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關鍵詞:節水灌溉;節水技術;節水灌溉。
我國是一個農業大國,引水灌溉歷史悠久。近年來,隨著灌區更新改造、農業綜合開發、世界銀行貸款以及扶貧等多個項目的實施,灌區加大渠道防滲工程建設,以緩解農業灌溉用水的供需矛盾。
1. 節水灌溉的社會背景
我國水資源總量為2.8× 10 rn3,占全球總量的 6%,但人均占有量僅為世界平均水平的1/4,是全世界 13個人均水資源最匱乏的國家之一。新疆作為全國面積最大的省區,土地面積達165萬km2,占全國土地面積的1/6,而水資源總量則為882億m3,僅占全國水資源的3%。由于經濟生活的迅猛發展,水污染問題越來越嚴重,不僅降低了水的使用功能,進一步加劇了水資源的短缺。
統計資料表明,新疆農業用水80%以上是靠灌溉完成的,灌溉水源主要來自高山冰川雪水,部分來自地下水開采。而令人可惜的是,這部分水源決大多數流失于盆地沙漠或積水成為咸水湖,使得水資源利用和開發效率低下。
2010~2020年期間,新疆維吾爾自治區財政將每年拿出6億元的補助資金來發展3000萬畝高效節水灌溉工程,其中近5年實施1800萬畝,力爭到2020年基本完成規劃內大型灌區續建配套和節水改造任務,降低農業用水比例,既為農業可持續發展打下基礎,也為其他產業發展預留空間。于此同時,80%的地州出臺了促進節水建設的優惠政策,形成了多渠道投入機制。
2.節水灌溉新技術
節水技術,簡單的來講就是指采用先進的農業節水技術,提高灌溉水的利用率和水的生產率。它是比傳統的灌溉技術明顯節約用水和高效用水的灌水方法、措施和制度等的總稱。農業節水技術主要有5個發展方面,包括工程技術、生物技術、農藝技術、化學技術和管理技術及其5種技術的綜合技術集成,其中每一類節水技術又包括許多方面。
近幾年,新疆加快了節水灌溉技術的發展,各地結合實際,因地制宜地總結和推廣了以下幾種節水技術:
(1)渠道防滲技術
渠道防滲技術是杜絕或減少由渠道滲入渠床流失水量的工程節水技術和方法,新疆大部分農灌輸水手段是渠道。常用混凝土、土料、水泥土、漿砌石、瀝青混凝土等剛性材料及PE、PVC 及其改性薄膜材料建渠道防滲層,當流量較小的渠道可以采用U型混凝土進行防滲,可以減小過水斷面,提高輸水流量,同時還省地、省料。渠道防滲襯砌是以提高渠系水利用率為主要措施,采取渠道防滲措施以后,可以減少滲漏損失70%~90%。渠道防滲效果在很大程度上取決于襯砌材料,目前普遍采用的材料為剛性材料、土料和膜料三種。
(2)低壓管道輸水技術
低壓管道輸水灌溉技術是利用塑料或混凝土等低壓輸水管道代替輸水土渠將水直接送到田間灌溉作物,以減少水在輸送過程中的滲漏和蒸發損失的技術措施。低壓管道輸水灌溉系統有移動式、固定式和半固定式三種,管道輸水具有節水、輸水效率高、省地、省時和增產等優點,與土渠相比較,利用管道輸水水的利用系數可提高到0.95,節電20%~30%,省地2%~5%,增產幅度10%左右。用管道輸水則可基本避免水面蒸發與渠床上雜草的蒸騰等輸水損失。
(3)畦灌、溝灌技術
畦灌是耕地經平整后,利用畦埂將田塊劃分成小塊進行灌溉;溝灌是耕地經平整后,以一定距離開成一道道輸水溝,灌溉水通過水溝進行灌溉。畦灌、溝灌都是對大水漫灌方式的一種改進,以達到節約灌溉用水的目的。灌水時將水引進田后,在畦面上形成薄水層,沿畦長方向流動,借重力作用邊流動邊濕潤土壤,一般畦田大小為寬2-4米,長30-60米,如地面坡降大,土壤透水性弱,畦子可長些,反之則短些。
(4)噴灌技術
噴灌是一種機械化高效節水灌溉技術,它是利用專門的設備把水加壓,或利用水的自然落差將水壓送到灌溉地帶,通過噴頭噴射到空中散成細小的水滴以達到均勻灌溉的目的。噴灌的灌水均勻度可達80%~85%,水的利用率達80%,噴灌可節水50%,用水量較地面灌溉省水30%~50%;此外,可提高作物產量,比地面灌溉可提高產量增產10%~30%;不需平整耕地、修建田間農毛渠和打埂等工作。根據噴灌在新疆的應用狀況看,采用半固定式或全移動式噴灌系統較好,運行操作較方便,設備投資適中。機組式噴灌系統目前較少,但由于新疆田地寬廣,農業機械化程度較高,一旦經濟條件達到要求,使用機組式噴灌系統勢在必行。
3節水灌溉技術在新疆應用成果
據統計,目前新疆節水灌溉面積已達2500萬畝,占全國的70%以上,為鼓勵農民采用節水灌溉,新疆政府采取了給施行節水灌溉的農民每畝補貼200元的鼓勵政策,試圖借此幫助實現農業生產方式的轉變。
截止2008年底,新疆通過對渠道進行防滲襯砌、利用管道輸水減少輸水過程的滲漏和蒸發損失、大力發展噴灌、滴灌、微噴灌等高效節水灌溉技術,農作物灌溉方式已從以往的澆地逐漸轉向澆作物,大幅度提高了輸水效率和水的利用率。新疆灌溉渠道總長25萬km,已防滲10.23萬km,防滲率達到40.3%。其中,干、支、斗三級渠道總長13.8萬km,已防滲8.5萬km,防滲率達到62%;灌溉水利用系數為0.466,毛灌溉定額為700m3/畝。工程節水灌溉面積達到2497萬畝;田間高效節水灌溉面積達到614萬畝,其中噴灌面積60萬畝,微灌面積514萬畝,低壓管道灌面積40萬畝。
目前,新疆農業節水型灌溉面積占總灌面積46.5%,高出全國平均水平8.4%。在高效節水面積中,微灌比重65.73%,高出全國56.8%;渠道防滲面積比重48.1%,高出全國30.2%。節水灌溉的快速發展,為極為干旱的新疆水資源可持續利用,優化配置經濟用水結構調整目標發揮著重要作用。結果表明,微灌和低壓管灌是農業高效節水發展主體,與目前推廣微灌等高效節水現狀相吻合。
總之,新疆大型灌區的田間灌溉,在相當長的時期內,仍然會以地面灌溉為主。現階段地面灌溉方式依舊以渠道防滲、標準溝、畦灌溉為重點的常規節水措施為主,以加快地下水開發、治理鹽堿地為突破口,把設施農業、高效林果業基地建設作為重點,積極做好滴灌、低壓管灌等田間高效節水。隨著高效田間灌水技術的成熟,輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。
參考文獻:
一、前言
農業是我國的重要產業。農作物的生長對于水分的需求兩較大,因此灌溉也就成為了必然。不合理的灌溉方式會導致水資源被大量浪費,不僅大不到應有的灌溉效果,同時也會阻礙可持續發展理念的貫徹與落實。農田水利工程高效節水灌溉技術的應用能夠使上述問題得到解決,對于灌溉節水效果的改善能夠起到積極的促進作用。因此,在農田水利灌溉過程中,有必要將這一技術應用其中,以更好的達到提高灌溉水平與灌溉效率的目的,這無論對于我國農業而言,還是對于農民生活水平的提高與農村的長遠發展而言都具有重要意義。
二、農田水利灌溉渠道系統維護與管理的措施
1.渠道防滲與管道輸水
渠道防滲與管道輸水是農田水利工程高效節水灌溉技術特殊性的主要體現。在過去,農業灌溉過程中所應用的渠道均來源于人工的挖掘,受土質的影響,渠道出現泄漏的現象十分常見,由此帶來的水資源的浪費量每一年都有所增長。農田水利工程高效節水灌溉技術的應用能夠有效的避免上述問題的發生,在這一技術的要求下,渠道需要以漿砌塊石作為主要材料來完成,相對于土質的渠道而言,其防滲效果得到了極大程度的提高與改善,這對于灌溉節水效果的改善具有極其重要的價值。
除此之外,利用傳統的渠道進行輸水,還面臨著水份蒸發的問題。根據農田水利工程高效節水灌溉技術的要求,需要以管道的方式實現對灌溉水資源的輸送,這樣的輸送方式極大程度的減少了水資源的蒸發量,因此也就能夠達到節約水資源的目的。
2.增強維護與管理的意識
農田水利灌溉渠道系統使用的主體主要是廣大的農民群眾,因此想要提高農田水利灌溉渠道系統的維護與管理水平就必須要使廣大農民群眾認識到農田水利灌溉渠道系統維護與管理的重要性,從而增強廣大農民群眾對于農田水利灌溉渠道系統的維護與管理意識;要使廣大農民群眾學會必要的維護與管理手段,使廣大農民群眾能夠在實踐與維護的過程中不斷積累經驗,從而能夠更好地進行農田水利灌溉渠道系統的維護與管理工作;同時還要把農田水利灌溉渠道系統維護與管理工作與廣大農民群眾的切身利益聯系起來,從而大大提高廣大農民群眾對于農田水利灌溉渠道系統維護與管理的積極性,使農田水利灌溉渠道設施都能夠得到合理的維護。近年來,偃師市政府出臺了一系列政策,制定了農業產業結構調整的具體措施,隨著“綠色農業”“商品農業”戰略措施得到實施,為農業產業化奠定了基礎。這些有利條件極大地促進了偃師農業經濟的發展,也激發了農民群眾維護農田水利工程的積極性。
3.加大對農田水利灌溉渠道維護與管理資金的投入
由于農田水利灌溉渠道系統本身的復雜性及龐大性,從而使得農田水利灌溉渠道系統的維護與管理是一項長久的復雜的工作,因此就需要政府對農田水利灌溉渠道系統的維護與管理工作長期性地投入足夠的資金,以保證農田水利灌溉渠道系統的維護與管理工作能夠正常地進行;同時由于政府的財政資金有限,政府還可以通過募捐的形式來吸納社會各界的捐助資金,以保證農田水利灌溉渠道系統的維護與管理工作能夠正常進行。
三、完善農田水利灌溉渠道的管理機制
1.采取引調模式充分利用地下水
在引用地下水的過程中要選擇合適的引調模式,在充分分析水資源特點的基礎上對不同的水源進行合理的引調。通過科學合理的引調模式可以保證地下水庫的容量處于合理的范圍內,且可以有效的避免洪澇災害的出現。本文的舉例縣城共有4條主要河流,共有攔河閘壩11座,在引調模式的選擇過程中,主要依據水流特點分為洪峰期間和平穩期間,并依據水流的上下游水位的高低不同,采用不同的引調策略。一般情況下,洪峰期間水流太過迅速很容易導致地下水庫容量的失控,因此要少引,將重點引調放在平穩期間。在下游水位高時少引,低時多引。這種引調模式可以有效的利用地下水,優化水源的管理。
2.采取合理的配水方案
合理的配水方案與天氣特征以及農田作物生長情況密不可分。一般在耕種初期進行田地灌溉時可以優先使用儲蓄地表水進行灌溉,其可以有效的減少地表水分的蒸發,從而為后期用水奠定了良好的基礎。在出現旱情時,要優先灌溉作物受旱較為嚴重的地塊和作物。在澆筑耐旱作物之前要時常關注天氣變化,在提示雨水來臨之前可以放緩灌溉的速度,從而可以有效的避免對水資源的浪費。盡管,這種配水方案在實施過程中具有一定的局限性,但是從作物生長的角度以及高效節水的角度均是值得借鑒的良策。
總之,由于我國許多地方都還沒有建立起完善的農田水利灌溉渠道系統的維護與管理機制,從而使得農田水利灌溉渠道系統維護與管理工作不能夠得到很好的落實,很多人只知道使用,卻不知道如何去進行維護與管理。因此,為了使農田水利灌溉渠道系統能夠有明確的維護與管理,當地鄉鎮政府可以根據當地農村的具體情況,來制定一套完善的具有針對性的農田水利灌溉渠道系統的管理機制,為廣大農民群眾進行日常的農田水利灌溉渠道系統維護與管理提供一定的行為準則和方法手段;同時該管理機制還要對維護資金以及維護區域等內容進行明確的規范,使相應的農田水利灌溉渠道的維護與管理工作能夠得到很好的落實,避免出現農田水利灌溉渠道系統無人管理的現象結合目前國內水利灌溉渠道的現狀,想要使該市的農田水利灌溉渠道系統得到很好的維護與管理,就必須要清楚地認識到我國農田水利灌溉渠道系統維護與管理所存在的問題,并且能夠根據問題進行具有針對性的改進,使廣大的農民群眾能夠積極地參與到農田水利灌溉渠道系統的維護與管理中去。
參考文獻
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[2]王維碧.農田水利灌溉渠道系統日常維護中的問題分析[J].科技創新與應用,2004(7):28.
【關鍵詞】節水灌溉;新技術;溫室;發展趨勢
中國是一個水資源短缺的國家,特別是北方地區干旱缺水已經威脅到經濟社會的發展,成為可持續發展的首要制約因素。而另一方面,農業這一用水大戶的灌溉用水利用系數平均只有0.4左右,用水浪費加劇了水資源的緊缺。為緩解水資源危機、有效提高農業灌溉水的利用率,節水灌溉技術得到了日益廣泛的研究與應用。在中國北方地區,主要利用日光溫室在冬春季節進行蔬菜、花卉等的反季節生產,獲得較高的經濟效益,因此在中國農業產業結構調整中得到了快速發展。溫室環境中相對濕度較高,很容易誘發多種病害。節水灌溉技術的應用使節約灌溉用水量、提高水的利用率同降低室內相對濕度、降低生產成本達到了統一[1,2]。
1. 節水灌溉工程新技術
應用節水灌溉工程技術,能有效減少灌溉渠系(管道)輸水過程中的水量蒸發與滲漏損失,從而顯著提高了灌溉水的利用率,這些技術尤其是渠道防滲技術在大田生產中得到了廣泛應用。近年來,隨著人們節水意識的提高和國民經濟的發展,低壓管道輸水灌溉、噴灌、微灌、滲灌等節水灌溉新技術也獲得迅速發展,某些新技術在溫室生產中發揮著越來越重要的作用。
1.1低壓管道輸水灌溉技術。在中國北方地區,進行反季節生產的溫室面積都比較小,多在333~667m2之間。用低壓管道輸水,將灌溉水引入設施內,并繼續采用這種方式將灌溉水輸入每塊畦田,再進行灌溉。采用這種技術灌溉,可以省去輸水渠道的占用面積,同時具有省工、省時、一次性投資少、設備簡單、農民易于掌握等特點,而且比土渠省水40%左右,節水效果顯著,還能有效地減少水量蒸發面積,降低室內相對濕度。
1.2噴灌技術。噴灌技術由于一次性投資太大,在普通的日光溫室中應用很少,但很適合于連棟溫室中進行工廠化育苗生產。目前,噴灌技術正朝著低壓、節能型方向發展,在溫室生產中可采用固定式、中心支軸式和平移式噴灌機。應用噴灌技術,可充分利用溫室空間,實行立體栽培,同時依據作物干旱程度,實現適度灌溉,節約灌溉用水量,降低室內相對濕度,減少作物病害發生。
1.3微灌技術。微灌技術是按照作物的需水要求,通過低壓管道系統以及安裝在末端管道上的特殊灌水器,小流量、精確地將水、肥輸送到作物根區土壤或地下的灌溉方式。適于溫室生產應用的微灌技術主要有滴灌、膜下多孔單壁軟管微灌等。
1.4集雨節灌技術。溫室頂部的塑料棚面具有一定的產流面積,是“天然”的雨水集流場,配套修建集雨槽和蓄水池,結合滴灌、滲灌技術的應用,就可以利用雨水資源進行節水灌溉。降雨時,雨水沿著薄膜聚集于集雨槽,通過落水管進入蓄水池,蓄水池與室內畦田或作物耕作層保持一定高差,利用雨水自身的重力進行膜下滴灌或地下微壓水滲灌。在節約灌溉水的同時,還能有效減少雨水對地面的沖刷,減輕水土流失。
2. 節水灌溉農藝新技術
農藝節水技術主要是在作物生長發育、作物干物質形成與水分供應之間關系的基礎上,通過農耕技術和適宜的灌溉手段實現節水,挖掘作物本身節水潛力的灌溉技術。
2.1地膜覆蓋。地膜覆蓋廣泛應用于溫室栽培,尤其是冬春季節日光溫室番茄、黃瓜等果菜類蔬菜生產,大多采用單行定植——雙壟上覆膜——膜下溝灌模式。這種溝灌模式操作簡單,有效抑制土壤表面水分的無效蒸發,大大降低室內相對濕度,膜下水分循環利用,提高了水分利用效率[3,4]。其他栽植密度較大的作物如洋蔥等可采用平畦覆膜,利用膜孔、膜側灌溉。
2.2調虧灌溉。調虧灌溉是主動對作物施加一定程度的有益的虧水度,利用水分脅迫的正面效應,從生物學角度來提高水分生產效率,屬于非充分灌溉。這種節水灌溉技術廣泛應用于設施農業生產中。冬春季節日光溫室中,低溫弱光高濕的環境很容易造成作物植株的徒長,營養生長過旺,生殖生長就會受到抑制,往往形成“壯秧不壯果”,產量與質量都會降低。因此,在實際生產中多采用蹲苗控水措施,即在作物苗期適量控制灌水,使作物處于一段時間的干旱脅迫,之后復水,利用補償效應提高作物抗旱能力,達到節水目的。
2.3保水劑。保水劑又稱土壤保水劑、高吸水劑、保濕劑、高吸水性樹脂、高分子吸水劑等,能迅速吸收比自身重數百倍甚至上千倍的去離子水,數十倍至近百倍的含鹽水分,而且具有反復吸水功能,吸水后膨脹為水凝膠,可緩慢釋放水分供作物吸收利用,從而增強土壤保水性,改良土壤結構,減少水的深層滲漏和土壤養分流失,提高水分利用率。目前,保水劑的價格偏高,而且它的使用量還沒有統一標準,研究成果還沒有系統化,一系列的問題沒有得到徹底解決,推廣使用有很大難度。如今保水劑主要作為土壤改良劑應用,將保水劑直接施入土壤或在保水劑中混入無機物質(黏土)制成復合保水劑后施入土壤;也有的用保水劑處理種子表面,即形成包衣種子后播種,也可直接用作培養基。在設施栽培中,可將保水劑與地膜覆蓋、蒸騰抑制劑等結合使用,能有效提高作物抗旱增產能力;保水劑與噴灌、滴灌等節水技術結合使用,節水效果更加顯著。
3. 生物節水技術
生物節水是將作物水分生理調控機制與作物高效用水技術緊密結合而開發出的一種農業節水技術。實際上,就是利用作物本身的抗旱、節水性,減少灌水量,提高水分利用效率。采用生物節水技術,關鍵是要培育節水性強的作物品種。目前,溫室生產中一般都選用抗旱、抗寒、抗病性強、高產優質的品種。但還沒有把抗旱性強作為選擇品種的首要因素,抗旱還沒有真正成為育種工作的主要目標,以高水分利用效率為目標的育種工作開展更少。
4. 節水灌溉技術在設施生產中的發展趨勢
(1)近年來,現代高新技術的發展,為溫室生產中節水灌溉技術的升級插上了翅膀,設施生產中工程節水灌溉將朝著自動、精量發展,保水劑等農藝節水技術的應用將更加普及,選用節水抗旱品種將成為節水措施的首選。
(2)近年來,空間信息技術和計算機模擬技術的發展,為實現作物水分實時監測、自動控制提供了技術基礎。國外已大量使用紅外槍技術,實現了作物水分信息的采集與精量控制用水,并采用熱脈沖技術測定作物莖桿的液流和蒸騰,用于指導精量灌溉。中國在這一方面相當落后,除了進行個別試驗外,還沒有進入田間生產應用。因此,精量灌溉在中國還有很大的發展空間,也是溫室生產中節水灌溉工程技術的發展趨勢。
(3)隨著保水劑研究的深入和一系列環保問題的解決,具有超強吸水能力的保水劑的應用將更加普遍。在保水劑的作用下,只需很少量的水分就能完成作物生產。另外,結合作物關鍵需水期,大力發展非充分灌溉,可使灌溉水量更加減少,再次提高灌溉水的有效利用率。不管采取何種節水灌溉技術,節水潛力最大的還是作物或品種本身,即生物節水是節水農業的歸結點。不同作物以及同一作物不同品種之間的水分利用效率(water use efficiency,WUE)不同,WUE受數量性狀多基因控制,遺傳基礎復雜,但它是反映品種抗旱性強弱的可遺傳性狀。研究發現,控制WUE的直接主效基因的遺傳規律后,就可以通過遺傳工程利用轉基因方法進行轉節水(高WUE)基目作物的培育和改良。通過作物或品種的自身作用提高其內在抗旱性、節水性是生物節水的最終潛力所在。在節流的同時,還要力爭開源,以彌補淡水資源的不足。應加強鹽水、污水的處理技術研究,逐步完善其配套的灌溉技術,爭取早日應用于實際生產。
參考文獻
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關鍵詞:移動機器人;電力線巡檢;飛行機器人;爬行機器人
供配電中斷將導致電力生產者、銷售者及消費者的巨大損失,最小化電力線故障具有重要意義。為了盡早檢出缺陷并高效維護,配電網絡需要定期巡檢。在過去二十年中,電力線自主巡檢領域開展了大量卓有成效的研究。本文闡述了直升機輔助巡檢、飛行機器人巡檢、爬行機器人巡檢等電力線巡檢技g的發展概況及關鍵技術,對需要解決的問題做了總結,并對巡檢機器人的發展前景做出展望。
1 電力線缺陷
電力線缺陷發生在導線、絕緣子、電線塔桿及其它電力線設備中。鋼芯鋁制電纜上的兩種常見缺陷是鋁線腐蝕和機械損傷。導線表面鋁線斷裂可由視覺檢出,腐蝕問題只能用特殊設備檢測或通過測量導線升溫而得知。導線的機械損傷通常是由風致振動,斷線靠近夾子及其它配件。由于斷線鋒利,斷線表面的電場強度很高,觸發了電暈效應,這種效應可通過紫外(ultraviolet,UV)相機有效檢測。
絕緣子缺陷根據絕緣子類型有所不同。玻璃絕緣子缺陷通??赏ㄟ^視覺檢測。陶瓷絕緣子缺陷大多是因為腐蝕,相對較難檢測。檢測有缺陷的復合絕緣子也具挑戰性。視覺檢測是最常用的檢測技術,其它檢測方法是熱成像儀、UV相機。
塔桿、塔線設備(隔離器、夾具、阻尼器、滅弧角等)及周圍植被都需要定期檢查。塔桿和塔線設備會老化或被人為破壞,植被也可能成為大問題,因為通常樹木每年長高約50cm,有些樹甚至每年可長高400cm。因此,植被與輸電線之間的距離需要定期檢查。
2 自動直升機輔助巡檢
直升機巡檢采用陀螺穩定吊艙、紅外熱成像儀和可見光成像儀等先進設備進行超高壓輸電線路的巡檢操作,具有巡檢靈活機動的特點,能在第一時間為電網調度和開展設備狀態檢修提供真實全面的現場資料,大大提高了巡檢效率。
直升機輔助巡檢須實現自主電力線追蹤、針對電力線的視覺缺陷檢測和測量的安全距離。該距離及直升機振動和運動都會對高質量圖像的獲取產生影響。巡檢中更常用到小型直升機,因為它更敏捷、能耗更少、可實現空中懸停。若要執行長距離巡檢,直升機必須有足夠高的能效。直升機輔助巡檢的關鍵技術是位置控制、電力線自動跟蹤、避障、通信、圖像采集、自動故障檢測、測量安全距離、充電續航。
3 無人機巡檢
無人機巡檢和自動直升機巡檢在一些方面有相似之處,這兩種方法都有一些共同的問題,包括相機穩定性、線桿追蹤和自主檢測故障等。無人機巡檢的評估報告顯示,無人機巡檢比徒步巡檢更快,又與昂貴的直升機巡檢精確度相同甚至比直升機巡檢更精確。無人機巡檢在技術上是可行的。
由D.I.Jones領導的研究小組開發了一種視覺導航的配電網絡巡檢無人機。該無人機轉子葉片不暴露,懸停和低速飛行非常有效。無人機裝配陀螺穩定相機、導航和定位系統、處理圖像和其它傳感器數據的計算機、通信系統和充電系統。主要研究目標是無人機位置和姿態控制、協助無人機飛越障礙物和飛近電力線的導航系統設計、以及充電系統設計。
4 爬行機器人巡檢
電力線巡檢的另一種方法是沿導線爬行、可跨越各種障礙物的爬行機器人。該方法的主要優勢是可實現近距離全線高精度巡檢,巡檢不受天氣及空域管制等影響,巡檢成本低。近距離檢測和低振動水平大大提高了圖像采集的質量。爬行機器人懸掛在導線上前進,并可沿輸電線路跨越障礙,因此需要較復雜的機器人機構。機器人功能主要包括沿導線自主運動、自動視覺巡檢、至少半自主的障礙穿越(也即自主跨越已知或可預測的障礙)。
4.1 機器人機構和越障
武漢大學的吳功平教授團隊提出了由2個小臂操作手機構、1個公共的變長大臂機構、2個小臂與變長大臂間各分別有1個繞鉛垂軸和水平軸旋轉的關節組成的雙臂協調移動的機器人機構模型。實現了機器人在一根相線全程線路上的自主行駛運動(滾動、爬行和跨越/避讓障礙物)。該機器人目前已在湖南、吉林等省示范運行。
4.2 機器人控制系統
機器人控制系統的主要目標是在機器人越障時提供導航。根據有關障礙物的傳感數據,控制系統應能引導機器人跨越障礙。另一個重要問題是消除機器人振動。在風和其它擾動的影響下,電力線和爬行機器人都必然發生振動。振動引起圖像及機器人手臂的運動模糊,這些都會減小導線定位精度。
4.3 機器人傳感器
爬行機器人所用傳感器主要用于機器人控制、電力線巡檢和重要參數的監測(供電電壓、機器人內部溫度等)。最重要的一個傳感器問題是導線上的障礙物檢測和位置估計,這通常由距離傳感器完成。該方法雖易實現,但通常不能提供足夠信息以實現障礙物跨越。為自主跨越障礙,障礙物類型必須已知。
4.4 供電
電力線有望為巡檢機器人運動供電。有文獻提出經由電力線磁場提取能量,具體方法是將磁性鐵芯安置在導線周圍,電力線中電流越大,轉移到次級線圈中的電能越多。
5 結束語
不同類型的巡檢機器人各有利弊,在關鍵技術難點上有一些共通之處,在應用領域呈互補關系。將來我們可能會看到集多種功能為一體的自主電力線巡檢機器人。
參考文獻
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1農田節水灌溉技術
現我國使用的節水灌溉技術主要有以下幾種:地面灌溉技術低壓管道輸水技術噴灌地下灌溉。
1.1地面灌溉杈術ife面灌溉運術主要有畦灌溝灌膜上灌以及低壓管道灌溉畦灌是指利用防滲溝渠或是管道*將用于灌溉的水源引入畦田當中,然后水源的就可沿著畦田上的縱坡逐漸滲入泥土當中此技術多用于小麥或是谷子等行距較窄種植較密集的作物。
1.2低壓管道輸水技術低壓管道輸水就是指將水渠用管道代替,然后通過低壓將水源輸送到田間,低壓管輸水系統主要有移動式半固定式及固定式3種'1.3噴灌噴灌是指經臺加壓后將水噴射到空中,水流形成水滴再灑落到地面使地面保持濕潤噴灌技術主要有固定式半固定式以及移動式相比于地面灌概,其可節約30%到50%的永,可增產10%到30%/其具有省地保地及保肥等優勢進行噴灌要用到的機具很多,噴頭的種類也比較復雜,比如有搖臂式垂直搖臂式全射流式及蝸輪蝸桿式等。
1.4地下灌溉地下灌溉主要有地下水浸潤灌溉和地下滲灌其主要是行在地下修長管道,然后利用地下管道將水源引入田間,通過毛細管將水滲入泥土當中。
2農田節水灌溉技術的發展趨勢
由于農田節水灌溉技術的多種優勢可知,該技術勢必會在將來的農業發展中有更加廣闊的應用而通過研究發現,該技術的發展趨勢主要體現在以下幾個方面首先,農田節水灌溉技術在今后的發展中,在技術方面含量會更高并且逐步向著高科技的方向發展其次,農田節水灌溉技術在今后的應用中,其管理水平也會向著精確化自動化的方向發展再次,在農作物的農田節水灌溉技術方面,木僅僅只是依賴于噴_技術,而是要向著綜合利用方面發展,從而在節能方面做到更好總而言之,農田節水灌溉技術是未來我國農業灌溉方面研究的一個重點和熱點我們相信,在農田節水灌溉技術相關研究人員的不斷努力下,農田節水灌溉技術在不久的將來,會被廣泛的運用在我國農業的發展中,并且為農業的進步,為水資源的可持續利用做出更大的貢獻。
3農田節水灌溉發展對策
通過上述研究可知,農田節水灌溉技術對于農業的發展以及對于水資源的節約等都有看不可忽視的重要作用因此,我國農田灌溉領域要不斷的加強對農田節水灌溉技術現狀如研究,并且著眼與未來農田節水灌溉技術的發展趨勢,研究其技術發展的方法和對策筆者在此對農田節水灌溉技術發展的對策進行了一定的探索,希k可以為農田節水灌溉技術水平的提高而做出一些貢獻
3.1大力發展并推廣節水灌溉技術在這方面首先可約用水稻
旱育拋秧覆蓋地膜秸稈還田深耕松土中耕除草施有機肥等措施*加強土壤對雨永的蓄集能力以及保瑜能力其)欠,可通過引進抗旱品種或是對作物結構進行調整,尤其是#對干旱缺水的地區,這樣才能盡可能地實現節水從農作物的生長階段來看,灌溉主要發生在播種前催苗期生長_以及冬季等。
3.2要因地制宜地推產節水灌溉技術4使節水灌溉工程能夠穩定健康地向前發展,就必須堅持“因地制宜注重實效,,的原則,從全局及長遠出發,決策慎重,管理嚴格,以使令水灌溉工程能夠合理推進另外還要注意,節水灌溉技術不僅僅是一項工程,其關系著整個社秦的發展經濟的發展,若不能使農民從中受惠,那么此技術就得不到農民的擁護,自然也就發展不起來因此在推廣節水灌溉技術時一定要注意根據各地不同的地理位置及氣候條件來決定其發展方式及管理模式
3.3提高人們的節水灌溉意識農田節水灌溉技術的發展不僅需要專家學者的不斷研究,同時更需要農民在實際的灌溉中加以應用而要想使得農田節水灌溉技術廣泛的應用于農田領域,就必須要高人們的技術灌溉意識一方面,可以通過電視宣講等多種媒介來對農田節約用水重要性如宣傳,從而從思想上運用農田節水灌溉技術;另一方面,政府要對農田節水灌溉技術的實施給予政策上設備上的支持和鼓勵,進而為農田節水灌溉技術的應用提供一個良好的環境
3.4加強科研投入,改造技術要想提高農田節水灌溉技術水平,除了要做好以上幾個方面的土作外,還需要在科研方面進行進-步的提高,進而使得農田節水灌溉技術有更有效的實施方法因而,國家相關部門應該加大在農田節水灌溉技術方面的科研接入,使得更多的研究人員致力于農田節水灌溉技術的研究之上
農田節水灌溉技術及發展趨勢的研究涉及的方面很多,所以,對于其技術及趨勢的研究就可以從多個角度進行考慮而以上僅僅只是筆者對于農田節水灌溉技術其發展趨勢的幾個圭要方面的研究,并且由于筆者對于該技術的研究能力有限,所以以上研究也比較淺顯,因而僅僅憑借這些研究來提高農田節水灌溉技術水平是遠遠不夠的對于農田節水灌溉技術及其發展趨勢的研究還有待進一步的探索。
結束語
綜上所述,農田節水灌溉技術的研究不僅有利于農業領域的發展,同時,更加有利于我國水資源的可持續利用然而,農田節水灌溉技術及發展趨勢是一項比較復雜的技術,再加之我國相關領域對于農田節水灌溉技術的研究還沒有達到一定的深入程度,因而不利于實際技術灌溉技術的發展所以,在今后的農田灌溉領域的發展中,要不斷的加強對農田節水灌溉技術及發展趨勢的重視和研究,并且要從農田節水灌溉技術的多個方面,從其發展趨勢的多個角度進行研究,從而研究出更有效的促進我國農田節水灌溉技術發展的方法和措施。