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国外智能节水灌溉控制技术

沙加　 2009-07-23 　 　

国外灌溉用水管理正在向信息化、自动化、高效化的方向发展。智能技术、计算机应用技术、气象数据监测技术陆续应用于灌区信息管理和运行决策。与此同时，国外还十分重视灌溉用水管理软件的开发和应用，灌溉用水管理基本上已经达到了信息化、自动化、多功能化的水平。　　目前，国外智能节水灌溉控制技术主要能实现以下功能。　　根据实时气象数据按需灌水　　由于气象条件的波动及植株的不断生长，作物的蒸散量每天都会有所不同。灌溉中央控制管理系统根据采集的气象数据计算参考作物的蒸散量ETo值，再根据乔木、灌木和地被等不同园林景观植物的作物系数　　Kc，确定不同植物的需水量，根据不同植物的需水量自动调整不同阀门的开关时间，达到按需灌水的目的。采用ET值精度较高，一个标准气象站一般能控制 30平方公里的参考数据。目前采用控制器灌溉没有季节调节和中控有季节调节灌溉量可以节水20％-25%。例如以北京市海淀区草坪为例，ETo=762毫米/年（260天生长期），对暖季草Kc=0.6，那草坪灌溉量W=ETo*Kc/0.8=571毫米，相当于一平方米每年灌溉0.57立方米水，而如果是控制器没有季节调节，ET=826毫米，灌溉量=826/0.8=1032毫米，相当于每年一平方米灌溉1立方米，节约44.6%。一般控制器设置管理得当，中控智能也可以节约20%以上。与手动喷灌比较，目前从国外应用智能中控节水效果达20％-45%。　　避免过量灌溉　　目前，大多数灌溉水都不可能被完全利用，有的是因为灌水强度大形成径流而损失，有的是因为蒸发而损失，但最大浪费来自于过量灌溉。土壤对水的保持能力是有限的，灌溉时最多使土壤含水量达到这个上限，超过此上限的灌溉水在植物根区以下通过深度渗透而流失，不能被土壤保持，也就不能被植物利用，所以在使用灌溉系统时，灌溉深度不宜超过植物主要根系活动深度。智能控制可以根据最小ET值设置，实现植物根系不同灌溉深度的目标。　　实现间歇灌溉　　在坡度大和土壤渗透能力差的地方，需将灌水时间分成若干时间段进行，以免产生径流损失，实现“间歇灌溉”。　　系统流量管理和分区灌溉　　为了降低投资造价和运行工作压力正常，灌溉设计师设计经济合理的管道和灌溉设备，如果人工管理不能实现设计师的目的，开启阀门流量过大，管道的水力损失增加，或超过水泵额定流量产生压力过低。只有采用流量管理，才能根据每个主管或干管的流量设定，自动开启一定数量的阀门，其流量不超过设定流量，以保持正常工作压力和泵站的高效运行。　　根据不同植物的需水量适量灌水，避免浪费。不同植物的需水量也不同，只要我们根据植物的不同类型将灌溉系统分为若干区域，每个区域单独设置运行时间就可以确保每种植物获得需要的水量。比如相对地被植物、灌木或树木，草坪的根系更浅，对水的需求更大也更频繁，在灌溉系统中就最好不要把它们分在同一区域。对于不同的灌溉设备，工作压力不同和灌溉强度不同，也需分不同的灌溉区域。　　合理利用天然降水　　灌溉中央控制系统可根据季节和气候变化调整灌溉制度，系统中雨量传感器可以充分利用天然降雨，使入渗到土壤中的有效降雨充分利用。当降雨量达到一定值后，传感器感应到这一数值并将信号传到控制器，灌溉系统将自动暂停或中断，从而充分利用雨水资源。（ 佚名）

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