌溉面积,固定式喷微灌设施的灌溉水平,进一步改善了水利工程基础设施,在农田灌溉方面发挥了一定的效益。(3)加强样点灌区和典型田块设施建设,严格控制进出水口,避免未经计量的水源进入测点,避免出现边灌边排现象;加强群众对试验点的保护意识,避免对观测设施造成人为破坏;加强观测人员培训工作,规范观测台账,确保数据完整、可靠和准确。(4)逐步升级优化量水设施,提高测算精度,普及便捷、准确的量测仪器进行自动化监测。改善观测设施与条件,实现灌溉水有效利用系数观测的信息化和自动化。
参考文献:
[1]安吉县水利志编纂委员会.安吉县水利志[M].北京:方志出版社.2005.
[2]胡荣祥,郑世宗.2016版浙江省农田灌溉水有效利用系数分析(培训教材)[R].杭州:浙江省水利河口研究院,2016(4):55-59.
关键词:农田水利工程;高效节水灌溉;存在问题;发展思路
中图分类号:S274 文献标识码:A
农田水利在我国农村经济发展中具有非常重要的作用,而高效节水灌溉则是农田水利工程建设的重要内容,但目前,节水灌溉工程还存在着这样或那样的问题,严重阻碍了高效节水灌溉的有效开展。因此,要理清农田水利工程高效节水灌溉发展思路,促进农村经济的快速健康发展。
1 节水灌溉工程中存在的各种问题
设计人员在设计节水灌溉工程时,没有对工程项目内的土壤、种植结构、水质情况等进行认真的勘察,主要是依赖以往的资料和自己的经验进行设计,导致设计中有很多不合理的地方。而节水灌溉工程一旦建成并投入使用,在很长一段时间内没有相关人员进行管理和维护,以至于很多节水灌溉工程不能正常使用,造成资源的极大浪费,主要原因是节水灌溉工程没有明确的产权归属,缺乏足够的配套资金和有效的管理方法。节水灌溉工程内的种植结构也存在着严重不合理现象,主要还是以春种玉米秋种小麦的传统种植方式为主,缺乏相应的高效农业,即使有,覆盖面积也比较少,使农田水利工程高效节水灌溉不能发挥应有的作用,不利于促进农业的增长和农民的增收,进而影响了整个灌溉区的经济收入。
2 农田水利工程高效节水灌溉具体发展思路
2.1 合理优化水资源配置,促进农业健康发展
我国水资源相对来说比较贫乏,所以,设计人员在进行水利工程项目设计时,要了解当地的水资源分布情况,合理优化水资源配置,促进农业的健康发展。在建设高效节水灌溉工程时,要特别注意保护当地的生态环境,树立农田水利可持续发展的基本建设思路,促使生产、生活和生态用水这样才能得到合理、科学地统筹,这就需要相关部门在建设水利工程时要积极进行有效的环境监测和环境评估。在水资源的具体分配上,要始终坚持对总量进行有效控制,对配额进行有效管理的主要原则,使每一个用水单位的农田灌溉用水量和每一个灌区的农田灌溉用水量非常明确和具体。并努力让各用水单位和各灌溉区进行有效的管理,让他们树立节约用水的意识,将有限的水资源科学地运用到每一个最需要利用的地方,实现高效用水的最终目的,促进农业快速、健康和可持续发展,进而促进当地的经济发展。
2.2 建设高效节水灌溉示范工程
建设高效节水灌溉示范工程,有利于带动整体水利工程项目建设的健康发展。在实际的建设过程中,要特别突出高效节水灌溉的主要特点,对各项主要指标进行严格的控制,实行农业连片或分区,促进农业增产和农民增收,促进生态环境的良好发展,实现经济效益和生态效益的完美结合,成为现代化的高效节水灌溉示范工程。这就需要在建设高效节水灌溉示范工程时,要进行合理、科学地选址,主要遵循以下比较重要的原则:对不能进行自流灌溉的地面高低不平并且严重缺水的地区,对经济比较发达的地区,并且种植的农作物一般是经济作物的地区,对当地干部和群众的思想相对来说比较先进、对高效节水灌溉工程建设积极支持的地区,对社会治安整体状况较好的地区等有优势的地对进行优先选择。在这些地区建设高效节水灌溉示范工程能够加快建设速度,提高建设的整体效果,对周边地区起到积极的带动作用。
2.3 积极引进先进的高效节水灌溉技术
实现高效节水灌溉,技术是关键。因此,要积极引进先进的高效节水灌溉技术,有效提高高效节水灌溉效率。要努力加强节约用水的灌溉工程技术、灌溉用水资源的优化调配技术等传统的高效节水灌溉技术,还要积极引入先进的高效节水灌溉技术。目前,新型的高效节水灌溉技术已经得到了广泛的应用,主要有以下几种形式:
2.3.1 根据生物技术研究而成的比较方便的调控灌溉技术
这个技术主要是通过对农作物生理特征的认真研究,发现农作物的主要生理周期,让农作物逐步适应在特定的生理期内进行亏水生长,进而控制农作物的疯涨,改良农作物的品质,同时实现高效节水和增加经济效益的最终目的。
2.3.2 利用3S技术研究而成的高效节水灌溉技术
全球卫星定位系统,简称GPS、地理信息系统,简称GIS、遥感技术,简称RS,也就是通常所说的3S技术,利用这些现代技术研究而成的高效节水灌溉技术。利用3S技术,可以对农作物生长的各种信息进行准确的掌握,并利用计算机对这些信息进行详细的分析,通过分析得出农作物在某个阶段最适合进行灌溉,从而实现高效节水的目的。
2.3.3 结合微电子及信息技术、自动化技术和智能化技术和生物学
将微电子及信息技术、自动化技术和智能化技术和生物学进行有效的结合,建立的高效节水灌溉技术。通过全程控制植物的生长和实时监测农作物内的水分,以及土壤水分,然后经过计算机的精密分析,实施变量灌溉,实现高效节水的目的。
2.3.4 重视并加强对高效节水灌溉工程的管理
这就要求建立健全高效节水灌溉工程管理制度,村组和乡镇协助进行管理,将高效节水灌溉工程的管理切实落实到实处,落实到相关的责任人。只有这样,才能使高效节水灌溉工程发挥其最大的作用,并促使其长期发挥积极作用。
3 结语
总之,农田水利工程在农村经济发展中具有非常重要的作用,加强农田水利工程高效节水灌溉,有利于节约有效的水资源,促进农业增产和农民征收,提高农业生产效益,进而促进农村经济的快速、健康、可持续发展。
参考文献
[1] 王玉娟,吴欢欢.新形势下农田水利节水灌溉发展探讨[J].河南水利与南水北调,2013(09).
[2] 滕金福.农田水利工程高效节水灌溉发展思路初探[J].科技创新与应用,2013(12).
[3] 谢崇宝.发展高效节水灌溉之哲学思考[J].中国水利,2012(09).
中国的水资源总量占全球的6%,而人口却占全球的23%,因人口众多,中国人均水资源量仅有2200m,只有世界平均值的1/4,在联合园可持续发展委员会统计的153个国家和地区中,排在第121位。并且还被列为世界13个人均水资源最贫乏的国家之一。目前中国正常年份缺水量近400亿立方米,其中农业缺水约300亿立方米。另一方面,水的利用率还有很大潜力,中国方水的粮食生产能力只有0.87kg,远低于发达国家2kg以上的水平,农业又是用水大户,用水量约占全国用水总量的70%。因此,为应对日趋严重的缺水形势,发展农业节水特别是发展农业节水灌溉是一种必然选择。节水灌溉是指在农田灌溉中,掌握科学的灌溉技术,采用先进的灌溉方法,以取得省水、增产的效果。我国是农业大国,水利是农业发展的命脉。
2水灌溉的工作模式简析
(1)渠道防渗技术。渠道是我国农田灌溉的主要输水方式。但传统的土渠输水渗漏损失约占水量的5O%~6O%,因此,渠道防渗一直是我国发展节水灌溉的主要技术措施。按防渗材料可分为土料压实、三合土护面、砖有衬砌、混凝土衬砌、塑料薄膜防渗和沥青护面防渗等。渠道防渗技术的节水特点是:减少渠系输水过程中的水量渗漏损失,提高渠系水利用系数,提高渠道输水安全保证率,提高渠道抗冲能力,增加输水能力。
(2)喷灌技术。喷灌是喷洒灌溉的简称,它是利用专门的设备(动力机、水泵、管道等)把水加,或利用水的自然落差将有水送到灌溉地段,通过喷洒器(喷头)喷射到空中散成细小的水滴,均匀地散布进行灌溉。喷灌系统,一般包括水源工程、动力机、水泵、各种管道、喷头及控制设备等。喷灌系统分为同定式、半同定式和移动式三种:固定式喷灌系统各组成部分或者都固定不动,或者除喷头外,其它部分固定不动;半固定式喷灌系统除喷和装有喷头的支管可在地面移动外,其余部分固定不动,管片与水栓连接;移动式喷灌系统除水源(塘、井、道等)固定外,动力机、水泵、管道、喷头都可以移动。
(3)低压管道输水灌溉技术。简称“管灌”,是利用低压输水管道代替输水士渠将水送到田间灌溉作物,减少水在输送过程中的渗漏和蒸发损失的技术措施。低压管道输水灌溉系统一般由水源、水泵及动力机、连接保护装置、输水管道给配水装置及其他附属设备(如量水设备、排水阀、逆止阀和田间灌水设施)组成。一般可分为移动式、固定式和半固定式。移动式是除水源外,机泵和输配水管道都是可移动的,特别适合与小水源、小机组和小管径的塑料软管配套使用。固定式是包括机泵、输配水管道、给配水装置等建筑物都是固定的,水从管道系统直接进入沟畦进行灌溉。半固定式的机泵、支管和给水装置都地埋固定,而地面灌溉管是可移动的.通过埋设于地下的同定管道将水输送到计划灌溉的地块,再通过给水栓供水给地面移动管进行灌溉。
3综合节水技术措施研究
(1)工程节水措施。包括灌溉工程配套、渠道衬砌、低压管道输水、机电井建设、地面灌溉设施改善、喷灌和滴灌系统,此类措施的基本作用是提高灌溉水的利用率和灌溉保证率。
(2)农业节水措施。包括土地平整、深翻深松、免耕少耕,平衡施肥、秸秆还田和增施有机肥,提高土壤肥力。推广塑料薄膜覆盖及保护地栽培,发展设施农业,普及良种和使用抗旱保水剂改进种植结构和耕作技术,以及防风林建设和水土保持,此类措施的基本作用是提高农作物产量和产品质量,降低农田水分蒸发耗水量。
(3)覆盖保墒技术。在耕地表面覆盖塑料薄膜、秸秆或其他材料抑制土壤蒸发,减少地表径流,蓄水保墒,提高地温改善土壤物理性状。起到蓄水保墒、提高水的利用率,促进作物增产的良好效果。秸秆覆盖一般可节水15~20%,增产10%~20%.覆盖塑料薄膜可增加耕层土壤水分l%~4%,节水20%~30%,增产30%~40%。
(4)管理节水措施。①土壤墒情监测与灌溉预报技术。用先进的科学技术手段,如张力计、中子法、电阻法等监测土壤墒情,数据经分析处理后配合天气预报,对适宜灌水时间、灌水量进行预报适时适量灌溉,有效地控制土壤含水量,节水、增产。②节水高效灌水制度。是把有限的灌溉水量在作物生育期内进行最优分配,以提高灌溉水向作物可吸收的根层储水的转化,以及光合产物向经济产量转化的效率。③灌区优化配水技术。根据灌区各级输配水渠道的技术参数和灌溉农田及作物分布情况,按照水源可供水量和作物某生育阶段需水量及水分生产函数,以输配水过程中水量损失较小,而增产值较大为目标,应用系统工程手段,编制灌区水量优化调度方案,合理调配灌溉水量。④灌溉自动信息系统管理技术。采用电子技术对河流水库、渠道的水位、流量、含沙量、抽水灌区的水泵运行情况等技术参数进行采集,利用自动化系统,对数据进行处理,按照最优方案,控制各个闸门的开启度或调节水泵运行台数,实现自动化监测控制,实现最优化川水管理。
(5)考虑农业种植结构。节水灌溉的目的是提高水的利用率和水分生产率,但仅靠节水灌溉工程提高水分生产率是很有限的,灌溉和农业措施的结合,不仪是提高水分生产率的需要,也是农民增收增效的需要。除滴灌和地下灌溉形式外,其余节水灌溉形式都难以减少作物的棵问蒸发,特别在作物生产前期,作物的遮荫率低,棵问蒸发量大。据已有的资料,山东省冬小麦生育期间水分蒸发约为2250m。,夏玉米2700m。,通过农业节水措施减少这部分水分蒸发,在相同产量水平下水分生产率会大有提高。通常推广的农业节水技术有:耕作保墒技术,如“虚实并存”耕作技术;秸秆、地膜覆盖技术:喷洒抗旱剂如旱地龙;使用保水剂;采用抗旱新品种等。LLl东省在曲阜市吴村建立的农业综合节水技术范区,就进行了果树的秸秆覆盖试验,获得成功。
(6)加强节水工程管理。节水灌溉重建轻管的问题,已经引起人们的高度重视,特别是社会主义市场经济条件下和现有的生产方式下显得尤为重要。国内外的有关专家认为,节水灌溉工程的管理占总效益的50%,由此可见管理工作的重要。事实,工程建设好,因管理不善使工程效益难以发挥的例子并鲜见,哪里工程管理好,其效益就高。东营广饶、肥城潮泉等地成立的灌溉服务公司,以及各地成赢的节水抗旱服务组织,在工程的管理运行方面积累了一一些经验。各地推广的小型农田水利工程的租赁、拍卖、承包等形式,对于明晰产权,国有资产保值增值,调动农民的积极性部有重要作用。
【关键词】自动化控制;滴灌工程;应用;推广
一、前言
作为一向实际应用效果良好的控制技术,自动化控制技术在近期得到了广泛的应用。研究其在滴灌工程中的应用与推广,能够更好地将其理想效果发挥出来,从而有效优化滴灌工程的效果。本文从概述相关内容着手本课题的研究。
二、概述
滴灌指的是滴水灌溉,利用低压管道系统,使水点滴缓慢均匀的对作物进行浸润,达到灌溉的效果,保证作物根系始终处于最佳含水状态。和传统灌溉方式相比,滴灌能够有效的节约水资源,促进作物生长,提高作物产量,所以是现代农业生产的重要技术之一。随着新技术的不断应用与推广,滴灌技术在农业生产中也得到了广泛的应用,使作物产量大幅提升。在工程运行中,很多单位在作物的管理与栽培中对滴灌工程技术方案没有正确的应用,人工操作的变化性较大,导致滴灌效果不佳。所以,自动化控制系统引入到滴灌工程中,是提高滴灌工程技术应用效果的必然。灌溉农业管理水平随着自动化控制技术的应用得到进一步的提高,以往滴灌系统尽管对作物的产量提升具有促进作用,但是由于需要人工操作,使工程的合理性难以提升,而自动灌溉控制系统通过对多因素进行采集,如天气、土壤、作物等,通过控制阀进行控制,并执行信息指令,降低了人工操作的不足。随着现代农业的发展,在干旱地区采用滴灌自动化系统是促进农业经济发展的重要举措。
三、自动化控制技术在滴灌工程中的应用效果
1.自动化控制技术在滴灌工程中应用的成效
滴灌工程中应用自动化控制技术能够在现有的滴灌系统基础上,将人工现场作业的工作方式转变为由自动化控制系统完成,通过GSM网络等途径实现滴灌作业的远程控制、自动化控制。例如将球阀更换为电磁阀,可以由中央监控器控制灌溉,避免随意开启、关闭阀门的现象,有利于农田灌溉系统的管理。自动化控制系统能够保证灌溉时间、灌溉水量,实现节水节能的目标,提高设备、能源、灌溉用水的利用率,提高生产效率,节省劳力,并保证了滴灌系统的均匀度和合理性,为作物需水量等农艺技术的进一步研究提供了有效、准确、丰富的科研资料。
2.自动化控制技术在滴灌工程中应用的问题及对策
目前,自动化控制技术在滴灌工程中的应用还面临着成本问题、操作性问题和数据库问题。成本问题方面,控制站、电缆等设施、设备、材料在自控系统的投资中占据70%左右的比例,需要尽量降低控制站建设的数量,努力提高单站的性能和控制面积,暂时忽略田间管理的不便而加强分干管的数量,降低管道直径,以提高整个系统的利用效率,控制管网成本;操作性问题方面,应在确保控制系统性能良好的基础上,简化操作,产品尽量模块化,以减少维护。
四、自动化滴灌系统的总体设计
1.自动化滴灌系统的功能设计
自动化滴灌系统的操作人员可以在首部控制里面,全面综合地分析收集回来的气象资料以及田间湿度等各种数据信息资料,通过使用自动或者自动的操作手段,就可以进行足不出户的对自动化滴灌系统落实轮灌灌溉。与此同时,操作人员还可以通过数据查询系统以及打印系统,及时查询、记录、打印整个自动化滴灌系统区域的气象资料、灌溉设置、灌水历史记录等数据资料信息。操作人员应该紧密结合作物在不同时期所需的具体灌溉水量以及作物的不同需水规律,贯彻落实自动化滴灌系统的自动、准时、适量的灌溉以及施肥操作。
2.自动化滴灌系统的网络设计
当前的自动化滴灌系统的网络结构主要由三层控制中心组合而成,具体为:由以太网和电脑组合而成的第一层控制中心,GPSR无线控制器或者是UHF公共频段形成的第二层控制中心,第三层控制中心是阀门控制器,阀门和DTU远程控制器连接,这里的DTU采用的是低耗能的工作部件,选用太阳能供电,以此来有效地降低电缆的用量,进而大幅度地减少成本费用,而且还能切实可行地确保在田间工作人员的人身安全。
3.自动化滴灌系统的工作原理
自动化滴灌系统是由若干个控制单元组合而成的,每一个控制单元就是一个灌溉小区,每一个控制单元要控制1个到4个的电磁阀。操作人员通过GPRS、GSM网络开放视频,再由中央计算机进行统一的管理操作。处理完成电信号之后,在微机处理器当中,可以依据各种作物的不同所需,明确实际的灌溉量。输出控制信号之后,再结合系统中央系统的指令,适时地控制阀门的开关。当计算机设置灌溉参数的时候,工作人员可以利用中央控制系统进行轮灌自动控制编程、灌溉管理、系统运作等操作,达到自动灌溉的效果,落实田间监控、异常报警、田间数据信息收集传输,准确及时地统计灌溉情况,并且能够利用专门的软件将相应的数据信息存储起来,显示图表和数据,也可以通过人工进行特殊操作,从互联网中获取天气信息,然后有预见性地进行灌溉操作。
五、自动化控制技术在滴灌工程中的应用方式
1.灌溉方式
自动化控制技术在滴灌工程中的应用主要有三类灌溉方式,分别是自动化控制、人工参与控制和手动控制灌溉方式。第一种方式受田间信息采集、分析水平的制约,目前还是按照节水工程设计中关于耗水定额、作物需肥、灌溉时间等规定进行自动化控制,通常有根据时间设定轮灌、根据监测结果设定轮灌、根据实际情况进行随机设定轮灌三种。第二种方式根据土壤湿度、气象信息等参数进行人工参与控制灌溉,用户可以根据监测结果用手机等设备实施智能化控制灌溉。第三种方式主要用于系统出现意外时,通过人工手动的方式控制电磁阀开闭,以确保不耽误灌溉、节水节能。
2.控制方法
自动化控制技术应用于滴灌工程中的主要有三种基本控制方法,分别根据时间、水量和反馈进行控制。时间控制是按照设定好的时间进行关放水,水量控制是按照设定好的配水量进行关放水,反馈控制是根据湿度感受器反馈的信号进行关放水。
3.制定灌溉计划
首先,需要制定管理计划来提高农作物产量和质量,降低用水量,提高用水效益。管理计划的制定需要为用户提供完善的作物生产管理系统,保证用户能够了解农田土壤水分状况,从而确定日水分利用量,做出科学的灌溉管理决策,根据农田灌水量需求安排灌溉次序、调整灌溉计划;其次,详细制定灌溉计划,确定灌溉的时机和灌水量,使用土壤水分测定等技术和相关处理软件使灌溉计划更加科学化、合理化、精细化,确保土壤水分保持在农作物生长需要的最佳状态。
4.软件系统
通常,软件系统采用便于数据查询、存储、使用的树状结构,管理人员能够借助农田中的各个监测点实时收集相关数据,并通过计算机和相关软件进行处理、显示,为用户提供农作物种植所需的准确、详细资料。
六、结束语
通过对自动化控制在滴灌工程中应用与推广的相关研究,我们可以发现,自动化控制的多项优势特点决定了其在滴灌工程中的应用地位,有关人员应该从自动化控制的客观实际要求出发,研究制定最为符合实际的自动化控制应用方案。
参考文献
[1] 张婷,白安龙.自动化滴灌系统在新疆农业灌溉中的应用前景[J].石河子科技.2010(01):18-19.
关键词:电气自动化;农业;水利;应用
引言
在科学技术全面发展的今天,各行各业都在利用科技手段和人工智能化手段来促进生产和发展。我国既是一个农业大国,也是一个农业强国。将电气自动化技术应用于农业水利工程之中,能够使得水利工程作业的效率得到全面性提升,让农业施工更加便捷。因此,加强电气自动化技术在农业水利中的应用是未来农业发展的一个主流趋势。但从目前的市场应用趋势来看,机电自动化技术依旧有不够成熟的之处,在广泛应用和广泛推广方面依旧存在诸多的不足。所以,想要使得电气自动化技术的应用效率得到明显的提升,在应用方法以及应用形式上还需要结合其整体应用的情况,因时因地进行机电一体化技术的合理应用。这样。才能更加突出电气自动化技术在农业水利工程中的应用效率。
1电气自动化技术在农业灌溉和蓄水上的应用
1.1农业灌溉中的应用
在进行农作物的整体应用中,需要对很多植被进行浇灌。尤其是水稻类的作物,如果浇灌的水不足或者是未能及时性的浇灌,很容易使得水稻的整体产量出现下降。而采用电气自动化技术进行全面浇灌就能十分合理的解决这个问题。可以结合灌溉的需求,对移动灌溉桩进行设计。根据不同地采光成都以及种植区域的变化情况,对农作物的整体蓄水量以及变化情况进行自动化设备的精准性控制。[1]而且,可移动灌溉桩采用散喷的方式,能够根据农田的整体灌溉和移动实现突变。这样,为了就能够有效地提高其灌溉的及时性以及合理性。还在一定程度上充分地利用了水利资源。现在很多农田的灌溉已经逐步开始推广电气自动化技术的使用,在使用方法上,其利用PLC编程自动化技术,对水力灌溉的速度、灌溉的密度都进行了精准性的控制。这样,在机电一体化技术的全面应用过程中,农业水土的灌溉的便捷性和有效性也得到了显著性增强。而且,对于农田的整体丰收也具有显著性的促进作用。
1.2农业蓄水中的应用
对于大多数的农作物而言,蓄水是一个十分关键的环节。传统地蓄水方式一般是采用修建水库来进行蓄水。但这种方式也存在很多的被动性,尤其是遇见连续高温、干旱的天气,水库中的水会不断蒸发,其后将很难满足农业蓄水的需求。因此,为了能够让农业蓄水的问题得到良好的解决,可以利用电气自动化技术,采用南水北调等方式保证干旱区域的水量充足,同时部分地区也会尝试利用自动化设备进行冰蓄水等方式对冰雪进行收集,然后利用PLC自动化编程,设置一个峰值。这样,就能使得农业蓄水的优势得到全面性地发挥。[2]但在机械设备的传动过程中,动力的不足最容易导致出现机械性地故障。尤其是在传送带和三相异步电动机的传感中,其传感的方式以及传感器的形式都在逐渐地发生改变。同时,在传感的结构上,需要结合硬件以及软件的需求。将传感技术逐步地应用到自动化中来。这样,在多层面的传感信息中,其传感的结构性以及紧密性会大幅度的提升。而且其相应地可靠性以及抗性也会更高。在不同的指标数据中,其运算器的微处理数据以及价值性的信息也会根据处理结果和的指令做出自动性的修复。这也是单机片液压传动技术的优点。当然在利用单机片进行机械传动时,也需要将其机动性全面的发挥出来。可以根据传感的需要,在多个位置和节点设置相应的液压传动机制,并利用PCL将传动的数据显示出来。这样,其机动性价值也能逐渐地体现出来,其蓄水的效率也会因为机电自动化技术的全面应用而得到显著性的增强。
2电气自动化技术在农业水利检测和无土栽培上的应用
2.1农业水利检测上的应用
近几年以来,我国的水质频频受到污染,部分地区甚至出现酸雨。在很大程度上影响了农业水利工程的检测。而且部分水源在收到重金属的污染以后,必然对农作物的正常生长造成灾难性的影响。同时,水质的不达标在短时间内没有一个固定的检测标准。很多农民并不能意识,水质有问题,等到农作物受到污染,产量过低时才能发现相应的问题。在进行机电一体化技术的应用中,首先在机械硬件上需要做好外部设备的检验和传动系统的复查。同时,在外设I/O接口的过程中,需要做好硬件体系的对接,并根据传感器的需要,将扩展的接口进行全面性的延伸,这样其硬件设施体系在输入传感信号时,才能获取更为明确以及精准的指令。在自动化技术方面,需要对微处理器以及PCL控制器进行软件系统的处理。这样,在输出口的端口中可以根据单元结构点进行设备的点对点对接。最终达到一个良好的技术结合效果。电气自动化技术不仅能够对水质进行快速的检测,而且在一定程度上能够给农民的灌溉以及水质的检测提供相应地便利性。通常情况下,电气自动化技术能够提供多项指标的数据。如果出现水质不好,或者是不达标的情况,就要停止进行灌溉。在进行水质的整体检测中,需要分析和对有问题的水质进行标记。这样,相关治理人员就能及时性对其进行治理,也有利于相关工作人员快速的找到污染源,并进行快速和准确的切断。这样,不仅有利于提升当地的水质安全,也能从根本上找到水质污染的问题,从源头进行优化和解决,最终使得自动化技术在农业水利上的检测应用效率得到显著性地提升。[3-5]
2.2无土栽培上的应用
无土栽培是一种新型的技术,其不仅能够节省土地资源。同时,在全面地栽培种,还能减少对水质的需求量。因此,为了能够使得无土栽培的负担降低,在进行自动化水利工程的灌溉中,需要结合其栽培的形式以及栽培的方法,对很多荒芜的地方或者是不具备栽培条件之处进行多样化的栽培。而引入电气自动化技术可以实时监测农作物的状况、控制营养液的多少,及时的观测农作物的成长情况。同时,在水力的灌溉和播种方面利用自动化技术,能够大大降低工作人员在整体工作中的难度。同时,还能让农民节省体力,并且少操心,却多了收成。这对于很多农作物种植者而言具有着不可忽略的意义和价值。机械自动化技术应用及发展前景十分良好,在进行传感技术的全面使用中,需要结合实际的生产以及需要,对单机片硬件机械设施进行多层面的分析和加工,同时还要将液压传动技术的优越性全面的发挥出来,做到机械与电气自动化全面性的结合。这样,在未来的机械自动化体系的构建中,其自动化技术的应用才能游刃有余,前景巨大。最后,电气自动化技术还可以协助科研人员开展实验、对比实验数据、设置实验环境、提供实验方案,让自动化技术在水利农业中的应用效果更加显著。[6-8]