媒体之声 | 节水技术如何服务现代农业灌溉(节水农业的主要技术措施)
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▲《中国水利报》发表版面编者按:缺水,一直是我国农业面临的一大问题。尽管我国农业节水灌溉已经实现从单一技术到综合技术应用的进步,研发了一批适合我国国情的现代农业节水技术和系列化产品,但随着经济发展社会进步,用水矛盾会进一步加剧,要实现我国农业持续发展就必须创新农业水利灌溉模式、研发推广新的节水技术。所以,如何利用节水科技支撑现代农业发展,仍是当前及今后一段时间的重要研究课题。
本期围绕节水科技,介绍我国农业节水灌溉的现状以及灌溉技术成果,宣传推广先进农业节水设备,助力节水科技在农田水利灌溉上发挥更大作用。
节水灌溉智能控制系统该系统通过现代信息采集及传输技术,对灌溉区内土壤指标、气象指标、作物指标等一种或多种指标进行监测,并根据监测指标以及系统灌溉决策专家模型,进行灌溉智能决策或辅助决策,对灌溉过程进行控制,以保证灌溉的适时、适量,提高灌溉水肥的利用效率。同时,通过该系统,用户可在移动端通过互联网实时掌控灌溉管网流量、压力、阀门开关状态以及施肥参数等灌溉系统的综合运行情况,实现灌溉、施肥的自动运行,便于规模化农业灌溉管理。
智能灌溉控制系统架构图渠道量控一体化闸门该闸门通过流量水位监测实时控制闸门开度,可实现精准控制灌溉输配水量。闸门由启闭结构、测流箱体、采集控制模块、供电系统等组成,采用超声波矩阵测流技术检测渠道流量。闸门获取渠道流量、水位信息等信息后,通过无线模块传回灌区用水管理信息系统,用于灌区管理。
闸门矩阵测流流量算法和流态系数动态调整方法具有自主知识产权。通过手机 App,可远程自动控制或手动控制实时水位和流量,能够满足不同场景和应急状况下对闸门的启闭要求。渠道量控一体化闸门结构图精量喷滴灌系列产品大型喷灌机变量灌溉系统是系列产品之一,能够解决土壤空间变异或作物种植导致的需水空间差异问题,通过设置电磁阀脉冲周期,可解决喷灌机旋转速度和电磁阀脉冲周期不匹配问题,提高了灌水控制精度。该系统还可以利用土壤水分时间稳定性来优化土壤水分传感器布局,通过变量灌溉处方图提升管理水平等。
除此之外,低压高均匀灌水器、地下滴灌抗堵塞灌水器、低压压力调节器和自动冲洗阀等精量滴灌等产品的研发,使系列产品得到完善,填补了滴灌系统定期自动冲洗装备的空白,可保障复杂水源条件下滴灌系统长效运行。大型喷灌机变量灌溉应用案例灌区水情信息测报平台该平台是对旱情预警及智能灌溉进行决策预报的系统,可通过对逐日气象监测数据、天气预报数据以及高分辨率卫星遥感影像进行综合处理,将多源信息融合同化,形成集AI学习和专家系统在内的实时监测及预报系统,对灌区农业气象、土壤水分、地表温度、蒸散量、作物需耗水、植被指数、灌溉面积、作物分布及长势进行实时监测。
自动化:打造立体化监测网络,构建“遥感+气象”数据关联云,无需自备数据。实用化:提供产品+服务,无需专业背景,数据下载、解译、传输仅需一键完成。模块化:数据及产品丰富可拓展,可根据需要定制深度解析。标准化:所有程序已模块化,各模块可独立调用执行,实现全程可视化界面,支持各种格式下载。灌区水情信息测报平台原理示意图智能灌溉施肥机围绕我国蔬菜、花卉、果树等主要经济作物种植特点进行开发设计,具有水肥调控、环境监控、故障诊断、云服务等多重功能,可实现灌溉施肥过程的精准调控。
其先进性在于可以对水肥进行精确调节,精确测量调节电导率和酸碱度;精准灌溉预报,根据植物耗水与墒情情况适时适量灌溉;通过精准调节算法和比例注肥机构,实现精量、高效、智能注肥和灌溉协同。智能灌溉施肥机灌区用水调控分析仿真平台该平台在水动力方程组及流体力学的基础上,模拟灌区水源供水、渠系输配水、农田灌溉、沟网排水过程,并能以人机交互的方式模拟闸控过程,为灌区用水管理提供方便实用的分析工具。
在GPU(图形处理)大规模实时计算情景下,可以模拟灌区输配水过程和农田灌溉过程。在模拟灌区水动力多过程时,支持以人机交互的形式,实时调控闸门、泵站群的水动力过程。所有程序已模块化,各模块可独立调用执行,实现全程可视化界面,支持各种格式下载。渠系输配水及分水闸控过程仿真技术支持:中国水科院水利所投稿邮箱:xuanchuan@iwhr.com