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水源工程包括河流、湖泊、水库和井泉等都可以作为喷灌的水源,但都必须修建相应的水源工程,如泵站及附属设施、水量调节池等,对于实验,可找满足要求水槽代替。
喷灌需要使用有压力的水才能进行喷洒。通常是用水泵将水提吸、增压、输送到各级管道及各个喷头中,并通过喷头喷洒出来。喷灌可使用各种农用泵,如离心泵、潜水泵、深井泵等。在有电力供应的地方常用电动机作为水泵的动力机。
在用电困难的地方可用柴油机、拖拉机或手扶拖拉机等作为水泵的动力机,动力机功率大小根据水泵的配套要求而定,实验中,可采用电动机作为水泵的动力机。
管道系统一般包括干管、支管两级,竖管三级,其作用是将压力水输送并分配到田间喷头中去。干管和支管起输、配水作用,竖管安装在支管上,末端接喷头。管道系统中装有各种连接和控制的附属配件,包括闸阀、三通、弯头和其他接头等,有时在干管或支管的上端还装有施肥装置。
喷头将管道系统输送来的水通过喷嘴喷射到空中,形成下雨的效果撤落在地面,灌溉作物。喷头装在竖管上或直接安装于支管上,是喷灌系统中的关键设备。根据具体实验条件选择合适喷头
移动式喷灌机在田间作业,需要在田间修建水渠和调节池及相应的建筑物,将灌溉水从水源引到田间,以满足喷灌的要求。
其作用是从水源取水,并对水进行加压、水质处理、肥料注入和系统控制。一般包括动力设备、水泵、过滤器、施肥器、泄压阀、逆止阀、水表、压力表,以及控制设备,如自动灌溉控制器、衡压变频控制装置等。首部设备的多少,可视系统类型、水源条件及用户要求有所增减。如在利用城市供水系统作为水源的情况下,往往不需要加压水泵。
由灌溉渠首工程,输水、配水工程和田间灌溉工程等部分组成。①灌溉渠首工程有水库、提水泵站、有坝引水工程、无坝引水工程、水井等多种形式,用以适时、适量地引取灌溉水量。②输水、配水工程包括渠道和渠系建筑物,其任务是把渠首引入的水量安全地输送、合理地分配到灌区的各个部分。按其职能和规模,一般把固定渠道分为干、支、斗、农四级,视灌区大小和地形情况可适当增减渠道的级数。渠系建筑物包括分水建筑物、量水建筑物、节制建筑物、衔接建筑物、交叉建筑物、排洪建筑物、泄水建筑物等。③田间灌溉工程指农渠以下的临时性毛渠、输水垄沟和田间灌水沟、畦田以及临时分水、量水建筑物等,用以向农田灌水,满足作物正常生长或改良土壤的需要。
20世纪50年代以来,中国在南方一些土地分散、水源不足、水土资源分布不平衡的山区、丘陵区,为了充分利用水土资源,把邻近几个小型灌溉系统连接起来,对水资源实行统一调度和管理,并把输水配水渠道和星罗棋布的塘堰相连,河水充裕时,引水充塘;河水不足时,由塘堰放水灌溉,弥补河水的不足,形成了长藤结瓜式灌溉系统。在北方平原地区,为了提高已成灌区的 灌溉保证率,扩大灌溉面积和防治土壤盐碱化,在引用地表水的灌区内部,打井提水,井渠并用,形成了 地表水地下水联合运用的灌溉系统。
管道灌溉系统分为喷灌系统、滴灌系统和 低压管道输水灌溉系统等,主要由首部取水加压设施、输水管网及灌溉出水装置三部分组成,通常按其可动程度将管道灌溉系统分为固定式、半固定式和移动式三种类型。
20世纪50年代,中国在经济作物区和部分大田作物区开始修建喷灌系统,70年代开始修建滴灌系统。低压管道输水灌溉系统于60年代先后出现于上海市和江苏南部的一些提水灌区以及河南省温县的井灌区,以后逐渐得到推广。
管道灌溉系统具有节省灌溉水量、减少渠道占地、提高灌溉效率和灌水质量等优点,在提水灌区和井灌区,已成为技术改造的方向。2100433B
从水源取水,通过渠道、管道及附属建筑物输水、配水至农田进行灌溉的工程系统。可分为渠道灌溉系统和管道灌溉系统两类。
小管出流灌溉系统
小管出流灌溉系统 小管出流灌溉系统具有下列特点: ①节能、堵塞问题小、水质净化处理简单。小管灌水器的流道直 径比滴灌灌水器的流道或孔口的直径大得多,而且采用大流量出流, 解决了滴灌系统滴水器易于堵塞的难题。 因此,一般只要在系统首部 安装 60-80目的筛网式过滤器就足够了 (滴灌系统过滤器的过滤介质 则需要 120-200目)。如果利用水质良好的井水灌溉或水质较好的水 池灌溉,也可以不安装过滤器。同时,由于过滤器的网眼大,水头损 失小,既减少能量消耗,又可延长冲洗周期。 ②果树施肥时施肥方便, 可将化肥液注入管道内随灌溉水进入作 物根区土壤中,也可把肥料均匀地撒于渗沟内溶解,随水进入土壤。 特别是施有机肥时, 可将各种有机肥埋入渗水沟下的土壤中, 在适宜 的水、热、气条件下熟化,充分发挥肥效,解决了滴灌不能使施有机 肥的问题。 ③省水小管出流灌溉是一种局部灌溉技术, 只湿润渗水沟两侧作
智能灌溉系统不仅可以提高源利用率,缓解水资源日趋紧张的矛盾,还可以增加农作物的产量,降低农产品的成本。基于传感器技术的智能灌溉系统是中国发展高效农业和精细农业的必由之路。
系统可广泛应用于农业或园林灌溉系统的自动控制或手动控制。
随着现代农业及园林业的发展,随着水资源的不断升值,传统灌溉方式正在被现代智能型微机控制灌溉系统所取代,与传统灌溉方式相比,TLG-2型智能灌溉控制系统有如下优点:
a.微机控制喷灌和滴灌,大大节省日趋宝贵的水资源,具有巨大的社会效益和经济效益。
b.根据植物对土壤水份的需求特点设定不同的灌溉方式,使植物按最佳生长周期生长, 达到增产增收的目的。
c.自动灌溉,大大节省人力资源,提高劳动生产率。
1.智能灌溉系统工作原理 灌溉系统工作时,湿度传感器采集土壤里的干湿度信号,检测到的湿度信号通过A/D模块转换,将标准的电流模拟信号转换为湿度数字信号,输入到可编程控制器。可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度值,实际测得的湿度信号与50%—60%RH比较,可以分为:在这个范围内,超出这个范围,小于这个范围三种情况。可编程控制器将控制信号传给变频器,变频器根据湿度值,相应的调节电动机的转速,电动机带动水泵从水源抽水,需要灌溉时,电磁阀就自动开启,通过主管道和支管道为喷头输水,喷头以各自的旋转角度自动旋转。灌溉结束时电磁阀自动关闭。为了避免离水源远的喷头不能被供给足够的压力,在电磁阀的一侧安装一块压力表,保证个喷头的水压满足设定的喷灌射程,避免发生因为水压不足,喷头射程减少的现象。整个系统协调工作,实现对草坪灌溉的智能控制。
2.智能灌溉系统工作原理图 综上所述,要实现智能灌溉,系统需要有可编程控制器、传感器、A/D模块、变频器、电动机、水泵、电磁阀、管网和喷头等设备。
①可编程控制器:负责发出和接收各种运行程序指令,是整个控制系统的中枢部分。
②传感器:由于本次设计时间比较仓促,忽略了温度对灌溉的影响,因此没有使用温度传感器,只使用了土壤湿度传感器。通过传感器采集土壤里的湿度信号,判断是否需要灌溉。
③A/D模块:因为可编程控制器不能接收模拟信号,所以需将传感器的电压或电流信号转换成数字信号。
④变频器:通过改变电动机的转速调节喷灌流量,达到节水的目的。
⑤电动机、水泵:由电动机带动水泵从水源抽水,为喷灌系统提供一定的压力。
⑥电磁阀:控制喷头的喷灌与否。
⑦喷头:实现均匀喷洒,便于充分吸收。
⑧管网:灌溉系统输送水的管路。