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关于节水灌溉自动控制技术的研究分析

2022-11-07

新农业 2022年15期
关键词:节水灌溉水资源

李 宁

(盐城生物工程高等职业技术学校,江苏 盐城 224000)

随着社会经济飞速发展,我国农业生产规模逐渐扩大,对水资源需求量也进一步增加。想要在促进作物健康生长基础上降低水资源消耗率,需要农业生产积极推广节水灌溉技术。尤其新时期背景下,科学技术不断进步,各种自动化节水灌溉技术应运而生,不仅提高灌溉效率,还能够减少水资源浪费,有利于促进农业可持续发展,切实缓解农村水资源短缺现状。

1 节水灌溉技术的具体意义

节水灌溉技术是建立在可持续发展战略基础上发展而来的,能够有效改善传统粗放灌溉技术中存在的不足之处,有利于提高农业灌溉效率和水平,充分满足作物生长需求,同时降低水资源消耗率和浪费率。现阶段,我国农业生产中较为常见的节水灌溉技术有多种,包括多路控制型灌溉技术、中央计算机控制型灌溉技术等,为农业生产管理奠定良好基础,提高了农业水资源调度能力。

2 自动化控制节水灌溉技术分类

2.1 结合物理控制量分类

压力型节水灌溉技术。所谓压力型节水灌溉技术,就是利用自动化控制技术对管道灌溉压力进行控制,提高水资源灌溉的均匀性。想要满足这一目标,离不开变频控制器的支撑。在实际应用过程中需要结合压力灌溉系统实际情况,设置相应的压力传感器,充分满足压力控制目标。作为一种新型节水灌溉技术,虽然节水效果较好能够充分满足农业生产需求,但是由于成本较高、操作复杂,所以适用范围有限,当前主要应用到对灌溉水均匀性要求较高的地区。

2.2 土壤湿润型节水灌溉技术

这种灌溉技术在应用过程中,能够自动控制土壤水分含量,保证土壤湿润度满足相关需求。这种方式在应用过程中主要是将滴灌技术和渗灌技术联合使用。系统会结合土壤实际情况,设置灌溉最大值和最小值。在灌溉过程中,系统通过传感器准确探测土壤情况,如果土壤湿度达到设置最小值,灌溉系统会自动开启,并灌溉一定量水资源,使土壤达到一定湿润度。如果土壤湿润度达到最大值,灌溉系统则会自动关闭,这种灌溉技术自动化水平较高,操作便利,但是应用成本较高,应用范围具有局限性,主要应用到温室大棚中。

2.3 空气湿润型节水灌溉技术

所谓空气湿润型节水灌溉技术,就是对空气湿度进行科学控制,从而为作物生长营造良好环境,以此来提高节水灌溉目标。这种灌溉技术是将微喷灌技术与自动化技术相融合,其工作原理与上文提到的土壤湿润型节水灌溉技术相似,即系统会结合空气质量设置最大值和最小值。如果空气湿度达到最小值,灌溉系统会自动开启,补充空气水分。相反,如果空气湿度达到最大值,系统会自动关闭。这种灌溉技术不仅操作简单,而且控制精确,适用于温室大棚、育苗灌溉等方面。

2.4 时间型节水灌溉技术

所谓时间型节水灌溉技术,就是对灌溉时间进行科学控制,达到理想灌溉目标。在实际应用中,需要提前对自动化系统设置灌溉时间和停止时间。在实际应用中需要结合农田实际情况和作物生长需求进行分析,合理设置启停时间。这灌溉技术连续性较强,技术成本相对较低,所以应用范围较广,是当前农业灌溉中较为常见的一种自动化节水灌溉技术。

3 结合控制系统复杂程度分类

3.1 简易型节水灌溉技术

这种节水灌溉技术主要对一台设备进行科学控制,例如,对水泵、电磁阀进行控制,这种灌溉技术成本较低,但是灌溉效率不高,所以只适用于面积较小的农田灌溉。

3.2 多路控制节水灌溉技术

这种灌溉技术可以从两个方面进行分析:第一,输出信号;第二,多路输入。自动化系统可以同时控制多台灌溉设备,适用于大面积农田灌溉。可以充分满足农业生产需求,并且这种节水灌溉技术价格较低,呈现出较为广阔的发展前景。但应用过程中也存在一定弊端,即操作复杂,并且 灌溉效果缺乏直观性。

3.3 中央计算机控制型节水灌溉技术

这种节水灌溉技术需要依赖于中央计算机软件进行控制,操作较为简单,并且控制系统中涉及到多个通道,能够结合灌溉需求无线延长通道,适合应用到广泛灌溉方面。在实际应用中需要将数据信息输入计算机软件中,可以对灌溉设备运行状态和相关数据进行全过程监督,并将数据信息保存,从而为合理灌溉作出正确决策。在灌溉过程中,能够将电子气象台发布的温湿度、辐射等参数快速传输到中央计算机。结合参数实际情况,计算机系统会自动决定装置开闭状态。该技术在实际应用过程中需要注意一些问题。具体来说,由于微型喷淋头装置和滴灌装置尺寸较小,水资源中含有各种杂质,所以在应用过程中不可避免会发生阻塞现行,严重甚至会导致过滤器爆裂,需要在使用过程中定期清理过滤器。

4 自动控制技术在节水灌溉中的具体应用

4.1 发达国家自动化节水技术应用现状

发达国家科技水平较高,电子技术发展速度较快,所以在自动化节水灌溉技术方面起步较早。现阶段已经形成了较为成熟的灌溉技术,并且应用范围和推广范围也在不断扩大。一些国家在节水灌溉中,通过湿度传感器对土壤湿度进行探测,并利用智能化系统对作物根茎变化进行分析,充分掌握作物作物灌溉需求,为制定科学合理的灌溉计划奠定基础。小型控制器应用范围较广,能够同时对多路电磁阀进行科学控制,并且具备多种管理程序。在应用过程中可以结合实际情况科学设置水资源灌溉、停止时间,结合应用效果来看,不仅控制效果较好,而且操作便利,可以为我国节水灌溉技术稳定发展奠定良好基础。

4.2 我国自动化节水技术应用现状

我国相对于发达国家而言,在自动化节水灌溉技术研究和讨论方面起步较晚。所以相关技术并为广泛推广,大多应用到示范型基地中,另外,我国近年来虽然大力推广节水技术,但是与自动化控制技术融合水平较低。近年来,在科学技术不断进步的同时,我国也研发出了多种类型自动化节水灌溉技术和系统,并在示范应用中取得了良好效果,其中包括简易型、多路性、中央计算机控制型等多种灌溉系统。相信在未来发展过程中,我国自动化技术与节水灌溉水平会得到翻天覆地的变化,为提高节水效率和灌溉水平奠定基础。

5 结束语

综上所述,将自动化控制技术与节水灌溉技术融合使用,不仅能够提高灌溉效率和灌溉质量,还能够节约人力劳动强度,同时达到节水目标,有利于促进农业可持续发展。本文结合节水灌溉技术意义进行分析,研究几种自动化节水灌溉技术,为农田灌溉奠定基础。

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