灌溉农业
灌溉农业范文第1篇
社会经济和生态环境需水量不断攀升，加上近年来当地降水偏少，水资源问题解决的好坏是关系全灌区社会经济发展和体现人民群众根本利益的头等大事。由于灌区资金有限，很多渠道不能达到有效治理，跑、冒、渗、漏现象严重，因此必须采取有效措施，将全面建设节水型灌区作为根本性的战略措施，不断提高水资源利用率和效益，实现水资源平衡，增强水资源承载能力和可持续发展能力。以节水为中心的农村水利建设是发展农业生产的重要基础，是提高农民生活水平和质量的重要条件，也是改善农村生态环境的重要保障。因此建设节水型灌区是新农村建设的必然选择，确保灌区持续利用，贵在水资源保护和水利工程配套改造，维持灌区健康生命，重在水资源科学高度、优化配置、全面节约、高效利用、增强持续利用活力，核心是要为灌区经济社会全面协调、可持续发展提供水资源保障。归根到底，幸福灌区建设节水型灌区势在必行。领导重视、责任到人成立以处领导为灌溉小组组长，主管处长为副组长，工程灌溉管理科具体负责农业灌溉事宜，放水前召开动员会，责任到人，分别负责干、支、斗渠的具体工作，发挥水利行业的“献身、负责、求实”的精神，使全体灌溉人员都能以饱满的热情投入到农灌中来。并且作为年终目标考核的重要指标，一票否决，奖罚分明。
加强渠道渗漏工程治理渠道防渗工程面广量大，耗资巨大，小面积治理效果又不明显。国家投巨资对漳南干渠进行治理，漳南技改2008、2009年度工程已经完成，对各支、斗渠进行了必要的清淤和维修，采用C15混凝土护坡、水利用率有了明显提高。加强灌溉基础设施，加强田间工程配套在骨干输水系统上，渗漏、坍塌、阻塞现象经常出现，轻则造成跑水、漏水，重则造成整个供水线路瘫痪，都会使相当多的农田无法得到及时的灌溉，甚至失灌；很多田间工程不配套，严重影响着水资源的合理调度与配置，以及整个系统的正常运行和效益的发挥；有相当部分的土地平整度较差，畦块太长、太宽，部分地区仍在进行大水漫灌、串灌，水资源浪费现象比较突出。因此必须加强田间配套工程。
进行水法宣传，提高农民的节水意识目前灌区群众对用水概念缺乏较高的理解。尤其实行联产责任制以来，群众的组织性不强。在浇地的过程存在偷水、抢水、大水漫灌现象，更谈不上按序灌溉，出现灌溉管理无秩序的状况。农民水法意识淡薄，对水利设施不能加以保护，甚至出现农民将地里的草、农作物秸秆丢在渠道内，使渠道堵塞严重；部分农民在渠堤上开荒种田，因此必须进行水法宣传，提高水法知识，提高农民的节水意识。支斗渠承包贯彻落实“实事求是”重要思想，逐步摆脱三级供水管理模式，组织群众参与、共同管理，使有限的水资源得到充分利用，走以水养水的道路，实行支斗渠承包试点。逐步形成责权分明的管理形式，摸索出农业用水管理新体制，从而发挥水的最大经济效益和社会效益，减少用水管理成本。探索出一条产权清晰，责职分明，适合灌区供水用水相结合的支、斗渠改革的新路子。
我们应尽力为农业的发展创造好的条件，不错，现在的农业补贴又提高了，可现在是否更应考虑给予农民一定政策优惠，应当在农业灌溉方面给予一定的支持，进一步提高农民朋友种粮的积极性，挖掘农业发展的内在潜力。改革水价灌区内现行水费计收标准：农业用水0.05元/m3。水价改革的目标：建立以节水和合理配置水资源、提高用水效率、促进水资源可持续利用为核心的水价机制。水价改革的原则：调整水价与理顺水价结构相结合、水价制定与供水设施建设相结合、合理利用水资源与防治水污染相结合、供水单位良性发展与节水设施建设相结合、水价形成机制改革与供水单位经营管理体制改革相结合。结合自身特点，水价改革要根据此目标和原则，补偿成本、合理收益、节约用水、公平负担，实行收支两条线，约束和降低供水成本，实行水价改革。
作者：顾青林 顾丽萍 任辉 李飞越 单位：安阳市幸福渠管理处 安阳市万金渠管理处
灌溉农业范文第2篇
按照农田灌溉监测系统应具备的农田灌溉用水远程测控计量、水质监测、水位监测、土壤墒情监测、用电远程测控计量、农田电力设施在线监测等功能设计了农田灌溉监测智能控制系统———智能井房。随着信息化及大数据技术的发展，农田灌溉智能化在全国正在逐步发展，我省在2013年全国第五批小型农田水利重点项目建设指导意见中，明确提出在泵首部位安装智能井房，为今后农田灌溉智能化管理打下了良好基础。
2.丰南区农业灌溉智能化系统建设
丰南区在2008年开始建设农田灌溉监测系统，2010年9月列入全国第二批小型农田水利重点县项目区。项目建设之初，丰南区就确立了工程节水与管理节水一体建设的目标，把农业灌溉用水监测纳入项目建设之中，与管灌工程建设紧密结合起来，实现了农业灌溉的自动化、智能化管理，由传统粗放管水农业向现代化精准用水农业转型，取得了很好的效果。农业灌溉监测系统的建设，监测中心是关键，是整个监测系统的中枢。为此，丰南区建立了2个中心，一个在局机关，另一个在唐山海森电子公司（企业自建），两个监测中心并行，同时监测，数据共享。通过几年的运用，达到了如下目标：一是建成了全省第一个县级农业灌溉监测系统。以监测中心为中枢，智能控制柜为监测点，形成了灌溉监测网络。二是实现了对农业灌溉各种数据的适时监测，利用数据指导农民灌溉。到2012年底，全区共有农田机井8126眼，目前安装机井智能控制柜2700多套。机井灌溉智能控制柜设施安装率达到30%以上，初步形成了农用机井灌溉数据信息采集及分析。
3.农业灌溉智能化系统应用效果
及注意事项农田灌溉监测系统的建设，以机井智能控制柜为载体，全面提升用水计量设施。以机井智能控制柜替代传统井房是建设灌溉监测系统的突破口，智能控制柜与传统井房相比具有占地少、投资小、快速安装、使用简便且安全可靠、计量收费公平、准确、可重复使用等优点。通过实际运用，达到了如下目标：一是工程形象面貌焕然一新。整齐划一、新颖别致的机井智能控制柜替代了破旧的老式井房，使整个工程的可视性大幅度提升。二是实现了单一用电计量向水电双控计量的转型。改变了过去IC卡单一计量电量的方式，使农民可以直观地看到用水情况，增加农民的节水意识。三是操控方便。经过简单的培训，农民可以熟练掌握使用方法。根据灌溉周期及个人时间要求，随时进行浇地，改变了过去排队浇地，争水、抢水的现象。四是提高强制管理手段，实现用水、缴费自动结算，解决长期存在的农业灌溉收费难的问题，也为开征农业水资源费打下了基础。五是大面积推广机井智能控制柜，为全面建设灌溉监测系统奠定了物质基础。农业灌溉智能监测系统的应用，为农业灌溉自动化管理提供了良好的信息平台，同时，也存在一些问题，一是现在部分务农人员年龄偏大，利用智能手机操作有一定困难，需要技术培训和指导。二是在防偷仿盗方面需要加强管理。三是全面普及需要投入大量资金，目前，国家没有针对农业灌溉智能监测系统的专项资金，致使农业灌溉智能监测项目发展缓慢。
4.农业灌溉智能化系统的发展前景
灌溉农业范文第3篇
1.渠道防渗技术 是为减少渠道的透水性或建立不易透水的防护层而采取的技术措施。渠道输水是本地区目前农田灌溉的主要输水方式，而传统的土渠输水渗漏损失严重，约为引水总量的50%～60%，可以说大部分水都渗漏和蒸发损失掉了。因此，大力发展渠道防渗技术是节水灌溉发展的重要途径。渠道防渗技术根据使用的材料可分为土料压实、三合土护面、砖石衬砌、水泥衬砌、塑料薄膜防渗和沥青护面防渗等。本地区的渠道防渗工作始终以开发性能好、成本低、易于施工、便于群众掌握的防渗材料为中心，同时研究推广新型防渗渠道断面形式和衬砌形式。
2.低压管道输水技术 简称“管灌”，是利用低压输水管道代替传统输水土渠，将水直接送到田间沟畦灌溉作物的灌水方法，以减少水在输送过程中的渗漏和蒸发损失。低压管道输水灌溉技术一次性投资较低，要求设备简单，操作管理方便，农民易于掌握，比土渠省水40%、省工、省地、省时，增产效益显著。因此，在无力发展喷灌和微灌的地方，采用“管灌”是一个方向。
3.喷灌技术 喷灌是利用专门的设备将有压水送到灌溉地段，并通过喷头分散成细小水滴，以自然降水的方式均匀喷洒到田间，对作物进行灌溉。这种方式需要在农田中布设喷灌头、连接管道、驱动装置等，较适合在山丘地区、干旱缺水地区和经济作物灌区发展。优点是灌水均匀，少占耕地，节省人力，对地形的适应性强。缺点是受风影响大，设备投资高，安装架设设备需要较高的技术水平。喷灌技术的形式很多，生产中常用的有固定管道式喷灌、半移动式管道喷灌、滚移式喷灌、时针式喷灌、平移式喷灌、绞盘式喷灌等。各种喷灌形式各有利弊，适合于不同的条件，应因地制宜选择应用。
4.滴灌技术 是利用塑料管道将水通过直径约10毫米毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，其水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴灌的管道和滴头易结垢和堵塞，因此使用该技术时必须对水源进行严格的过滤处理（安装过滤器）。使用时还需注意：滴灌不能调节田间小气候，不适宜结冻期灌溉，在蔬菜灌溉中不能利用滴灌系统追施粪肥；滴灌投资较高，要考虑作物的经济效益；在铺设滴灌管（带）时压紧压实地膜，使地膜尽量贴近滴灌管（带），地膜和滴灌管（带）之间不要产生空间，避免阳光通过水滴形成聚焦，产生透镜效应，灼伤滴灌管（带）。
5.微喷技术 微喷是新发展起来的一种喷灌形式。它是通过低压管道将水送到作物植株附近，并用专门的小喷头向作物根部土壤或作物枝叶喷洒细小水滴。微喷灌的工作压力低，流量小，既可定时定量增加土壤水分，又能提高空气湿度，调节局部小气候。该技术主要适用于局部农田灌溉。
灌溉农业范文第4篇
天祝县设施农业灌溉工程滴灌典型工程位于打柴沟镇栗家庄村，项目区位于天祝县金强河北岸，毛毛山南麓，剥蚀石质低山丘陵区的石板沟沟口处，距县城西北22km。地势由西北向东南倾斜。栗家庄为金强河流域一级支沟，属于黄河水系。项目区内灌溉土壤大部分为灌溉栗钙土，无盐化风蚀现象，有机质含量高，肥力好，灌溉区农作物主要以小麦为主，兼种油菜、洋芋、牧草等，是金强灌区主要的农牧业区之一。天祝县栗家庄蔬菜种植区喷灌示范项目，位于天祝县金强河左岸安家河车站以东300m处，距县城华藏寺20km，海拔在2500m左右。栗家庄项目区属寒冷半干旱气候，年平均气温2℃，极端最高气温31.30℃，极端最低气温-24.30℃，≥10℃的积温1163℃，年均日照时数2658h，多年无霜期138d，年平均降水量328.70㎜，年平均蒸发量1443㎜，为降水量的5.40倍，一日最大降水量30.60㎜，降水量随高程增加而增加。降水多集中在夏灌末期的7、8、9三个月，占全年的60%，作物生育期4、5、6三个月降水仅占全年降水量的29.80%，蒸发主要集中在作物生育期的5～8月份，占全年蒸发量的62%，多年来春末夏初时常发生干旱，河水季节多西北风，年平均风速2m/s，最大冻土层深度149㎝，结冰日期11月16日，开始封冻日期11月26日，最迟解冻日期4月10日，全部融冰日期4月15日。每日喷灌时间按10h考虑。
2工程任务和规模
该工程的主要任务是对蔬菜种植条件好、土地平整、连片程度高的华藏镇栗家庄村栗家庄蔬菜制种区的灌溉基础设施进行全面改造，以提高灌溉水的利用率，使有限的水资源得到合理利用，改善项目区农业用水的紧张状况。天祝县栗家庄蔬菜种植喷灌区西北高东南低，平均自然坡降为1/50～1/100，呈长条形，东西宽为250m，南北长为340m。根据项目总体规划，本项目规划建设节水灌溉面积16.67hm2，灌溉方式采用半固定式喷灌系统。本项目规划新打水源井1眼（井深20m），铺设供水干管1条，管长220m；分干管2条，总长430m，支管35条，管径为φ65mm，总长2200m，支管平均长度63m/条。
2.1工程总体布置
栗家庄灌溉水源取水位置从水源井开始，向南沿地块东侧布置1条供水干管，管道长度为220m。该项目喷灌系统采用干、分干、支管三级管道，其中供水干管平行于等高线布置；分干管2条，总长430m，垂直与等高线且垂直干管布置；支管35条，管径为φ65mm，总长2200m，支管平均长度63m/条。在分干管上设三通和支管连接；在支管上每18～19m安装Φ33mm镀锌钢竖管1根，灌溉时与喷竿连接。项目区内共计安装132根镀锌钢竖管。供水干管设分水井1座，分干管设排水井2座，布置结果如下：水源井1眼，井深20m，铺设供水干管1条，管径为φ125mm，总长220m；分干管2条，管径为φ90mm，总长430m；支管35条，管径为φ65mm，总长2200m；分水井1座，检查（控制）井1座，排水井2座。
2.2施工条件
项目区内有简易的乡间道路与312国道相通，工程所需材料及设备可由汽车直接运至项目区，对外交通十分便利。工程所需材料，水泥由永登水泥厂供给，PVC管、钢材从兰州市场购进。根据工程资金年度安排及为了尽快发挥效益，施工工期定为2个月。
2.2.1建筑材料
①当地材料金强河沿线及各洪水沟道储藏有丰富的砼粗、细骨料、砂砾石垫层，卵石在金强河河床内人工就地拣取，并且质量良好，容易开采。块石料平均运距5km,砼粗细骨料2km。②外购材料工程所需外购材料主要有水泥、PVC管、钢筋。水泥可从永登水泥厂进货，PVC管、钢材从兰州市场购进，但所有材料均须按照有关规定进行质量检验，合格后方可进场使用。当需要储备时，应做好材料的贮存工作。
2.2.2主体工程施工方法及要求
栗家庄节水喷灌工程施工依据《喷灌工程技术规范》（GBJ85-85）、《水工建筑物金属结构制造、安装及验收规范》（SLJ201—80）、（DLJ201—80）进行。①砼预制块生产要求按质量要求冲洗粗细骨料，砼的水灰比控制在0.60～0.65内，采用机械拌和，人工入模，振捣器振捣，粗骨料的最大粒径不应大于预制块厚的1/2～1/3，振捣完毕后，应及时收面，表面应以原浆收面、整平、抹光，洒水养护，预制块强度达到设计强度的75%方可拉运。②浆砌卵石施工要求：相邻两排卵石应错开茬口，并选择较大的卵石砌于渠底。大头朝下，挤紧靠实。③建筑物施工要求建筑物施工采用人工配合小型机械进行。基本工序为测量放线基坑开挖基础处理验收架模绑扎钢筋浇筑砼养护质量检验与评定。建筑物地基应按要求夯打密实，干重度应达到21kNt/m3以上，基础开挖完成后，须经验收合格，方可开盘浇筑砼或砌筑块石。施工中应特别注意各种预埋件的埋设，防止漏埋和错埋，架模、配料、搅拌、振捣、卸模、养护，每个环节都要严把质量关，施工过程中要认真执行《水工混凝土施工规范》SDJ207-82的有关规定，按照《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（水工建筑工程）》（试行）SDJ249.1-88的要求，进行质量检验及评定。
3经济和环境影响评价
3.1经济评价
设施农业灌溉工程大部分是公益性或准公益性项目，因此，经济评价只进行国民经济评价。
3.2国民经济评价
3.2.1工程效益
2008年全县灌溉面积为1万hm2，其中：农田灌溉面积0.85万hm2，林地灌溉面积0.05万hm2，牧草灌溉面积0.10万hm2。规划到2020年计划发展设施农业灌溉面积0.45万hm2，使全县农田灌溉面积达到1.30万hm2，其中：农田保灌面积0.85万hm2，新增设施农业灌溉面积0.45万hm2（低压管灌0.18万hm2，滴灌0.18万hm2，喷灌0.09万hm2）。工程实施后节约水量81.03万m3。工程实施后，对改善项目区生态环境，缓解地下水超采，促进各灌区农、林、牧、副业的全面发展，具有良好的经济效益和生态效益。
3.2.2经济评价的依据及原则
评价依据：《水利建设项目经济评价规范》（SL72—94）、《节水灌溉技术规范》（SL207—98）等有关技术规范。评价原则：着重评价工程实施后，灌溉水利用率和保灌程度提高，具有增产、节水等直接或间接效益，分析该项工程的投入与产出，计算国民经济评价及财务的各项评价指标，评价项目经济可行性。本工程以动态指标为主，静态指标为辅，进行经济评价。
3.3经济效益计算
本项目实施后，效益主要体现在增产、节水效益上，因此计算效益时只计算增产、节水效益。
3.3.1增产效益
农业增产效益按有无项目时规划水平年增产值计算，采用分摊系数法计算灌溉工程分摊效益。
3.3.2节水效益
规划实施后，项目区的灌溉水利用系数由现状的0.35提高到0.66以上，年节约水量81.03万m3，按现行水价0.10元/m3计,节水效益为8.10万元。
3.3.3水利综合效益
经计算水利综合效益为4308万元。
4环境影响评价
本规划单项工程的开挖量较小，工程规模小，施工期短，施工时无永久性占地，对地表影响小，且易于恢复，对渠管道沿线植被不会产生直接破坏作用；开挖断面不大，不会造成滑坡、塌陷等问题。项目建成后，灌区植被、土壤不会遭到破坏或发生恶化现象，环境总体呈改善趋势，所以，该工程建设从环境角度看也是可行的。
5保障措施
5.1明确规划的法律地位，审批后的规划作为指导和约束设施农业灌溉建设项目立项的依据。设施农业灌溉设施是提高农业综合生产能力的基础。设施农业灌溉工程建设是一项技术性强的综合性工作，为了确保规划的顺利实施，我县成立了规划编制领导小组,抽调专业技术人员,组织实施小型农田水利工程规划。对照各部门相关规划，结合当地实际,确定设施农业灌溉工程建设规模。
5.2为加快设施农业灌溉工程建设步伐，今后我县将把设施农业灌溉工程建设纳入各级领导考核内容，实行行政领导负责制。建立规划实施的协调机制，各有关部门各负其责，密切配合。同时，加强农民用水协会建设，改革农村水利管理体制和运行机制，加大对设施农业灌溉工程的管理，逐步建立农民用水户协会，充分发挥农民用水户的作用。
5.3建立健全行之有效的工程质量责任制和监管机制。为了确保工程保质保量按期完成，在上级业务部门的指导下，天祝县成立由有关部门组成的项目建设领导小组，制定工程质量管理制度，层层签定工程质量责任制，严把质量关。同时，该项目监理实行公开招标，监理单位监理人员进驻工地，对施工进行全过程监理。
5.4加强水资源优化配置、有效保护和节约使用，实行灌溉用水总量控制和定额管理。天祝县是一个农牧业县，农业生产和农村经济在国民经济发展中占有举足轻重的位置，小型农田水利工程是农业和农村经济发展的重要基础设施。当前为加快新农村建设、彻底解决“三农问题”、确保粮食安全；我们必须坚持以人为本，树立全面、协调、可持续的发展观，紧紧围绕全面建设小康社会的宏伟目标。积极推行节水灌溉，尽快研究制定有利于节水灌溉发展的经济补偿政策、计划用水、节约用水的管理制度和实施方案，促进我县水资源的高效利用。
5.5加大投入力度，足额落实资金，保证工程项目的顺利实施。设施农业灌溉工程建设是功在当代，利在千秋的农业基础设施工程，项目的建设和管理必须按照基本建设项目程序进行管理，实行报帐制。
灌溉农业范文第5篇
专家系统是用基于知识的程序设计方法建立起来的计算机系统,它综合集成了某个特殊领域的专家的知识和经验,能像人类专家那样运用这些知识,通过推理模拟人类专家做出决定的过程,来解决人类专家才能解决的复杂问题。专家系统由知识库、推理机、知识获取、解释界面等四部分组成,知识库和推理机是它的核心。建立知识库的关键是如何表示知识,推理机用于确定不精确推理的方法,解释界面是用户的一个窗口,能够处理各种咨询问题。20世纪60年代中期,美国斯坦福大学的DENDRAL计划以及麻省理工学院的MACSYMA计划开始研制首批专家系统,一直持续到70年代中期,较为完善地提出了专家系统的含义。从60年代到80年代的20多年里,专家系统广泛应用于医学、地质、生物化学、故障诊断、工程、数学问题求解、教育、军事等领域,取得了很大的进步。
进入80年代,人们对专家系统有了新的认识,专家系统研究进入高速发展阶段,也出现了许多农业生产管理专家系统,如Hal.Lemmon于1986年开发的棉花生产管理专家系统,Plant等人1989年开发的农业管理专家决策支持系统,Srinvasan等人开发的ESIM灌溉管理专家系统,S.Saputro1991年开发的农业生产空中漂移物专家系统(研究喷洒农药对环境的影响),这些专家系统在实际应用中收到很好的效果。国内于20世纪70年代末期开始研究专家系统,80年代初期开始研究农业专家系统。1980年浙江大学与中国农科院蚕桑所合作,开始研究蚕育种专家系统;1983年中国科学院合肥智能研究所与安徽农科院合作,开发砂姜黑土小麦施肥专家系统。90年代,国际上举办了多次有关农业专家系统的会议,我国专家系统的研究更是蓬勃发展,出现了许多农业专家系统,如小麦高产技术专家系统(余华等,1996),水果果形判别人工神经网络专家系统(刘禾等,1996),基于规则和图形的苹果、梨病虫害诊断及防治专家系统(王爱茹等,1999),农业资源高效利用技术集成专家系统的设计(李道亮,1999),生态农业投资项目外部效益评估的专家系统(范大路,1999),基于作物生长特征的作物栽培专家系统(柴毅,1999),基于生长模型的小麦管理专家系统(曹卫星等,1999)等,这些农业专家系统促进了农业科技成果的应用与推广。
2专家系统的开发方式
起初,专家系统主要采用不同的高级程序语言(如PASCAL、FORTRAN、C等)或人工智能语言(如LISP、PROLOG等)开发,专家系统的各个部分的链接和调试都比较繁琐,对于不熟悉计算机语言的工程师,建立专家系统将是很困难的。20世纪80年代初,根据专家系统知识库和推理机分离的特点,研究人员把已建成的专家系统中的知识库“挖”掉,剩余部分作为框架,再装入某一领域的专业知识,构成新的专家系统。在调试过程中,只需检查知识库是否正确即可。在这种思想指导下,产生了建立专家系统的工具,或称专家系统开发工具、专家系统外壳。利用专家系统开发工具,某领域的专家只需将本领域的知识装入知识库,经调试修改,即可得到本领域的专家系统,无须懂得许多计算机专业知识。
国外目前出现了许多专用的专家系统工具,开发某领域的专家系统基本上是运用开发工具来实现的,如1986年Hal.Lemmon等人开发的Comax棉花生产管理专家系统。我国也出现不少专家系统工具,如陆汝铃等人的“天马”专家系统开发工具、吕民等的ASCS农业专家咨询系统开发平台(1999)、周桂红等人的通用农业专家系统生成工具(1999)等。利用开发工具开发的专家系统已形成系列化,如美国Plant等人利用作物管理支持专家系统的外壳,开发出棉花生产管理CALEX/Cotton、桃树园林管理CALEX/Peach、水稻生产管理CALEX/Rice等一系列专家系统。我国学者利用中科院合肥智能研究所研制的“雄风”系列农业专家系统开发工具,已开发出施肥、栽培管理、园艺生产管理、畜禽水产管理饲养、水利灌溉等专家系统,在全国20个省200多个县推广应用,效果很好。
3专家系统在灌溉管理中的应用
20世纪70年代末期美国开始研究农业专家系统,至今已建成许多施肥、作物栽培管理、畜禽水产养殖、水利灌溉等方面的专家系统。其中灌溉管理专家系统的研究主要有以下两个方面。
(1)灌溉用水计划
确定灌溉用水计划需要的几项基本信息是:土壤墒情、作物蒸发蒸腾量、地下水情况、水源情况等。这些数据往往需要根据已获得的气象、土壤等资料,通过繁琐的计算才能获得;原始材料不同,计算方法也不同,人工操作费时费工,容易出错。专家系统可根据输入的原始资料自动选择计算方法来预测或预报目标信息,快速确定灌溉用水计划,并且可以随时总结用水情况;专家系统处理所需时间短,而且准确,适合于大型灌区及农场运作。专家系统常被用来确定作物蒸发蒸腾量、灌溉日期、灌溉水量及土壤墒情。Plant等人开发的棉花生产管理专家系统,共用15种方法来确定作物蒸发蒸腾量、灌溉日期及用水量,可以根据外界条件的变化随时调整灌溉计划。Srinvasan等人开发的ESIM灌溉管理专家系统,包括知识的获取、系统规划、任务的落实和评估,有效利用了图表进行解释和分析,根据用户的需求制定固定的、调整的、要求的三种灌溉制度。D.Clarke等人采用CWR-VB程序来确定灌溉制度,提供了产量图、气象资料、ET值和土壤含水量等特征量。这些专家系统在应用中收到良好的效果,证明是切实可行的。
(2)灌溉系统辅助设计
由于各灌区的地理、气候、土壤条件互不相同,采用的渠系布置和灌溉方式互不相同,因而有不同的灌溉系统设计方法。人工很难设计出尽善尽美的灌溉系统,而专家系统通过内部的知识库,利用丰富的知识可以解决规划设计中的复杂问题。水利部农田灌溉研究所与合肥智能研究所合作开发的华北地区节水型农业技术专家系统(NCWSA),针对华北地区灌溉农业存在的问题,提出了节水型技术体系的总体规划及实施的有关措施;Srinvasan等开发了多功能的专家系统,可用于各种情况下的灌溉系统的设计和运行。应用专家系统进行灌溉系统辅助设计,可以进行渠系优化布置,为灌溉管理提供各种咨询服务,对于情况复杂的灌区很有帮助。
4构建灌溉管理专家系统应注意的几个问题
(1)突出多学科集成
农业是一个多方面的综合体,影响因素繁多,时空差异和变异性大,生产稳定性和可控制性差,易遭受气候、气象、病虫害的侵袭,在用水管理中需要考虑这些因素。现在国外已开始研制跨学科的综合专家系统,Perry等人于1990年开发出关于大豆生长和水管理的联合模型系统,用于作物生长、病虫害、经济效益、环境影响的管理和评价;W.D.Batchelor等人1992年开发的作物管理系统,既用于灌溉管理,也用于病虫害防治。已开发的机械、营养、灌溉、除草、病情诊断、收获、市场等方面的专家系统,有必要综合在一个大的专家系统内,以发挥更有效的作用。多学科集成的想法正是适应农业生产的需要提出的,是专家系统必然的发展方向,也是灌溉管理专家系统研究中应特别注意的问题。
(2)面向多层次设计
专家系统服务的对象并不都在同一个层次上,文化程度存在较大的差异,不同对象要求获取信息的复杂程度不同,所操作的专家系统和输出的内容复杂程度也不相同,因此开发不同层次的专家系统(如面向灌溉管理专业人员、农村技术人员、农户的灌溉专家系统)也是需要考虑的一个问题。
