灌溉系統(tǒng)范文10篇

摘要：灌溉系統(tǒng)的防凍保護(hù)，實(shí)際上是在冷凍出現(xiàn)以前，把管道、閥門(mén)、噴頭里的水排出，以防凍害對(duì)灌溉系統(tǒng)造成破壞。目前國(guó)內(nèi)灌溉工程多采用管路埋入當(dāng)?shù)貎鐾翆右韵拢@樣的結(jié)果是：系統(tǒng)比較安全，管理比較簡(jiǎn)單，但工程量大、投資加大，如北京凍土層深在50cm-80cm，一般工程溝開(kāi)挖深度在1m左右，新疆地區(qū)管路系統(tǒng)埋深一般在1.8m左右。對(duì)于灌溉系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，防凍的基本步驟是關(guān)閉主閥、切斷水源，然后排泄管路里的水，從而達(dá)到防凍的目的。

關(guān)鍵詞：灌溉防凍冰凍泄水壓縮空氣法

灌溉系統(tǒng)的防凍保護(hù)，實(shí)際上是在冷凍出現(xiàn)以前，把管道、閥門(mén)、噴頭里的水排出，以防凍害對(duì)灌溉系統(tǒng)造成破壞。在不同的氣候條件下，灌溉系統(tǒng)的防凍措施不一樣，但一般不外乎以下四種措施：

1、采用手動(dòng)泄水措施，釋放灌溉系統(tǒng)里的水；

2、采用自動(dòng)泄水措施，釋放灌溉系統(tǒng)里的水；

3、采用壓縮空氣法，吹出灌溉系統(tǒng)里的水；

摘要:通過(guò)對(duì)智能監(jiān)控灌溉系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)了一種采用智能監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并將數(shù)據(jù)通過(guò)總線控制傳輸方式與中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行交互,實(shí)現(xiàn)智能灌溉監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)及指令傳輸。測(cè)試結(jié)果表明:中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)中的灌溉專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控終端采集到的信息參數(shù)進(jìn)行分析,并生成控制指令,傳輸至灌溉驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)智能灌溉。

關(guān)鍵詞:智能灌溉系統(tǒng);智能監(jiān)控;數(shù)據(jù)采集;中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)

自動(dòng)化智能灌溉可有效提高水資源利用率,增加農(nóng)作物的生產(chǎn)種植效益[1]。自動(dòng)化智能灌溉采用傳感技術(shù)監(jiān)控作物生長(zhǎng)狀態(tài)、環(huán)境信息及土壤溫濕度參數(shù),經(jīng)過(guò)自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理及控制后,實(shí)現(xiàn)灌溉自動(dòng)化[1]。按照灌溉控制過(guò)程的自動(dòng)化程度可將灌溉系統(tǒng)分為自動(dòng)灌溉智能控制系統(tǒng)和半自動(dòng)灌溉系統(tǒng):自動(dòng)灌溉智能控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,不需要人工干預(yù),設(shè)定好的控制參數(shù)后,根據(jù)傳感監(jiān)控參數(shù)與設(shè)定參數(shù)的對(duì)比結(jié)果,生成灌溉控制指令,實(shí)現(xiàn)灌溉過(guò)程的自動(dòng)化控制;半自動(dòng)灌溉系統(tǒng)中沒(méi)有傳感監(jiān)控系統(tǒng),無(wú)法按照環(huán)境信息進(jìn)行控制過(guò)程調(diào)節(jié)[2-3]。筆者通過(guò)利用傳感技術(shù)、信息交互技術(shù)、計(jì)算機(jī)及電氣控制技術(shù),搭建一種智能監(jiān)控自動(dòng)化灌溉系統(tǒng),利用智能監(jiān)控傳感器采集作物生長(zhǎng)狀態(tài)、環(huán)境信息及土壤溫濕度參數(shù)狀態(tài),并經(jīng)總線控制傳輸至中央監(jiān)控計(jì)算機(jī),與灌溉專(zhuān)家系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,生成灌溉控制指令,驅(qū)動(dòng)灌溉執(zhí)行機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)灌溉自動(dòng)化。

1智能監(jiān)控灌溉系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

所設(shè)計(jì)的智能監(jiān)控灌溉系統(tǒng)采用總線控制的灌溉方式,預(yù)留無(wú)線擴(kuò)展接口,由多個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)終端組成,并采用總線控制的方式連接至中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)[4],如圖1所示。監(jiān)控系統(tǒng)終端包含溫濕度傳感器信息、天氣預(yù)報(bào)信息及土壤濕度參數(shù)等。中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)利用內(nèi)置的灌溉專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控終端信息進(jìn)行處理,制定灌溉控制指令,有效進(jìn)行農(nóng)田灌溉[5-6]。灌溉系統(tǒng)的信息化水平直接決定了監(jiān)控信息傳輸以及控制指令的傳輸有效性。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

摘要：隨著“城市森林化”理念的提出，對(duì)建筑生態(tài)化越來(lái)越重視。由于垂直森林建筑涉及植物灌溉問(wèn)題，本文分析了“垂直森林”建筑的關(guān)鍵組成部分———智能化灌溉系統(tǒng)的技術(shù)組成，以期人們能對(duì)智能化灌溉在建筑綠化中的應(yīng)用有更深入的了解和推廣新技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：垂直森林；建筑；智能灌溉；計(jì)算機(jī)

當(dāng)前城市缺乏足夠的公共綠地來(lái)調(diào)節(jié)城市環(huán)境，隨著建筑層次逐漸增高和密度增大，人們對(duì)綠色人居環(huán)境的迫切性越來(lái)越強(qiáng)[1]。為此，“城市森林化”、“城市生態(tài)化”、“花園城市”等口號(hào)相繼提出，使用各種先進(jìn)技術(shù)手段開(kāi)展建筑垂直綠化，建設(shè)了空中森林、垂直村落、垂直城市等，以補(bǔ)充城市綠化不足[2]。垂直森林建筑是現(xiàn)代建筑綠化的創(chuàng)舉，通過(guò)植物與建筑的垂直界面相結(jié)合，開(kāi)拓了城市綠化的新空間，其集建筑學(xué)、植物學(xué)、物理學(xué)、材料學(xué)、環(huán)境學(xué)、灌溉學(xué)等多門(mén)學(xué)科技術(shù)于一身[3]。由于垂直森林建筑一般比較高，垂直綠化手段的日趨復(fù)雜，且建筑立面有不易達(dá)到的位置或綠化面積較大等因素，為此智能灌溉是垂直森林建筑綠化成敗的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。

1智能灌溉系統(tǒng)

由于植物因光照條件和生長(zhǎng)高度不同，其需水量也差異明顯，除了植物灌溉外，還要將液態(tài)肥料輸送到每個(gè)種植單元中，滿足植物的生長(zhǎng)需求[4]，因此“垂直森林”使用了智能灌溉系統(tǒng)。智能灌溉系統(tǒng)可根據(jù)植物種類(lèi)、生活階段、建筑位置高度、氣候因素等差異供給植物適宜的水分和養(yǎng)分。其可以獨(dú)立管理不同區(qū)域的種植設(shè)備，通過(guò)遠(yuǎn)程控制的探測(cè)器監(jiān)控植物土壤的濕度數(shù)據(jù)和植物的實(shí)際需求實(shí)現(xiàn)調(diào)整灌水量。1.1智能灌溉系統(tǒng)原理。垂直森林建筑的灌溉系統(tǒng)由中央控制計(jì)算機(jī)、傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心、控制中心、電磁閥及灌溉系統(tǒng)組成，制定相應(yīng)的灌溉制度，通過(guò)傳感器將土壤墑情實(shí)時(shí)傳送中央控制系統(tǒng)，判定灌溉時(shí)間和灌溉量。當(dāng)土壤含水率指標(biāo)小于設(shè)定下限值時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟電磁閥灌溉，當(dāng)土壤含水率指標(biāo)大于設(shè)定上限值時(shí)，控制系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉相應(yīng)區(qū)間電磁閥停止灌溉。1.2智能灌溉系統(tǒng)特點(diǎn)。（1）智能灌溉系統(tǒng)采用計(jì)中央算機(jī)控制智能決策灌溉，防止人工開(kāi)啟閥門(mén)的隨意性，既保證了灌溉精度、灌溉時(shí)間、灌溉水量，又能方便對(duì)植物灌溉施肥的管理，并節(jié)約人力成本。（2）智能灌溉系統(tǒng)采用先進(jìn)的水肥混合技術(shù)，可自由設(shè)定施肥時(shí)間和管道沖洗時(shí)間，施肥均勻性高，濃度可調(diào)，根據(jù)植物種類(lèi)和生長(zhǎng)不同階段的灌溉施肥制度進(jìn)行灌溉和施肥。（3）自動(dòng)灌溉系統(tǒng)除全自動(dòng)控制外，系統(tǒng)還允許管理人員采用半自動(dòng)、手動(dòng)等控制方式，控制方式多樣，適應(yīng)多樣化的管理。1.3智能灌溉系統(tǒng)組成。1.3.1中央控制計(jì)算機(jī)。中央計(jì)算機(jī)控制灌溉系統(tǒng)，將與植物需水相關(guān)的氣象參量（溫度、相對(duì)濕度、降雨量、輻射、風(fēng)速等）和土壤濕度通過(guò)自動(dòng)電子氣象站和傳感器反饋到中央計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析中心。數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒治鲋行闹?，?jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理和分析，與預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，自動(dòng)決策不同區(qū)域、不同植物的所需灌水量，再發(fā)出命令是否需要進(jìn)行灌溉等一系列動(dòng)作，通知相關(guān)的執(zhí)行設(shè)備，開(kāi)啟或關(guān)閉某個(gè)區(qū)域子灌溉系統(tǒng)。1.3.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。智能灌溉系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集是由土壤水分（濕度）傳感器來(lái)完成的，土壤水分傳感器能夠?qū)崟r(shí)的將土壤表面和土壤內(nèi)部的水分情況通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸中心將數(shù)據(jù)傳輸于分析和控制中心，也能實(shí)時(shí)的顯示在傳感器顯示器，PC端，APP端或者智能DTU上。采集的數(shù)據(jù)通過(guò)有線方式或者無(wú)線頻段傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、顯示端，無(wú)線抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)。有線傳感器數(shù)量使用較多則布局稍微復(fù)雜一點(diǎn)。1.3.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心。將采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于DTU的內(nèi)置SD卡或者直接上傳于PC機(jī)并且存儲(chǔ)于PC機(jī)的硬盤(pán)內(nèi)，以便用戶查閱和導(dǎo)出相關(guān)數(shù)據(jù)，導(dǎo)出的數(shù)據(jù)可用作歷史數(shù)據(jù)，對(duì)于土壤質(zhì)地和植物生長(zhǎng)走勢(shì)進(jìn)行分析和后期預(yù)處理。系統(tǒng)并且外接打印機(jī)，可以將數(shù)據(jù)打印出來(lái)進(jìn)行紙質(zhì)存檔。1.3.4控制中心。控制中心用于控制灌溉設(shè)備，控制中心通過(guò)接受上級(jí)指令對(duì)“垂直森林”的分區(qū)域控制灌溉。主要是通過(guò)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)選擇控制的區(qū)域和流量，可以根據(jù)用戶設(shè)定的上下限值自動(dòng)控制，也可以手動(dòng)控制。1.3.5灌溉系統(tǒng)。灌溉系統(tǒng)由灌溉設(shè)備組成，包括管道、蓄水池、閥門(mén)、電磁閥、滴灌等。水管沿結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行布置，部分可直接布置在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，通過(guò)水泵增壓將水份和養(yǎng)分輸送到不同區(qū)域的植物。滴灌管排口不與植物生長(zhǎng)基質(zhì)直接接觸，采用微灌技術(shù)避免了滴管堵塞的隱患，增強(qiáng)了灌溉系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2結(jié)語(yǔ)

［摘要］我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，卻嚴(yán)重缺水。基于此，農(nóng)業(yè)一直提倡利用農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)進(jìn)行變革。特別是當(dāng)代信息技術(shù)發(fā)展飛速，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)滲透到了生活的每個(gè)角落，農(nóng)業(yè)灌溉也不例外。所以，越來(lái)越多的人將目光投入自動(dòng)化農(nóng)業(yè)灌溉的研究之中，提升農(nóng)業(yè)節(jié)水面積。本文將通過(guò)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的探析，闡述自動(dòng)化控制在農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

［關(guān)鍵詞］自動(dòng)化控制；農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)；應(yīng)用探索

1我國(guó)農(nóng)田水利灌溉面臨的主要問(wèn)題

1.1水利設(shè)施不夠完善。我國(guó)常用的水利灌溉工程多為小型水利項(xiàng)目，這類(lèi)小型水利項(xiàng)目多為農(nóng)民自主籌資修建而成，多數(shù)沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃，科學(xué)性也不強(qiáng)，所以，其工程修建的內(nèi)容較為簡(jiǎn)單，故水利設(shè)施在質(zhì)量上較差，使用一段時(shí)間后，就會(huì)出現(xiàn)故障[1]。而大型的水利工程其質(zhì)量可以得到保證，但由于缺乏后期的維修與保養(yǎng)，贏利點(diǎn)逐漸下滑，與當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展極為不相符，同時(shí)，我國(guó)水利灌溉工程在修建時(shí)，其水庫(kù)的分配并不合理，在旱季達(dá)不到應(yīng)有的效果，還有待進(jìn)一步完善。1.2灌溉渠道淤泥較多，不通暢。在我國(guó)一些地方的農(nóng)田水利灌溉，多是以挖一條溝或修一條渠的辦法進(jìn)行引水灌溉的，這樣的工程毫無(wú)質(zhì)量保障。類(lèi)似設(shè)施經(jīng)過(guò)多年使用，就會(huì)出現(xiàn)漏水或渠道淤泥過(guò)多的現(xiàn)象，其質(zhì)量會(huì)因這些問(wèn)題而變得使用年限降低。灌溉渠道在使用過(guò)程中，容易將泥沙帶進(jìn)水中，使水渠道受淤堵而影響灌溉效果。1.3管理相對(duì)薄弱，投入相對(duì)不足。由于我國(guó)水利工程在管理上存在不足，產(chǎn)權(quán)不明確，水利修建完畢，其后期的維護(hù)的責(zé)任歸屬不明確，致使農(nóng)田水利工程在管理上不到位，在工程上出現(xiàn)較為嚴(yán)重的漏水現(xiàn)象，同時(shí)，降水量又達(dá)不到灌溉標(biāo)準(zhǔn)。在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的同時(shí)，忽略對(duì)水利灌溉的維護(hù)與投資，致使水利工程質(zhì)量下降，影響農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

2農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)自動(dòng)化控制的必要性

1.1社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)。區(qū)域間水資源分配不均，加劇了生產(chǎn)水平的差異。南方地區(qū)氣候獨(dú)特，降水充足，多洪澇之災(zāi)。北方降水稀少，甚至干旱數(shù)年。雖然我國(guó)水資源問(wèn)題依舊存在，但當(dāng)代社會(huì)是智能化的時(shí)代，現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展更為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)提供了有利的條件。通過(guò)對(duì)先進(jìn)灌溉技術(shù)的借鑒與總結(jié)，摸索出適合我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉的自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)并不困難。2.2傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉不足。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉多數(shù)是人工灌溉，當(dāng)然可以借助些簡(jiǎn)單的灌溉工具，如：水車(chē)等。但隨著物價(jià)上調(diào)，農(nóng)業(yè)灌溉的雇傭成本也在上漲。對(duì)于廣闊的農(nóng)田而言，其高額的人工成本令農(nóng)民難以負(fù)擔(dān)。特別是自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)前期投入資金較大，需一次性投入，其后還有養(yǎng)護(hù)維修等方面需要，自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)成本上還是很大的。另傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)只能解決小區(qū)域間的水資源分布問(wèn)題。對(duì)于大面積的水資源分配，還是有一定的困難度?；谵r(nóng)業(yè)灌溉問(wèn)題的種種缺陷，我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)急需更加專(zhuān)業(yè)的、自動(dòng)化技術(shù)來(lái)解決。自動(dòng)化控制在農(nóng)業(yè)灌溉中的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一，操作簡(jiǎn)單、節(jié)水性能高。農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)對(duì)操作水平?jīng)]有太高的要求，自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)易于操作。二，農(nóng)業(yè)灌溉過(guò)程會(huì)摻雜化肥的使用，化肥中含有大量的腐蝕性物質(zhì)，自動(dòng)化控制灌溉選擇了防腐蝕性強(qiáng)的材質(zhì)作為管道或渠道輸水設(shè)施。所以，自動(dòng)化控制灌溉系統(tǒng)設(shè)置簡(jiǎn)易，輸水過(guò)程中水源通過(guò)的渠道較少，因此輸送到灌溉地的水潔凈度也高。

摘要：針對(duì)國(guó)產(chǎn)微灌系統(tǒng)在使用過(guò)程中，灌水器易被堵塞的難題和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理水平不高的現(xiàn)實(shí)，打破微灌灌水器流道的截面通常尺寸（一般直徑為0．5～1．2毫米）而采用超大流道。以φ4pe塑料小管代替微灌滴頭，并輔以田間滲水溝，形成一套以小管出流灌溉為主體的符合實(shí)際要求的微灌系統(tǒng)。主要適宜于保護(hù)地蔬菜、花卉栽培中應(yīng)用，在保護(hù)地應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)可配合地膜覆蓋，以降低保護(hù)地環(huán)境濕度。

關(guān)鍵詞：小管出流灌溉系統(tǒng)

（一）小管出流灌溉系統(tǒng)的特點(diǎn)與適用條件

小管出流灌溉系統(tǒng)是中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院研究開(kāi)發(fā)成功的一種微灌系統(tǒng)。它主要是針對(duì)國(guó)產(chǎn)微灌系統(tǒng)在使用過(guò)程中，灌水器易被堵塞的難題和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理水平不高的現(xiàn)實(shí)，打破微灌灌水器流道的截面通常尺寸（一般直徑為0．5～1．2毫米）而采用超大流道，以φ4pe塑料小管代替微灌滴頭，并輔以田間滲水溝，形成一套以小管出流灌溉為主體的符合實(shí)際要求的微灌系統(tǒng)。主要適宜于保護(hù)地蔬菜、花卉栽培中應(yīng)用，在保護(hù)地應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)可配合地膜覆蓋，以降低保護(hù)地環(huán)境濕度。小管出流灌溉系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)：

（1）節(jié)能、堵塞問(wèn)題小、水質(zhì)凈化處理簡(jiǎn)單小管灌水器的流道直徑比滴灌灌水器的流道或孔口的直徑大得多，而且采用大流量出流，解決了滴灌系統(tǒng)灌水器易于堵塞的難題。因此，一般只要在系統(tǒng)首部安裝60～80目的篩網(wǎng)式過(guò)濾器就足夠了（滴灌系統(tǒng)過(guò)濾器的過(guò)濾介質(zhì)則需要120～200目）。如果利用水質(zhì)良好的井水灌溉或水質(zhì)較好水池灌溉，也可以不安裝過(guò)濾器。同時(shí)，由于過(guò)濾器的網(wǎng)眼大、水頭損失小，既減少能量消耗，又可延長(zhǎng)沖洗周期。

（2）施肥方便果樹(shù)施肥時(shí)，可將化肥液注入管道內(nèi)隨灌溉水進(jìn)入作物根區(qū)土壤中，也可把肥料均勻地撒于滲溝內(nèi)溶解，隨水進(jìn)入土壤。特別是施有機(jī)肥時(shí)，可將各種有機(jī)肥理入滲水溝下的土壤中，在適宜的水、熱、氣條件下熟化，充分發(fā)揮肥效，解決了滴灌不能施有機(jī)肥的問(wèn)題。

摘要:本文設(shè)計(jì)了一種溫室大棚智能灌溉系統(tǒng)，采用STM32F103C8T6單片機(jī)核心板，通過(guò)溫度傳感器模塊、土壤濕度傳感器模塊、氣體傳感器模塊對(duì)溫室環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采用模糊規(guī)則設(shè)計(jì)智能模糊控制器，根據(jù)溫室的濕度、溫度、光照等條件參數(shù)，確定電磁閥開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)智能灌溉的目的。該系統(tǒng)具有成本低廉、操作和維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，適合我國(guó)目前的智能灌溉控制系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和市場(chǎng)價(jià)值。

關(guān)鍵詞:智能灌溉；STM32F103C8T6；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1引言

隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，逐步向完全自動(dòng)化、無(wú)人化的方向發(fā)展[1]。作為一種可以改變植物生長(zhǎng)環(huán)境、可以提供植物最佳生產(chǎn)條件的場(chǎng)所，溫室大棚在我國(guó)發(fā)揮重要作用。本文所設(shè)計(jì)的溫室大棚智能灌溉系統(tǒng)，可使用戶通過(guò)短信接收告警信息，或利用遠(yuǎn)程終端登陸平臺(tái)及時(shí)提取和查看數(shù)據(jù)，無(wú)需親臨大棚實(shí)地查看溫濕度等數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，大大方便了用戶對(duì)大棚的管理，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)智能灌溉的功能。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要由STM32F103C8T6單片機(jī)核心板、土壤濕度檢測(cè)電路模塊、DS18B20溫度檢測(cè)電路模塊、燃?xì)?煙霧檢測(cè)電路模塊、報(bào)警電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路以及按鍵電路組成。通過(guò)使用Multism10、Proteus、KeilC51等軟件，對(duì)電路原理圖進(jìn)行仿真分析，編寫(xiě)符合要求的程序代碼。主要的功能模塊有程序初始、溫濕度采集及處理、土壤濕度采集及處理、光照檢測(cè)采集與處理、無(wú)線收發(fā)、信息顯示、超限處理。

摘要：本文以壓力傳感技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、可編程控制技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來(lái)泵站建設(shè)和低壓管道灌溉的經(jīng)驗(yàn)，將“液位自動(dòng)控制節(jié)水灌溉系統(tǒng)”改進(jìn)為“自控變頻節(jié)能節(jié)水灌溉系統(tǒng)”，有效提高了現(xiàn)代灌溉系統(tǒng)中水量流量的自動(dòng)控制技術(shù)，為田間管理提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)變頻；節(jié)能節(jié)水；灌溉系統(tǒng)；研究

目前全球淡水資源日趨緊張，在我國(guó)有很多地方農(nóng)田和生活用水緊張的情況相當(dāng)嚴(yán)重，有的已出現(xiàn)斷水現(xiàn)象，因此節(jié)水問(wèn)題已成為全社會(huì)共同關(guān)注的嚴(yán)重問(wèn)題。

早在1997年，在桐鄉(xiāng)市政府支持下，經(jīng)市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)并在河山含村示范區(qū)等地建成低壓地下管道灌溉試點(diǎn)工程，由于田間用水量變化大，為了解決水量流量的實(shí)時(shí)調(diào)控，泵站的出水池新建了高大的蓄水池，蓄水池內(nèi)安裝了液位控制器，串接于電機(jī)控制柜的控制回路中，初步解決了用水量、出水量的實(shí)時(shí)調(diào)控。“液位自動(dòng)控制節(jié)水灌溉系統(tǒng)”于1998年獲浙江省水利廳科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，2004年獲浙江省水利廳優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。2005年秋，桐鄉(xiāng)市水利局在石門(mén)鎮(zhèn)民豐村明渠灌溉的廟橋浜泵站試用手動(dòng)變頻調(diào)速控制水泵運(yùn)行，取得較好地效果，受到當(dāng)?shù)厝罕姷母叨荣澴u(yù)。

一、“自控變頻節(jié)能節(jié)水灌溉系統(tǒng)”的總體設(shè)計(jì)

一是引入變頻調(diào)速技術(shù)、壓力傳感技術(shù)、可編程控制技術(shù)于農(nóng)田灌溉。由變頻器、壓力變送器、壓力顯示器、可編程控制器、可編程時(shí)控器、相序保護(hù)器和空氣開(kāi)關(guān)、斷路器、交流接觸器、時(shí)間繼電器、熱繼電器、按鈕、指示燈、儀表等電器集成(均為國(guó)產(chǎn))的智能型自動(dòng)控制柜“自控變頻節(jié)能控制柜”，作為“自控變頻節(jié)能節(jié)水灌溉系統(tǒng)”的指揮中心，能根據(jù)田間用水量的變化，自動(dòng)變頻調(diào)速調(diào)節(jié)水泵出水量，自動(dòng)進(jìn)行工頻變頻切換和單泵雙泵切換，自動(dòng)按設(shè)定時(shí)間開(kāi)機(jī)停機(jī)。在泵站建設(shè)中，針對(duì)平原水網(wǎng)地區(qū)泵站規(guī)模較小的特點(diǎn)，采用了涵洞式引水道、豎井式水泵室，使引水道和水泵井四周的土壓力相互平衡，比傳統(tǒng)的開(kāi)敞式引水道有限地節(jié)省了工程量，減少了土方開(kāi)挖和回填土，方便了施工。

內(nèi)容提要:提高灌溉系統(tǒng)的技術(shù)效率是優(yōu)化灌溉管理、有效利用農(nóng)用水資源的重要手段。本項(xiàng)研究的主要目的是分析影響我國(guó)地下水灌溉系統(tǒng)的技術(shù)效率和產(chǎn)出水量的相關(guān)因素，為國(guó)家引導(dǎo)和制定合理的灌溉管理政策提供理論和實(shí)證依據(jù)。本項(xiàng)研究采用了定量研究的方法，建立了地下水灌溉系統(tǒng)技術(shù)效率和產(chǎn)出水量的決定因素模型，分析數(shù)據(jù)來(lái)源于作者對(duì)河北省3縣30個(gè)村的87個(gè)地下水灌溉系統(tǒng)3個(gè)時(shí)期的調(diào)查。研究結(jié)果表明，產(chǎn)權(quán)制度、治理機(jī)制和系統(tǒng)規(guī)模是影響地下水灌溉系統(tǒng)技術(shù)效率的主要因素，非集體產(chǎn)權(quán)制度的技術(shù)效率明顯優(yōu)于集體產(chǎn)權(quán)制度的技術(shù)效率。根據(jù)研究結(jié)論，本文也提出了一些政策建議。

關(guān)鍵詞:地下水灌溉系統(tǒng)技術(shù)效率產(chǎn)權(quán)制度

一、研究背景

中國(guó)擁有世界上最龐大的灌溉系統(tǒng)，灌溉在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增長(zhǎng)與灌溉面積的增加是息息相關(guān)的(黃季焜，Rosegrant和Rozelle，1995)。有效灌溉面積占耕地面積的比重已從1952年的18%提高到1998年的55%左右（國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，1999），這主要是源于地表水與地下水的聯(lián)合開(kāi)發(fā)利用。

五十年代到六十年代，灌溉面積的增加主要來(lái)源于地表水的開(kāi)發(fā)利用。從七十年代以來(lái)，新增灌溉面積的水源主要是地下水，因而地下水灌溉系統(tǒng)1在我國(guó)尤其是在地表水十分匱乏的華北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用日益突出。然而，隨著地下水灌溉系統(tǒng)的逐漸發(fā)展，地下水位下降、地下水超采的現(xiàn)象也日趨嚴(yán)重；這使人均水資源本已十分匱乏（僅為世界人均水平的1/4）（水利部和國(guó)家計(jì)委，1999）的我國(guó)無(wú)疑更是雪上加霜。隨著人口增長(zhǎng)、城市化和工業(yè)進(jìn)程的加速，嚴(yán)重缺水已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和困擾人民日常生活的大問(wèn)題。

隨著水資源短缺形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，自從七十年代末期以來(lái)，包括我國(guó)在內(nèi)的許多發(fā)展中國(guó)家的灌溉系統(tǒng)普遍出現(xiàn)了老化失修和生產(chǎn)力下降、國(guó)家財(cái)政負(fù)擔(dān)日益加重、水利投資明顯不足的現(xiàn)象。許多發(fā)展中國(guó)家為了減輕國(guó)家的財(cái)政負(fù)擔(dān)，提高水資源的利用率和水利工程的運(yùn)行效率，緩解水資源尤其是農(nóng)業(yè)用水的緊張態(tài)勢(shì)，先后出現(xiàn)了將灌溉系統(tǒng)的權(quán)責(zé)從政府向農(nóng)民協(xié)會(huì)和其它私人組織轉(zhuǎn)移的改革浪潮（IWMI，1997）。水資源管理不善也逐漸被認(rèn)同為是導(dǎo)致水資源短缺問(wèn)題的重要原因之一（WorldBank，1993；IWMIandFAO，1995）。

我國(guó)是一個(gè)水資源短缺的國(guó)家，尤其西北地區(qū)更加嚴(yán)重。就我國(guó)目前發(fā)展階段和水平而言，節(jié)流是解決水資源危機(jī)的根本出路。我國(guó)農(nóng)業(yè)用水約占全國(guó)用水總量的62%，部分地區(qū)高達(dá)90%以上，所以大力發(fā)展智能化高效節(jié)水灌溉，自然就成為我國(guó)緩解水資源供需矛盾的必然選擇。

1智能化節(jié)水灌溉系統(tǒng)優(yōu)越性

1.1大大提高了作物灌溉用水效率

通過(guò)智能化節(jié)水灌溉系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度及其他環(huán)境信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理分析，再根據(jù)作為生長(zhǎng)所需水閾值，實(shí)現(xiàn)了作物灌溉用水控制精準(zhǔn)化，大大提高了作物灌溉用水的有效利用率，極大的節(jié)約了水資源。

1.2實(shí)現(xiàn)了適時(shí)適量、科學(xué)合理的精細(xì)灌溉

智能化節(jié)水灌溉系統(tǒng)可自動(dòng)根據(jù)作物種植區(qū)實(shí)時(shí)的氣候情況、所種植作物需水情況和土壤濕度情況進(jìn)行適時(shí)、適量地灌溉，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)種植的精細(xì)灌溉，使得灌溉更加科學(xué)合理，提高了灌溉質(zhì)量。

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境資源消耗愈來(lái)愈大，水資源利用率逐漸成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，水資源匱乏問(wèn)題日益凸顯，農(nóng)業(yè)作為水資源利用的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，其節(jié)水灌溉的規(guī)劃和設(shè)計(jì)如果不能夠做好則會(huì)導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)，本文就此展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：水利工程；節(jié)水灌溉；規(guī)劃設(shè)計(jì)

引水灌溉的工程在運(yùn)行過(guò)程中可以有效提高水資源利用率，進(jìn)而促進(jìn)農(nóng)業(yè)更好地生產(chǎn)和發(fā)展。但是，水利工程在運(yùn)行過(guò)程中，節(jié)水灌溉規(guī)劃存在不少問(wèn)題，應(yīng)引起相關(guān)部門(mén)的高度重視，并采取有關(guān)應(yīng)對(duì)措施。

1水利工程灌溉現(xiàn)狀

1.1灌溉系統(tǒng)老化。當(dāng)前，我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉仍有許多實(shí)際問(wèn)題需要解決。在日常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，灌溉系統(tǒng)的老化現(xiàn)象日益突出。由于長(zhǎng)期種植作物，在耕作和管理過(guò)程中對(duì)土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)有所影響，例如土壤肥力不夠，土壤鹽堿化加重，土壤板結(jié)嚴(yán)重，這些現(xiàn)象都對(duì)整個(gè)灌溉系統(tǒng)有較大影響，大大降低灌溉系統(tǒng)的效率。另外，灌溉系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中缺乏有效的維修管護(hù)，導(dǎo)致灌溉系統(tǒng)老化，例如水閘、引水渠道、節(jié)水灌溉系統(tǒng)管道及首部設(shè)施老化，不能達(dá)到設(shè)計(jì)灌溉要求，從而導(dǎo)致灌溉效益不能達(dá)到預(yù)期效果，影響用水戶的最終收益[1]。1.2水利灌溉系統(tǒng)建設(shè)。近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)水利工程建設(shè)逐步擴(kuò)大，有效提高了農(nóng)業(yè)灌溉水利用效率。與此同時(shí)也存在一些問(wèn)題，例如水利工程灌溉制度不夠完善等。國(guó)家高度重視水利和農(nóng)田水利建設(shè)，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，當(dāng)今水利灌溉系統(tǒng)能力還有待提高，灌溉水平不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉的需要。水利工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛分布，但在水利工程規(guī)劃過(guò)程中與當(dāng)?shù)貙?shí)際結(jié)合不緊密，導(dǎo)致水利工程利用效率低，節(jié)水增效不顯著。此外，地方財(cái)政在水利灌溉工程中存在資金缺乏保障問(wèn)題，一些財(cái)政部門(mén)會(huì)無(wú)序增加國(guó)家資金投入力度，導(dǎo)致項(xiàng)目開(kāi)展較為困難。節(jié)水灌溉系統(tǒng)在建設(shè)過(guò)程中也存在問(wèn)題，有時(shí)缺乏設(shè)計(jì)的合理性，所以灌溉工程的效果不顯著。此外，財(cái)政部門(mén)在增加灌溉工程資金使用的同時(shí)，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)帶動(dòng)作用不顯著，未綜合考慮導(dǎo)致區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，進(jìn)一步加大了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員的經(jīng)濟(jì)壓力[2]。1.3缺乏專(zhuān)業(yè)人才。不僅農(nóng)田灌溉系統(tǒng)不完善，而且農(nóng)田灌溉專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才匱乏，國(guó)內(nèi)從事灌溉的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員較少。在大多數(shù)農(nóng)田水利工程中，沒(méi)有專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員管理和操作農(nóng)田灌溉工作。因此，當(dāng)灌溉過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，很難及時(shí)得到解決，并將其擱置一旁。這個(gè)問(wèn)題會(huì)造成大量的水資源浪費(fèi)，違背了節(jié)約用水的原則。

2提高水利工程灌溉規(guī)劃效果舉措