時間：2023-08-11 16:56:21
序論：在您撰寫高效節(jié)水灌溉設(shè)計時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
1.1優(yōu)化水資源配置與農(nóng)業(yè)發(fā)展
根據(jù)我國目前水資源匱乏的現(xiàn)狀，高效節(jié)水灌溉工程設(shè)計人員要綜合分析，實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，實施分質(zhì)供水。在高效節(jié)水灌溉工程設(shè)計中，要考慮到生態(tài)環(huán)境保護，將促進農(nóng)田水利的可持續(xù)發(fā)展作為設(shè)計的基本思路，統(tǒng)籌發(fā)展生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水，做好水利工程建設(shè)中的環(huán)境監(jiān)測與評估。水資源分配要堅持總量控制、配額管理的原則，確保每一灌區(qū)用水總量和具體指標(biāo)。并嚴格要求各用水單位和灌區(qū)要節(jié)約用水，將水資源用到必須利用的地方，在高效用水的前提下，優(yōu)化水資源配置與農(nóng)業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)兩者的有機結(jié)合。
1.2建設(shè)高效節(jié)水灌溉示范工程
高效節(jié)水灌溉工程促進了地區(qū)水利工程建設(shè)的發(fā)展。在高效節(jié)水灌溉示范工程的建設(shè)中，建設(shè)人員要結(jié)合高效節(jié)水灌溉的特點，制定各項指標(biāo)，以增加農(nóng)業(yè)收入、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益相結(jié)合為根本出發(fā)點，建設(shè)高效節(jié)水灌溉示范工程。在選址中要注意以下幾點內(nèi)容：第一，選擇嚴重缺水且地面高低不平，不能進行直流灌溉的地區(qū)；第二，選擇經(jīng)濟發(fā)達，經(jīng)濟類作物種植較多的地區(qū)；第三，群眾思想先進，可以接受并支持高效節(jié)水灌溉示范工程的地區(qū)；第四，社會治安良好，沒有惡性案件發(fā)生的地區(qū)。在以上地區(qū)建設(shè)高效節(jié)水灌溉示范工程，建設(shè)速度較快，使用效果也相對較好，可以發(fā)揮帶頭示范作用，促進高效節(jié)水灌溉工程的發(fā)展。此外，高效節(jié)水灌溉是農(nóng)田水利工程的重要基礎(chǔ)，管理是保證高效節(jié)水灌溉順利實施的關(guān)鍵，為確保投入使用的高效節(jié)水灌溉工程長期運行，必須要加強對高效節(jié)水灌溉工程的管理。
1.3引進高效節(jié)水灌溉技術(shù)
實現(xiàn)高效節(jié)水灌溉的重要前提就是高效節(jié)水灌溉技術(shù)，引進高效節(jié)水灌溉技術(shù)，對于節(jié)水灌溉效率的提升具有重要意義。傳統(tǒng)高效節(jié)水灌溉技術(shù)包括節(jié)約用水管理技術(shù)、節(jié)約用水灌溉工程技術(shù)、灌溉用水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)和農(nóng)藝與生物節(jié)約用水技術(shù)等。在高效節(jié)水灌溉建設(shè)中，在引進高效節(jié)水灌溉技術(shù)基礎(chǔ)上，要大力引進新技術(shù)和新產(chǎn)品。水利工程建設(shè)人員要引進先進的節(jié)水灌溉技術(shù)，新型高效節(jié)水灌溉技術(shù)主要有下面幾種：第一，在生物技術(shù)基礎(chǔ)上建立的調(diào)控灌溉技術(shù)，調(diào)控灌溉技術(shù)是通過研究農(nóng)作物的生理特征，在農(nóng)作物生理期內(nèi)實施虧水生長，使農(nóng)作物得到虧水鍛煉，這樣農(nóng)作物的品質(zhì)便得到了改變，有效控制地上部分過分生長，進而達到提高經(jīng)濟效益的目的及高效節(jié)水的高效節(jié)水灌溉技術(shù)；第二，在3S技術(shù)基礎(chǔ)上建立的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。此種灌溉技術(shù)運用了遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等現(xiàn)代技術(shù)，可以獲取更為準確的農(nóng)作物生長信息，將獲取的各類信息通過計算機進行分析，之后根據(jù)作物的生長需求進行灌溉；第三，在智能技術(shù)基礎(chǔ)上建立的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。此種灌溉技術(shù)是將生物學(xué)中的自動化、信息技術(shù)、智能化和微電子技術(shù)相結(jié)合，全程控制農(nóng)作物的生長，對農(nóng)作物土壤和軀體中的水分實施實時監(jiān)測，最后再將信息傳遞到計算機中心，計算機中心根據(jù)接收到的消息發(fā)出指令進行高效節(jié)水灌溉。
2結(jié)語
【關(guān)鍵詞】丘陵地區(qū)；農(nóng)業(yè)灌溉；節(jié)水高效；設(shè)計
所謂高效節(jié)水灌溉，是指那些利用較少的水資源，澆灌較大面積農(nóng)田的灌溉技術(shù)。這是與傳統(tǒng)的農(nóng)田灌溉技術(shù)有很大區(qū)別的灌溉技術(shù)，也是未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主要灌溉技術(shù)。目前我國很多平原地區(qū)都已經(jīng)實現(xiàn)了新的農(nóng)田灌溉體系，采用了渠道防滲、噴灌、滴灌已久低壓管灌等諸多新型節(jié)水灌溉技術(shù)，取得了很好的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)效益，節(jié)約了大量的水資源。但是在山區(qū)和丘陵地區(qū)，關(guān)于其農(nóng)業(yè)的高效節(jié)水灌溉技術(shù)還發(fā)展緩慢，還需要我們進一步的研究和改進丘陵地區(qū)的農(nóng)田灌溉模式。常德市桃源縣在2010年進行高效節(jié)水灌溉工程建設(shè)，目前運行兩年多，效果非常顯著。以下我們就針對該縣的高效節(jié)水灌溉工程設(shè)計問題進行簡單探討。
1.桃源縣基本情況概述
桃源縣位于湖南省西北部常德市境內(nèi)，屬于一個不完整的山間丘陵性盆地。全縣總面積4448平方公里。全縣現(xiàn)有耕地面積129多萬畝，其中水田100多萬畝，旱地28多萬畝。在該縣的高效節(jié)水灌溉工程建設(shè)中，主要選中了兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為項目開發(fā)區(qū)。即茶庵鋪鎮(zhèn)和楓樹鄉(xiāng)兩個項目區(qū)。這兩個項目區(qū)都屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，其各自的降雨一般都集中在3-8月左右。其中茶庵鋪鎮(zhèn)的農(nóng)作物主要是以茶葉為主，間種一些水稻。在本次灌溉工程建設(shè)中，將會將所有的田地都改種茶葉，以便于統(tǒng)一管理種植。而楓樹鄉(xiāng)則主要是以水稻種植為主。兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)田灌溉情況分別如下所述：（1）茶庵鋪項目區(qū)水源主要是茶庵鋪境內(nèi)的中型水庫-西溪水庫和沅水流域的夷望溪支流。其中上高坪、下高坪、茶庵鋪三個村主要水源西溪水庫，因渠道多年失修，渠水利用系數(shù)低，現(xiàn)僅能保證保證灌溉面積1.6萬畝，旱季干旱缺水猶為突出。松陽坪、堰塘灣2個村水源是靠機埠提夷望溪河流的水。（2）楓樹鄉(xiāng)緊鄰白洋河水輪泵站，白洋河屬于桃源縣十大河流之一，控制集雨面積1705平方公里，白洋河水輪泵站修建于1976年投產(chǎn)運行，裝機4臺，單機功率125kw。泵站提水流量2m3/s，項目區(qū)由泵站直接供水，供水量充足。
2.高效節(jié)水灌溉工程建設(shè)的總體設(shè)計
2.1主要建設(shè)內(nèi)容
本項目分兩個片區(qū)，茶庵鋪鄉(xiāng)片和楓樹鄉(xiāng)片，茶庵鋪鄉(xiāng)片7145畝灌溉面積均采用噴灌方式，結(jié)合項目區(qū)供水現(xiàn)狀，該項目主要工程包括調(diào)節(jié)水塘、首部樞紐、泵房、田間管網(wǎng)、閘閥井、灌溉渠等。 楓樹鄉(xiāng)片1200畝全部為水稻，灌溉方式采取渠道引水直灌，項目主要工程包括斗、農(nóng)渠加固改造，增設(shè)取拍門等。
2.2總體布置設(shè)計
茶庵鋪項目片區(qū)：主要水源為西溪水庫和夷望溪，上高坪、下高坪、茶庵鋪三個村主要水源西溪水庫，通過西溪水庫底涵放水引入項目區(qū)干渠，再通過水泵引入干管；松陽坪、堰塘灣2個村水源是靠機埠提夷望溪的水引入干管；干管再通過一級、二級支管引入毛管，通過滴頭對作物進行灌溉。根據(jù)項目區(qū)茶樹種植現(xiàn)狀，進行田間管網(wǎng)布置，考慮到將來灌溉系統(tǒng)管理的方便等因素，干、支管均沿現(xiàn)狀道路及田塊邊緣布置，面設(shè)1根干管用以控制以下的多根一級支管，毛管均由一級或二級支管控制。
楓樹項目片區(qū)：項目區(qū)緊鄰白洋河水輪泵站，由泵站從白洋河提水引入灌溉渠道，根據(jù)《規(guī)?；?jié)水灌溉增效綜合示范項目實施方案編制提綱》，本次渠道防滲只做斗渠以下設(shè)計。項目區(qū)田湖支渠以下為4條斗渠，全長5400m，均為土渠，斗渠以下新建農(nóng)渠8條，全長3270m，取水口190處，埋管50m。節(jié)制閘50處。
3.茶庵鋪項目片區(qū)的灌溉制度和工作制度設(shè)計
3.1灌溉制度設(shè)計
3.1.1設(shè)計灌水定額
3.2灌溉系統(tǒng)工作制度
為有效利用系統(tǒng)設(shè)備，減少工程投資，擬采用分組輪灌方式進行灌溉，根據(jù)輪灌組劃分原則和項目區(qū)總體布置、項目區(qū)水源條件、地形條件和一次灌水延續(xù)時間的等因素，將支管分為6個輪灌組，6天全部灌完。具體分組及輪灌順序見下表。
4.楓樹項目片區(qū)的灌溉制度和工作制度設(shè)計
4.1灌溉制度設(shè)計
水量平衡復(fù)核。
4.1.1設(shè)計保證率與設(shè)計代表年
根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB50288-99）規(guī)定，在以水稻為主水源豐富的地區(qū)，灌溉設(shè)計保證率取80%～95%。以作物生長期降雨頻率作為灌溉設(shè)計保證率。根據(jù)1966～2001年降雨資料進行頻率計算，按設(shè)計保證率P=90%選取代表年，選定1992年為代表年。
4.1.2灌溉定額
田間需水量應(yīng)從水面蒸發(fā)和田間滲漏兩個方面考慮，根據(jù)該灌區(qū)的氣象觀測資料和灌溉試驗資料，綜合“三查三定”的基本資料，計算出該灌區(qū)各生育階段的耗水強度。泡田定額（Mo）。灌區(qū)以種植雙季稻為主，根據(jù)灌區(qū)多年來泡田的經(jīng)驗，泡田額定取80m3/畝。灌水方式、灌區(qū)種植的水稻采用淺灌中蓄的灌水方式，具體做法是：淺水插秧，深水反青，分蘗，適時曬田，足水抽穗、乳熟，適時斷水。各生育期水層深度設(shè)計、本次設(shè)計根據(jù)西溪灌區(qū)水稻生長實際經(jīng)驗，充分結(jié)合“淺灌中蓄”與“控水灌溉”這兩種模式的優(yōu)點，擬定設(shè)計灌水深度。
4.2工作制度設(shè)計
在該灌區(qū)進行工作制度設(shè)計時，設(shè)計重點就是要保證各個地區(qū)的水量供需是保持平衡的。因此在該灌區(qū)的水量調(diào)配中需要注意，必須要充分利用各個徑流的直接灌溉作用，要先使用流經(jīng)灌溉區(qū)的當(dāng)?shù)厮?，再使用從白洋河提取的水源。也就是說，要先利用坡面截流所得的水進行澆灌，當(dāng)本灌區(qū)并沒有儲蓄水時，再從白洋河水輪泵站提取水源進行灌溉。這樣不但能夠?qū)崿F(xiàn)水資源的充分利用，還能極大的節(jié)約灌溉成本。
5.高效節(jié)水灌溉建設(shè)完成后的管護設(shè)計
由于農(nóng)田灌溉并非是一次性的工程，而是在每季農(nóng)作物種植時都要進行適當(dāng)?shù)墓喔?，以滿足農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)需要。為此必須要保證灌溉體系的正常長期運行，需要對其一些基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進行相應(yīng)的管理和保護。
5.1制定一定的用水計劃。由于經(jīng)過改造后的灌溉體系是一個完整的體系，在對農(nóng)作物進行灌溉時都是統(tǒng)一進行的，因此必須要制定好一定的用水計劃，以免使一些不需要灌溉的地區(qū)也進行灌溉，浪費水資源。這就要求農(nóng)業(yè)技術(shù)人員與水利管護人員做好調(diào)查管理，結(jié)合農(nóng)作物的生長情況，合理制定灌溉用水制度，以最大程度的提高科學(xué)灌溉。
5.2加大資金投入和技術(shù)投入，使該地區(qū)的高效節(jié)水灌溉體系充分發(fā)揮職能作用，提高用水效率，實現(xiàn)水利節(jié)能工程的可持續(xù)發(fā)展。并且還要加強技術(shù)培訓(xùn)，提高水利技術(shù)人員的專業(yè)水平，使其能夠更好的利用節(jié)水灌溉體系為農(nóng)村創(chuàng)造更大的經(jīng)濟價值。
5.3加強對灌溉設(shè)備的管理和維護，要對所有的灌溉設(shè)備、滴頭、管道等做好維護管理工作，并對其進行科學(xué)養(yǎng)護，合理使用，以保證灌溉設(shè)備能夠隨時發(fā)揮作用，進行農(nóng)田灌溉。
6.丘陵地區(qū)高效節(jié)水灌溉設(shè)計的幾點建議
從對桃源縣的節(jié)水灌溉設(shè)計和實踐我們可以看出，盡管丘陵地區(qū)在設(shè)計節(jié)水灌溉體系方面沒有較好的地形優(yōu)勢，但是只要能夠因地制宜，充分利用各種條件，合理規(guī)劃設(shè)計，仍然能夠取得很好的節(jié)水灌溉效果?；诖?，筆者總結(jié)了幾點建議，希望能夠給其他丘陵地區(qū)的節(jié)水灌溉設(shè)計提供一些參考。
6.1在對丘陵地區(qū)進行節(jié)水灌溉設(shè)計之前，首先要對當(dāng)?shù)氐娜宋牡乩磉M行充分詳盡的了解，尤其是對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)作物種植情況和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生產(chǎn)習(xí)慣，只有這樣，才能從整體出發(fā)考慮，充分體現(xiàn)出節(jié)水灌溉設(shè)計的人性化處理，這樣不但更利于農(nóng)民接受新的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，還能創(chuàng)造出更多新的產(chǎn)業(yè)，促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。
6.2在設(shè)計的過程中，要統(tǒng)籌兼顧，以各種理論基礎(chǔ)和參數(shù)計算結(jié)果為依據(jù)，進行省時節(jié)水的灌溉方案設(shè)計，制作灌溉制度和灌溉定額，使節(jié)水灌溉方案更加可靠可行，并且所設(shè)計的方案要易于被農(nóng)民掌握。
6.3在總體的設(shè)計中，除了要考慮前期的設(shè)計和建設(shè)以外，還要對建設(shè)完成后的系統(tǒng)管護工作進行相應(yīng)的設(shè)計。只有做好后期管護，才能實現(xiàn)節(jié)水灌溉系統(tǒng)的長期有效運行，實現(xiàn)真正的可持續(xù)發(fā)展。
7.結(jié)語
常德市桃源縣的高效節(jié)水灌溉體系的建設(shè)和實施為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展帶來了極大的幫助，在工程運行使用的兩年多中，桃源縣茶庵鋪鎮(zhèn)和楓樹鄉(xiāng)的茶葉和水稻生產(chǎn)產(chǎn)量都得到提升，生產(chǎn)成本降低，取得了較好的經(jīng)濟效益。且節(jié)約了水資源，實現(xiàn)了良好的節(jié)水效益、環(huán)境效益和社會效益。由此可以看出，該縣的高效節(jié)水灌溉設(shè)計是具有很大可行性的，值得其他丘陵地區(qū)借鑒應(yīng)用。 [科]
【參考文獻】
關(guān)鍵詞：Android；高效節(jié)水灌溉；監(jiān)控系統(tǒng)；遠程控制
0引言
高效節(jié)水灌溉包括管灌、噴灌和微灌等形式，具有根據(jù)作物需水規(guī)律和水源條件適時、適量灌溉，促進作物生長，節(jié)水、省工、增產(chǎn)等優(yōu)點，近年來在我國得到了越來越多的應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。至2013年底，我國高效節(jié)水灌溉面積約14666．67khm2，其中管灌7333．33khm2，噴灌3333．33khm2，微灌4000khm2，且增長速度迅速。目前高效節(jié)水灌溉單個泵站控制面積6．67～33．33hm2，采用人工／半自動控制方式，相配套的監(jiān)控設(shè)備主要有小型控制器、變頻恒壓設(shè)備、傳感器、電磁閥等。需要安排專人負責(zé)泵站設(shè)備的管理和運行維護，而高效節(jié)水灌溉泵站呈現(xiàn)出點多、面廣、分散的特點，增加了管理的難度，造成了運行管理成本高、效率低。近年來，信息技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，是一種先進的管理手段，能大大提高管理水平和工作效率。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，我國移動通信網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)發(fā)展迅速，具有覆蓋面廣、信號較強、傳輸速度快、可以有效覆蓋偏遠農(nóng)田的特點，同時智能手機也已普及，為高效節(jié)水灌溉遠程監(jiān)控制管理提供了條件。于是本文提出了基于移動終端的高效節(jié)水灌溉遠程監(jiān)控系統(tǒng)，采用廣泛使用的Android智能手機，利用智能控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實現(xiàn)了對多個泵站參數(shù)的監(jiān)測和遠程控制，提高了管理運行水平。
1系統(tǒng)總體設(shè)計
基于Android的高效節(jié)水灌溉遠程監(jiān)控系統(tǒng)是在灌溉系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，配置了傳感器、視頻攝像機等采集設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、服務(wù)器、控制計算機、智能移動終端等處理控制設(shè)備，通過智能控制軟件，實現(xiàn)了對灌溉系統(tǒng)的遠程監(jiān)控。系統(tǒng)主要由采集控制層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)傳輸層、應(yīng)用系統(tǒng)層和展示操作層等部分組成。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1。采集控制層主要由信息采集和設(shè)備控制兩部分組成，信息采集通過各種傳感器實現(xiàn)，泵站控制器實現(xiàn)對田間水泵、電磁閥的控制；數(shù)據(jù)傳輸層主要由數(shù)據(jù)總線、以太網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)組成，負責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；數(shù)據(jù)處理層主要對采集的各種數(shù)據(jù)和操作進行記錄存儲，建立綜合數(shù)據(jù)庫；應(yīng)用系統(tǒng)層實現(xiàn)對整個灌溉系統(tǒng)的監(jiān)視和控制，由智能灌溉控制系統(tǒng)和監(jiān)視系統(tǒng)組成；展示操作系統(tǒng)實現(xiàn)各種界面及數(shù)據(jù)的顯示，并提供人機對話、操作的接口，主要由顯示屏、智能移動終端等組成。本文側(cè)重于在Android系統(tǒng)的移動終端的實現(xiàn)。
2系統(tǒng)硬件設(shè)計
本系統(tǒng)硬件主要包括采集數(shù)據(jù)和信息的傳感器、攝像機，發(fā)送和接收信息的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，處理、存儲數(shù)據(jù)和信息的服務(wù)器，對設(shè)備進行控制的泵站控制器，以及展示和操作的計算機及移動終端。
2．1數(shù)據(jù)采集設(shè)備
數(shù)據(jù)是監(jiān)控信息化系統(tǒng)最基本資料，只有獲取了這些數(shù)據(jù)，才能進行分析處理和決策，更好對系統(tǒng)進行控制和管理。本系統(tǒng)采用各種傳感器對各項參數(shù)進行采集，分布在田間的傳感器采用太陽能供電和無線傳輸方式實現(xiàn)。數(shù)據(jù)包括環(huán)境參數(shù)和運行設(shè)備參數(shù)，環(huán)境參數(shù)有溫度、濕度、光照、雨量、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、土壤水分等，分別用高精度、高靈敏的小型氣象觀測站和土壤水分傳感器采集。通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的采集節(jié)點采集并傳輸至泵站控制器。設(shè)備運行參數(shù)包括電壓、電流、壓力、流量、水位、電磁閥開關(guān)狀態(tài)等，通過這些參數(shù)可以了解設(shè)備的運行狀態(tài)，便于控制、調(diào)整和監(jiān)測設(shè)備。采用高精度、高靈敏的傳感器以測量實際實時的變化。將采集的信息數(shù)字化，并轉(zhuǎn)換成4～20mA的標(biāo)準輸出。
2．2視頻監(jiān)控設(shè)備
視頻監(jiān)控設(shè)備主要包括各種攝像機、硬盤錄像機等。視頻數(shù)據(jù)量很大，傳輸時要很大的帶寬，從而數(shù)據(jù)流量費用也很高，本系統(tǒng)先把視頻信號存儲在硬盤錄像機中，再編制處理軟件，可以通過軟件設(shè)定視頻傳輸?shù)臅r間段、分辨率和幀數(shù)，把視頻傳輸?shù)椒?wù)器，從而大大減少了傳輸流量，節(jié)省了費用。
2．3泵站安防設(shè)備
為了滿足田間泵站無人值守的安全防范需要，每個泵站安裝一套集視頻監(jiān)控和紅外感應(yīng)的遠程安防報警系統(tǒng)。在報警被啟動后，當(dāng)紅外感應(yīng)偵測到非法闖入時，啟動視頻監(jiān)控系統(tǒng)并以報警方式顯示在監(jiān)控屏上，對應(yīng)管理人員的手機終端上也會收到相應(yīng)的報警信息，同時泵站內(nèi)觸發(fā)啟動高分貝報警器，進行警告和威懾，嚇阻闖入人員的進一步行動。
2．4數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備
數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備包括田間數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和遠程數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。田間數(shù)據(jù)主要有土壤墑情、環(huán)境參數(shù)、視頻等農(nóng)作物生長環(huán)境信息及設(shè)備控制參數(shù)，土壤墑情、環(huán)境參數(shù)、電磁閥參數(shù)由田間控制箱通過有線方式采集、發(fā)送和接收，再通過自建無線網(wǎng)絡(luò)（Zigbee）傳輸至泵站控制器，水泵、施肥、視頻及安防等設(shè)備數(shù)據(jù)通過有線方式與泵站控制器進行傳輸。4G網(wǎng)絡(luò)具有傳輸距離遠、帶寬大、速度快、建網(wǎng)成本低等特點，因而對于泵站和監(jiān)控中心間的數(shù)據(jù)采用4G網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。所有數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心后，經(jīng)過決策系統(tǒng)分析，形成灌溉控制指令，再通過無線網(wǎng)絡(luò)，反饋到現(xiàn)場執(zhí)行系統(tǒng)，借助已建成的恒壓灌溉供水系統(tǒng)和水肥一體化設(shè)備，實現(xiàn)遠程智能化灌溉。
2．5展示操作設(shè)備
系統(tǒng)的所有功能、操作和成果需要利用展現(xiàn)部分通過圖像形式展示出來。展現(xiàn)部分由圖像顯示工作站、監(jiān)視器、視頻服務(wù)器和移動終端等組成。視頻服務(wù)器運行應(yīng)用程序，監(jiān)視各站點視頻設(shè)備運行狀態(tài)、信息，發(fā)出指令控制各站點的運行等。監(jiān)視器可同時顯示多個站點的圖像，大屏幕顯示器與操作工作站顯示器同步顯示工作畫面。移動終端不僅能顯示圖像和參數(shù)，還能對設(shè)備進行設(shè)置和操作。
3系統(tǒng)軟件設(shè)計
3．1系統(tǒng)軟件架構(gòu)
本系統(tǒng)基于Android平臺開發(fā)，Android平臺采用Html5＋JqueryMobile＋WebView框架，首先建立與javascript與android程序的綁定關(guān)系，Android4．2之后版本提供給js調(diào)用的函數(shù)必須帶有＠Javascrip－tInterface，然后使用webView．a(chǎn)ddJavascriptInter－face（newJsFace（MainActivity．this），“jsFace”）用于給HTML頁面的javascript提供一個接口支持，頁面js可以通過JsFace．xxx（）執(zhí)行這個Java中的方法，這是HTML頁面與Android后臺交互最重要的接口。服務(wù)器端通過MODBUS—TCP協(xié)議實時獲取現(xiàn)場設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，并將實時數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，Android客戶端通過HTTP向服務(wù)器發(fā)送請求，請求成功獲取服務(wù)器端返回的JSON數(shù)組，并展現(xiàn)在Android界面。
3．2Android與服務(wù)器交互
Android端通過HTTP協(xié)議訪問服務(wù)器，HTTP是一個屬于應(yīng)用層的面向?qū)ο蟮膮f(xié)議，由于其簡捷、快速的方式，適用于分布式超媒體信息系統(tǒng)。在An－droid上發(fā)送HTTP請求的方式一般有兩種，Htt－pURLConnection和HttpClient。本文采用的是Htt－pURLConnection，關(guān)鍵代碼如下：URLuri＝newURL（url）；／／創(chuàng)建URL對象HttpURLConnectionconn＝（HttpURLConnec－tion）url．openConnection（）；conn．setConnectTimeout（5000）；／／設(shè)置連接超時時間conn．setRequestMethod（“GET”）；／／設(shè)定請求方式為GETconn．connect（）；／／建立到遠程對象的實際連接InputStreamin＝conn．getInputStream（）；／／獲取服務(wù)器返回的輸入流conn．disconnection（）；／／關(guān)閉連接
3．3灌溉控制決策軟件設(shè)計
灌溉控制決策軟件以作物需水信息為基礎(chǔ)，同時綜合土壤、作物和氣象等環(huán)境因子，以計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、智能控制技術(shù)為手段，實現(xiàn)田間信息采集和灌溉的遠程智能化控制。系統(tǒng)根據(jù)不同作物在各個生長期內(nèi)的需水量和需水規(guī)律，結(jié)合農(nóng)藝數(shù)據(jù)，建立作物的需水模型，對所收集和存儲的數(shù)據(jù)進行分析，處理成具有實際意義的物理量并逐步把處理結(jié)果儲存到相關(guān)數(shù)據(jù)庫中，形成符合本地實際的決策模型。系統(tǒng)運行時將采集的農(nóng)業(yè)現(xiàn)場環(huán)境信息由決策支持系統(tǒng)計算、分析后，給出作物的精確灌溉時間和最佳灌水量，灌溉工作則由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)決策支持系統(tǒng)的指令，通過WEB網(wǎng)頁或者Android手機端自動完成灌溉、施肥等工作。
3．4Android客戶端軟件設(shè)計
Android端主要功能結(jié)構(gòu)如圖5所示，系統(tǒng)功能主要由六個模塊組成，分別是新聞動態(tài)、排灌分布、站點監(jiān)控、運行日志、站點啟停和天氣預(yù)報模塊。新聞動態(tài)模塊可以實時獲取網(wǎng)絡(luò)最新新聞，同時管理員也可以進行管理與，排灌分布模塊顯示各個泵站的基礎(chǔ)工程信息以及設(shè)備運行狀態(tài)，站點監(jiān)控模塊顯示各個泵站視頻監(jiān)控情況和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，站點啟停模塊可以控制泵站的開啟與關(guān)閉，天氣預(yù)報模塊顯示當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r。
4系統(tǒng)應(yīng)用
本系統(tǒng)在南京市江寧區(qū)湯山街道進行了實際應(yīng)用。湯山街道依托水利部高效節(jié)水灌溉重點縣項目，從2013年開始，建成了面積800hm2的高效節(jié)水灌溉區(qū)，主要作物為水稻、茶葉、苗木、果樹和蔬菜等，灌溉形式為管灌、噴灌和微灌，分為46個單元，每個單元建有一座首部泵站。為了集中統(tǒng)一管理，本系統(tǒng)針對湯山街道高效節(jié)水灌溉現(xiàn)狀，在湯山街道水利站建成了一座監(jiān)控中心，監(jiān)控中心內(nèi)配置了服務(wù)器、操作計算機、顯示大屏、視頻監(jiān)視器、管理系統(tǒng)軟件等軟硬件設(shè)備，在田間泵站安裝了泵站控制器、田間控制器、各種傳感器、攝像機、紅外安防設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備，管理人員手機上安裝了APP軟件。通過手機可以對整個灌溉系統(tǒng)進行參數(shù)設(shè)置、設(shè)備控制、視頻查看和信息查詢。設(shè)備安裝調(diào)試好后，交由水利站負責(zé)運行管理，目前只需要1個專職工作人員通過手機即可完成整個系統(tǒng)和泵站的管理維護任務(wù)。同時只要在Android系統(tǒng)手機安裝軟件，就可隨時隨地實現(xiàn)對灌溉系統(tǒng)的查詢和查看，方便多人對系統(tǒng)的監(jiān)管和了解。系統(tǒng)每天自動運行，對各泵站的運行狀況、各參數(shù)自動記錄并處理成報表，保證了整個灌溉系統(tǒng)的完好運行，取得了良好的效果。圖6為手機APP軟件界面。
5結(jié)語
本系統(tǒng)建成了一個集信息智能采集、傳輸、管理、應(yīng)用與指揮決策于一體、基于Android的高效節(jié)水灌溉遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了對多個泵站參數(shù)的監(jiān)測和遠程控制，提高了管理運行水平，達到了管理模式的創(chuàng)新，具有較好的實用價值和應(yīng)用前景。應(yīng)用運行結(jié)果證明，通過實際應(yīng)用表明該系統(tǒng)可以對整個灌溉系統(tǒng)進行參數(shù)設(shè)置、設(shè)備控制、視頻查看和信息查詢，把分散的泵站集中統(tǒng)一遠程管理，有效地解決了管理人員短缺、維護成本高的問題。系統(tǒng)運行時可靠性、實時性高，有力地保證了高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)的使用效率，對高效節(jié)水灌溉應(yīng)用推廣具有較好的促進作用。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：小農(nóng)水重點縣 工程設(shè)計 陽谷縣
中圖分類號：S274 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0119-02
陽谷是山東省西部的農(nóng)業(yè)和水利大縣?？偯娣e106 km2，耕地面積67111 hm2，18個鄉(xiāng)、鎮(zhèn)（辦事處），850個村，81萬人口。屬黃河下游北岸沖積形成的平原區(qū)域。境內(nèi)分屬黃河、海河兩大水系，黃河流經(jīng)縣域3 km，2處引黃灌溉工程和徒駭河、小運河、趙王河、金線河等27條縣水務(wù)局確權(quán)劃界的河渠縱橫交織成網(wǎng)?？傂钏?.53億 m3。地表和地下水資源充足，土地肥沃，氣候適宜，物產(chǎn)豐富。是全國千億斤糧食產(chǎn)能和山東省糧食生產(chǎn)“十連增”先進縣、小型農(nóng)田水利工程建設(shè)重點縣。2010-2012年省政府確定為現(xiàn)代化高效節(jié)水灌溉項目縣?，F(xiàn)將工程設(shè)計建設(shè)情況報告如下。
1 項目區(qū)綜合概況
經(jīng)縣委政府申報、省政府批復(fù)，2010-2012年小農(nóng)水高效節(jié)水灌溉項目建設(shè)區(qū)為張秋鎮(zhèn)、阿城鎮(zhèn)、七級鎮(zhèn)、高廟王鄉(xiāng)四個區(qū)域近20萬畝耕地。主要現(xiàn)狀水利工程多是60年代前后建設(shè)的，現(xiàn)有小型水源工程182處，泵站提水灌溉工程4處，機井125眼。工程運行40多年來，由于地方配套資金不足，渠道襯砌率低、質(zhì)量差、滲漏嚴重。建筑物超役運行已老化、退化失修。尤其是土質(zhì)渠系損失水量較為嚴重?，F(xiàn)狀干級渠道襯砌率僅為15%；年均輸水損失近1億 m3。支級渠系幾乎全為土渠，襯砌率僅為2%；灌溉水利用系數(shù)僅為0.48。灌溉模式仍是傳統(tǒng)的畦田大水漫灌、跑、冒、滲、漏及群眾亂扒亂堵，亂放水的現(xiàn)象普遍嚴重。早灌一次每畝需用水80余m3。項目區(qū)內(nèi)干渠、支渠、農(nóng)田斗溝等輸排水渠溝長期管理粗放，渠道淤積，堵塞嚴重。農(nóng)田輸、排水渠溝布局極不合理等問題，嚴重制約灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展，造成了水資源嚴重浪費。
2 現(xiàn)代化小農(nóng)水工程設(shè)計的規(guī)劃布局
項目區(qū)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計布局起點高，突出實效性。根據(jù)水資源現(xiàn)狀，廣泛征求群眾意見和建議，優(yōu)化工程設(shè)計，優(yōu)選灌溉模式，全部采用管道輸水方式。以管代渠、節(jié)水節(jié)地。水源依據(jù)是“靠河建站，不靠河打井”的原則，精心布局、細化設(shè)計。達到工程設(shè)計“三十年不落后，五十年還能用”的目標(biāo)要求。共建成高效節(jié)水灌溉面積19.25萬畝；鋪設(shè)UPVC管道700 km，新挖疏浚河道172 km，新修建生產(chǎn)路83 km，新建、改建橋涵閘等建筑物302座，新打和配套改造機井943眼，新建泵站泵房36座，配套水泵、架設(shè)變壓器、安裝變頻供水設(shè)備36臺套。新建土壤墑情自動測報系統(tǒng)4處。設(shè)計實現(xiàn)“旱能澆、澇能排”的現(xiàn)代化農(nóng)田管網(wǎng)工程系統(tǒng)。
36座泵站采用變頻自動化控制，高效節(jié)能，943眼機井采用一泵多卡管道灌溉模式，節(jié)水省電、方便操作及管護。
3 工程設(shè)計模式
泵站工程模式：“一泵、一網(wǎng)、一卡兩表多栓、一帶、一畦田”。
機井工程模式：“一井、一網(wǎng)、一卡、一表、一栓、一畦田”。
一泵指泵站，控制灌溉面積3000畝左右。選用單級雙吸中開離心泵，揚程24 m，功率22～185 kW，流量每小時500～1866 m3。泵站配置攔污柵網(wǎng)、閘閥、壓力表、真空泵、變頻柜、高低壓配電設(shè)施等。系統(tǒng)運行自動控制，體現(xiàn)了新技術(shù)應(yīng)用和高標(biāo)準設(shè)計應(yīng)用。泵室為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，泵房為磚混結(jié)構(gòu)，鋼木套裝門、塑鋼窗、花園式院落。
“一井”指配套機電井。為混凝土砂管井。井深60～70 m，單井出水量40～60 m3，設(shè)出水口（給水栓）10～20個，單井控制灌溉面積80畝左右。
“一網(wǎng)”指輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)，從泵站、機井到田間出水口均用管網(wǎng)輸水。“以管網(wǎng)代溝渠”、灌排水分設(shè)，實現(xiàn)田間自來水無死角無盲區(qū)。因管網(wǎng)系統(tǒng)較大，設(shè)計管道直徑從Φ110～Φ500 mm均用UPVC管件。系統(tǒng)設(shè)進氣、排氣閥、泄水閥、閘閥等配套設(shè)施。泵站出水口設(shè)計安置磁流量計和插入式數(shù)字流量計兩種計水量器具，給水栓配備移動水表和小白龍輸水軟管。
“一卡”指智能控制卡。用于泵站、機井啟動，控制一座泵站、一眼機井灌溉。一泵一井多卡，依卡繳費，刷卡取水，實現(xiàn)計量用水繳費，促進了群眾節(jié)水意識。
“兩表”或“一表”，是系統(tǒng)中的固定水表和移動水表。固定水表安裝于泵站灌區(qū)干管首端，由水管員管理。作為泵站計量用水收費依據(jù)。移動水表是將固定水表計量分配到用水戶的延伸和依據(jù)。水表起止碼由水管員記錄，用水戶確認。機井灌區(qū)僅在井池出水口設(shè)固定水表。
“多栓”或“一栓”，指泵站或機井系統(tǒng)的給水栓。泵站系統(tǒng)設(shè)多栓，機井設(shè)一栓用水灌溉。大田灌溉給水栓設(shè)計采用是先進的自動排氣系統(tǒng)，解決了原來給水栓排氣困難的問題。由一體式改為分體式安裝，有自動關(guān)閉功能，節(jié)水高效。由地上變?yōu)榈叵律盥瘢阌跈C耕，用水泥澆筑，有防盜、防曬、防老化、不易損壞的優(yōu)點。
一帶是田間出水口以下連接小白龍輸水帶。給水栓通過輸水帶用快速接頭連接向畦田內(nèi)灌溉，使用方便。
畦田是田間畦塊。傳統(tǒng)長畦200～300 m，寬8～10 m，灌溉時間長，浪費水電。設(shè)計田間支管間距100 m左右，出水口間距50 m左右，畦田大變小，加大了田間節(jié)水效果。
泵站灌區(qū)和機井灌區(qū)核定水價為0.21元/m3和0.22元/m3，畝次灌溉成本10元左右，比傳統(tǒng)灌溉模式節(jié)省50%.
4 工程設(shè)計綜合效益分析
4.1 創(chuàng)新了灌溉模式，優(yōu)化了水資源配置
項目區(qū)實現(xiàn)了高效節(jié)水管網(wǎng)化管道灌溉模式，通過現(xiàn)代化先進的管網(wǎng)工程進行農(nóng)田輸水灌溉。以生產(chǎn)路為框架，在田間鋪設(shè)了縱橫交織的封閉式壓力管網(wǎng)。鄉(xiāng)鎮(zhèn)灌溉用水協(xié)會根據(jù)各村灌溉面積，農(nóng)作物種植季節(jié)、生長情況、土壤墑情、旱情選擇配水，實現(xiàn)了水資源優(yōu)化配置和高效節(jié)水灌溉的目標(biāo)。
4.2 為優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，保障了水利支撐
小型農(nóng)田水利建設(shè)現(xiàn)代化高效節(jié)水省電灌溉工程系統(tǒng)，全面解決了以往存在的“最后一公里”問題，優(yōu)化了農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，先進科學(xué)的灌溉技術(shù)和充足的水源條件，使糧食及其它特色產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速發(fā)展，項目區(qū)出現(xiàn)了一大批種糧大戶，特色優(yōu)質(zhì)瓜果蔬菜等經(jīng)濟作物種植大戶，形成了特色產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟強鎮(zhèn)、強村、增加了農(nóng)民經(jīng)濟收入。
4.3 實現(xiàn)了高標(biāo)準現(xiàn)代化農(nóng)田基礎(chǔ)建設(shè)
小農(nóng)水工程的設(shè)計，實現(xiàn)了耕地灌區(qū)節(jié)水化，工程運行科學(xué)化、長效化、灌區(qū)路網(wǎng)化、工程管網(wǎng)化。同時實現(xiàn)了灌溉自動化，控制智能化。建成“旱能澆，澇能排”高標(biāo)準農(nóng)田近20萬畝。用水成本由以前每畝次30元左右降至10元左右，節(jié)水節(jié)電，達到設(shè)計要求。
4.4 農(nóng)民得實惠，政府得民心
陽谷縣小農(nóng)水建設(shè)重點縣高效節(jié)水灌溉現(xiàn)代化工程設(shè)計建設(shè)從2010年11月22日開工，至2013年3月31日完工，達到了現(xiàn)代化建設(shè)水平。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件極大的、全面的得到了改善。實際效益超過了當(dāng)初設(shè)計效益。據(jù)統(tǒng)計，項目區(qū)新增年蓄水、引水、提水能力485 m3，新建高效節(jié)水省電工程5處，改善、新增灌溉面積15.25萬畝，年增產(chǎn)糧食平均202.47萬 kg。年均增經(jīng)濟效益產(chǎn)值548.49萬元，年節(jié)水1059萬 m3，省工2664萬個，節(jié)地1448畝，農(nóng)民人均年增加收入1500元。經(jīng)省市考評驗收獲優(yōu)秀工程。
工程建設(shè)后，縣水務(wù)局又幫助項目區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)會建立了工程輪灌、維修、管護、財務(wù)管理、安全生產(chǎn)管理、水費收繳管理等相應(yīng)配套的規(guī)范制度。并分期分批對基層用水協(xié)會成員、農(nóng)村水管員進行了專業(yè)培訓(xùn)，建立了工程長效運行管理機制。從而使群眾受益、政府滿意。項目區(qū)工程運行完好率和水費征收率均達100%；真正實現(xiàn)了“惠民工程”“民心工程”。2013年9月，陽谷縣以優(yōu)秀的水利工程質(zhì)量和數(shù)量，被省政府確定為第五批小農(nóng)水建設(shè)重點縣。獲全省18個高效節(jié)水灌溉工程重點縣名列第一的好成績。
2013年春節(jié)期間，項目區(qū)受益村群眾敲鑼打鼓為鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府和水務(wù)局送去了錦旗，上書到“水利工程為農(nóng)民，黨的恩情比海深”，“高效節(jié)水花錢少，多黨的好領(lǐng)導(dǎo)”，“水利潤澤萬物，工程惠澤百姓”。
陽谷縣小農(nóng)水工程設(shè)計和建設(shè)者們，為農(nóng)業(yè)大縣向農(nóng)業(yè)經(jīng)濟強縣的跨越發(fā)展，攻艱克難，提供了強有力的水利支撐，踐行了黨的群眾路線，促進了農(nóng)村生產(chǎn)力和社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
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[關(guān)鍵詞]灌區(qū)節(jié)水 高校灌溉 制度 思考
1 洛惠渠灌區(qū)自然、社會狀況
洛惠渠灌區(qū)位于關(guān)中平原東部,于1934年動工興建,1950年開灌受益,灌溉渭南大荔、蒲城、澄城三縣31個鄉(xiāng)鎮(zhèn)及3個農(nóng)場共74.3萬畝。灌區(qū)黃土覆蓋層較厚,塬面較平坦。土壤以黃綿土為主,夾少量褐色盧土,土壤有機質(zhì)含量0.883%,酸堿度適中,質(zhì)地、結(jié)構(gòu)良好,空隙率為50%,蓄水保墑能力強,適種性廣泛。灌區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候,常年多風(fēng),平均氣溫12.2℃,多年平均降雨量549.2mm,平均蒸發(fā)量1192mm,年日照時數(shù)2547h,光照充足,無霜期202d。灌溉工程修建,從根本上改變了旱源缺水狀況,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件得到較大改善,作物產(chǎn)量大幅度提高,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)迅速調(diào)整,并愈趨合理,目前灌區(qū)已成為小麥、玉米、棉花、油菜、瓜果、蔬菜生產(chǎn)基地,年創(chuàng)產(chǎn)值達十億元以上。
2 灌區(qū)供水灌溉存在的主要問題
洛惠灌區(qū)地處陜西渭北旱塬,由于來水與用水不協(xié)調(diào),屬資源性缺水灌區(qū),灌區(qū)現(xiàn)有256條,分引渠4686條,總長2463km,襯砌率僅為35%,且上個世紀70年代渠道防滲襯砌板已破損、脫落,灌區(qū)仍有1601.44km長的斗分引渠為土渠斷面,灌溉期間跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象時有發(fā)生,致使灌溉水浪費嚴重,嚴重制約了灌區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。續(xù)建配套與節(jié)水改造“十一五”項目工程實施后,雖然解決了部分骨干渠道“卡脖子”及險工段工程等問題,但剩余量較大,且灌區(qū)田間工程配套不全,斗渠襯砌完好率較低,田面寬畦,灌水不科學(xué),水資源浪費,直接制約著灌溉效益充分發(fā)揮。就灌區(qū)發(fā)展而言,若不走節(jié)水灌溉之路,灌區(qū)的維持與發(fā)展將難以為繼。
3 研究作物灌溉制度是建設(shè)灌區(qū)節(jié)水高效灌溉制度的重要內(nèi)容
3.1作物灌溉制度。農(nóng)業(yè)灌溉需水量有嚴格的時間性要求,常與水資源的時空分布規(guī)律相矛盾。作物需水低峰或不需水時,往往豐澇同步偶合;作物需水高峰時,卻又旱缺并逢。必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施,對天然水資源進行時空再分配。所以說作物灌溉制度是為了促使農(nóng)作物獲得高產(chǎn)和節(jié)約用水而制定的適時、適量的灌水方案,它既是指導(dǎo)農(nóng)田灌溉的重要依據(jù),也是制定灌溉規(guī)劃、設(shè)計灌溉工程以及編制灌區(qū)用水計劃的基本依據(jù)。作物灌溉制度包括:農(nóng)作物播種前及全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)、灌水時間、灌水定額和灌溉定額。其中灌水定額是指單位耕地面積上的一次灌水量,而灌溉定額是指單位耕地面積上農(nóng)作物播種前和全生育期內(nèi)的總灌溉水量。
3.2節(jié)水高效灌溉制度內(nèi)涵。高效灌溉制度是把有限的灌溉水量在作物生育期內(nèi)進行最優(yōu)分配,以提高灌溉水向根層貯水的轉(zhuǎn)化效率和光合產(chǎn)物向經(jīng)濟產(chǎn)量轉(zhuǎn)化的效率。制定節(jié)水高效灌溉制度一般不需要增加投入,只是根據(jù)作物生長發(fā)育的規(guī)律,對灌溉水進行時間上的優(yōu)化分配,農(nóng)民易于掌握,是一種投入少、效果顯著的管理節(jié)水措施。對旱作物可采用非充分灌溉、調(diào)虧灌溉、低定額灌溉、儲水灌溉等。其中非充分灌溉的優(yōu)化灌溉制度是在水源不足或水量有限條件下,把有限的水量在作物間或作物生育期內(nèi)進行最優(yōu)分配,確保各種作物水分敏感期的用水,減少對水分非敏感期的供水,此時所尋求的不是單產(chǎn)最高,而是全灌區(qū)總產(chǎn)值最大。
4 冬小麥需水規(guī)律和灌溉制度
4.1冬小麥的需水規(guī)律。冬小麥各生育期由于時間長短、氣候條件各異,因而各階段總需水量與階段日需水強度不同。需水量最多的階段是抽穗～成熟期,即灌漿階段。灌漿期需水量大的原因是由于該階段生長期長,而且日需水強度高。但日需水強度最大的階段是在拔節(jié)～抽穗期,這是因為此期間冬小麥由營養(yǎng)生長階段轉(zhuǎn)為生殖生長與營養(yǎng)生長并進的階段,生長旺盛、需水強度大,屬于需水敏感期。因此保證這一階段的水分需求,對冬小麥的增產(chǎn)、增收十分重要。
4.2冬小麥的灌溉制度。冬小麥生長期很長,一般為240～260天,生長期正是少雨季節(jié),灌溉是冬小麥獲得高產(chǎn)的重要保證,把有限的水量在冬小麥生育期內(nèi)進行最優(yōu)分配,確保冬小麥水分敏感期的用水,減少對水分非敏感期的供水,此時所尋求的不再是豐產(chǎn)灌溉時的單產(chǎn)最高,而是在水量有限條件下的全灌區(qū)總產(chǎn)量(值)最大。
5 棉花需水規(guī)律和灌溉制度
5.1棉花需水特性。棉花從苗期、蕾期到花鈴期,隨著氣溫的逐漸升高,棉株葉面積逐漸增大,日需水量逐漸增多;吐絮以后,由于氣溫較低,植株蒸騰面積減少和蒸騰強度降低,日需水量隨之減少。植株蒸騰所占總需水量的比例,苗期最小,開花到吐絮期最大。
5.2棉花灌溉制度。棉花生長期灌溉應(yīng)根據(jù)各生育階段的需水規(guī)律和氣候、土壤墑情、棉株形態(tài)以及水分生理指標(biāo)等適時適量進行。特別是棉花花鈴期灌水,因氣溫高,植株生長旺盛,是一生中需水最多,對缺水最敏感的時候,當(dāng)植株出現(xiàn)缺水癥狀時,要及時灌溉。
6 玉米需水規(guī)律和灌溉制度
6.1玉米的需水規(guī)律。無論是春玉米還是夏玉米,需水模系數(shù)(指各生育階段需水量占全生育期總需水量的百分比)的變化趨勢均是從小到大,再由大到小。播種～拔節(jié)階段,植株蒸騰量很小,玉米這個生育階段在全生育期內(nèi)時間最長,但需水模系數(shù)最低;拔節(jié)～抽雄階段,此階段都于氣溫較高的季節(jié)。玉米在拔節(jié)以后,由于植株蒸騰的速率增加較快,該階段需水模系數(shù)普遍較高;抽雄～灌漿階段,是玉米形成產(chǎn)量的關(guān)鍵期,該階段時間較短,此階段多數(shù)地方氣溫漸降,葉片也開始發(fā)黃,該階段持續(xù)時間,需水模系數(shù)都大。
6.2玉米的灌溉制度。其制度是針對各地不同的水資源狀況,充分利用降雨,按以供定需的原則制定的,根據(jù)玉米各階段對水分的要求適當(dāng)?shù)卣{(diào)整生育期間的灌水次數(shù)、時間與定額,力求在節(jié)水的前提下獲取相對較高的產(chǎn)量。資料表明:不論是春玉米還是夏玉米,其生育期中的關(guān)鍵灌水時期一是抽雄～開花期,二是播種期。抽雄期受旱對產(chǎn)量影響最大。因此在制定節(jié)水高效灌溉制度時,一定要保證抽雄期前后和播種期的用水。
7 油菜需水規(guī)律和灌溉制度
表1 灌區(qū)主要農(nóng)作物節(jié)水灌溉制度
7.1油菜需水規(guī)律。油菜是生育在低溫季節(jié),需水量較少,但自然降雨不能滿足作物的生長需要。灌區(qū)油菜于9月上旬播種,5月下旬收獲,全生育期歷年平均降水量381.4 mm,與需水量接近,但占56%的降水多集中于冬前,有效利用率低,后期除花期降水占總降水16%外,生育期2/3時間內(nèi)的降水僅占28%左右,處于干旱缺水狀態(tài)。又由于油菜屬淺根作物,在根頸上著生多條根(每株有20余條根),且多分布在10～20厘米的土層中,所以一般灌水深度不宜過深,以40厘米為最佳計劃層深。
7.2油菜灌溉制度。返青期作為油菜高產(chǎn)的基本灌溉時期,在冬灌基礎(chǔ)上進行返青灌溉,為蕾苔期儲蓄了墑情,較之冬灌連年增產(chǎn)在6.6～26.2公斤,而且較把灌水時間推遲至蕾苔期灌溉,也明顯增產(chǎn)。油菜花期、角果期,一方面因為降水增多,另一方面油菜喜歡干熱的環(huán)境條件,一般不需要灌溉。其中花期灌溉,特別是灌后陰雨造成濕度過大常引起落花落果;角果期的灌溉會加重病蟲為害和飼伏而引起減產(chǎn)。
關(guān)鍵詞：高效節(jié)水理念；農(nóng)田灌溉；工程建設(shè)
中圖分類號：S607文獻標(biāo)識碼： A
引言
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,水資源供需矛盾日益突出。為有效緩解并解決水資源短缺問題,國家及各級政府提出了一系列的節(jié)水措施。本文就以農(nóng)田的節(jié)水灌溉為例,全面剖析節(jié)水灌溉工程建設(shè)中存在的問題,并對如何解決節(jié)水灌溉工程建設(shè)中存在的問題提出建議和對策,以確保節(jié)水灌溉工程建設(shè)的高效性。
一、節(jié)水灌溉工程建設(shè)的長遠規(guī)劃與建設(shè)
隨著我國新疆地區(qū)水資源供需矛盾的尖銳，節(jié)水灌溉工程的建設(shè)規(guī)模和速度都將有較快的增長。通過深入調(diào)查研究和實踐發(fā)展，我國節(jié)水灌溉園區(qū)、農(nóng)業(yè)高效用水工程建設(shè)在快速、健康發(fā)展的同時，在某些地區(qū)、某些工程建設(shè)中也存在一些問題。
1.1節(jié)水灌溉工程建設(shè)無長遠目標(biāo)、總體規(guī)劃
目前，從總體上看我國缺乏較詳盡的節(jié)水灌溉工程建設(shè)的總體、長遠規(guī)劃。具體到每個大的行政區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村也基本上沒有長遠的、具體的節(jié)水灌溉工程發(fā)展規(guī)劃。多數(shù)地區(qū)是根據(jù)當(dāng)年的節(jié)水工程投資情況，選擇建設(shè)地點進行建設(shè)，這種發(fā)展模式帶來的問題是重復(fù)建設(shè)、浪費投資和節(jié)水效果差。
1.2節(jié)水灌溉工程的設(shè)計沒有建立在可靠資料的基礎(chǔ)上
目前有一定數(shù)量的節(jié)水灌溉工程處于癱瘓狀態(tài)或低效運行狀態(tài)，其主要原因之一是工程的設(shè)計沒有建立在可靠基礎(chǔ)資料的基礎(chǔ)上。如節(jié)水工程設(shè)計中，供水水源井出水能力的確定，設(shè)計中往往根據(jù)估計的流量進行。估計值往往偏大，造成運行過程中的水量不足，有時造成部分噴頭不轉(zhuǎn)，有時造成噴灑范圍小于設(shè)計范圍，出現(xiàn)漏噴問題等。再如，低壓輸水管道灌溉灌水技術(shù)參數(shù)的確定中，以土壤質(zhì)地單一參數(shù)選定土壤入滲參數(shù)，而后確定灌水畦田規(guī)格，造成低壓管道輸水灌溉工程的節(jié)水效率下降。
1.3設(shè)計標(biāo)準過低，節(jié)水效果過差
據(jù)某地區(qū)面積為6萬畝的節(jié)水園區(qū)的詳細統(tǒng)計，園區(qū)內(nèi)低壓管道輸水灌溉節(jié)水灌溉面積上平均的管道密度僅有3.5~4.0米/畝，多數(shù)灌溉地塊的輸水管道僅在耕作條田的上游端進行了鋪設(shè)，灌水畦田長度與條田的長度相等（150~200米），管道僅解決了灌水井到灌溉地塊的輸水問題，而不是真正意義上的低壓管道輸水灌溉。由于管網(wǎng)密度不夠，低壓管道輸水灌溉僅減少了灌溉水在輸水過程中的損失，而田間水有效利用系數(shù)沒有提高，因此節(jié)水效果并沒有大的提高。有些地區(qū)的低壓管道輸水灌溉僅停留在合流調(diào)水遠澆的水平上，其效果更差。如項目區(qū)某村通過管道將14眼井并聯(lián)起來合流遠澆，14眼井單井工作時的出水量總和是78立方米/小時，合流后，其出水量總和僅有14~20立方米/小時。合流一方面使井、泵效率下降，另一方面出水量減小，灌溉速度減慢，延誤農(nóng)時，至于節(jié)水效果更無從談起。
鑒于節(jié)水灌溉工程規(guī)劃、設(shè)計和建設(shè)中存在的上述問題，就節(jié)水灌溉工程規(guī)劃與建設(shè)提出以下幾點建議：
（1）各鄉(xiāng)村應(yīng)在地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水分區(qū)規(guī)劃的前提下，因地制宜地制定本鄉(xiāng)村的整體、長遠節(jié)水灌溉發(fā)展規(guī)劃，并結(jié)合投資能力制定分期實施計劃，使農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程建設(shè)在有序、無浪費、高質(zhì)量、整體節(jié)水效果最優(yōu)的條件下進行。做到長遠規(guī)劃，分期實施；建設(shè)一片，見效一片。
（2）節(jié)水灌溉工程的設(shè)計一定要在獲取詳盡、可靠資料的基礎(chǔ)上進行，并要充分考慮未來條件變化對節(jié)水灌溉系統(tǒng)的影響。對于諸如供水水源流量、地下水動水位等關(guān)系到系統(tǒng)能否正常運行的設(shè)計參數(shù)應(yīng)進行實測。
（3）節(jié)水灌溉工程的建設(shè)應(yīng)堅持標(biāo)準。在節(jié)水灌溉工程的建設(shè)中應(yīng)按國家現(xiàn)行標(biāo)準一次到位建設(shè)，分期達標(biāo)的建設(shè)思路不宜采納。
二、節(jié)水灌溉工程的類型選擇問題
目前節(jié)水灌溉工程普遍存在著利用率低的問題，主要表現(xiàn)在噴灌設(shè)施的利用率低。噴灌、微噴以其其它灌水技術(shù)不可比擬的高的灌溉均勻度和灌溉水利用率達到節(jié)水的目的。因此，國內(nèi)外很多國家把噴灌作為一種主要的節(jié)水灌溉工程類型進行推廣應(yīng)用，我國也不例外。近幾年來，我國節(jié)水灌溉工程的投入大多數(shù)集中在噴灌工程的建設(shè)上，使我國的噴灌面積得到了較快的發(fā)展。但由于我國農(nóng)村目前實行的聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制使土地的種植過度分散，每戶農(nóng)民耕作田塊的規(guī)模一般為2~7畝。這種分散的種植模式給噴灌（包括固定式和半固定式噴灌）的應(yīng)用帶來諸多不便。在這種種植模式下，作物不能實現(xiàn)統(tǒng)一種植，作物的需水時間和需水定額不一致，不能統(tǒng)一灌溉。噴灌系統(tǒng)灌溉時的噴灑寬度一般在20米左右，按170米的條田長度計算，噴灌單支管工作時，一次噴灑面積將在5畝以上，或許涉及到2~3戶的土地，灌溉很難進行。所以使噴灌設(shè)施閑置，節(jié)水灌溉工程有投入無效益。
低壓管道輸水灌溉這種節(jié)水灌水技術(shù)在農(nóng)村普遍受到歡迎，其主要原因有：①低壓管道輸水灌溉可以很好地解決聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制土地高度分散種植管理模式下的灌溉問題；②灌溉水供水速度快；③輸水工程中的輸水損失小；④在合理的畦田規(guī)格和單寬流量下可獲的90%以上的田間水有效利用率。⑤相對噴灌而言，灌溉水壓力低，長期能耗少，
灌溉水成本低；⑥工程管理簡單方便，供水可靠，農(nóng)民的灌溉可按單用戶進行，不涉及其他用戶。
理論計算和灌水實際都表明，如果低壓輸水管道灌溉的畦田規(guī)格和單寬灌水流量設(shè)計合理，井灌條件下的低壓輸水管道灌溉的灌溉水有效利用系數(shù)達到0.85以上是完全可能的，基本上達到了噴灌條件下的有效利用率。因此，鑒于我國目前農(nóng)村的實際情況，除了應(yīng)加快研制適應(yīng)我國土地分散種植模式下的噴灌設(shè)施外，在節(jié)水工程的建設(shè)中，應(yīng)堅持高標(biāo)準低壓管道輸水灌溉優(yōu)先的原則，在條件允許的地區(qū)和地塊發(fā)展噴灌。
三、節(jié)水工程建設(shè)與農(nóng)民增收問題
節(jié)水灌溉工程利用率低的另一原因涉及節(jié)水灌溉與農(nóng)民增收的關(guān)系問題。節(jié)水灌溉工程的實施在帶來節(jié)水效益的同時，或多或少要增加灌溉水的供水成本或勞務(wù)投入。如噴灌、微噴、滴灌，由于灌溉水為有壓水，需消耗一定能量給灌溉水加壓，使得灌溉水的成本提高；在低壓管道輸水灌溉條件下，需要增加修筑田埂的勞務(wù)輸出等。農(nóng)民并不關(guān)心節(jié)水帶來的社會效益、生態(tài)效益，他們所關(guān)心的是如何能在他們經(jīng)營的土地上，以最少的投入獲得最大的凈收益。最簡單的一個例子是農(nóng)民寧愿多支付用水的水費，而不愿意投入時間去修筑高規(guī)格的田間畦埂，而把修埂的時間用于外出打工，以打工掙來的錢來抵償超額用水的水費。因此，在節(jié)水工程的建設(shè)中，應(yīng)充分把節(jié)水與農(nóng)民的增收結(jié)合起來?？刹扇〉拇胧┯校?/p>
（1）提高節(jié)水高效用水工程供水的保證程度。通過提高節(jié)水工程的供水保證程度，為農(nóng)民種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整創(chuàng)造條件，促進農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，增加單位面積的產(chǎn)值，激發(fā)農(nóng)民發(fā)展節(jié)水灌溉的積極性。
（2）加強節(jié)水灌溉工程的管理，降低節(jié)水灌溉工程的供水成本。通過引入現(xiàn)代化管理技術(shù)和到位的管理，降低工程的運行費，減少管理費用中的人工費比例，降低供水成本，使農(nóng)民得到更多的實惠，調(diào)動他們使用節(jié)水工程的自覺性。
（3）優(yōu)先在水資源極度短缺地區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉工程。在水資源極度短缺地區(qū)一方面節(jié)水增效效果明顯，另一方面群眾節(jié)水積極性高。
四、結(jié)束語
綜上所述，節(jié)水灌溉工程對于水資源的有效利用和經(jīng)濟發(fā)展都有著重要作用。經(jīng)過上文的分析可以看出，現(xiàn)在我國節(jié)水灌溉工程建設(shè)中仍存在很多問題。
參考文獻：
1.1節(jié)水灌溉工程規(guī)劃設(shè)計存在漏洞對農(nóng)田水利工程進行設(shè)計時，應(yīng)以滿足新農(nóng)村建設(shè)的各項需求為標(biāo)準，同時結(jié)合各個農(nóng)村發(fā)展的實際情況綜合考慮合理科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計。就我國現(xiàn)有的節(jié)水灌溉工程設(shè)計來看，部分設(shè)計者對于老舊的勘察資料過于依賴，但農(nóng)村是處在不斷變化的過程中，過于陳舊電費勘察資料已經(jīng)不適合在節(jié)水灌溉工程建設(shè)中作為參考資料了，對工程區(qū)水質(zhì)情況掌握度不夠，勢必會影響節(jié)水灌溉工程的優(yōu)化設(shè)計。光憑經(jīng)驗來對工程設(shè)計，這樣的方式只會衍生出更多的缺陷設(shè)計。
1.2農(nóng)作物種植不合理節(jié)水灌溉工程在投入使用后，人們的種植觀念也停留在傳統(tǒng)的春季種玉米，秋季種小麥的種植方式上，一些部門雖有宣傳高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的理念，但宣傳力度不夠，由于農(nóng)民的知識水平不夠，無法在宣傳資料中掌握透高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方法。此時需派專人在基層進行指導(dǎo)，重視宣傳與推廣，優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，更新農(nóng)民的種植觀念，發(fā)揮出節(jié)水灌溉工程的做大效用，切實提高農(nóng)民的整體收入。
1.3節(jié)水灌溉工程忽視使用管理一些部門在設(shè)計之初和施工階段投入了大量的精力，領(lǐng)導(dǎo)部門或是施工都給予了全方位的考慮和分析，促使節(jié)水灌溉工程成功建設(shè)完畢，但在工程進入使用階段，就出現(xiàn)了無人管理的尷尬局面，這種現(xiàn)象在我國的水利工程建設(shè)中是相當(dāng)普遍的。工程使用管理的忽視致使節(jié)水灌溉工程在投入使用后就一再降低自身效用，最終無法正常使用，一些優(yōu)秀的工程設(shè)計也在此埋沒。
2農(nóng)田高效節(jié)水灌溉工程的發(fā)展
2.1高效節(jié)水灌溉工程優(yōu)化水資源配置，促進農(nóng)業(yè)發(fā)展我國是一個水資源相對較為缺乏的國家，優(yōu)化我國水資源配置對水資源的可持續(xù)發(fā)展有至關(guān)重要的影響，這需要節(jié)水灌溉工程的規(guī)劃者在設(shè)計之初，對當(dāng)?shù)氐乃Y源情況有較為全面的掌握，對水資源進行優(yōu)化配置。對水資源進行優(yōu)化配置應(yīng)遵循“總體控制，配額合理”的原則，使水資源的浪費降到最低，將水資源利用到最需要的部分。在節(jié)水灌溉工建設(shè)的過程中不能忽視對自然環(huán)境的保護，做到在不影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的前提下，將水資源進行科學(xué)的優(yōu)化配置。
2.2注重高效節(jié)水灌溉示范工程的建設(shè)一般來說，節(jié)水灌溉工程得到了良好的規(guī)劃，在投入使用后勢必在一定程度上促進當(dāng)?shù)厮こ探ㄔO(shè)。由此可見高效節(jié)水灌溉示范工程建設(shè)的重要性，建設(shè)人員在施工階段考慮當(dāng)?shù)氐乃Y源情況、高效節(jié)水灌溉工程的灌溉技術(shù)、工程選址等問題都應(yīng)遵循以下三個原則：一是優(yōu)先考慮水資源匱乏地區(qū)；二是示范工程應(yīng)選擇能夠發(fā)揮最佳效果的地區(qū)；三是應(yīng)優(yōu)先考慮經(jīng)濟較為發(fā)達地區(qū)和多類農(nóng)作物種植地區(qū)，以便高效節(jié)水灌溉示范工程發(fā)揮出輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最大化效果。
2.3更新與引進高效節(jié)水灌溉技術(shù)在我國科技的快速發(fā)展下，各項先進的技術(shù)在各個領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱，以往的高校節(jié)水灌溉技術(shù)已經(jīng)不適應(yīng)目前農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展。所以不斷更新高效節(jié)水灌溉技術(shù)對節(jié)水灌溉工程的建設(shè)是尤為重要的。目前，國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的新型高效節(jié)水灌溉技術(shù)主要有兩種模式，一種是利用生物科技上實施的調(diào)控灌溉技術(shù)，另一種是利用3S技術(shù)來實現(xiàn)高效節(jié)水灌溉。還有許多實現(xiàn)高效節(jié)水灌溉的技術(shù)，但無論是那種技術(shù)都大大提高了高效節(jié)水灌溉的效用，推動著我國農(nóng)村經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。致力于高效節(jié)水灌溉工程的建設(shè)者還要不斷更新與引進高效節(jié)水灌溉技術(shù)，推動農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。
3結(jié)論
