高效節(jié)水灌溉自動(dòng)控制模式研究及應(yīng)用

寧夏農(nóng)墾勘測(cè)設(shè)計(jì)院(有限公司) 寧夏 銀川 750001

正文：

1.前言

目前，很多發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)灌溉早已實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化自動(dòng)控制模式，其技術(shù)已比較成熟，應(yīng)用非常廣泛。相較而言，我國(guó)的自動(dòng)控制灌溉系統(tǒng)還處于初級(jí)階段，需要經(jīng)過(guò)不斷地實(shí)踐與應(yīng)用。經(jīng)相關(guān)調(diào)查研究，將農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)與自動(dòng)控制模式相結(jié)合，不但能實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用，同時(shí)也能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與管理水平。因此，應(yīng)該對(duì)其作出深入研究，使其更好地實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉的良好運(yùn)行。

2.高效節(jié)水灌溉自動(dòng)控制的必要性

自古以來(lái)，我國(guó)就是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)在傳統(tǒng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)中起到了積極促進(jìn)的作用和意義，因此我國(guó)對(duì)于農(nóng)業(yè)的發(fā)展高度關(guān)注。但是隨著社會(huì)的發(fā)展，全球進(jìn)入現(xiàn)代化科技社會(huì)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷向前發(fā)展的同時(shí)，人們的生活水平和工作環(huán)境也悄然的發(fā)生了變化。與此同時(shí)，我國(guó)對(duì)于農(nóng)業(yè)的灌溉系統(tǒng)也給予充分重視與關(guān)注。眾所周知，目前我國(guó)大力提倡能源的節(jié)能降耗發(fā)展，以維護(hù)地球上的有限資源，保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境，并且為此出臺(tái)了很多關(guān)于能源節(jié)能降耗的發(fā)展措施及相關(guān)法規(guī)條例。在這種社會(huì)背景下，城鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)也及時(shí)響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召，積極引進(jìn)高效節(jié)水灌溉的自動(dòng)控制節(jié)能技術(shù)，以此來(lái)達(dá)到對(duì)水資源的最優(yōu)利用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉的高速發(fā)展。所以說(shuō)，對(duì)農(nóng)業(yè)實(shí)施自動(dòng)控制灌溉系統(tǒng)是大勢(shì)所趨，具有劃時(shí)代的意義，對(duì)人們的生活以及社會(huì)的發(fā)展有利無(wú)害[1]。因此，相關(guān)農(nóng)業(yè)發(fā)展應(yīng)將高效節(jié)水灌溉與現(xiàn)代化自動(dòng)控制模式有效結(jié)合，這對(duì)于城鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展、走在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的最前端具有積極促進(jìn)的作用和意義。

眾所周知，我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)具有一定的推動(dòng)作用，因此對(duì)于農(nóng)業(yè)的相關(guān)灌溉技術(shù)有了一定的研究與應(yīng)用。經(jīng)相關(guān)調(diào)查研究，目前我國(guó)很多農(nóng)業(yè)灌溉使用的技術(shù)比較先進(jìn)，與傳統(tǒng)的大水漫灌灌溉方式相比，不但大大節(jié)約了水資源，而且使作物的產(chǎn)量和質(zhì)量得到了有效的提高。特別是進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)得到了快速的發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)代化自動(dòng)控制模式灌溉系統(tǒng)使用范圍不斷擴(kuò)大，給我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了新的機(jī)遇。因此，加強(qiáng)高效節(jié)水灌溉與現(xiàn)代自動(dòng)控制模式的有效結(jié)合是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化必須要解決的問(wèn)題，也是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，實(shí)現(xiàn)社會(huì)資源可持續(xù)發(fā)展的必要條件[2]。

3.自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水灌溉中的研究與相關(guān)應(yīng)用

目前，現(xiàn)代化自動(dòng)控制灌溉模式在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了一定范圍的使用，應(yīng)用效果顯著，加強(qiáng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有效管理和穩(wěn)定發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了水資源的合理使用。

3.1 高效節(jié)水灌溉的主要方式

目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)使用的高效節(jié)水灌溉的主要方式分為三種：管灌、噴灌和微灌等[3]。這幾種灌溉方式最為常用，其灌溉特點(diǎn)也較以前的大水漫灌有很大的不同，一般根據(jù)使用的場(chǎng)合來(lái)進(jìn)行選擇不同的灌溉形式。第一，使用管灌的特點(diǎn)。管灌顧名思義，就是利用管道來(lái)進(jìn)行灌溉，代替了以往的渠道輸水。在使用管灌進(jìn)行相關(guān)農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)，可以通過(guò)壓力管道系統(tǒng)，把水輸送到需要澆灌的地點(diǎn)即可。一般來(lái)說(shuō)，使用管灌方式，施工簡(jiǎn)單，操作方便，投資相對(duì)較少，而且水的利用率也比較高。第二，使用噴灌的特點(diǎn)。噴灌技術(shù)主要是通過(guò)水泵加壓，通過(guò)噴頭等專用設(shè)備，將水以噴灑成水滴的形式均勻地散落在需要澆灌的地方。一般來(lái)說(shuō)，噴灌技術(shù)可以用于各種地形和土壤，對(duì)作物進(jìn)行適量澆灌，具有節(jié)水、灌水均勻等優(yōu)點(diǎn)。第三，使用微灌的特點(diǎn)。微灌技術(shù)主要是按照作物需水要求，通過(guò)特種灌水器，將養(yǎng)分和水有目的地輸送到作物根部附近的地表或土層中。一般來(lái)說(shuō)，微灌分為滴灌、滲灌、微噴灌等形式，具有節(jié)能、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[4]。

3.2 自動(dòng)控制灌溉模式的多選擇性

使用自動(dòng)控制灌溉模式時(shí)，可以對(duì)管道壓力、澆灌水量、澆灌時(shí)間、空氣濕度、土壤濕度、水位高低等進(jìn)行有效控制[5]。一般來(lái)說(shuō)，利用自動(dòng)控制模式進(jìn)行操作時(shí)，在其程序中設(shè)定好開(kāi)啟、關(guān)閉系統(tǒng)的條件等，當(dāng)某個(gè)量滿足條件時(shí)就執(zhí)行動(dòng)作。另外，自動(dòng)灌溉系統(tǒng)可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，利用網(wǎng)絡(luò)等就可以實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)，對(duì)作物的生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，以作出及時(shí)的判斷與調(diào)整。在自動(dòng)灌溉系統(tǒng)的實(shí)際使用中，一般會(huì)采用多物理參數(shù)控制模式。也就是說(shuō)使用的澆灌方式不同，設(shè)置的自動(dòng)灌溉模式也就不同。例如，管灌采用的是管道壓力和時(shí)間、管道壓力和灌水量、管道壓力和田間水位等模式。而噴灌技術(shù)和滴灌技術(shù)采用的澆灌模式與管灌會(huì)有所不同。一般來(lái)說(shuō)，自動(dòng)澆灌控制模式的選擇與作物種植模式和灌溉形式有有著密切的聯(lián)系，同時(shí)要考慮到作物、氣候、土壤、地形等實(shí)際情況及各種灌溉的適用條件，需要進(jìn)行合理地有效規(guī)劃。

3.3 自動(dòng)控制灌溉的應(yīng)用

經(jīng)相關(guān)調(diào)查分析，自動(dòng)控制灌溉技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生了一定的積極作用。在進(jìn)行試驗(yàn)中，系統(tǒng)軟件根據(jù)作物對(duì)水分的需求和土壤情況制定出合理的灌溉計(jì)劃，結(jié)果表明該系統(tǒng)具有多種控制模式。也就是說(shuō)，自動(dòng)控制灌溉系統(tǒng)能夠根據(jù)不同作物的需求，靈活選擇灌溉的方式，同時(shí)能對(duì)土壤、空氣、濕度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了智能化全自動(dòng)控制灌溉模式[6]。該系統(tǒng)的使用效果良好，完全能滿足滴灌系統(tǒng)的日常管理和作物生長(zhǎng)需求，具有良好的發(fā)展前景。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要與現(xiàn)代化科技進(jìn)行有效結(jié)合，以適應(yīng)時(shí)代的不斷發(fā)展，實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)向前推進(jìn)。因此，需要將我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，將高效節(jié)水灌溉與現(xiàn)代化自動(dòng)控制模式有效結(jié)合，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的前進(jìn)具有積極地意義。經(jīng)相關(guān)研究，該灌溉技術(shù)為我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了應(yīng)有的作用，使用效果良好，對(duì)于提高農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。