农业节水灌溉控制系统

农业节水灌溉控制系统（精选8篇）

农业节水灌溉控制系统 第1篇

农业节水灌溉控制系统

系统概述：

我国是一个水资源时空分布极不均匀的国家。从空间上说，南多北少，东多西少，地区差异明显；从时间上说，雨季容易出现洪涝灾害，而旱季又经常造成不成程度的旱灾。

为了提高农业抗旱管理水平，快速掌握旱情动态，科学指导抗旱救灾，避免或减少旱灾造成的损失，建立一套现代化的实时土壤墒情监测及抗旱信息管理系统已经成为水利管理部门的任务之一。

我公司致力于水利信息化应用服务，根据多年来的实际项目经验，研制开发了实时监测系统，并在实施应用过程中，发挥了良好的作用。

系统目标：

节水灌溉自动控制系统，是我公司研制的一套专门用于灌溉环境监测的控制管理系统。该系统可实现对灌溉设备的监视、控制，以及环境数据的不间断采集、整理、统计、制图。它有着与WINDOWS相一致的界面风格，完善的内存管理和友善直观的操作方式。功能特点：

 节能设计：设备基于低功耗设计方案，主控制器功耗小于2W。且主板集成多路电源供

电功能，使用较低成本的太阳能电池即可满足使用要求。

 监视功能：可实时监视各个灌区的当前状态，包括空气温度、空气湿度、光照、土壤湿

度、二氧化碳、土壤PH值、水流量等的信息采集以及各个设备的开关状态。

 设定功能：可自由设定各个灌区的运行参数，如土壤湿度目标值、灌溉水量目标值、电

磁阀启动时间和设备的关闭时间等等。



 强制手动控制功能：可以实现强制手动控制各灌区内的设备的开关状态。手动/自动切换功能:它可以灵活快速地实现各设备地手动/自动控制地切换。

数据的绘图、统计功能：它能以曲线的方式绘出某各历史时间段的某个环境数据的变化曲线，并可以进行打印。它可以按年、月、日、时将各个环境数据加以统计。找出任意时间段的最大值、最小值、平均值等信息。

农业节水灌溉控制系统 第2篇

农业灌溉、灌溉农业以及绿洲农业这三者均指利用水源灌溉发展的农业。运用时要注意两点区别：①分布地区；②农作物生长所需水分的主要来源。

农业灌溉主要是对半干旱半湿润地区的水浇地、湿润地区的水田而言，大多利用天然降水来灌溉农田。

灌溉农业是指在干旱半干旱地区，因天然降水远不能满足农作物生长的需要，依靠人工补给农田水分，其水分来源是河湖水、地下水、高山冰雪融水。灌溉的作用除满足水分的需要外，还可以调节土壤温度、湿度、土壤空气和养分，有些灌溉形式还可以培肥地力和冲洗盐碱。通过发挥上述作用，灌溉农业提高了土地的生产能力，是一种能排能灌、稳产高产的农业。在各大洲的大江大河两岸，如亚洲的长江、恒河，非洲的尼罗河流域，都发展了灌溉农业。此外，我国的宁夏平原、关中平原、成都平原也属于灌溉农业。

农业节水灌溉控制系统 第3篇

关键词：节水灌溉技术,喷灌系统,优点,缺点

引言

我国作为水资源严重缺乏的主要国家之一, 相关地区及部门对提高水资源利用效率的重视力度一直很高。农业作为耗水量最为严重的产业, 推广及发展节水灌溉技术, 对于我国经济、社会及生态的可持续发展具有很重要的作用与意义。基于此, 笔者结合自己的经历与经验, 对农业节水灌溉技术中喷灌系统的组成、分类及优缺点进行了系统的分析。

1 农业节水灌溉技术

近年来, 农业节水灌溉技术得到快速的发展, 各地区与相关部门加大了对相关技术的推广及运用力度。节水灌溉技术其实是一种以农作物的实际需要为依据, 高效合理利用水资源的方式与手段的概称。节水灌溉技术不仅可以促进农业的发展, 产生巨大的经济效益, 而且具有很强的正外部性, 对生态及社会的发展也具有一定的积极作用。总之, 节水灌溉技术的最终目的就是确保在农业生产的过程中以最小的水消耗, 获得最大的经济、社会及生态效益。值得强调的是:节水灌溉技术是一个系统的工程。不仅包括水资源的利用, 还包括水资源的开发、优化、输配、量测、监控等方面的技术。具体来说, 农业节水灌溉技术主要包括渠道防渗技术、低压管道输水灌溉技术、喷灌、微灌技术以及农业节水措施等。

2 喷灌的系统的组成

通过上面的分析可以看出, 喷灌是农业节水灌溉技术中的一种, 而喷灌系统则是对这一技术运用过程中各要素的系统化描述。所以, 喷灌系统一般由以下几个部分组成:水源、动力设备、管网、喷头及田间工程等[1], 具体如下。

水源主要是指河流、渠道、渠道、湖泊、塘库、井泉等。值得强调的是水源的选取必须结合实际的需求, 水源提供的水量、流量、水质必须满足喷灌系统的要求。不然的话, 不仅不能达到灌溉的目的, 而且对于设备的损伤非常严重。

动力设备主要是水泵, 一般情况下, 水源与灌溉区域的高度差不能满足灌溉的要求, 甚至很多时候, 水源的地势要地域灌溉地, 所以必须要借助外力将灌溉水吸提加压, 而水泵就是起到这个作用。其实, 水泵不是真正的动力源, 因为水泵还要通过电动机、柴油机或者汽油机等设备来带动。另外, 拖拉机也可以作为动力机带动水泵。

管网是结合灌溉的需求, 用管件铺设成的供水网络。一般来说管网包括干管和支管2级, 还有一些连接及控制的部分[2]。管网的作用主要是将有压力的灌溉水输送、分配到田间。管网不仅起到输送灌溉水的作用, 而且提高了灌溉的针对性。

喷头是一种喷灌系统中专用的部件, 由竖管支撑与支管连接, 不然的话, 很容易被顺坏。喷头的作用是将灌溉水喷射到空中, 形成细小的水滴。细小的水滴不仅有利于农作物的吸收, 而且有利于灌溉效率及水资源利用效率的提高。

3 喷灌系统的优缺点分析

喷灌系统主要是利用管网将灌溉水输送及分配到田间, 然后通过喷头喷射到空中, 形成雾状水, 然后均匀地洒落在灌溉区域, 以供农作物吸收。由此可以看出, 喷灌系统存在一定的优缺点。

3.1 优点

3.1.1 灌溉均匀, 节约用水

喷灌系统可以有效地提高灌溉水的利用效率, 据相关部门统计喷灌水均匀度可以高达80%~90%, 利用率高达60%~85%[3]。

3.1.2 喷灌系统能够提高农作物的产量

这主要是因为喷灌系统可以根据农作物的实际需要, 进行适宜的灌溉, 使得土壤中的水、热、气比较协调, 这对于农作物的成长具有积极的作用, 而且能够调节田间小气候。

3.1.3 喷灌系统的灵活性比较强

喷灌的过程对于地形及其平整度要求不高。传统的地面灌溉, 土地不平整, 很容易在低洼地积水, 凸出地又达不到灌溉的效果。

3.1.4 喷灌系统的土地占用量及工作量都相对比较小

一般来说, 喷灌技术可提高土地利用率7%~10%[4], 相对地面灌溉来说, 也可以节约大量的劳动力。据相关数据统计, 喷灌相对于地面灌溉大概能节省50%左右的劳动力。

3.2 喷灌系统的缺点

喷灌系统的运用受风的影响较大, 因为喷灌的雾状水滴, 如果风大的话, 很容用被吹散, 这样不仅不能节约灌溉用水, 还有可能造成一定的浪费;喷灌系统是通过管网输水, 而且需要动力设备做支撑。

投资相对来说比较大, 一些欠发达地区很难运用。另外, 如果采用移动式或者半固定式喷灌设备的话, 虽然可以在一定程度上减少投资。但是, 移动的过程比较麻烦, 而且对农作物的损伤比较严重。总的来说, 喷灌系统运用虽然存在一定的弊端, 但利大于弊。值得在农业生产中推广。

4 结语

通过论文的研究可以看出节水灌溉技术在农业生产中具有很重要的作用与地位, 不仅可以带来一定的经济效益, 而且有利于社会及生态的可持续发展。而节水灌溉技术中的喷灌系统不仅能够提高水资源的利用效率, 而且对灌溉地面的要求不是很高, 所以运用范围比较广。

希望论文的研究为相关的工作者及研究人员提供一定的借鉴与参考价值。

参考文献

[1]钱蕴壁, 李英能, 杨刚, 等.节水农业新技术研究[M].郑州:黄河水利出版社, 2012 (12) .

[2]段爱旺, 孙景生, 刘钰, 等.北方地区主要农作物灌溉用水定额[M].北京:中国农业科技出版社, 2011 (1) .

[3]吴普特, 冯浩, 牛文全.现代节水农业技术发展趋势与未来研发重点[J].中国工程科学, 2009, 9 (2) :12-18.

农业节水灌溉控制系统 第4篇

关键词：自动灌溉系统；农业节水工程；应用

中图分类号：S275 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）27－0086－02

随着水资源的日趋紧张，世界各国都在积极探索行之有效的节水途径和措施。我国是一个水资源严重短缺的国家，且在我国的用水结构中，农业用水占全国用水总量的70%，其中90%以上用于灌溉，由于种种原因，我国水资源利用率及利用效率较低。近年来，我国灌溉自动化控制技术迅速兴起，相关研究已深入到将气象因素、蒸腾量和土壤含水率相结合的综合灌溉控制。但由于我国节水自动灌溉系统方面的研究起步较晚，与国外相比，灌溉自动化水平不高。因此，研发设计自动化节水灌溉系统，加强自动化灌溉系统在农业节水工程中的应用具有十分重要的意义。

1 自动灌溉系统的概述

1.1 自动灌溉系统的工作原理

自动灌溉系统由中央控制计算机、传感器、数据采集系统、电磁阀及软件系统组成，制定各自相应的灌溉制度（最适宜作物生长、生育的土壤含水率指标上下限，可以灌溉的风速值、雨量值），并通过传感器将测得的土壤墒情实时传输给中央控制系统，由计算机判断是否需要灌溉。当土壤含水率指标小于设定的下限值时，计算机自动打开电磁阀灌溉，当土壤含水率指标大于设定的上限值时，控制系统将自动关闭相应田间的电磁阀停止灌溉。

1.2 自动灌溉系统的特点

（1）自动灌溉系统采用先进的自动反冲洗过滤系统，组装简单、反冲洗次数少、抗腐蚀能力强、自动清洗效果好。

（2）自动灌溉系统采用先进的水肥混合技术，可自由设定施肥时间和管道冲洗时间，施肥均匀性高，浓度可调，根据作物种类和生长的不同阶段进行调节，使用方便。

（3）自动灌溉系统除全自动控制外，系统还允许管理人员采用半自动、手动等控制方式，控制方式多样化，适应多样化的管理。

（4）自动灌溉系统采用的是智能决策灌溉，杜绝了人工开启阀门的随意性，保证了灌溉精度，方便对农作物灌溉施肥的管理。

（5）自动灌溉系统由于采用自动灌溉控制，可很好地保证灌溉时间、灌溉水量、灌溉精度，使灌水量得到了有效的保证。

（6）应用自动灌溉系统，由于电磁阀的开启均由中央监控室统一管理，可节省大量的劳动力，从而大大节省了人力成本。

事实证明，自动灌溉系统具有投资少、效益高、运行可靠、节水显著、故障低、节约人工等优点，是高科技在农业生产中的具体运用，具有广阔的发展前景。

2 自动灌溉系统方案的设计

2.1 测量参数

在进行自动化灌溉控制时，由于不同的作物对水分的需求量是不一样的，且土壤温度也是决定是否灌溉的一个重要参数。因此，在设计时，测量参数需考虑到土壤水分和土壤温度。

2.1.1 土壤水分测量

土壤水分是土壤的重要组成部分，土壤水分的测量是实施节水灌溉、按需灌溉的基础。目前，适宜用于自动灌溉控制系统中的土壤水分测量方法为负压式传感器法。用负压式传感器法来测量土壤的水分，具有田间原位测定、快速直读、不破坏土壤结构、价格低廉、无放射性物质、安全可靠、便于长期观测和积累田间水势资料等优点，是一种低成本的直接测量方法，能够连续测量土壤含水量。

2.1.2 土壤温度测量

由于控制系统中对于土壤温度的测量要求不是很高，因此在进行系统设计时要求选择一个价格低、性能好、电路简单、具有一定精度的温度传感器。目前，常用的测温传感器有热电偶、热电阻、热敏电阻和半导体集成温度传感器等。在实际应用中，半导体温度传感器由于具有小型化、线性好、低成本、易于电路设计或控制电路接口等优点，最适合用在控制系统中测量土壤温度。

另外，至于其他的参数，如土壤盐分、作物叶面蒸腾量等，在测量参数已足够和简化系统降低成本的前提下，可以不用考虑测量。

2.2 传感器数量

针对土壤情况不同，需要的传感器数量也不同。有的土壤一致性好，只需一个传感器测量土壤墒情；有的土壤一致性差，需要多支传感器来测量土壤墒情。同时，土壤的面积有大有小，也决定了需要不同数量的传感器。一般，在设计时连接三个负压式土壤水分传感器、一个温度传感器。

2.3 作物缺水判断

不同的作物对水分的需求是不同的；周围环境不同，作物的需水量也会有所不同；即使同一作物，在不同生长阶段对水分的需求也不同。因此，作物缺水判断是控制系统通用性设计中的一个难点。在设计时，控制仪器则应具有允许操作者通过键盘设定判断土壤缺水标准的功能；对不同作物，农业专家可凭经验设定不同的判断值来实现作物按需灌溉。这样，不仅能充分利用农业专家的经验，还可以使自动化灌溉控制仪器适用于许多不同作物，提高了仪器的通用性。

2.4 灌溉控制方式

目前，我国各个设施农业中灌溉系统的水状况不一样，有的采用电机控制水流、有的采用水泵加压后才能进行灌溉，有的采用电磁阀代替手动阀门控制水流灌溉。因此，控制系统在设计时要考虑到控制信号的通用性，既能控制电机、水泵，又能控制电磁阀。设计时，由于这三种输水设备均是通过接通电源工作的，因此可在输水设备的电源线上加一个开关，由控制系统来控制开关的闭合，即可实现由控制系统实现了灌溉的自动化控制。

不同土壤渗水能力也不同，如砂土渗水能力强，黏土渗水能力较弱。在灌溉时，如黏土土壤，因为水分不能及时渗入土壤深层，致使土壤吸力传感器不能准确判断土壤是否已经灌溉结束，导致实际浇水量已足够而系统设备仍在继续浇灌，从而没有达到节水的目的。因此，在设计时，考虑到不同土壤的渗水能力，可设计几种不同的灌溉方式，针对不同的土壤选择不同的与之相适应的灌溉方式，以保证能够达到节水的目的。

2.5 系统软件设计

系统软件在整个系统运行中起着核心的作用。在设计时，系统软件采用WEB界面的C/S软件结构。逻辑上系统由界面子系统、监控子系统、通讯子系统、内存数据库管理子系统构成。界面子系统主要是将测控仪送来的当前土壤水分和温度检测结果通过数码管显示出来；通讯子系统则是将设定的各项参数值发送给测控仪，并接受测控仪发送来的检测数据；系统监控子系统根据设定的自动灌溉条件自动开、关灌区灌溉电磁阀门完成自动灌溉。

在进行软件设计时，应充分考虑各种农作物的灌溉制度，在确定各农作物的生育期及土壤含水量和灌水定额的基础上进行软件设计，以便在应用系统时，用户可直接在计算机内输入农作物的相关信息，系统则可准确计算出各农作物的适宜土壤含水量和每次的灌水额，用于指导系统的准确运行。

3 对我国农业节水工程中应用自动灌溉系统的展望

（1）可设定土壤的负压力、温度值，并根据不同作物、不同土壤条件设定灌溉方法，从而增大设备的适用范围。

（2）扩大系统的控制方式，实现在工作室或家里就可以进行施肥、灌溉等日常工作，实现网络化控制农业种植与灌溉。

（3）由于我国地面灌溉量大、面广，要精细地面灌溉技术，急需采用推广应用激光控制平地技术、水平畦田灌溉技术、田间闸管灌溉系统以及土壤墒情自动监测技术等一切改进地面灌溉措施，逐步实现田间灌溉水的有效控制和适时适量的精细灌溉。

（4）建立“土壤墒情监测网系统”，对全国农田墒情进行监测，为农业灌溉用水和抗旱减灾服务。在监测土壤墒情的同时，与当时当地的作物需水量相结合，可科学确定灌溉用水计划。

（5）控制部分的数据采集应利用传感器网络，不能局限于湿度和雨量两个参数，应包括传感器的一些应用，通过在农田部署一定密度的空气温度、土壤湿度、土壤肥料含量、光照强度、风速等传感器，可以更好地对农田管理微观调控，促进农作物生长。

4 结束语

综上所述，自动灌溉系统的设计采用了传感技术与单片微机技术，将工业测控技术和农业种植与灌溉技术结合，实现了新的、精确量化的节水灌溉模式。目前，随着水资源的日趋紧张和我国农业结构调整、农业可持续发展战略的实施，将自动灌溉系统应用于我国农业节水工程中，对节水灌溉和提高农作物的产量和指导用户进行科学种植有着重要意义。

参考文献

1 徐忠辉、潘卫国、石红梅.自动灌溉控制系统的应用［J］.北京水务，2010（5）

2 樊宜、孙灵志、杨楠.江西省高效农业用水自控系统的设计［J］.江西水利科技，2008（3）

3 张杰、黎耀贵、杨冬升.现代农业节水灌溉自动控制系统设计方案分析与选择［J］.中国水运，2008（3）

Automatic Irrigation System’s Application in

Agricultural Water Conservation Project

Liu Haobo

Abstract: This article first discusses the working principle and features of automatic irrigation system, then discusses the program design of automatic irrigation system, and finally discusses the prospects of automatic irrigation system’s application in China’s agricultural water conservation project for reference.

农业节水灌溉 第5篇

1.定义

国家标准《节水灌溉工程技术规范》(GB/T 50363-2006)中，对节水灌溉(water-saving irrigation)这个名词作了如下解释：“节水灌溉——根据作物需水规律和当地供水条件，高效利用降水和灌溉水，以取得农业最佳经济效益、社会效益和环境效益的综合措施。2.内涵

节水灌溉的内涵包括水资源的合理开发利用，输配水系统的节水、田间灌溉过程的节水、用水管理的节水以及农艺节水增产技术措施等方面”。由此可知，节水灌溉是一个系统工程，它包含以下几部分内容：一是水源开发与优化利用技术。如雨水集流技术、劣质水利用技术、灌溉回归水利用技术、井渠结合——地表水与地下水互补技术、储水灌溉技术等。二是输配水节水技术，如管道输水、渠道防渗技术等。三是田间节水技术，如先进的喷灌、滴灌、微喷灌等先进技术，先进的地面灌水技术，注水灌抗旱保苗技术。四是灌区水的优化调配、量测和自动监控技术，如土壤墒情监测与灌水预报技术、灌区水系量测及优化调配技术等。五是农业耕作栽培节水技术。如耕作保墒、覆盖保墒技术，调整种植结构，优选耐旱作物品种等。六是节水管理技术。

简而言之，节水灌溉是一种灌溉模式，就是要通过采用水利、农业、管理等多项技术，以最少的水资源消耗，得到最高的农作物产出，取得最佳的经济、社会和环境的综合效益。

微喷灌技术 微喷灌是以低压小流量喷洒出流的方式将灌溉水供应到作物根区土壤的一种先进灌溉方式。微喷灌技术则是与微喷灌这一灌溉方式有关的设备、系统设计、系统配套及运行管理等综合技术的统称。

我国应用微喷灌已有二十余年的历史，主要是应用对象是果树、菜田、花卉和草坪灌溉。实践表明，微喷灌在经济作物特别是果树灌溉中，具有其他灌溉方式所不具备的优点，综合效益显著，受到农民群众的欢迎。

微喷灌与滴灌、喷灌有一些近似之处，但也存在着明显的区别，它具有独自的特点。

1．微喷灌中微喷头在布置上有很大的任意性，除非果树间距非常小，主要以单喷头喷洒为主，属于局部灌溉。在实用中很少用到喷灌中常用的组合均匀度的概念。

2．对微喷头工作特性的要求高。微喷头一般不依靠附近喷头补偿其降水，而且只能在很低的位置以低仰角覆盖一定的范围。同时，对各种不同的喷洒直径要求、不同的降雨强度和土壤都需要在不牺牲均匀度的条件下去逐一满足，这使微喷头在设计上更加复杂。

3．通过对微喷头的合理选择和使用可以进一步提高灌溉水的利用率。一般喷灌的节水在于合理控制灌水深度，减少灌溉水在田间的深层渗漏，强调灌水范围内的洒水均匀性。滴灌的节水在于最大程度地缩小土壤湿润体积，使水分在作物的部分或全部根系活动层内分布。微喷灌作为一种局部灌溉技术，在减少土壤无效含水体积方面同滴灌有相似性，但可利用微喷头的系列标准组合件改善喷头的降水特性，使之与作物有效根系的自然分布更吻合，在不影响作物根系发育的条件下达到节约灌溉水的目的。

一、微喷灌的优点

1．节约用水，灌溉水的利用效率高。微喷灌的节水主要体现在减少含水土壤面积、控制灌水深度、减少蒸发和渗漏损失。在果园中，湿润面积仅占作物生长总覆盖面积的40%—75%。其次，通过选择微喷头的最适宜降水特性，使土壤湿润体内水的利用率得到进一步的提高。2．系统组合性能强，使用方便。主要体现在通过调整喷嘴和分水器，形成多种喷洒直径和降雨强度的组合，从而适应了果树从幼树生长为成树的不同需要；某些情况下微喷灌系统还可以很容易地转化成滴灌系统；微喷头可随时调整其工作位置，如树上、行间或株间等。3．节省能源。微喷头的设计工作压力一般在15—20m水头之间，又是局部供水，与喷灌相比大大减少了系统的供水量和扬程，节省能源的作用十分明显。

4．控制杂草生长。当喷洒水直径不超过树荫覆盖时尤为明显，暴露在阳光下的地面得不到水分供应，杂草相应减少。

5．受风的影响小于喷灌系统。因微喷头工作位置低，喷洒仰角小，在多风季节仍可以作业。

6．降低系统投资。因为采用了低压小流量的供水方式，对系统供水能力的要求降低了，从而使各级管道的口径减小，并降低了管材的压力等级，减少了系统的动力功率，使系统的总投资大大下降。7．可控制叶面潮湿。对于使用污水和咸水灌溉时，可防止损害作物叶了。相反当需要湿润叶面或改善田间小气候时，可将微喷头移至树冠上，还可用以防止霜冻灾害。

8．有助于开发利用盐碱土壤。对盐碱土壤上的作物，可利用微喷灌在作物根系区创造一个低盐浓度的区域，保证作物的正常生长。9．对田间作业的干扰小，因管道和微喷头便于移动，不影响田间农机作业。

10．适应于山丘坡地灌溉。因为微喷灌输水管道化，灌水喷洒化，适用于多种地形，特别适应我国的客观情况。11．可用于施肥、喷洒除草剂等。12．节约劳力，容易实现自动化。

二、微喷灌的适应范围

微喷灌与其他灌水技术一样，也有一定的适用范围。其最适用的作物是果树等疏植作物。与使用滴灌技术相比，使用微喷灌技术有利于这些作物的根系生长发育，增产效果明显。特别是在干旱、半干旱地区，其优势更加突出。

微喷灌技术在菌类（木耳、蘑菇等）和育苗中前景也很好。在温室大棚中，微喷灌技术只能作为一种降温方式，不能作为一种主要的灌水段。

已有的大田田间试验资料说明，喷灌对田间小气候的影响仅在灌后1h左右，因此，通常把微喷头安装在果树下面的微喷技术，其主要作用不在改善小气候，微喷灌的作用主要是节水，是一种使我国有限的水土资源可持续发展的高效灌水技术。如果在大田作物上使用微喷技术，投资将会很高，使用也不方便（安装在喷灌机组上的除外），因经，微喷技术的使用范围应界定在“多年生疏植作物和高产值的经济作物”。

滴灌技术

在滴灌系统中，灌溉水通过干管、支管和毛管及时均匀地送到安装在毛管上的滴头，再缓缓地滴到土壤表面或土层中，并扩散到作物根区土壤以满足作物的需要。

一、国外滴灌技术的发展概况

最初，滴灌是从地下灌溉发展起来的。1860年在德国首次利用排水瓦管进行地下灌溉试验，管材是明接头的短瓦管，瓦管的间距5m，埋深0.8m，管上覆盖0.3~0.5m的过滤层。试验结果，作物产量成倍增加。这项试验连续进行了20年。1920年德国在水的出流方面实现了一次突破，采用了穿孔管，使水沿管道输送时从孔眼流入土壤。

1923年原苏联和法国也进行了类似的试验，研究穿孔管系统的灌溉方法。1934年美国研究用帆布管渗水灌溉。自1935年以后着重试验各种不同材料制成的孔管系统，研究根据土壤水分的张力确定管道中流到土壤里的水量。荷兰、英国首先应用这种方法灌溉温室中的花卉和蔬菜。

第二次世界大战以后，塑料工业迅速发展，出现了各种塑料管。由于它易于穿孔和连接，且价格低廉，使滴灌系统在技术上实现了第二次突破，成为今天所采用的形式。当时使用的滴头是绕在管子上的一些微管，流道长，便于消能。到了50年代后期，以色列研制成功长流道管式滴头，在滴灌技术的发展中又迈出了重要的一步。70年代以来许多国家开始重视滴灌，认识到滴灌不仅是一种缺水地区有效利用资源的灌水方式，而且是一种现工化的农业技术措施，发展普及很快。1971年在以色列特拉维夫，1974年在美国加利福尼亚，先后召开了两次国际滴灌会议，有力地促进了滴灌技术的发展。据统计1974年全世界滴灌面积仅86.7万亩，到1983年就发展到640万亩，其中美国占1/2以上，是世界上滴灌面积最大、发展最快的国家。其次是澳大利亚、以色列、南非、墨西哥、英国、法国、意大利等。

在当今世界上工农业生产迅速发展，人口不断膨胀，水资源危机波及全球的情况下，滴灌特别引起人们的重视，促使人们在滴灌技术和滴灌设备方面进行深入研究。由于滴头易于堵塞，它是限制滴灌发展的关键问题，因此各国都自爱集中进行对滴头结构和水力性能的研究，各式各样的新型滴头不断问世。滴灌最先用在干旱和半干旱地区，现在，在那些年降雨量较充沛、但时空分配不均的地方发展也较快。在灌溉作物方面，由果树、蔬菜等少数经济作物向行播大田作物发展，如美国西部的棉花和夏威夷的甘蔗滴灌。在方式上由地表向地埋式发展，这样既方便了耕作，也防止了毛管过早老化，延长了使用期。在设备研制上由小孔径灌水器向低压（重力滴灌）大孔径方向发展。为了节省劳力、提高滴灌设备的利用率，进行了机械化、自动化移动式滴灌系统的试验研究工作。计算机、激光、太阳能利用等现代化技术开始在滴灌中应用，这标志着滴灌技术已进入现代科学技术领域。

二、我国滴灌技术的发展 我国新疆地区沿用已久的“瓜打吊针”就是滴灌的一种原始形式。它是利用酒瓶盛满水后，将瓶口用玉米心塞住，中心通一小孔，插入几根芨芨草，把瓶倾斜倒放，瓶口靠近瓜秧根部，使水一滴一滴渗入土壤进行灌溉。这样作既省水又高产，它是我国劳动人民在抗旱斗争中的一种创造。

我国现代滴灌技术的试验研究是从1974年引进墨西哥墨西哥设备开始的，当时试点仅有三个，面积约有80亩，但试验都取得了明显的增产、省水效果。在学习国外经验的基础上，本着经济实用、易于安装和便于推广的精神，由中国水科院和辽宁省水科院会同沈阳市塑料七厂联合攻关，于1980年研制生产了我国第一代滴灌设备，为我国开展滴灌试验研究提供了设备条件。随之一些省市开展了滴灌试点工作，积累了一定的资料和经验；并多次举办滴灌技术培训班；同时也进行了多次国际技术交流。这些都促使我国滴灌事业有了较快的发展。我国的滴灌是从北方几个省首先发展起来的。辽宁省的苹果滴灌发展最早，面积也最大，1980年曾达到13万亩，经济效益十分显著。以后北京、河北、山东、山西、河南、陕西等省市也都进行了果树、蔬菜、以及大田粮食作物的滴灌试验，均取得了较好的经济效益。在我国南方的一些省，如江西、福建、湖南、广东等也先后进行了试验工作。在作物品种上，各地因生产需要和经济状况不同各有所取。但都以灌溉经济作物为主，如苹果、葡萄、板栗、柑桔、茶叶、蔬菜、各种瓜果、苗木花卉及药材等。

三、滴灌的优点 1．提高作物产量。传统的灌溉方式如沟灌、畦灌、漫灌等，灌水间隔时间长，一次灌水量大；在灌水间隔内，土壤含水量变化很大，作物生长受影响。采用滴灌，这种变幅很小，土壤水分可保持在最佳水平，便于作物吸收水分和养分、减少作物体内能量消耗。由于土壤水是以毛细管水形式存在的，因而能保持土壤有良好的通气状态，从而使作物产量得到提高。

2．最大限度地利用水。滴灌能在以下几个方面更有效地利用水：

（1）灌溉水只施用于最有效的根区周围，减少或杜绝了灌溉水渗漏到根系以下的损失。同样由于只有部分地表湿润，从而大幅度减少了地面蒸发。

（2）滴头的灌水率小于土壤入渗速度，因而避免了径流损失，这一点在低入渗强度或板结的土壤上特别重要。减少径流的另一原因是，作物行间土壤保持干燥，可以充分积蓄天然降雨，提高降雨的田间利用率。

（3）没有水分的漂移损失和输送及喷洒中的蒸发损失。

3．减小盐碱对作物的损害。与传统的灌溉方式不同，滴灌可以采用微咸水灌溉，且对作物产量影响很小。有人用微咸水灌溉分别对滴灌、沟灌和喷灌方式进行了比较，发现当采用同样的灌水量时，与淡水灌溉相比，滴灌产量只降低14%，而沟灌和喷灌则分别降低了54%和94%。而当增加灌水频率时，沟灌和喷灌分别比滴灌减少产量18%和59%。其原因如下：

（1）由于灌水频率高，稀释了土壤盐分浓度。（2）将盐分排拆到作物根系层以外。

（3）避免了喷灌使作物叶面盐分积累的损害。

4．提高肥效。滴灌结合施肥非常方便，因而很容易做到少施、勤施，既有利于提高作物产量，又有利于减少化肥用量。滴灌系统施肥的特点是养分可以根据作物消耗直接施到作物根系附近，使土壤养分保持在最佳平衡状态。这种准时、及时地施肥只有滴灌才能做到。同时，均匀的肥料分布可以最大限度地避免肥料被淋洗到根系以下。所以，得到同样的产量，滴灌所需的肥料比其他灌溉方法大大减少。

5．有利于实现自动化控制。自动化控制可以大大节省劳力，同时可更有效地控制灌溉。通过滴灌系统施用水、肥料、除草剂、杀虫剂以及其他药品可以降低操作管理费用。

6．节能。滴灌系统采用低压运行可以大大降低泵站的能耗，同时由于流量小工作压力低，可能采用小直径低压力档次的的管材。另一个经济因素是杂草只生长在湿润的区域，可减少除草剂的费用。

7．对地形适应能力强。在坡度50%到60%的陡坡地上，也可以采用滴灌系统进行灌溉。在很大压差变化范围内能可靠地进行工作的补偿式滴头，特别适用于山丘坡地条件。

8．可开发边际土地资源。沙漠、戈璧、盐碱土壤、荒山荒丘等均可以利用滴灌技术进行种植业开发。

四、滴灌的适用范围

在我国，滴灌技术有着广阔的发展前景，其主要适用的范围有：北方干旱和半干旱地区的果树和大田作物如玉米、土豆滴灌；西北地区的葡萄、瓜果等滴灌；城市郊区、温室大棚和保护地的蔬菜、各种瓜果、苗木花卉及药材等；大田作物如玉米、棉花、小麦等宜采用移动式滴灌；新疆的棉花膜下滴灌等。

微灌技术介绍

1．定义

微灌技术是新兴的节水灌溉技术，是按照作物需水要求，通过低压管道系统与安装在末级管道上的特制灌水器，将水和作物生长所需养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中的一种局部灌溉的工程技术，具有精细灌溉的特点。2．微灌系统的组成

微灌系统通常由水源工程、首部枢纽、输配水管网和灌水器四部分组成。如图1所示。

（1）水源：江河、渠道、湖泊、水库、井、泉等均可作为微灌水源，但其水质需符合微灌要求。

（2）首部枢纽：首部枢纽包括水泵、动力机、肥料和化学药品注入设备、过滤设备、控制器、控制阀、进排气阀、压力流量量测仪表等。其作用是从水源取水增压并将灌溉水处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。

（3）输配水管网：输配水管网包括干、支管和毛管三级管道。毛管是微灌系统的最末一级管道，其上安装或连接灌水器。（4）灌水器：灌水器是微灌设备中的关键部件，是直接向作物施水的设备，其作用是消减压力，将水流变为水滴或细流或喷洒状施入土壤，包括微喷头、滴头、滴灌管（带）等。

图1 微灌系统组成示意图

3．微灌的形式

微灌按所用的设备及出流形式分为滴灌、微喷灌、小管出流灌和渗灌4种。

（1）滴灌：是利用安装在末级管道（称为毛管）上的滴头，或与毛管制成一体的滴灌带将压力水以水滴状湿润土壤，在灌水器流量较大时，形成连续细小水流湿润土壤。通常将毛管和灌水器放在地面，也可以把毛管和灌水器埋入地面以下30～40cm。前者称为地表滴灌，后者称为地下滴灌。滴灌灌水器的流量为2～12 L/h。（2）微喷灌：是利用直接安装在毛管上，或与毛管连接的微喷头将压力水以喷洒状湿润土壤。微喷头有固定式和旋转式两种。前者喷射范围小、水滴小；后者喷射范围较大，水滴也大些，故安装的间距也大。微喷头的流量通常为20～250 L/h。

（3）小管出流灌：是利用小塑料管与毛管连接作为灌水器，以细流（射流）状局部湿润作物附近土壤，小管灌水器的流量为80～250 L/h。对于高大果树通常围绕树干修一条渗水小沟，以分散水流，均匀湿润果树周围土壤。

（4）渗灌：是利用一种特别的渗水毛管埋入地表以下30～40cm，压力水通过渗水毛管管壁的毛细孔以渗流的形式湿润其周围土壤。由于它减少土壤表面蒸发，是用水量最省的一种微灌技术。渗灌毛管的流量为2～3L/(h·m)。4．微灌系统的类型

根据微灌工程配水管道在灌水季节中是否移动，可以将微灌系统分成以下3类：

（1）固定式微灌系统

在整个灌水季节系统各个组成部分都是固定不动的。干管、支管一般埋在地下，根据条件，毛管有的埋入地下，有的放在地表或悬挂在离地面一定高度的支架上。这种系统主要用于宽行大间距果园灌溉，也可用于条播作物灌溉，因其投资较高，一般应用于经济价值较高的经济作物。

（2）半固定式微灌系统 首部枢纽及干、支管是固定的，毛管连同其上的灌水器可以移动。根据设计要求，一条毛管可以在多个位置工作。

（3）移动式微灌系统

系统的各组成部分都可以移动，在灌溉周期内按计划移动安装在灌区内不同的位置进行灌溉。

半固定式和移动式微灌系统提高了微灌设备的利用率，降低了单位面积微灌的投资，常用于大田作物。但操作管理比较麻烦，仅适合在干旱缺水而又经济条件较差的地区使用。5．微灌的优点

（1）流量小，每次灌水的时间较长，灌水均匀度较高，为高效增产提供了最佳的土壤湿度；（2）需要的工作压力低，节能；（3）在所有节水灌溉技术中，最节水；（4）大幅度提高作物产量和品质，产生较大的经济价值；（5）地表不产生积水和径流，不破坏土壤结构，土壤中的养分不易被淋溶流失；（6）可实现自动化控制；（7）可实现水肥同步；（8）对地形适应性强。

喷灌技术介绍

1．定义

喷灌是利用管道将有压水送至喷头，经喷嘴喷射到空中，与空气碰撞，形成细小的水滴，均匀地散布到田间，为农作物的生长提供必要水分条件的一种先进灌水方法。2．喷灌系统组成 喷灌根据其提供水压的方式，可分为自压式和机压式两种。自压式由位于高处的水源提供水压，系统由水源、管道系统、田间喷灌设备组成；机压式是在系统自然水头不满足喷灌所需压力时，采用机泵扬水加压进行喷灌，系统由水源、机泵、管道系统及田间喷灌设备组成。

（1）水源

喷灌水源要符合灌溉水质要求，除高含沙水及其他一些劣质水要经过净化处理处，河流、渠道、库塘及井泉等都可直接作为喷灌水源。

（2）机泵

喷灌系统通常采用离心泵、潜水泵、深井泵、自吸泵等作为提水加压工具，其配套动力可由电动机、柴油机、拖拉机等，配套功率根据水泵配套要求而定。

（3）管道系统

喷灌管道一般分为干管、支管两级。干管可采用钢管、铸铁管、喷灌用PVC管、钢筋混凝土管等。支管采取地埋，其管材选用可与干管相同；支管采取地面移动，则可选用薄壁铝管、镀锌薄壁钢管、涂塑软管等。管道系统上根据需要安装各种连接和控制配件，包括弯头、三通、接头、闸阀和安全保护设备等。

（4）田间喷灌设备

田间喷灌设备包括喷头、竖管、支架等。喷头是喷灌专用设备，竖管是连接喷头与支管的专用管道，其高度要满足作物生长需要，对于半固定管道式喷灌系统或移动式喷灌机组，应在竖管上安设给水栓，以向移动支管或机组供水，支架主要用用以支撑竖管，减轻竖管及喷头在工作时的振动。3．喷灌系统类型

按系统的工作方式来分有管道式喷灌和机组式喷灌两大类。其中：管道式喷灌分为固定式喷灌、半固定式喷灌和移动管道式喷灌三种类型；机组式喷灌分为大型喷灌机技术、卷盘式喷灌机技术和轻小型喷灌机技术三种类型。4．喷灌的优点

农业节水灌溉技术 第6篇

一、节水灌溉技术类别

1、喷灌技术喷灌技术是利用成套的动力机、水泵给水加压，或利用水的自然落差将水通过管道输送到灌区，由管道上的喷头喷射到空中散成水滴，均匀地散布在田间进行灌溉。喷灌几乎适于所有的旱作物。

2、微灌技术微灌技术包括滴灌、微喷灌、脉冲灌、涌泉灌等。滴灌又根据设备工作压力不同分为常压滴灌和重力滴灌；根据设备铺设的方式不同又可分为地下灌溉和地表灌溉。它可根据作物的需水要求，通过灌溉控制、过滤系统及管道和安装在管道上的特制喷水器（滴头、微喷头、稳流器、分水器、滴灌带、喷水带等），将水和作物所需要的肥料、养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物的根部附近的土壤中。微灌主要用于局部灌溉。

3、渠道防渗技术渠道防渗技术是为了减少渠床土壤透水性或建立不易透水的防护层而采取的各种技术措施。常用的有混凝土衬砌、浆砌、石块衬砌、塑料薄膜防渗和混合材料防渗等。随着化学工业的发展和机械化施工技术的推进，膜料衬砌的比重日益增强。美国已实现从开挖渠床、铺设塑料膜直到填土或浇筑混凝土保护层都由机械完成。在我国，渠道衬砌逐步由单一材料向复合材料发展，梯形断面向弧形断面发展。探索出许多结构新颖、省材、抗冻、抗变形，防渗效果好的衬砌方法。

4、低压管道输水技术低压管道输水技术是利用机泵抽取井水，通过管道系统把水输送到田间对农田灌溉。水进入田间后仍属于地面灌溉的范畴。管道输水效率高、占地少、易管理，灌溉渠道管道化已经成为各国的共同发展趋势。美国约有50％的大型灌区实行了输水的管道化。日本土地有限，因此非常重视发展管道输水，70年代初，先在旱地灌溉系统中用渠道取代斗、农渠；70年代末开始用大口径管道输水干渠；到80年代中期，全国新建灌溉渠道的50％以上都实现了管道化。东欧各国也十分重视发展管道输水技术，罗马尼亚的灌溉系统中，斗渠以上采用V型渠槽，农渠以下全部采用管道输水。除新建灌区采用管道输水外，亦有不少国家将旧灌区改建成管道输水系统，加澳大利亚南部伦马克灌区，灌溉面积0.412万公顷，1975年改建为管道输水系统后，节约灌溉用水量33％，年运行费减少约22％。国外低压管道输水灌溉技术已趋成熟，今后的方向是开发性能更好，价格低的新型管材和各种先进量、放水设备及适合于多目标利用的系统与形式。

5、行走式节水灌溉技术行走式节水灌溉技术是利用农村已有的农用动力机械兼作灌溉动力，配套使用的灌溉设备，以增加流动灌溉的适应性。行走式节水灌溉机不要求田间工程设施，只要有水源就可以实现灌溉。该机都是组装的，装拆方便，所以那里干旱，就可以迅速组装一批灌水机具、配套使用的拖拉机，就可以实施行走式灌溉，以达到补水灌溉的目的。

二、灌溉制度

1、充分灌溉制度当作物在各个生育阶段所需的水分都得到充分满

足，即作物生长发育处于最佳水分环境，配合相应的农业管理技术，使作物产量达到最高，这种灌溉制度则称为充分灌溉，即称为充分灌溉。所谓的充分灌溉条件下的灌溉制度是指灌溉供水能够充分满足作物各生育阶段的需水量要求而设计制定的灌溉制度。长期以来，人们就是按充分灌溉制度来规划、设计灌溉工程，显然不节约水量。

2、非充分灌溉制度所谓非充分灌溉制度就是可供水资源不能充分满足作物各生育阶段的需水量要求，实施非充分灌溉条件下的灌溉制度。目前非充分灌溉理论研究比较薄弱，应用也不广泛，主要是由于非充分灌溉具有一定的风险性和条件性，需要在水源、雨情和墒情的监测、传感和信息处理方面具备一定条件及相应管理权限，把这些技术配套成模式化技术还需要时间。

三、田间辅助措施

1、秸秆覆盖蓄水保墒所谓秸秆覆盖系指利用农业副产品如茎秆、落叶、糠皮或以绿肥为材料进行的地面覆盖。农田覆盖一层秸秆后，一方面可使农田土壤表面免受风吹日晒和雨滴的直接冲击，保护土壤表层结构，提高降水入渗率；另一方面可隔断蒸发表面与下层毛细管的联系，减弱土壤空气与大气之间的乱流交换强度，可以起到抑制土壤蒸发的目的。

2、塑料薄膜覆盖保墒塑料薄膜覆盖栽培技术早期主要用于蔬菜、瓜类和经济作物，随着超薄膜的出现及其成本的降低，塑料薄膜覆盖在玉米、冬小麦、薯类等作物得到广泛应用。地膜覆盖的主要优点是，具有显著抑制田间土壤水分无效蒸发，集水、保墒、提墒；提高耕作层地温，改善作物中下部光照条件，促进作物生长发育，缩短作物生长期，避免冷冻灾害；抑制杂草生长等作用。地膜覆盖比秸秆覆盖更具有节水

农业节水灌溉与合同节水管理 第7篇

1.农业用水情况

水资源是基础性的自然资源和重要的战略资源。我国是一个水资源严重短缺的国家，水资源供需矛盾突出仍然是可持续发展的主要瓶颈。我国是农业大国，农业是用水大户，近年来农业用水量约占经济社会用水总量的62%，但是，其中真正被农作物用到的还不到30%。大量的水在灌溉过程中蒸发了，农业用水效率不高，节水潜力很大。大力发展农业节水，在农业用水量基本稳定的同时扩大灌溉面积、提高灌溉保证率，是促进水资源可持续利用、保障国家粮食安全、加快转变经济发展方式的重要举措。

但是由于多年来农业投入不足，农田水利基础设施落后，农业措施不配套等原因，使得农业灌溉仍然存在很多问题:灌区大部分道路窄而不平，田间桥涵较少且破损严重，不能满足正常的生产经营活动；灌溉以宽长畦大田漫灌为主，灌溉水利用系数低，加之灌溉水源的不稳定，灌溉困难且成本较高，抗旱排涝能力低，受自然条件的影响及生产条件的制约导致粮食产量低而不稳；渠（沟）系建筑物老化，渗漏损失大；农业灌溉用水价格远低于供水成本，有些地区甚至不收水费；用水计量设施不全，无法准确统计用水量；农田水利设施有人建，无人管，管理手段落后等等种种问题，已经严重影响了当地农业和农村经济发展。2.农业节水技术应用及推广存在的问题。

我国农业灌溉以渠道防渗和管道输水灌溉为主，喷灌、微灌等高效节水灌溉面积相对较少。同时，在农业节水推广方面也存在许多技术问题：（1）区域性的农业节水试验与监测网络还未形成，缺乏农业节水发展的基础数据积累和对农业用水状况的有效监测与控制。（2）农业节水基础研究薄弱，特别是对农业节水发展起关键作用的应用基础研究还很欠缺，在农田尺度水分高效利用的应用基础、区域节水高效和对环境友好的农业用水优化模式等方面的研究深度还很不够，影响基础理论研究成果转化为节水效益。（3）根据不同地区特点研究的单项农业节水技术较多，但如何在此基础上开发出适合于不同地区采用的标准化、规范化、模式化、定量化、集成化的农业节水综合技术体系和应用模式，仍然是制约农业节水技术大规模应用的关键。（4）农业节水设备与产品功能单

一、性能不稳定和耐久性差，严重影响其大面积的应用。（5）农业节水管理中信息技术应用水平低，节水管理信息采集、传输的可靠性差，以及使用信息技术的投入与产生节水效益之间的不匹配，成为利用信息技术提升常规节水技术水平的重大技术障碍。（6）农业节水发展政策和制度研究方面的滞后，已成为制约农业节水技术应用和提高效益的重要因素。

二、农业节水的必要性与意义

1.建设必要性（1）符合国家政策

2012年国务院出台了《国家农业节水纲要（2012—2020年）》，以改善和保障民生为宗旨，以提高农业综合生产能力为目标，以水资源高效利用为核心，严格水资源管理，优化农业生产布局，转变农业用水方式，完善农业节水机制，着力加强农业节水的综合措施，着力强化农业节水的科技支撑，着力创新农业节水工程管理体制，着力健全基层水利服务和农技推广体系，以水资源的可持续利用保障农业和经济社会的可持续发展。

2016年出台了《国务院办公厅关于推进农业水价综合改革的意见》的通知，推进农业水价综合改革，对促进农业节水、提高用水效率、优化资源配置、实现农业现代化，具有十分重要意义。

今年6月国务院公布的《农田水利条例》，将于7月1日正式实施，明确发展农田水利，要坚持政府主导、科学规划、因地制宜、节水高效、建管并重的原则。专家们认为，条例的出台，将进一步规范农田水利规划、建设、运行、管理，有助于建立健全农田水利基本制度和长效机制，为农业稳定发展和国家粮食安全提供坚实的法治保障。

水利部正在实施四大节水灌溉工程：一是东北节水增粮工程，覆盖农田3800万亩，投资380亿元；二是华北节水压采工程，到2017年前要发展3000万亩节水高效灌溉，投资313亿元；三是西北节水增效工程，到2017年前要发展2600万亩，投资361.6亿元；四是南方节水减排工程，涉及16个省市，到2018年要新增节水灌溉面积5850万亩，初步测算总投资1180亿元。

（2）是建设节水型社会和农业可持续发展的需要

大力推广农业节水，实现有限水资源的优化配置，合理利用资源，加快优势农产品产业带建设，增强优势农产品的竞争能力，稳步夯实农业和农村经济基础。选择适宜有效的灌溉方式，合理高效地利用水资源，使生态、社会、经济三大效益和谐统一起来，进一步改善农业生产条件，加强农业基础设施建设，推进农业产业结构合理调整，优化资源配置，使农业经济又好又快发展。

（3）提高当地群众的科技文化水平和农业生产力水平通过项目的实施，对项目区内农民的技术培训和新设备的应用、新品种的推广及科技的嫁接，全面提高了项目区内农业生产力水平。使农业节水项目成为科技的载体和成果转化的平台，使项目区成为新技术、新产品、新品种的展示基地、辐射源和提高农民科技文化素质的培训课堂。

2.意义

新的发展形势和任务，对供水保障和水资源开发利用与节约保护提出了更高层次的要求，特别是加强水生态系统建设，加强建设民生水利，着力保障和改善民生。因此，为了更好的管好用好现有的水源，加强对农业用水的管理具有重要的现实意义和水利发展的战略意义。

三、合同节水管理模式介绍

合同节水管理是指节水服务商通过合同管理的方式，对特定项目进行节水技术改造，实质上也是募集社会资本，集成节水技术，投入节水改造，用获得的节水效益支付节水改造全部成本，分享节水效益的一种投资方式。合同节水管理能够有效的突破原有节水工作瓶颈，合理引入社会资本，实现政府、市场及用水主体三方共赢。

合同节水管理属于第三方节水服务，是节水投融资机制的创新。其核心是发挥市场配置资源的作用，社会资本先期投入资金和技术，开展节水改造、项目建设和运行管理等，待项目完成后收回治理成本，分享节水效益。

中国合同节水管理网是全国首家生态化互联网合同节水服务平台，致力于开启“互联网+合同节水”全新市场化商业节水模式。

中国合同节水管理网借助互联网的独特优势，将节水产业从线下转移至线上，服务内容贯穿全产业链。从项目挖掘、信息发布、技术咨询、金融支持、运营维护全部环节提供服务保障，真正实现节水产业集成。便捷的金融服务渠道，完善的金融服务体系，优质的金融服务产品。配合合同节水管理合同期限较长的特殊情况，我们将提供完整的长效运营服务，对合同期内的节水改造运营维护提供全方位的后期保障。

四、农业节水项目实行合同管理的优势 1.行业分析

水利部正在实施四大节水灌溉工程：一是东北节水增粮工程，覆盖农田3800万亩，投资380亿元；二是华北节水压采工程，到2017年前要发展3000万亩节水高效灌溉，投资313亿元；三是西北节水增效工程，到2017年前要发展2600万亩，投资361.6亿元；四是南方节水减排工程，涉及16个省市，到2018年要新增节水灌溉面积5850万亩，初步测算总投资1180亿元。另外，通过农业节水灌溉技术的推广和应用，将有力缓解肥料与节水农业设备间的对接障碍，我国水肥一体化技术的推广应用将再次提速。水肥一体化项目的体量大约在2000多亿，它的实施必须以农业节水灌溉实施为前提，市场前景非常广阔。

国务院颁布实施的《农田水利条例》就有效动员组织各种资源，通过一定的投入保障，使工程得到良好的维护，保障良性运行作出了规定。专家分析，条例的实施会带来两方面的利好：一是鼓励节水灌溉技术发展，并组织灌溉排水试验研究推广，能够使节水灌溉企业将产品和解决方案广泛运用到实地。二是鼓励社会资本进入，支持社会力量通过提供农田灌溉服务、收取供水水费等方式保障合法经营收益，此举将使政府、市场两手发力，有助于真正形成农田水利“有人建、有人管，费能收、坏能修”的运行模式，确保工程长期发挥效益，真正实现政府、群众、企业共赢。

2.合同节水管理优势 合同节水管理作为一种新的节水模式，对于农业节水项目的建设实施，具有十分明显的优势。从用水户来看，可以享受专业的节水技术改造和长效节水管理服务，降低节水技术改造的资金、技术和管理风险，产生节水减费的效益。从节水服务机构来看，可以使其资金、技术和管理与市场需求有效对接，产生投资效益。从政府来看，可以吸引社会资本投资，弥补财政资金不足，通过市场化运作来有效提高用水效率和效益。从全社会来看，可以促进节水产业发展，推动节水型社会建设。

目前，善治合同节水公司已经整合了产业链，与近千家节水企事业团体建立了密切的合作关系，覆盖合同节水管理全过程所涉及的各个相关单位，包括咨询单位、勘察设计单位、招投标单位、节水服务商、节水产品企业、金融方以及高校和科研院所等单位。组织并筛选各类优秀合作伙伴，建立强大的全方位的保障体系，为项目提供一体化、一站式解决方案，保障项目的顺利实施。

农业节水灌溉控制系统 第8篇

现代农业对土壤水分、空气温度、湿度等作物生长环境要求更高,对灌水时间、灌水量、灌水部位、水肥营养供给等都有更精确要求。传统的灌溉管理技术无法实现,必须依靠现代化灌溉设备和新技术才能做到。

现代农业灌溉智能管理信息系统,是电子信息技术、远程测控网络技术、计算机控制技术与影响作物生长诸因素采集处理技术在节水灌溉领域的综合技术集成。主要包括作物生长信息采集部分,如土壤信息传感设备、湿度传感、供水压力、水位传感等;信息库部分。信息库主要包括不同作物生长期间所需要的土壤含水量、气温、湿度以及供水系统工作压力等信息;系统软件,通过系统软件,将信息库规则信息,依照推理机推理,按照一定规则,形成数据查询、灌溉决策、灌溉预报三大模块。现代农业灌溉管理信息系统框图见图1。

2 系统软件设计开发

现代农业灌溉智能管理信息系统的设计原理和方法是根据现代控制理论,采用状态空间分析方法,将作物生长环境因子和不同作物不同生长期的需水参数,土壤的土湿、土温、酸碱度等土壤信息,以及管网压力、流量等输配水系统信息建立系统信息库,再由推理决策机形成灌溉方案。

2.1 智能管理的实现

系统软件根据作物在不同生长期的需水参数以及土壤条件等资料建立信息库,推理机根据信息采集系统输入的土壤含水量、空气温度湿度、降雨、光照、风速等资料和信息库比较,经推理后形成灌溉方案,通过接口电路送至相应的模块执行。智能管理信息系统实现框图见图2。

2.2 系统软件设计和界面设计

系统软件采用目前流行的模块化结构设计。软件系统包括5个功能模块:系统设置、实时监控、数据管理、预报模型以及在线帮助。总控计算机界面和主控程序采用VB/C#编程,上位机总控站和下位机控制子站采用高效的汇编语言编程,利用PIC16F片内的8KROM,不用外扩程序存储器,系统采用了自定义通讯协议。其软件设计流程如图3所示。

2.3 系统信息库设计

考虑系统的开放性和扩充性,系统的软件采用数据库软件Access另外创建数据库,数据库与主系统的连接采用ADO技术。主系统可以实时写入采集到的运行参数到数据库保存,也可以随时访问数据库进行查询、检索并以历史趋势图的方式进行直观显示。需要更改的环境参数、控制参数均以表格的形式存于数据库中。

本系统的数据库使用的是Microsoft Access 关系数据库,因为它比较方便用户操作,特别适用于数据量不大的桌面操作。现代农业灌溉智能管理系统控制系统,采用两张表格处理,即:专家知识库和规则库。记录为每天一次,数据库以年为一个库文件。因此每个库记录为365条。数据库的安全措施为采用密码控制方式,此密码采用128位加密算法,只有管理员知道密码,因此不会因为密码被破解而产生系统数据被修改,导致系统运行严重故障。

现代农业灌溉管理信息系统的信息数据库形成了以不同作物生长期需水规律、灌溉制度,不同作物生长期对土壤肥力、地温,空气湿度、温度以及风速、光照等要求。以及灌溉系统设计压力、流量等技术参数数据库,由状态变量的时域分析经过推理机形成决策变量,按作物各生长期的需水量、灌溉方式差别系数等数据分类存储,数据库通过ADO技术与主系统的连接,主系统可以实时写入、查询、检索并以历史趋势图的方式进行直观显示。

2.4 网络通讯设计

通讯设计分为两部分:一部分为有线通讯网络,用于田间设备的控制和信息的采集,通讯协议采用自定义协议,方便识别和程序设计。另一部分为SMS全球无线通讯网络,通讯协议采用GSM系统通用协议进行设计。

采用移动通讯GPRS,GPRS技术为SMS系统的分组移动数据通信即基本分组无线业务,采用分组交换的方式,数据速率最高可达164 kb/s、它可以给SMS用户提供移动环境下的高速数据业务,还可以提供收发Emai1、Internet浏览等功能。

3 系统操作使用

现代农业灌溉智能管理信息系统改变了以前用大量的土壤湿度传感器测量大面积土壤含水量的方法,而是通过各个系统参数来精确推算出当前的土壤含水量并形成灌水方案,实现了智能化灌溉。本系统能够不断地自我学习,提高判断能力和推理的准确性。本系统在本机与外部通讯方面有了突破进展,使用SMS无线通讯不仅可以实现与上位机的无线通讯,而且可以实现异地多处远程监控,彻底解决多雷区的雷电干扰。系统采用Windows操作形式,人机界面友好,操作简单,用户只需点击鼠标即可完成所有操作,特别适合于没有计算机操作经验的农民朋友。现代农业灌溉智能管理信息系统操作流程图见图4。

4 系统软件控制功能

(1)监测:

根据实时测量各灌区的土壤含水量和知识库中的最佳土壤含水量的上下限形成灌水方案。

(2)评估:

推理机根据作物在不同生长期的需水参数以及土壤条件等数据建立的知识库、规则库和蒸发、降雨、光照、风速、气温、气湿等气象数据形成灌水方案。

(3)预置:

可由用户根据需求自行输入控制参数,预置灌水时间表,系统根据预置时间表进行灌溉。

(4)随机:

由用户进行随机的操作完成各灌区的灌溉。

(5)系统数据的整理与分析:

人工智能决策系统控制系统可随时对采集的数据进行整理分析,绘制分析曲线,并打印输出,如图5、6示。

5 系统特点

通过与国外引进的灌溉自动控制系统、国内现有的自动控制系统比较分析,研制开发的现代农业灌溉智能管理信息系统具有如下特点:(1)先进性。在国内同类系统的技术结构、设备选型、功能和技术指标等方面具有先进性。

(2)可靠性。系统测控设备能够满足野外工作环境的要求并具有满足农业灌溉的可靠性指标。如远程监控方面直接利用SMS无线网络和通讯设备,采用CRC编码技术,确保系统的安全性和准确性。

(3)扩展性。系统支持规模、测控对象数量、软件功能、信息共享等方面的开放扩展性。

(4)操作性。采用多媒体技术,人机界面友好,形象逼真,系统对于操作人员的技术水平要求较低(高中文化,简短培训),便于管理员的操作使用。

(5)经济实用性。针对本项目具体条件和技术要求,考虑到系统的长期运行维护费用,通过选用成熟适价的测控设备和自己的研制、开发配套集成,使得设备的功能和技术指标能够平衡配合。

6 结 语

研制开发的现代农业灌溉智能管理信息系统,可实现农作物的高效、精准、适时灌溉,其推广应用是对传统农业灌溉的一次重大改革,是现代农业发展的必由之路。该系统具有技术先进、功能较强、性能可靠、经济实用、易于推广的显著优点,在经济发达区、城市近郊区的经济作物灌溉中有着广阔的市场前景,对推动我国高效节水农业的发展,缓解水资源紧缺矛盾,具有重大意义。

摘要：随着计算机和信息技术的发展,传统农业灌溉方式也开始向农业现代化、自动化控制灌溉的方式转变,自动化控制使灌溉管理实现智能、精准操作。研制开发的现代农业灌溉管理信息系统,通过作物生长气象监测站、土壤湿度监测器、水源信息、水量信息、压力信息等采集设备,对作物生长中气象参数、土壤参数、作物参数、水源和管网参数等多种参数进行采集并处理,实现了作物的适时、精准灌溉。

关键词：农业灌溉,信息系统,水资源,管理

参考文献

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