前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇灌溉機范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
關鍵詞:噴灌機系統 水源 動力設備 系統形式選擇 效益分析
中圖分類號:S274.2文獻標識碼:A
噴灌系統一般包括水源、動力設備、水泵、管道系統及噴頭等部分。要進行灌溉,首先必須解決水源問題,據統計目前采用打井抽取地下水為噴灌水源的較多,也有采用地表水,其類型沒有限制,只要在灌溉期能保證水量和質量即可;水泵是將從水加壓,使水能達到噴射的要求;動力設備的功率要與水泵配套;管道系統是把經過水泵加壓后的灌溉水送到田間,它必須要滿足流量和壓力的要求,常分成干管和支管兩級;噴頭是噴灌系統的專用設備、也是重要部件,其作用是把水泵加壓后的集中水流分散成細小的水滴并均勻地散布在田間。
本文以《黑龍江省農墾總局紅旗農場節水灌溉示范項目實施方案設計》設計參數指標來介紹半固定式噴灌系統的工程設計應用,項目區灌溉面積2700畝。
1 示范區工程概況
紅旗農場位于哈爾濱市西南郊,分布在哈爾濱市的南崗、道里、平房三個行政區,隸屬哈爾濱分局管轄。場部設在南崗區的王崗鎮,距市區9公里。地理坐標:東經126°22′30″~126°33′45″,北緯45°34′~45°41′。土地總面積2.03萬畝,其中:耕地面積1.3萬畝。
此次節水灌溉示范區選擇在農場的第四生產隊和第五生產隊。第四生產隊位于哈爾濱市西南部的機場路兩側,距哈市13公里。北靠松花江,東鄰哈爾濱新發鄉,西鄰哈爾濱新農鄉,南靠榆樹鄉,機場路橫穿境內,交通十分方便,現有耕地面積3400畝。該區地勢平坦低洼,土壤屬于草甸沼澤土,PH值為7.5。
地下水儲量豐富,水質良好,單井出水量144立方米/小時。
第五生產隊位于哈爾濱市的動力區境內,與哈爾濱市的朝陽鄉接壤,緊靠哈爾濱市的平房區。京哈高速公路從境內通過。現有耕地面積2800畝。該區地形地勢起伏明顯,屬于漫崗地。土壤為黑粘土類型,適于種植各類經濟作物。地下水儲量豐富,單井出水量可達到80~100立方米/小時,水質良好,適宜農田灌溉。
2 水源工程
灌溉水源分為地表水和地下水兩種,該項目區灌溉水源為地下水,根據農場調查及實際運用情況,參照已成井鉆孔柱狀圖,確定井深88米,成井后動水位埋深60米左右,出水量80~144立方米/小時,井徑300毫米。需新打井14眼。經過噴灌系統設計和計算后,得知泵站的設計流量和揚程,通過壓力管道輸送至田間進行噴灌。
3 噴灌系統確定
3.1噴灌系統形式選擇
根據示范區實際情況和操作運用情況,選擇8PR(L)系列管道式噴灌機,管材采用襯膠噴灌管,接頭為適合丘陵地區使用的偏角可達30°的球頭式,性能先進,具有結構簡單、性能穩定、水損小、安裝操作方便、適應性強、造價低等特點。
3.2 噴灌系統設計
⑴布置的原則
①干管應沿主坡方向布置,在地形較平坦地區,支管應與干管垂直,盡量沿等高線方向布置;
②在平坦地區,支管的布置應盡量與作物耕作方向一致,并與田間工程規劃相配合;
③在經常刮風的地區,布置支管與主風向垂直,這樣在有風時可加密支管上的噴頭,以補償由于風造成噴頭橫向射程的縮短;
④支管上各噴頭的工作壓力要求接近一致,或在允許的差值范圍內。
⑤抽水站應盡量布置在整個噴灌系統的中心地點,以減少輸水的水頭損失;
⑥噴灌系統應根據輪灌要求設置控制設備,一般每根支管應設有閘閥控制。
⑵確定噴灌方式
選擇8PR(L)管道式噴灌機,其主要技術規格及性能如下表:
⑶管道與機井布置
機井設在主管道一端或中央, 支管與干管銜接交角為90°,干管基本上呈東西向,支管呈南北向,具體布置見附圖。
⑷噴灑水利用系數
根據氣候條件選取,風速為3.4~5.4米/秒,η=0.7~0.8。
⑸設計風速
應采用區內主要作物關鍵需水期設計日噴灌時間內平均風速的多年平均值,根據紅旗農場氣象資料,作物需水期平均風速為4米/秒。
⑹設計灌水周期
根據實際運用情況,確定灌水周期T=7天。
⑺噴灌工作制度
①計算灌水定額
參照表4-1,選擇一次灌水定額為37.5毫米(25立方米/畝)。
②每日凈噴灌時間
根據國家標準GB85-85中規定,結合農場實際情況,為充分發揮噴灌機效率,每日凈噴灌時間確定為t=16小時。
③噴頭組合間距的確定
噴頭的組合間距不僅直接受噴頭射程的制約,同時也受到噴灌系統所要求的噴灌均勻度和噴灌區土壤允許噴灌強度的限制。
初步選定噴頭噴嘴口徑為7×3.1毫米,噴頭射程R為18米,流量為3.5立方米/小時,噴頭工作壓力為250千帕。
確定噴頭組合間距為18×18米,即同一根支管上噴頭間距為18米,支管間距為18米。
④噴頭在一個噴點上的噴灑時間
t=abm/1000q
式中:
a---噴頭間距,a=18米;
b---支管間距,b=18米;
m---設計灌水定額,m=37.5毫米;
q---噴頭流量,q=3.5立方米/小時。
計算得:t=3.47
⑤噴頭每日可工作的噴點數
n=tr/(t+ty)
式中:
tr---噴頭每日噴灌作業時間,tr=16小時;
ty---每次移動、拆裝和啟閉噴頭的時間,ty=0。
計算得:n=4.61個,取n=4.5個
⑥支管輪灌方式的確定
為減少干管管徑,方便人工搬移支管,采用干管兩側的支管輪流往返作業。
⑦確定支管上的噴頭數和支管根數
根據試算結果,確定噴頭間距18米,支管間距18米,噴頭流量3.5立方米/小時。所選管道及噴頭滿足要求。
⑷噴灌系統設計流量的推求
Q=np•q/ηc
經計算計算得:當np=13時,Q=47.9立方米/小時。
當np=9時,Q=33.2立方米/小時。
⑸噴灌用水量計算
Wm=m0A/ηc
式中:
m0---設計灌水定額,取m0=25立方米/畝;
A---作物噴灌面積,A=2700畝;
ηc---輸水利用系數,ηc=0.95。
計算得:Wm=71053立方米
⑹單臺機組控制面積
①當np=13時,
A0=0.252×0.018×1500×4.5×7=214.33(畝)
確定A0為200畝。
②當np=9時,
A0=0.18×0.018×1500×4.5×7=153.09(畝)
確定A0為150畝。
⑺機組臺數確定
根據地塊大小確定,通過計算確定機組臺數共計14臺。
⑻噴灌系統設計水頭
H=Zd-Zs+hs+hp+Σhf+Σhj
hf=S0QmL,S0=f/db
通過計算管道沿程水頭損失和局部水頭損失設計揚程為123.19米。
⑼確定動力機和水泵
根據工程設計情況,選擇沈陽潛水泵200QJ(R)50-120/8型號,流量范圍35~60立方米/小時,揚程工況范圍97.6~144米,配帶電機功率為25千瓦,共需14臺套。
關鍵詞:GSM;灌溉;遠程控制
中圖分類號:S237;TN919.72文獻標識碼:B文章編號:0439-8114(2011)11-2343-02
Design of A Message Control System for Irrigation Pump Set in Mountain Citrus Orchards
MA Min,FAN Qi-zhou,ZHOU Bo,DENG Zai-jing
(College of Engineering, Huazhong Agriculture University, Wuhan 430070, China)
Abstract: In order to solve the control problem of mountain citrus irrigation, a message remote control system had been developed. The system was modular in design. It was mainly consist of a power module, a control module, a communication module, a trigger module, a driver module and a light and voice warning module. The control module was the MSP430 chip. A GSM module was used to serve as communication module, which enabled irrigation remote control, voice alerts and message feedback. It also could be adapted to all kinds of mobile phone or wireless phone. Telephone number for message sending and receiving could be changed according to need. It could also prevent telephone harassment and delete read messages. The system could be reasonably used in existing irrigation pump sets. With advantages of good versatility, low cost, good extended performance and stability, it would have a good prospect.
Key words: GSM; irrigation; remote control
在丘陵、山區的柑橘園,多與果農居住地相距較遠,普通灌溉機組人工操作費工費力,灌溉時間和灌溉量不易把握,造成灌溉不及時或過量等。引進的國外現代灌溉系統功能較全,但因山地地勢及水源等條件限制,建設與應用成本高,難維護、管理和推廣,幾乎僅限于示范地。結合中國國情,在合理利用現有灌溉系統基礎上,研發一種適合果農使用的低成本、通用、可遠程控制的柑橘園灌溉控制系統顯得十分必要。
GSM移動通信網絡應用成熟穩定,在農業設施領域已經展開研究與應用。有開展GSM對溫室溫濕度實時控制的應用研究;有利用GSM實現谷物產量的實時采集、存儲于無線發送;有設計基于GSM的水渠水位自動測報系統,實現水位信息的自動采集、存儲、遠程通信和實時查詢;有展開基于GSM的農田氣象信息采集、傳輸和監控系統的應用研究;有開發基于GSM短信模塊的農田灌溉控制器,實現對農田灌溉的遠程自動控制[1-5]。試驗在合理利用山地柑橘園現有電動灌溉機組的基礎上,開發了一套基于GSM短信模塊的低成本、通用、擴展性能好的柑橘園灌溉遠程控制系統,實現灌溉遠程控制、語音警示和控制狀態的短信息反饋。
1系統構成及功能
試驗設計的柑橘園遠程灌溉系統,由GSM短信模塊、單片機、指示燈與語音警示模塊、固態繼電器、觸發模塊、電源模塊、電動水泵機組和手機組成。用戶使用手機發送短信控制指令來控制電動水泵機組工作,進而控制柑橘園的灌溉。系統構成原理圖如圖1所示。GSM采用華為公司生產的GTM900C無線模塊,一款兩頻段GSM/GPRS無線模塊,支持標準AT命令及增強AT命令,提供豐富的語音、短信、GPRS數據和電路型數據業務以及來電顯示、呼叫轉移、呼叫保持、呼叫等待、三方通話、組呼、廣播和私密呼叫等功能。單片機采用TI公司生產的MSP430,一類具有精簡指令集、超低功耗、帶FLASH的16位單片機,可在線對單片機進行調試和下載,且JTAG口直接和FET(FLASH EMULATION TOOL)的相連,無需另外的仿真工具,方便實用,在超低功耗模式下工作,對環境和人體的輻射小,可靠性強,防強電干擾,適應工業級的運行環境,性價比和集成度高[6]。指示燈與語音警示模塊采用LED燈與工業化生產的單片語音集成電路,觸發電路采用固態繼電器觸發電路,電源模塊采用12 V蓄電池組。
GTM900C無線模塊串口與MSP430串口直接連接,GTM900C無線模塊接收手機短信控制指令,再將短信控制指令發送給MSP430,單片機依此通過控制固態繼電器(SSR)來驅動水泵開啟或關閉,并打開相應語音警示和指示燈,GTM900C無線模塊再給手機回復短信,指示控制已完成。該系統適用各種手機或無線電話,可防電話騷擾、刪除已讀短信以及更換手機號后亦可實現對新號的默認。
2系統硬件的設計
該系統采取模塊化設計,主要分為電源模塊、控制模塊、通信模塊、觸發模塊、驅動模塊和指示燈與語音警示模塊。
電源模塊為12 V蓄電池組,及由L7809、L7805和LM317芯片組成的+12 V電源分別穩壓為+9 V、+5 V和+3.3 V的穩壓電路,為后續幾大模塊供電。控制模塊即MSP430單片機最小系統核心板,+5 V或+3.3 V供電,由供電、晶振、上電復位、排針和JTAG接口電路組成,負責處理與GSM通信模塊之間的通信以及控制指示燈與語音警示模塊和觸發模塊。通信模塊即GTM900C短信模塊,+9 V供電,主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口、UART接口和SIM卡接口電路組成,主要負責收發手機短信控制指令,以及將控制指令發送給單片機并傳遞單片機返回的信息。控制模塊與通信模塊之間采用RS232串口通信,本系統兩者電平兼容,串口直接相連。驅動模塊采用固態繼電器,觸發模塊主要是固體繼電器觸發電路,原理圖見圖2。指示燈與語音警示模塊主要是由兩路LED燈和兩路單片語音集成電路構成。LED燈電路由1 kΩ電阻和LED燈組成,單片機IO口直接驅動,一路作為單片機開機指示燈,另一路作為短信發送狀態指示燈。語音集成電路由語音集成芯片和揚聲器組成,+3.3 V供電,脈沖觸發,一路作為運行指令的語音警示,另一路作為停止指令的語音警示,考慮成本,暫選用市面上已大規模應用的語音模塊,規模化后可批量定制相應語音模塊。
3系統程序的設計
GSM移動網絡運營商提供短信業務,一次可傳輸140英文字符或70漢字字符,完全適用柑橘園灌溉短信控制指令。GSM收發短信有兩種模式:基于AT命令的TEXT模式和基于AT命令的PDU模式。華為公司的GTM900C均支持兩種模式,考慮到TEXT模式易于編程,本系統采用TEXT模式。本系統收發短信分別采用AT+CNMI指令和AT+CMGC指令。先測試GSM與PC機通信程序,整理出程序框架與流程,再對照編寫GSM與單片機通信程序。程序的核心在于對串口接收到的數據的判定。單片機編程使用C語言,主程序流程圖見圖3。
4小結
該文所論述的山地柑橘園灌溉遠程控制系統主要采用模塊化設計,便于應用到現有柑橘園滴灌系統上,亦可應用到先進的現代灌溉自動控制系統中,建設與應用成本低,后續擴展空間大,已裝成樣機,并申請幾項相關專利。系統在華中農業大學工學院工科基地進行了試驗,效果穩定,達到了預期設計目的。圍繞柑橘園灌溉系統,有大量工作可開展。合理利用現有灌溉系統,綜合運用信息技術、自動控制技術和傳感器技術,采用模塊化設計理念及系統工程的原理,統籌規劃,可減少資金、能源和人力投入,降低生態負荷,營造柑橘生長需要的生態環境,有效施肥,防病蟲害,可促進柑橘產業發展和生態和諧。
參考文獻:
[1] 句榮輝,沈佐銳.基于短信息的溫室生態健康呼叫系統[J].農業工程學報,2004,20(3):226-228.
[2] 周國祥,周俊,苗玉彬,等.基于GSM的數字農業遠程監控系統研究與應用[J].農業工程學報,2005,21(6):87-91.
[3] 潘崢螓,徐猛.基于GSM短消息的水渠水位自動測報系統[J].計算機工程,2007,33(7):234-236.
[4] 郭志偉,張云偉,李霜,等.基于GSM的農田氣象信息遠程監控系統設計[J].農業機械化學報,2009,4(3):161-166.
[5] 楊耿煌,郭開榮,李亞偉.基于GSM短信平臺的灌溉自動控制器的開發[J].沈陽農業大學學報,2005,36(6):753-755.
[6] 胡大可.MSP430系列FLASH型超低功耗16位單片機[M].北京:北京航空航天大學出版社,2001.
在面積為4m~2的玉米和馬鈴薯實驗田里,進行污水灌溉試驗,灌溉水量為2.5l/m~2,重復四次。自來水(對照);(2) 一次灌溉含200mg/l酚、間苯二酚、鄰苯二酚、對苯二酚、苯、吡啶、安尼林以及30mg/l萘的模擬污水;(3) 四次灌溉同一模擬污水,每次隔16~17天。末次灌溉后測定馬鈴薯根、葉莖和玉米根部毒物含量。研究表明,二元酚和萘這些化合物因化學不穩定性,在土壤和植物中迅速分解而未檢出。單元酚、吡啶、苯、安尼林在植物中降解和蓄積的速度不同。苯穩定性最低,6天后未能檢出。作物的地上部分對有機物的分解比根部為強。如單次灌溉,玉米根內酚、安尼林、吡啶分解期分別為灌溉后的13、17~25和17~25天以上,而同時玉米葉內上述毒物的分解期則為10、13和17天。研究表明,用模擬污水重復灌溉并不引起植物中被研究毒物含量的升高,多數情況呈負相關,如玉米和馬鈴薯分別灌溉四次和三次內加人聯苯與氯,其電子俘獲峰與未接受氯化的對照樣進行比較(表2),結果表明氯化使進水水樣出現n個另外的峰,出水水樣出現19個另外的峰。在對照樣品中存有微量的二氯和三氯代苯,而且氯化后可使其濃度略微增加。
二氯聯苯在未氯化的進廠水水樣中的濃度為2.4拼g/l,經廢水處理廠消毒后其濃度增至10.8群g/l,如未經氯化的進廠水樣,加入聯苯和氯后,則二氯聯苯的濃度可達28.6群g/l但是在出廠水樣中二氯聯苯的濃度有所減少。然而,總的氯聯苯的峰高是較高的,可能是因為含氯較多的聯苯異構體形成較多的緣故。
上述表明,在含有聯苯的城市廢水中,經氯化消毒后可以形成各種氯聯苯的異構體,這將對廢水的生物處理、廢水排放下游的生態系統以及水的利用產生影響。[GaffoeypE:JWatpo岌luCootro土Fed49(3):401,1977(英文)陳學敏摘蔡宏道校054污水灌溉農作物中某些有機毒物的分解動態
作者在面積為4mZ的玉米和馬鈴薯實驗田里,進行污水灌溉試驗,灌溉水量為2.5l/mZ,重復四次。實驗方案如下:(1)自來水(對照),(2)一次灌概含200mg/z酚、間苯二酚、鄰苯二酚、對苯二酚、苯、毗咤、安尼林以及30mg/l蔡的模擬污水;(3)四次灌溉同一模擬污水,每次隔16~17天。末次灌溉后測定馬鈴薯根、葉莖和玉米根部毒物含量。研究表明,二元酚和蔡這些化合物因化學不穩定性,在土壤和植物中迅速分解而未檢出。單元酚、毗咤、苯、安尼林在植物中降解和蓄積的速度不同。苯穩定性最低,6天后未能檢出。作物的地上部分對有機物的分解比根部為強。如單次灌溉,玉米根內酚、安尼林、毗咤分解期分別為灌溉后的13、17~25和17~25天以上,而同時玉米葉內上述毒物的分解期則10、13和17天。
研究表明,用模擬污水重復灌溉并不引起植物中被研究毒物含量的升高,多數情況呈負相關,如玉米和馬鈴薯分別灌溉四次和三次后,單一毒物蓄積量比一次灌溉的低,特別是灌溉一次的玉米根內毗咤最大含量達1.30mg/kg,而四次灌概的為0.70mg/kg;玉米葉則分別為0.98和0.20mg/kg。酚也如此。重復灌溉時,植物中有機物的分解速度在很多情況下也比一次灌溉的快,如灌概一次玉米根內安尼林和毗咤分解期大約為25天,灌溉四次的為17天。酚則分別為13和10天。根據統計處理的實驗資料結果可以認為,作物內有機毒物達最高蓄積量后,其降解規律按下式進行:
結論:1,農田污水灌溉含多元酚200mg/l(煤焦化工業處理前污水的平均含量)、蔡30mg//從衛生觀點看沒有危害,因為這些物質在作物內無蓄積。2,苯在植物中滯留時間較短,單元酚、毗咤、安尼林具蓄積性,末次灌溉后,最后分解需2~3周。地面部分作物對毒物降解快。3,反復灌概,不影響作物中有機物蓄積,故作物生長期可多次灌溉055飲用水中某些化學物質的致突變性在美國飲用水中已鑒定出300余種化學物質,作者選其中的71種,用Ames的組氨酸缺陷型鼠傷寒沙門氏菌平板滲人法檢測其致突變性。對于揮發性物質則采用千燥器法或懸濁液法。用多氯聯苯誘導大鼠或直接用小鼠和人的肝勻漿作為化學物質的體外激活系統。此外,還用埃希氏大腸菌wP:或麥酒酵母D:檢測某些化學物質的致突變作用。
結果表明,有45種化學物質未能引起鼠傷寒沙門氏菌的回復突變。另外的26種化學物質在一種或多種檢測系統中均引起微生物的回復突變,見表。
飲水中具有潛在致突變或致癌性的化學物質的來源有。一是采用氮消毒飲水的產物,如三鹵代甲烷;二是工業廢水流入水源(月一鹵代醚類和2,6一二硝基甲苯)或飲用排出的還流(如艾氏劑和DDT等農藥),因此,必須改進水質凈化的方法。[ScottD等:Ptogre,510GeoetieTox,eolog了p·249一258,1977丁訓誠摘姚志麟校]。石61.12一十二烷二胺在地面水中‘高容許濃度的研究1.12一十二烷二胺〔且HAM是結晶體。比重在70Oc時為0.814。溶解度為66。~67’。溶于酒精、苯、氯仿和加熱的環己烷。在水中溶解度為0.49/l(20’e)。通過檢查該物質在模型水中臭味減弱的程度和觀察水蚤存活率的方法來確定該物質在水中的穩定性,認為屬于水溶液中的穩定物質。且HAM對水體感官性狀的影響:臭覺闌(1級)為12.5mg/l,實際I閡(2級)18.75mg/l。味覺I閡(z級)0.05xng/l,實際鬧(2級)0.1mg/l。在加氯消毒中不會出現另外的異臭或使臭味增強。
近二十多年來,隨著人口的增加,國民經濟的高速發展及工業化、城市化進程的加快,城市與農村、工業與農業爭水的矛盾越來越突出,造成農業水資源的嚴重缺失。有專家預測,21世紀水資源短缺對我國農業和農業經濟發展的制約作用可能超過耕地資源。因此,在工農業生產中合理用水、節約用水已成為當今最重要的研究課題之一。
總理在今年的政府工作報告中指出,要加快農業科技進步,加強農業農村基礎設施建設。要搞好灌區配套改造和小型農田水利建設,大力發展節水農業,加大土地開發整理復墾力度,大規模建設旱澇保收的標準基本農田。
張家口冀雨科技有限公司于2009年在時代的大背景下應運而生,是一家以科技創新為企業發展的根本推動力,專業從事節水灌溉控制、精準農業測控及信息系統平臺的高科技公司,目前已擁有多項國家發明專利,技術居國際先進水平。總經理趙致鈞畢業于蘭州大學物理系,從事計算機相關應用開發二十幾年,醉心于計算機技術開發,針對我國節水灌溉控制器高端市場被國外產品統治的局面,他不甘心,立志成為中國國產節水灌溉高端市場的佼佼者,打破國外產品一統天下的局面,為我國農業提供實用的、用得起的最新技術產品。技術創新首先是觀念的突破。經過分析研究,趙致鈞決定不開發跟隨產品,而是充分利用目前世界先進技術,開發更適合我國客戶當前需求的產品。
經過三年的努力,冀雨實現了的第一個目標—開發出了“基于智能手機的節水灌溉智能控制系統”。該系統具有完全自主知識產權,是將當前最先進的物聯網技術應用于節水灌溉,其原理是通過遠程無線與本地近程無線通信的無縫連接,建立基于智能手機的遠程無線測控平臺、中間件以及智能手機客戶端,實現了對節水灌溉系統特別是中心支軸式噴灌機的不限距離的遠程控制和實時狀態監測。這是我國首個將物聯網技術應用于節水灌溉的實用產品,解決了大到大型農場、小到個體農戶都感到非常迫切需要解決的節水灌溉費時費力費人工的問題。該套產品填補了國內空白,達到國際先進水平,一推出就受到國內農業科研單位和農場客戶的歡迎。
該系統由硬件系統和軟件系統兩部分組成。硬件系統主要包括服務器、智能手機或PC機,以及田間集控器、中心控制器、泵控制器、閥控制器以及各種智能無線傳感器等。軟件系統包括灌溉助理服務器軟件和客戶端軟件(見圖1)。
為管理方便,灌區的全部噴灌機可分成若干組。每組中心支軸式噴灌機配一臺SS2001田間集控器和一臺SS6501中心控制器;中心支軸式噴灌機的每一塔架配一臺SS6731塔架傳感器;每臺水泵配一臺SS6601水泵控制器。可選配SS6711無線智能液體壓力傳感器、SS66712智能無線土壤溫度傳感器、SS6715 無線智能雨量傳感器、SS6713 無線智能土壤水分傳感器,以實現種植環境的全面檢測,并進一步實現根據環境的自動灌溉控制。
錦囊谷? 灌溉助理客戶端通過操控界面獲取操作者發出的操控命令,通過運營商遠程無線網絡(GSM/GPRS/3G)或寬帶網絡將其發給錦囊谷?灌溉助理服務器;錦囊谷?灌溉助理服務器通過運營商遠程無線網絡(GSM/GPRS/3G)將操控命令傳給水手?SS2000系列田間集控器;水手?SS2000系列田間集控器轉化為本地命令,通過本地無線網絡將操控命令發給水手?SS6500系列中心控制器或水手?SS6600系列泵控制器、閥控制器;水手?SS6500系列中心控制器或水手?SS6600系列泵控制器、閥控制器執行控制命令,實現對中心支軸式噴灌機或泵、閥的遠程操控。
另一方面,系統中的水手?SS6700系列智能無線傳感器將采集的現場數據通過本地無線網絡傳給水手?SS2000系列田間集控器,水手?SS2000系列田間集控器通過運營商遠程無線網絡(GSM/GPRS/3G)將數據傳給錦囊谷?灌溉助理服務器,錦囊谷?灌溉助理服務器通過運營商遠程無線網絡(GSM/GPRS/3G)或寬帶網絡將數據傳給錦囊谷?灌溉助理客戶端,錦囊谷?灌溉助理客戶端以易于理解的界面顯示出來。錦囊谷?灌溉助理服務器同時記錄操控的歷史和傳感器采集的現場數據歷史,供查詢、統計、分析之用。具體工作過程如圖2所示。
該系統主要功能:1.通過智能手機遠程遙控,可實現中心支軸式噴灌機電源通斷,機組啟停,行走方向和運行速度,以及水泵運行和停機等遠程控制;2.在智能手機上顯示中心支軸式噴灌機的運行狀態;3.實時檢測電壓、水壓、地溫、土壤濕度;4.一部手機可遠程控制多臺中心支軸式噴灌機;5.一臺中心支軸式噴灌機也可受控于多臺智能手機;6.當中心支軸式噴灌機的某一塔架發生故障,系統會向發送智能手機報警;7.可在手機上進行參數配置;8.可設定為自動控制模式,在此模式下,通過依據實時測量的土壤濕度等環境因素自動控制灌溉。9.查詢統計灌溉過程,以及降雨、光照、地溫、土壤水分等環境的數據歷史。
一、提高灌溉水利用率的基本方法
1、加大田間工程建設的力度。
2、采用先進的灌水方法與技術,建立我國噴微灌設備的產業。
3、進行以渠系防滲為中心的灌區工程改造與建設,以提高輸水效率。
4、加強田間灌溉用水管理,建立節水灌溉技術服務體系,以提高作物水分生產效率
二、提高灌溉水利用率的工程措施
在北方地區,實行井灌、渠灌結合,以地下含水層為調蓄水庫,對降水和灌溉人滲水進行調蓄,在用水淡季利用渠系引水,在用水高峰期以地下水作為補充水源,不僅可在時間上和空間上合理調節水資源,大大提高水資源的利用程度,滿足作物適時灌溉要求;同時也可通過提高水的重復利用率,達到提高灌溉水利用率的目的。實行井渠結合,還可有效控制地下水位,并使降水更有效地轉化為土壤水。
三、提高灌溉水利用率的管理措施
1、做到適時、適量灌溉。
根據當地的天氣條件、田間水分狀況、作物長勢及需水規律,水源供水能力及灌溉工程狀況等動態信息為依據,制定動態的灌溉用水計劃。同時,執行“先急需、后緩用,先灌高、后灌低,先灌遠、后灌近,先集中、后分散”的動態配水原則,并通過實時調整渠道流量和輪灌組合,避免渠道流量過大或過小,減少輸水損失。
2、加強水資源統一管理,按節水的標準對田間灌溉用水定額進行考核。
加強水資源統一管理,建立合理的水價形成機制和水費計收使用管理辦法,運用經濟杠桿促進節水。在科學試驗的基礎上,積極示范和大力推廣水稻控制灌溉、旱作物非充分灌溉等節水灌溉制度。建立健全農業節水政策法規和技術規范。多渠道籌集資金,調動農民和社會各方面力量參與節水的積極性,明晰工程設施所有權,落實管護責任,逐步形成良性的農業節水發展機制。
四、各項農田節水技術
1、耕地整理節水技術。平整土地,暢通排灌,修建池、塘、坑、窖、庫、堤等攔水、蓄水設施,深耕在22厘米以上可以打破犁底層,增加水分入滲深度和蓄水保墑能力,減少水分流失。
2、劃鋤保墑,減緩蒸發。前茬作物收獲后,及時進行淺耕,粉碎作物根茬,疏松表層土壤,破除板結,可減少蒸發保墑,消滅田間雜草和害蟲。
3、選用抗旱品種和旱作栽培技術。積極推廣耐旱作物品種,以減少作物全生育期的灌水總量,達到少灌節水的目的。
4、節水灌溉技術。節水灌溉是農業節水的重要舉措,包括以下幾種:
(1)渠道防滲技術:就是杜絕或減少由渠道或渠床而流失的水量的各種工程技術和方法。以較低的經費投入,長期保持將水源引用水量盡可能多地、安全、快速輸送到田間,達到低投入、高效益的目的。
(2)管灌:是以管道系統代替田間渠系,通過低能耗的機泵和管道系統,將低壓水輸入田間,并可用末級軟管直接澆地來滿足作物需水要求。
(3)噴灌:是將灌溉水通過由噴灌設備組成的噴灌系統,形成有一定壓力的水,由噴頭噴射到空中,形成水滴狀態,灑落在土壤表面,為作物生長提供必要的水分。它不存在輸水損失,水的有效利用率在80%以上,與土渠相比,年可節水30%~50%。
(4)微灌:是利用微灌設備組成微灌系統,將有壓力的水輸送到田間,通過灌水器以微小的流量濕潤作物根部附近土壤的一種灌水技術。其省水、省工、節能、增產效益顯著。缺點是投資較地面灌溉大,易堵塞。因此可根據經濟和種植情況合理選擇。
5、地膜覆蓋和秸稈覆蓋保水技術。這兩種覆蓋類型在我國應用面積較大,成效顯著。秸桿覆蓋還田是一種有效可行的農業節水措施,它能夠減少作物植株間的無效蒸發,調節地溫、抑制雜草滋生,還可涵養更多的自然降雨,保蓄土壤水分,改良土壤。
6、合理施肥。增施有機肥料,可以改良土壤,增肥地力,提高土壤蓄水保水能力;增施磷、鉀肥和硼、銅等微量元素肥料,也能起到抗旱、增產的作用。
7、生物、化學制劑保水技術。積極推廣植物抗旱化學劑,能有效降低植物葉片氣孔開放度,減少奢侈蒸騰,提高作物體內多種酶的活性,促進植物生長發育。節水增產效果顯著。
五、動員社會力量推行相應的配套政策
1、實行水資源轉移使用補償,如因城市發展,擠用農業用水,應給予合理補償,將其用于農業節水灌溉的基本建設。