灌溉系統范文10篇

摘要：灌溉系統的防凍保護，實際上是在冷凍出現以前，把管道、閥門、噴頭里的水排出，以防凍害對灌溉系統造成破壞。目前國內灌溉工程多采用管路埋入當地凍土層以下，這樣的結果是：系統比較安全，管理比較簡單，但工程量大、投資加大，如北京凍土層深在50cm-80cm，一般工程溝開挖深度在1m左右，新疆地區管路系統埋深一般在1.8m左右。對于灌溉系統來說，防凍的基本步驟是關閉主閥、切斷水源，然后排泄管路里的水，從而達到防凍的目的。

關鍵詞：灌溉防凍冰凍泄水壓縮空氣法

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

1、采用手動泄水措施，釋放灌溉系統里的水；

2、采用自動泄水措施，釋放灌溉系統里的水；

3、采用壓縮空氣法，吹出灌溉系統里的水；

摘要:通過對智能監控灌溉系統的應用進行研究,設計了一種采用智能監控系統進行數據采集,并將數據通過總線控制傳輸方式與中央監控計算機之間進行交互,實現智能灌溉監控系統的組網及指令傳輸。測試結果表明:中央監控計算機中的灌溉專家系統對監控終端采集到的信息參數進行分析,并生成控制指令,傳輸至灌溉驅動系統,實現智能灌溉。

關鍵詞:智能灌溉系統;智能監控;數據采集;中央監控計算機

自動化智能灌溉可有效提高水資源利用率,增加農作物的生產種植效益[1]。自動化智能灌溉采用傳感技術監控作物生長狀態、環境信息及土壤溫濕度參數,經過自動化數據處理及控制后,實現灌溉自動化[1]。按照灌溉控制過程的自動化程度可將灌溉系統分為自動灌溉智能控制系統和半自動灌溉系統:自動灌溉智能控制系統運行過程中,不需要人工干預,設定好的控制參數后,根據傳感監控參數與設定參數的對比結果,生成灌溉控制指令,實現灌溉過程的自動化控制;半自動灌溉系統中沒有傳感監控系統,無法按照環境信息進行控制過程調節[2-3]。筆者通過利用傳感技術、信息交互技術、計算機及電氣控制技術,搭建一種智能監控自動化灌溉系統,利用智能監控傳感器采集作物生長狀態、環境信息及土壤溫濕度參數狀態,并經總線控制傳輸至中央監控計算機,與灌溉專家系統參數進行對比,生成灌溉控制指令,驅動灌溉執行機構,實現灌溉自動化。

1智能監控灌溉系統總體設計

所設計的智能監控灌溉系統采用總線控制的灌溉方式,預留無線擴展接口,由多個監控系統終端組成,并采用總線控制的方式連接至中央監控計算機[4],如圖1所示。監控系統終端包含溫濕度傳感器信息、天氣預報信息及土壤濕度參數等。中央監控計算機利用內置的灌溉專家系統對監控終端信息進行處理,制定灌溉控制指令,有效進行農田灌溉[5-6]。灌溉系統的信息化水平直接決定了監控信息傳輸以及控制指令的傳輸有效性。

2系統硬件設計

摘要：隨著“城市森林化”理念的提出，對建筑生態化越來越重視。由于垂直森林建筑涉及植物灌溉問題，本文分析了“垂直森林”建筑的關鍵組成部分———智能化灌溉系統的技術組成，以期人們能對智能化灌溉在建筑綠化中的應用有更深入的了解和推廣新技術的應用。

關鍵詞：垂直森林；建筑；智能灌溉；計算機

當前城市缺乏足夠的公共綠地來調節城市環境，隨著建筑層次逐漸增高和密度增大，人們對綠色人居環境的迫切性越來越強[1]。為此，“城市森林化”、“城市生態化”、“花園城市”等口號相繼提出，使用各種先進技術手段開展建筑垂直綠化，建設了空中森林、垂直村落、垂直城市等，以補充城市綠化不足[2]。垂直森林建筑是現代建筑綠化的創舉，通過植物與建筑的垂直界面相結合，開拓了城市綠化的新空間，其集建筑學、植物學、物理學、材料學、環境學、灌溉學等多門學科技術于一身[3]。由于垂直森林建筑一般比較高，垂直綠化手段的日趨復雜，且建筑立面有不易達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鍵技術環節。

1智能灌溉系統

由于植物因光照條件和生長高度不同，其需水量也差異明顯，除了植物灌溉外，還要將液態肥料輸送到每個種植單元中，滿足植物的生長需求[4]，因此“垂直森林”使用了智能灌溉系統。智能灌溉系統可根據植物種類、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分。其可以獨立管理不同區域的種植設備，通過遠程控制的探測器監控植物土壤的濕度數據和植物的實際需求實現調整灌水量。1.1智能灌溉系統原理。垂直森林建筑的灌溉系統由中央控制計算機、傳感器、數據采集系統、數據存儲中心、控制中心、電磁閥及灌溉系統組成，制定相應的灌溉制度，通過傳感器將土壤墑情實時傳送中央控制系統，判定灌溉時間和灌溉量。當土壤含水率指標小于設定下限值時，自動開啟電磁閥灌溉，當土壤含水率指標大于設定上限值時，控制系統將自動關閉相應區間電磁閥停止灌溉。1.2智能灌溉系統特點。（1）智能灌溉系統采用計中央算機控制智能決策灌溉，防止人工開啟閥門的隨意性，既保證了灌溉精度、灌溉時間、灌溉水量，又能方便對植物灌溉施肥的管理，并節約人力成本。（2）智能灌溉系統采用先進的水肥混合技術，可自由設定施肥時間和管道沖洗時間，施肥均勻性高，濃度可調，根據植物種類和生長不同階段的灌溉施肥制度進行灌溉和施肥。（3）自動灌溉系統除全自動控制外，系統還允許管理人員采用半自動、手動等控制方式，控制方式多樣，適應多樣化的管理。1.3智能灌溉系統組成。1.3.1中央控制計算機。中央計算機控制灌溉系統，將與植物需水相關的氣象參量（溫度、相對濕度、降雨量、輻射、風速等）和土壤濕度通過自動電子氣象站和傳感器反饋到中央計算機數據分析中心。數據傳輸到分析中心之后，經過對數據的處理和分析，與預設值進行對比，自動決策不同區域、不同植物的所需灌水量，再發出命令是否需要進行灌溉等一系列動作，通知相關的執行設備，開啟或關閉某個區域子灌溉系統。1.3.2數據采集系統。智能灌溉系統的數據采集是由土壤水分（濕度）傳感器來完成的，土壤水分傳感器能夠實時的將土壤表面和土壤內部的水分情況通過數據傳輸中心將數據傳輸于分析和控制中心，也能實時的顯示在傳感器顯示器，PC端，APP端或者智能DTU上。采集的數據通過有線方式或者無線頻段傳輸到數據存儲、分析、顯示端，無線抗干擾能力強，傳輸距離遠。有線傳感器數量使用較多則布局稍微復雜一點。1.3.3數據存儲中心。將采集的數據存儲于DTU的內置SD卡或者直接上傳于PC機并且存儲于PC機的硬盤內，以便用戶查閱和導出相關數據，導出的數據可用作歷史數據，對于土壤質地和植物生長走勢進行分析和后期預處理。系統并且外接打印機，可以將數據打印出來進行紙質存檔。1.3.4控制中心。控制中心用于控制灌溉設備，控制中心通過接受上級指令對“垂直森林”的分區域控制灌溉。主要是通過監測的實時數據來選擇控制的區域和流量，可以根據用戶設定的上下限值自動控制，也可以手動控制。1.3.5灌溉系統。灌溉系統由灌溉設備組成，包括管道、蓄水池、閥門、電磁閥、滴灌等。水管沿結構框架進行布置，部分可直接布置在結構構件中，通過水泵增壓將水份和養分輸送到不同區域的植物。滴灌管排口不與植物生長基質直接接觸，采用微灌技術避免了滴管堵塞的隱患，增強了灌溉系統運行的穩定性。

2結語

［摘要］我國是農業大國，卻嚴重缺水。基于此，農業一直提倡利用農業灌溉系統進行變革。特別是當代信息技術發展飛速，自動化技術已經滲透到了生活的每個角落，農業灌溉也不例外。所以，越來越多的人將目光投入自動化農業灌溉的研究之中，提升農業節水面積。本文將通過對我國農業灌溉系統的探析，闡述自動化控制在農業灌溉系統中的應用優勢。

［關鍵詞］自動化控制；農業灌溉系統；應用探索

1我國農田水利灌溉面臨的主要問題

1.1水利設施不夠完善。我國常用的水利灌溉工程多為小型水利項目，這類小型水利項目多為農民自主籌資修建而成，多數沒有對其進行長遠的規劃，科學性也不強，所以，其工程修建的內容較為簡單，故水利設施在質量上較差，使用一段時間后，就會出現故障[1]。而大型的水利工程其質量可以得到保證，但由于缺乏后期的維修與保養，贏利點逐漸下滑，與當前農業發展極為不相符，同時，我國水利灌溉工程在修建時，其水庫的分配并不合理，在旱季達不到應有的效果，還有待進一步完善。1.2灌溉渠道淤泥較多，不通暢。在我國一些地方的農田水利灌溉，多是以挖一條溝或修一條渠的辦法進行引水灌溉的，這樣的工程毫無質量保障。類似設施經過多年使用，就會出現漏水或渠道淤泥過多的現象，其質量會因這些問題而變得使用年限降低。灌溉渠道在使用過程中，容易將泥沙帶進水中，使水渠道受淤堵而影響灌溉效果。1.3管理相對薄弱，投入相對不足。由于我國水利工程在管理上存在不足，產權不明確，水利修建完畢，其后期的維護的責任歸屬不明確，致使農田水利工程在管理上不到位，在工程上出現較為嚴重的漏水現象，同時，降水量又達不到灌溉標準。在農業經濟建設的同時，忽略對水利灌溉的維護與投資，致使水利工程質量下降，影響農業的發展。

2農業灌溉系統自動化控制的必要性

1.1社會發展趨勢。區域間水資源分配不均，加劇了生產水平的差異。南方地區氣候獨特，降水充足，多洪澇之災。北方降水稀少，甚至干旱數年。雖然我國水資源問題依舊存在，但當代社會是智能化的時代，現代信息技術的發展更為實現自動化農業灌溉系統提供了有利的條件。通過對先進灌溉技術的借鑒與總結，摸索出適合我國農業灌溉的自動化灌溉系統并不困難。2.2傳統農業灌溉不足。傳統農業灌溉多數是人工灌溉，當然可以借助些簡單的灌溉工具，如：水車等。但隨著物價上調，農業灌溉的雇傭成本也在上漲。對于廣闊的農田而言，其高額的人工成本令農民難以負擔。特別是自動化灌溉系統前期投入資金較大，需一次性投入，其后還有養護維修等方面需要，自動化灌溉系統在經濟成本上還是很大的。另傳統農業灌溉技術只能解決小區域間的水資源分布問題。對于大面積的水資源分配，還是有一定的困難度。基于農業灌溉問題的種種缺陷，我國農業灌溉系統急需更加專業的、自動化技術來解決。自動化控制在農業灌溉中的優勢主要表現在以下幾個方面：一，操作簡單、節水性能高。農業灌溉系統對操作水平沒有太高的要求，自動化控制系統設計易于操作。二，農業灌溉過程會摻雜化肥的使用，化肥中含有大量的腐蝕性物質，自動化控制灌溉選擇了防腐蝕性強的材質作為管道或渠道輸水設施。所以，自動化控制灌溉系統設置簡易，輸水過程中水源通過的渠道較少，因此輸送到灌溉地的水潔凈度也高。

摘要：針對國產微灌系統在使用過程中，灌水器易被堵塞的難題和農業生產管理水平不高的現實，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際要求的微灌系統。主要適宜于保護地蔬菜、花卉栽培中應用，在保護地應用該項技術時可配合地膜覆蓋，以降低保護地環境濕度。

關鍵詞：小管出流灌溉系統

（一）小管出流灌溉系統的特點與適用條件

小管出流灌溉系統是中國農業大學水利與土木工程學院研究開發成功的一種微灌系統。它主要是針對國產微灌系統在使用過程中，灌水器易被堵塞的難題和農業生產管理水平不高的現實，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際要求的微灌系統。主要適宜于保護地蔬菜、花卉栽培中應用，在保護地應用該項技術時可配合地膜覆蓋，以降低保護地環境濕度。小管出流灌溉系統具有下列特點：

（1）節能、堵塞問題小、水質凈化處理簡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，解決了滴灌系統灌水器易于堵塞的難題。因此，一般只要在系統首部安裝60～80目的篩網式過濾器就足夠了（滴灌系統過濾器的過濾介質則需要120～200目）。如果利用水質良好的井水灌溉或水質較好水池灌溉，也可以不安裝過濾器。同時，由于過濾器的網眼大、水頭損失小，既減少能量消耗，又可延長沖洗周期。

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

摘要:本文設計了一種溫室大棚智能灌溉系統，采用STM32F103C8T6單片機核心板，通過溫度傳感器模塊、土壤濕度傳感器模塊、氣體傳感器模塊對溫室環境參數進行實時監測，采用模糊規則設計智能模糊控制器，根據溫室的濕度、溫度、光照等條件參數，確定電磁閥開度，實現智能灌溉的目的。該系統具有成本低廉、操作和維護簡單的特點，適合我國目前的智能灌溉控制系統，具有較強的實用性和市場價值。

關鍵詞:智能灌溉；STM32F103C8T6；實時監測；系統設計

1引言

隨著農業現代化技術的快速發展，農業自動化程度越來越高，逐步向完全自動化、無人化的方向發展[1]。作為一種可以改變植物生長環境、可以提供植物最佳生產條件的場所，溫室大棚在我國發揮重要作用。本文所設計的溫室大棚智能灌溉系統，可使用戶通過短信接收告警信息，或利用遠程終端登陸平臺及時提取和查看數據，無需親臨大棚實地查看溫濕度等數據，即可實現對大棚運行狀態的實時監控，大大方便了用戶對大棚的管理，同時可以實現智能灌溉的功能。

2系統設計

本系統主要由STM32F103C8T6單片機核心板、土壤濕度檢測電路模塊、DS18B20溫度檢測電路模塊、燃氣/煙霧檢測電路模塊、報警電路、繼電器驅動電路以及按鍵電路組成。通過使用Multism10、Proteus、KeilC51等軟件，對電路原理圖進行仿真分析，編寫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、光照檢測采集與處理、無線收發、信息顯示、超限處理。

摘要：本文以壓力傳感技術、變頻調速技術、可編程控制技術為基礎，結合近年來泵站建設和低壓管道灌溉的經驗，將“液位自動控制節水灌溉系統”改進為“自控變頻節能節水灌溉系統”，有效提高了現代灌溉系統中水量流量的自動控制技術，為田間管理提供了強有力的技術支撐。

關鍵詞：自動變頻；節能節水；灌溉系統；研究

目前全球淡水資源日趨緊張，在我國有很多地方農田和生活用水緊張的情況相當嚴重，有的已出現斷水現象，因此節水問題已成為全社會共同關注的嚴重問題。

早在1997年，在桐鄉市政府支持下，經市水利勘測設計所設計并在河山含村示范區等地建成低壓地下管道灌溉試點工程，由于田間用水量變化大，為了解決水量流量的實時調控，泵站的出水池新建了高大的蓄水池，蓄水池內安裝了液位控制器，串接于電機控制柜的控制回路中，初步解決了用水量、出水量的實時調控。“液位自動控制節水灌溉系統”于1998年獲浙江省水利廳科技進步三等獎，2004年獲浙江省水利廳優秀工程設計獎。2005年秋，桐鄉市水利局在石門鎮民豐村明渠灌溉的廟橋浜泵站試用手動變頻調速控制水泵運行，取得較好地效果，受到當地群眾的高度贊譽。

一、“自控變頻節能節水灌溉系統”的總體設計

一是引入變頻調速技術、壓力傳感技術、可編程控制技術于農田灌溉。由變頻器、壓力變送器、壓力顯示器、可編程控制器、可編程時控器、相序保護器和空氣開關、斷路器、交流接觸器、時間繼電器、熱繼電器、按鈕、指示燈、儀表等電器集成(均為國產)的智能型自動控制柜“自控變頻節能控制柜”，作為“自控變頻節能節水灌溉系統”的指揮中心，能根據田間用水量的變化，自動變頻調速調節水泵出水量，自動進行工頻變頻切換和單泵雙泵切換，自動按設定時間開機停機。在泵站建設中，針對平原水網地區泵站規模較小的特點，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，比傳統的開敞式引水道有限地節省了工程量，減少了土方開挖和回填土，方便了施工。

內容提要:提高灌溉系統的技術效率是優化灌溉管理、有效利用農用水資源的重要手段。本項研究的主要目的是分析影響我國地下水灌溉系統的技術效率和產出水量的相關因素，為國家引導和制定合理的灌溉管理政策提供理論和實證依據。本項研究采用了定量研究的方法，建立了地下水灌溉系統技術效率和產出水量的決定因素模型，分析數據來源于作者對河北省3縣30個村的87個地下水灌溉系統3個時期的調查。研究結果表明，產權制度、治理機制和系統規模是影響地下水灌溉系統技術效率的主要因素，非集體產權制度的技術效率明顯優于集體產權制度的技術效率。根據研究結論，本文也提出了一些政策建議。

關鍵詞:地下水灌溉系統技術效率產權制度

一、研究背景

中國擁有世界上最龐大的灌溉系統，灌溉在農業生產中發揮著至關重要的作用，農業生產的增長與灌溉面積的增加是息息相關的(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（國家統計局，1999），這主要是源于地表水與地下水的聯合開發利用。

五十年代到六十年代，灌溉面積的增加主要來源于地表水的開發利用。從七十年代以來，新增灌溉面積的水源主要是地下水，因而地下水灌溉系統1在我國尤其是在地表水十分匱乏的華北地區農業生產中的作用日益突出。然而，隨著地下水灌溉系統的逐漸發展，地下水位下降、地下水超采的現象也日趨嚴重；這使人均水資源本已十分匱乏（僅為世界人均水平的1/4）（水利部和國家計委，1999）的我國無疑更是雪上加霜。隨著人口增長、城市化和工業進程的加速，嚴重缺水已成為制約我國經濟發展和困擾人民日常生活的大問題。

隨著水資源短缺形勢的日益嚴峻，自從七十年代末期以來，包括我國在內的許多發展中國家的灌溉系統普遍出現了老化失修和生產力下降、國家財政負擔日益加重、水利投資明顯不足的現象。許多發展中國家為了減輕國家的財政負擔，提高水資源的利用率和水利工程的運行效率，緩解水資源尤其是農業用水的緊張態勢，先后出現了將灌溉系統的權責從政府向農民協會和其它私人組織轉移的改革浪潮（IWMI，1997）。水資源管理不善也逐漸被認同為是導致水資源短缺問題的重要原因之一（WorldBank，1993；IWMIandFAO，1995）。

我國是一個水資源短缺的國家，尤其西北地區更加嚴重。就我國目前發展階段和水平而言，節流是解決水資源危機的根本出路。我國農業用水約占全國用水總量的62%，部分地區高達90%以上，所以大力發展智能化高效節水灌溉，自然就成為我國緩解水資源供需矛盾的必然選擇。

1智能化節水灌溉系統優越性

1.1大大提高了作物灌溉用水效率

通過智能化節水灌溉系統，根據實時監測土壤濕度及其他環境信息，通過計算機處理分析，再根據作為生長所需水閾值，實現了作物灌溉用水控制精準化，大大提高了作物灌溉用水的有效利用率，極大的節約了水資源。

1.2實現了適時適量、科學合理的精細灌溉

智能化節水灌溉系統可自動根據作物種植區實時的氣候情況、所種植作物需水情況和土壤濕度情況進行適時、適量地灌溉，實現了農業種植的精細灌溉，使得灌溉更加科學合理，提高了灌溉質量。

摘要：隨著經濟的快速發展，生態環境資源消耗愈來愈大，水資源利用率逐漸成為人們關注的重點，水資源匱乏問題日益凸顯，農業作為水資源利用的重點環節，其節水灌溉的規劃和設計如果不能夠做好則會導致水資源的浪費，本文就此展開探討。

關鍵詞：水利工程；節水灌溉；規劃設計

引水灌溉的工程在運行過程中可以有效提高水資源利用率，進而促進農業更好地生產和發展。但是，水利工程在運行過程中，節水灌溉規劃存在不少問題，應引起相關部門的高度重視，并采取有關應對措施。

1水利工程灌溉現狀

1.1灌溉系統老化。當前，我國農業灌溉仍有許多實際問題需要解決。在日常農業生產過程中，灌溉系統的老化現象日益突出。由于長期種植作物，在耕作和管理過程中對土壤的物理、化學性質有所影響，例如土壤肥力不夠，土壤鹽堿化加重，土壤板結嚴重，這些現象都對整個灌溉系統有較大影響，大大降低灌溉系統的效率。另外，灌溉系統在長期運行過程中缺乏有效的維修管護，導致灌溉系統老化，例如水閘、引水渠道、節水灌溉系統管道及首部設施老化，不能達到設計灌溉要求，從而導致灌溉效益不能達到預期效果，影響用水戶的最終收益[1]。1.2水利灌溉系統建設。近年來，我國農業水利工程建設逐步擴大，有效提高了農業灌溉水利用效率。與此同時也存在一些問題，例如水利工程灌溉制度不夠完善等。國家高度重視水利和農田水利建設，隨著農業機械化的發展，當今水利灌溉系統能力還有待提高，灌溉水平不能滿足現代農業灌溉的需要。水利工程在農業生產中廣泛分布，但在水利工程規劃過程中與當地實際結合不緊密，導致水利工程利用效率低，節水增效不顯著。此外，地方財政在水利灌溉工程中存在資金缺乏保障問題，一些財政部門會無序增加國家資金投入力度，導致項目開展較為困難。節水灌溉系統在建設過程中也存在問題，有時缺乏設計的合理性，所以灌溉工程的效果不顯著。此外，財政部門在增加灌溉工程資金使用的同時，對當地經濟帶動作用不顯著，未綜合考慮導致區域經濟發展不平衡，進一步加大了農業生產人員的經濟壓力[2]。1.3缺乏專業人才。不僅農田灌溉系統不完善，而且農田灌溉專業技術人才匱乏，國內從事灌溉的專業技術人員較少。在大多數農田水利工程中，沒有專業技術人員管理和操作農田灌溉工作。因此，當灌溉過程中出現問題時，很難及時得到解決，并將其擱置一旁。這個問題會造成大量的水資源浪費，違背了節約用水的原則。

2提高水利工程灌溉規劃效果舉措