农田水利学喷灌系统规划设计

基于PLC控制技术的农业自动灌溉系统设计

基于PLC控制技术的农业自动灌溉系统设计摘要： 水是一切生命过程中不可替代的基本要素，水资源是国民经济和社会发展的重要基础资源。我国是世界上13个贫水国之一，人均水资源占有量2300立方米，只有世界人均水平的1/4，居世界第109位。而且时空分布很不均匀，南多北少，东多西少；夏秋多，冬春少；占国土面积50％以上的华北、西北、东北地区的水资源量仅占全国总量的20％左右。近年来，随着人口增加、经济发展和城市化水平的提高，水资源供需矛盾日益尖锐，农业干旱缺水和水资源短缺已成为我国经济和社会发展的重要制约因素，而且加剧了生态环境的恶化。按现状用水量统计，全国中等干旱年缺水358亿立方米，其中农业灌溉缺水300亿立方米。20世纪90年代以来，我国农业年均受旱面积达2000万公顷以上，全国660多个城市中有一半以上发生水危机，北方河流断流的问题日益突出，缺水已从北方蔓延到南方的许多地区。由于地表水资源不足导致地下水超采，全国区域性地下水降落漏斗面积已达8.2万平方公里。 发达国家的农业用水比重一般为总用水量的50％左右。目前，我国农业用水比重已从1980年的88％下降到目前的70％左右，今后还会继续下降，农业干旱缺水的局面不可逆转。北方地区水资源开发利用程度已经很高，开源的潜力不大。南方还有一些开发潜力，但主要集中在西南地区。 我国农业灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。目前全国灌溉水利用率约为43％，单方水粮食生产率只有10公斤左右，大大低于发达国家灌溉水利用率70-80%、单方水粮食生产率2.0公斤以上的水平。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业，实现适时适量的“精细灌溉”，具有重要的现实意义和深远的历史意义。在灌溉系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，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。 本次设计是采用PLC控制多路不同的土壤湿度，浇灌的开启和停止完全由土壤的湿度信号控制，能使土壤的湿度值保持在作物生长所需要的最佳范围之内。这样既有利于作物的生长，又能节约宝贵的水资源。 关键词：自动浇灌; PLC; 湿度传感器；农业自动灌溉系统

喷灌系统的规划设计

第八节喷灌系统的规划设计 喷灌系统是由水源取水，经过水泵加压(自压系统除外)，再通过各级压力管道，送至竖管及喷头而形成一个完整的管道系统。其中固定管道式多是将干、支管均埋入地下。半固定管道式多是将干管铺设在地上，支管位于地面，灌完一片后移动到另一片，它们的管道设计方法基本一致。机组式喷灌系统则有所不同，这里重点讲述固定管道式喷灌工程的规划设计。 一、喷灌工程规划设计的原则和内容 (一) 原则 1、管道工程分级喷灌系统较小时，管道分成两级，干管和支管；有三级管道时分为干管，分干管和支管；有四级管道时，分总干管、干管、分干管和支管。最末一级，带有喷头的工作管道，称为支管。连接喷头与支管的管道称竖管。 2、管道布置原则 (1) 管道布置应使管道总长度尽量短，管径小，造价省，有利于防止水击。 (2) 山丘区布置喷灌系统时，一般应使干管沿主坡向布置，支管则平行等高线布置。 (3) 管道布置应考虑各用水单位的需求，便于用水管理，有利于进行轮灌分组。 (4) 平原地区，支管尽量与作物耕作方向一致。 (5) 充分考虑地块的地形变化，力求使支管长度一致，规格统一。管线纵剖面应力求平顺，减少折点，尽量避免管线出现驼峰。 (6) 管线的布置应结合排水系统，道路林带，供电系统及行政村的规划统一规划，山、水、田、林、路。 (二) 喷灌工程规划设计的主要内容 1、勘测和收集基本资料：(1) 地形图，(2) 土壤，(3) 气候，(4) 水源，(5)农作物，(6) 动力供应，(7) 交通，(8) 农业生产现状。 2、确定喷灌区域根据水源、地形、土壤、农作物及经济条件，确定喷灌区域的范围和面积。 3、计算喷灌用水量，进行水源工程的规划设计。 4、确定喷灌系统类型，对选定的方案进行设计，也可以选两种以上方案进行比较，确定最优方案。 5、计算工程、设备统计表、编制概预算。 6、编制工程施工进度计划表。 (三) 主要设计成果 1、喷灌工程规划设计说明书一份。 2、喷灌工程平面布置图，管道、沟渠纵剖面图，管道结构示意图，建筑物设计图(泵站、泄水井、支墩、镇墩、农桥等)。 (四) 喷灌工程规划设计类型 1、管道式喷灌工程规划设计，包括固定式和半固定式。 2、机组式喷灌工程规划设计，包括定喷机和行喷机。 3、自压喷灌工程规划设计。 (五) 喷灌工程规划设计依据(标准) 1、国家标准《喷灌工程技术规范》GBJ85－85。 2、《喷灌工程设计手册》水电出版社。

作业-灌溉系统规划设计讲课教案

1） 某渠系仅由两级渠道组成。上级渠道长3 km ，自渠尾分出 两条下级渠道，皆长1.5 km ，下级渠道净流量Q 下净=0.3m 3/s 。渠道沿线土壤透水性较强（A=3.4,m=0.5），地下水埋深为 5.5m ，要求：（1）计算上级渠道的毛流量及渠系水利用系数。 解： 由渠道输水损失表查得：当渠道净流量Q n =0.3 m 3/s, A=3.4,m=0.5时，每千米长输水损失流量S=18.0L/(S ·km) 且不受地下水顶托影响。 11000 S Q L 由 得：

118 1.51000 Q =? =0.027 m 3/s 所以下级渠道的毛流量Q g = Q n +Q 1 Q g = 0.3+0.027 =0.327 m 3/s 所以上级渠道的净流量为： g 220.3270.654n Q Q =?=?=m 3/s 由渠道输水损失表查得：当渠道净流量Q n =0.654 m 3/s, A=3.4,m=0.5时，每千米长输水损失流量S=27L/(S ·km) 12731000 Q =? =0.081 m 3/s 故上级渠道的毛流量Q g = Q n +Q 1 Q g = 0.654+0.081 =0.735m 3/s n c g Q Q η=渠系水利用系数 0.65488.98%0.735 == 2） 某干渠下有3条支渠皆实行续灌，干渠OA 段长2.5km ，AB 段长2.0km ，BC 段长1.5km 。支一毛流量为3.0 m 3/s ，支二毛流量为2.5 m 3/s ，支三毛流量为2.0 m 3/s.干渠沿线土壤透

水性中等（A=1.9，m=0.4）。要求：计算干渠各段的设计（毛）流量？ 解： 一支渠： 由渠道输水损失表查得：当渠道净流量Q n =2.0 m 3/s, A=1.9,m=0.4时，每千米长输水损失流量S=28.0L/(S ·km) 11000 S Q L =由得： 128 1.51000Q =? =0.042 m 3/s 故BC 段的毛流量为：Q g = Q n +Q 1 =2.0+0.042 =2.042 m 3/s 二支渠： 由渠道输水损失表查得：当渠道净流量Q n =4.542 m 3/s,

智能化灌溉系统的设计与实现

智能化灌溉系统的设计与实现 O 引言 我国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能灌溉系统在这种背景下应运而生了。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我国发展高效农业和精细农业的必由之路。智能灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。 我国北方各省水资源缺乏，然而多年来使用传统方式为植株浇水不仅效率低、成本高而且浪费十分来重。对于大面积种植的棉田实现精准灌溉，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，降低生产的成本。 由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实际动态管理。采用传感器来监测土壤的墒情，实现灌溉管理的自动化。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。要真正实现水资源的高效，仅凭单项节水灌溉技术是不可能解决的。必须将水源开发、输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情以及农作物需水规律等方面做统一考虑。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用，实现按期、按需、按量自动供水。如何利用有限的水资源，走“节水农业”已经成为农业生产获得最佳的效益和持续稳定发展的增长点。因此使用自来水发电的智能灌溉系统，控制喷灌和微灌系统，能有效地减少田间灌水过程中的渗漏和蒸发损失。现有的灌溉系统都要外接电源，存在一定的安全隐患且较麻烦。本系统可在无供电条件的地区使用，其最大优点为节水、节能、节约劳动力。 1 设计目标与实现方案描述 针对现有的智能化灌溉系统都需要外加电源供电，存在一定安全隐患，而且现有的自动灌溉装置的程序一般固化在系统的程序存储器内，只能简单地设置灌溉时间及循环时间，不能灵活根据季节不同自动调节等缺点，该系统将小型直流发电机接上风叶至于密封特制的盒子中，用水流带动风叶旋转来发电，再将电能储存到蓄电池中以给监控电路和电磁阀供电。该装置是以湿敏电阻和光敏电阻检测信号，自来水发电用作供电的一种无需外接电源的自动灌溉装置。该装置监控电路由信号采集部分，灌溉控制部分，电源部分，执行部分4部分组成。如图1所示。 1．1 信号采集部分 1．1．1 土壤湿度检测 采用硅湿敏电阻作为检测土壤湿度的传感器，它在25℃时响应时间小于5 s，检测土壤含水量范围为O～100％。 当湿敏传感器插入土壤时，由于土壤含水量不同，使得湿敏传感器的阻值也不同。通过湿敏电阻和IC1NE555判断湿度强弱，如果是土壤较干燥，湿敏电阻阻值较大，NE555翻转，输出高电平(约为电源电压)。 调整时，将湿敏电阻插入水内，调Rp1使NE555的3脚输出为12 V，然后将湿敏电阻从水中取出并擦干，调Rp1使输出0 V，这样反复调节多次即可达到要求。 1．1．2 日光强弱检测 通过光敏电阻和NE555判断光线是否强烈，如果是中午光线较强烈，IC2 NE555的3脚输

智能农业灌溉系统方案设计

智能农业灌溉系统方案设计 托普物联网认为所谓智能农业灌溉系统就是不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；系统可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。要实现此功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节，必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度，传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。 针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。 智能农业灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。 智能农业灌溉系统可以根据植物和土壤种类，光照数量来优化用水量，还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实，和传统灌溉系统相比，智能农业灌溉系统的成本差不多，却可节水16%到30%。加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能农业灌溉系统。 智能农业灌溉系统 背景

灌溉造成水资源浪费 美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升，而若安装一种智能农业灌溉系统则可有效地控制水流量，达到节水目的。 HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。 水资源被浪费的原因是技术不行，美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，它们在时间控制上还可以，但精准度不高。Spain称，城市灌溉系统占城市用水的58%，这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。 在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能农业灌溉系统在这种背景下应运而生了。 不仅美国，英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告，随着越来越多的家庭开始节约能源，使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。 智能农业灌溉系统整体方案图 结构 系统结构

灌溉系统设计

灌溉系统设计 草坪喷灌系统简介 （Introduction of Turf Irrigation System） 灌溉是弥补自然降水在数量上的不足与时空上的不均、保证适时适量地满足草坪生长所需水分的重要措施。以往的草坪绿化工程，很多没有配套完整的灌溉系统，灌水时只能采用大水漫灌或人工洒水。不但造成水的浪费，而且往往由于不能及时灌水、过量灌水或灌水不足，难以控制灌水均匀度，对草坪的正常生长产生不良影响。随着城镇建设的不断发展，城市人口大量集中，工业和生活用水迅速增加，旅游、休闲、运动场及居民小区等各种绿地面积越来越大，城市供水的紧张状况日益突出。传统的地面大水漫灌已不能满足现代草坪灌溉的要求，采用高效的灌水方式势在必行。 喷灌，以其节水、节能、省工和灌水质量高等优点，越来越被人们所认识。近年来草坪喷灌发展很快，有逐步取代人工地面灌溉的趋势。 一、草坪喷灌的特点 喷灌系统的设计和管理必须适应草坪的特点，才能满足其需水要求，保证正常生长。 1.喷灌设备的安装不能影响草坪的维护作业。草坪需要经常性的修剪、植保、施肥等，这些作业往往由机械完成。因此，除应选择草坪专用埋藏式喷头外，同时需精心施工，使之避免与草坪上的机械作业发生矛盾。 2.设备选型和管网布置应适应草坪的种植方式。由于景观的需要，园林绿化中草坪的种植地块很多不是规则的形状，如高尔夫球场，且有时同一工程中的不同地块呈零星分布，增加了喷灌系统中设备选型和管网布置的难度。 3.灌水管理应与草坪病害防治结合起来。很多草坪病害，特别是真菌类病害与草坪叶面和土壤湿度关系密切。在灌水管理中，制定合理的灌溉制度，包括灌水周期、灌水时间、灌水延续时间等，对控制草坪病害十分重要。 4.喷灌系统在满足草坪需水要求的同时，需充分注意景观和环境效果。精心设计的喷灌系统，通过正确选择喷头和进行喷点的布置，不仅能满足草坪需水，而且在灌水时可以形成水动景观效果。 二、喷灌系统的组成 一个完整的喷灌系统一般由喷头、管网、首部和水源组成。 1.喷头：喷头用于将水分散成水滴，如同降雨一般比较均匀地喷洒在草坪种植区域。 2.管网：其作用是将压力水输送并分配到所需灌溉的草坪种植区域。由不同管径的管道组成，分干管、支管、毛管等，通过各种相应的管件、阀门等设备将各级管道连接成完整的管网系统。现代灌溉系统的管网多采用施工方便、水力学性能良好且不会锈蚀的塑料管道，如PVC管、PE管等。同时，应根据需要在管网中安装必要的安全装置，如进排气阀、限压阀、泄水阀等。

农田灌溉规划设计

M灌区农田灌溉规划设计

目录 第一章基本资料 (1) 第一节自然地理条件 (1) 一.地理位置及范围 (1) 二.地形地貌 (1) 三.水文 (1) 四.气象 (1) 五.土壤 (2) 六.水文地质 (2) 第二节社会经济条件 (2) 一.工农业生产情况 (2) 二.自然灾害 (2) 三.现有水利工程情况 (3) 四.灌区开发要求 (3) 第三节灌溉排水设计依据的资料 (4) 第四节灌水率设计资料 (5) 第五节排水模数计算资料 (5) 第六节田间水利用系数 (6) 第二章农作物灌溉制度设计 (7) 第一节作物需水量的计算 (7) 第二节有效降雨量 (7)

第三节计算定额 (8) 第四节灌水率 (9) 第三章设计面雨量的确定 (17) 第四章灌溉渠道流量的计算 (18) 一.计算农渠的设计流量 (18) 二.计算斗渠的设计流量 (18) 三.计算支渠的设计流量 (19) 第五章干渠渠道断面设计 (22) 第六章渠道纵断面设计 (30) 第七章土方量计算 (30) 附图......................................... 错误!未定义书签。

第一章基本资料 第一节自然地理条件 一.地理位置及范围 M灌区位于我国北方某地。灌区范围西起铁路，东至精深公路，南临c河，北连F河。总面积82km2，约合万亩。M灌区地形图见附录Ⅰ。 二.地形地貌 灌区属山前冲积扇平原，地形平坦。总的趋势是西南高东北低，地面坡度一般在1/1500之间。灌区东北部有一条古河床遗迹，地面上仅残留沙丘。草桥关附近有一常年积水的湖泊——草泥洼。 三.水文 C河及F河皆发源于西部山区，出山后向东穿过铁路即进入平原。二河出山口处建有X水库及Y水库，并于C河沿岸修筑了堤防，基本上可控制一般洪水。经二库调节后，除汛期外，河水位均低于地面，地表水及地下水皆可自流排入二河。 四.气象 M灌区属半干旱半湿润气候。气温以7月份最高，在25℃以上；1月份最低，在- 2℃左右。无霜期220天。春季常有旱风，尤以五六月份的干热风危害最大，风向偏南，风力可达六七级；冬季多西北风，风力最大可达八九级。多年平均降水量517. 2mm，多集中在七八两月，占全年降水量的78%，冬春雨量极少，多年平均蒸发量1357mm。干燥度。

自动灌溉施肥系统设计

自动灌溉施肥系统设计 1.系统组成及原理 现代化灌溉系统中农作物所需养分来自肥液, 所以在灌溉过程中不但要根据作物需求灌溉水, 还要将适宜作物生长的一定浓度的肥液通过灌溉水提供给作物。而肥液与水的混合是在灌溉过程中进行, 因此, 肥料的混合、检测和控制是一个实时控制系统。自动灌溉与施肥系统的组成如图 1 所示。系统由单片机控制器、灌溉管路、肥液混合系统等几部分组成。其中肥液混合系统包括混合罐、抽吸肥液用的文丘里阀、电磁阀( 根据施加肥料种类的不同可有个),PH 值、EC 值传感器等。 图 1 托普物联网在从事农业物联网的这几年内发展迅速，同浙江大学合作，有着强有力的技术支持，同时积极拓展国内外的物联网营销计划，物联网方案遍布全国各地，对物联网的前景了解和未来发展趋势有着深入的研究和带动作用，为国家未来的农业物联网的普及推广有着重大的贡献。 系统运行时，进水管与各个肥液罐的电磁阀通过单片机控制开启，肥液由文丘里阀输送至混肥液储存罐与灌溉用水充分混合，当肥液储存罐液位达到要求时，通过肥液泵输送至混肥管道，灌溉施肥时主电磁阀开启，充分混合后的肥液

输送至灌溉系统主管道并输送至大田作物及肥水采样器，对农作物进行灌溉与施肥。当肥水混合液中离子浓度（EC 值）或 PH 值过高，肥水采样器采样得到数值高于单片机内部控制程序设置的作物生长适合浓度数值，此时，单片机控制相应肥液罐电磁阀关闭，肥液储存罐内的肥液被主管道内的灌溉用水稀释，从而避免离子浓度或酸碱度过高对作物根系造成伤害。反之，当肥水混合液中 EC 值与 PH 值过低，肥水采样器采样得到数值低于单片机内部控制程序设置的作物生长适合浓度数值，单片机控制进水管电磁阀关闭，肥液储存罐内的肥液浓度上升，从而达到作物生长合适的浓度。使用此种控制能是肥液的浓度始终保持在作物生长合适的范围内。无需人工干预，修改单片机控制程序内的预设值，可对不同作物的施肥灌溉进行控制。 系统使用流量管传感器检测输入农田的肥液总量，灌溉的水量控制和施肥控制是分别独立的, 水量控制由单片机控制电磁阀开关时间, 采用闭环控制。施肥控制包括施肥量控制及肥液浓度控制。施肥量控制同样采用时序控制, 由用户输入施肥时间及周期, 或直接手动控制施肥。按作物所需肥液浓度,自动进行肥液的混合。 2.上位机软件设计 使用 VB6.0 编写上位机软件，具有良好的人机交互界面。上位机通过用户界面输入控制指令、实时监控系统工作、查询系统信息等。根据滴灌施肥过程中对施肥参数的控制需要，编写软件程序。主要是用户实时监控程序。通过单片机实现对施肥液中的 EC/PH 值、流量、混肥罐液位等信号的采集和处理，并将信号反馈给上位PC 机，同时能够接收并输出上位机的控制指令，驱动执行机构，执行相应操作；用户实时监控程序能够将滴灌施肥过程中的状态参数，通过数据和曲线两种方式实时显示在上位 PC 机的用户界面上，并能够对所监控的数据进行保存。 上位 PC 机通过 RS-232 串口与单片机通信，下位机采用 PIC18F45J10 单片机作为现场核心控制器，负责采集传感器信号，输出控制指令，控制执行机构运行。 3.系统测试与结论 经过实际的测试, 系统完全可以满足在功能方面的需求, 在对由达林顿管

M灌区农田灌溉规划设计

广东水利电力职业技术学院 M灌区灌溉排水 系统的规划设计 班级:14水利2班 姓名:陈志聪 学号:140321206

目录 第一章基本资料 (1) 第一节自然地理条件 (1) 一、地理位置及范围 (1) 二、地形地貌 (1) 三、水文 (1) 四、气象 (1) 五、土壤 (1) 六、水文地质 (1) 第二节社会经济条件 (2) 一、工农业生产情况 (2) 二、自然灾害 (2) 三、现有水利工程情况 (2) 四、灌区开发要求 (2) 第三节灌溉排水设计依据的资料 (3) 第四节灌水率设计资料 (4) 第五节排水模数计算资料 (4) 第六节田间水利用系数 (4) 第二章农作物灌溉制度设计 (5) 第一节作物需水量的计算 (5) 第二节有效降雨量 (5) 第三节计算定额 (5)

第四节灌水率 (6) 第三章灌区总体规划布置 (10) 一、灌区总体规划布置原则 (10) 二、总体规划设计指标 (10) 第四章灌溉渠道流量的计算 (11) 一、计算农渠的设计流量 (11) 二、计算斗渠的设计流量 (12) 三、计算支渠的设计流量 (12) 四、推求干渠的设计流量 (13) 五、渠道最小流量的计算 (14) 六、渠道最大流量的计算 (14) 第五章干渠渠道断面设计 (15) 第六章渠道纵断面设计 (19) 附图......................................................

第一章基本资料 第一节自然地理条件 一.地理位置及范围 M灌区位于我国北方某地。灌区范围西起铁路，东至精深公路，南临c河，北连F河。总面积82km2，约合12.3万亩。M灌区地形图见附录Ⅰ。 二.地形地貌 灌区属山前冲积扇平原，地形平坦。总的趋势是西南高东北低，地面坡度一般在1/1500之间。灌区东北部有一条古河床遗迹，地面上仅残留沙丘。草桥关附近有一常年积水的湖泊——草泥洼。 三.水文 C河及F河皆发源于西部山区，出山后向东穿过铁路即进入平原。二河出山口处建有X水库及Y水库，并于C河沿岸修筑了堤防，基本上可控制一般洪水。经二库调节后，除汛期外，河水位均低于地面，地表水及地下水皆可自流排入二河。 四.气象 M灌区属半干旱半湿润气候。气温以7月份最高，在25℃以上；1月份最低，在- 2℃左右。无霜期220天。春季常有旱风，尤以五六月份的干热风危害最大，风向偏南，风力可达六七级；冬季多西北风，风力最大可达八九级。多年平均降水量517. 2mm，多集中在七八两月，占全年降水量的78%，冬春雨量极少，多年平均蒸发量1357mm。干燥度2.62。 五.土壤 灌区内土壤大部为中壤土，肥力中等，灌区东部有小部分盐渍化现象。经测定：灌区土壤0～80cm平均容重1.51t/m3，空隙率41. 3%（占土体的%），田间持水率为空隙体积的75%。 六.水文地质 灌区不透水层顶板埋深为20m，含水层渗透系数K=3m/d，灌溉季节深层渗漏的灌溉水对地下水的补给强度ε=lmm/d。地下水等水位线大致与地面等高线平行，地下水流向大致为东北方向。在古河床、九里牌与四十里铺以西，地下水埋深在2～3m之间，矿化度小于lg/L；以东埋深在1～2m之间，有时小于1m或接近地表，矿化度在1～3g/L之间。地下水的补给来源在汛期是降雨，旱季是灌溉；地下水的消耗主要是蒸发。地下水动态类型为降雨（灌溉）——蒸发型，主要是垂直运动。

自动化灌溉方案设计

目录 自动化灌溉与信息化管理系统方案 (2) 1、现场智能感知平台： (4) 1.1、井房首部设备智能监控系统 (5) 1.2、田间无线灌溉控制系统 (7) 1.3．无线土壤墒情监测系统 (10) 1.4．综合智能气象监测系统 (11) 2、无线网络传输平台 (14) 3、数据管理平台 (15) 4、应用平台（监控中心及移动管理控制端） (17) 5、主要技术参数 (20)

自动化灌溉与信息化管理系统方案 自动化灌溉与信息化管理系统是针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点，融合最新的物联网和云计算技术，采用高精度土壤温湿度传感器和智能气象站，远程在线采集土壤墒情、气象信息，实现墒情自动预报、灌溉用水量智能决策、远程/自动控制灌溉等功能。 该系统根据不同地域的土壤类型、灌溉水源、灌溉方式、种植作物等划分不同类型区，在不同类型区内选择代表性的地块，建设具有土壤含水量，地下水位，降雨量等信息自动采集、传输功能的监测点；通过灌溉预报软件结合信息实时监测系统，获得作物最佳灌溉时间、灌溉水量及需采取的节水措施为主要内容的灌溉预报结果，定期向群众发布，科学指导农民实时实量灌溉，达到节水目的。 系统组成： 大田灌溉自动化与信息化管理系统分为现场智能感知平台、无线网络传输平台、云数据管理平台、应用平台（监控中心及移动管理控制端）四个层次，其中，田间脉冲电磁阀、无线阀门控制器、远程水泵智能控制器、云服务器、主控制中心和村级（企业）控制中心、移动控制终端等组成灌溉无线控制系统，能够实现现地无线遥控、远程随时随地监控、轮灌组定时自动轮灌等控制方式，并且实时监测机井和阀门状态，灌溉流量和管网压力，保障运行安全，及时提示报警信息。在此基础上，扩充田间土壤墒情监测、农田气象监测、作物和泵

智能节水灌溉系统的设计原理及使用方法

智能节水灌溉系统的设计原理及使用方法 智能节水灌溉系统也叫智能农业物联网精细农业自控系统，是托普云农物联网为保证农业作物需水量的前提下，实现节约用水而提出的一整套解决方案。智能节水灌溉系统简单的说就是农业灌溉不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；智能节水灌溉系统可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。 一、智能节水灌溉系统的功能设计 智能节水灌溉系统要实现上述功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节，必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度，传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。 针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。 智能节水灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向

技术密集型转变奠定了重要的基础。 智能节水灌溉系统可以根据植物和土壤种类，光照数量来优化用水量，还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实，和传统灌溉系统相比，智能节水灌溉系统的成本差不多，却可节水16%到30%。加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能节水灌溉系统。 二、智能节水灌溉系统的设计背景 灌溉造成水资源大量浪费 美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升，而若安装一种智能节水灌溉系统则可有效地控制水流量，达到节水目的。HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。 水资源被浪费的原因是技术不行，美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，们在时间控制上还可以，但精准度不高。Spain称，城市灌溉系统占城市用水的58%，这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。 在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能节水灌溉系统在这种背景下应运而生了。 不仅美国，英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告，随着越来越多的家庭开始节约能源，使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。 三、智能节水灌溉系统工作原理 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

农田灌溉施工组织设计

重庆市灌溉实验中心站（大足）工程 施 工 组 织 设 计 编制单位：重庆市大足区鑫发建设集团有限公司 编制时间：2017年3月22日

第一章编制说明 一、编制依据 1）、根据本工程施工承包合同 2）、根据水利水电工程相关工程施工规范及技术标准 3）、依据我国现行水利工程有关质量评定标准 4）、依据水利水电工程施工组织设计指南 5）、依据工程建设标准强制性条文有关规定 6）、根据本公司设备及人员状况和施工经验 7）、依据招标文件 二、编制原则 1）、按合同工期要求，抓住关键、控制重点，全面合理安排施工人员，机械设备及施工进度计划，搞好工序衔接达到均衡生产，在保证质量、安全生产的前提下缩短工期，按时完成。 2）、科学合理的配置资源，充分利用施工单位现有的机械设备，施工中做到机械化作业和标准化作业。 3）、强化质量管理，加强工序监控，做到事前预防，争创优良工程。 三、编制执行的有关施工技术规范 1．SL52-93《水利水电工程施工测量规范》 2．SD207-82《水工砼施工规范》 3．SDJ2450-88《水利水电基本建设单元工程质量等级评定标准

（一）》 4．SDJ338-89《水利水电工程施工组织设计规范》 5．GBJ202-83《地质与基础工程施工及验收规范》 6．SD128-87《土工试验规程》 7．GB50290-98《土工合成材料应用技术规范》 8．SL207-98《节水灌溉技术规范》 9．SL236-1999《滴灌与微灌工程技术管理规程》 第二章工程概况 第一节工程概况 试验站位于三驱镇大桥村，南部与西部邻近窟窿河，除北边监测试验中心、径流场地势稍高外，其余用地平坦。试验站周围用高2.3m 的砖砌铁栅栏围墙与外界隔开，在试区正南位置设置大门，进入大门后即为南北走向的主干道。主要建设内容有：实验中心大楼、径流场、晒场、旱作物试区、旱作测坑、测筒、中试区、清灌试区、微喷灌试区、气象观测场、水稻标准试区、水稻测坑区、日光温室、草莓种植基地、设备安装等。 根据以上工程量，本次施工在有效期内应采用机械平场，其他以人工为主的总体施工方案。场地平整、管沟开挖采用机械开挖，PVC 管及钢管安装采用集中人力一次性安装。砌体及砼施工采用人工搅拌，农用车运输。 工程内容主要有：管网工程施工、管沟土方开挖、地下UPVC管

基于单片机的节水灌溉自动控制系统设计

本科生毕业设计 摘要 自动控制节水灌溉技术代表了农业现代化的发展状况，灌溉系统自动化水平比较低下是制约我国高效农业发展的主要原因。本文就此问题研究了基于单片机的节水灌溉自动控制系统，系统对土壤湿度进行监控，并按照农作物的要求进行适时适量的灌水，其核心部分是单片机控制部分，主要对灌溉控制技术以及系统的硬件设计，软件编程各个部分进行深入的研究。 控制部分以单片机为核心，研制了一种基于单片机的节水灌溉自动控制系统。介绍了系统总体结构、单片机系统主机电路、数据采集处理电路、I/O口的扩展电路。为了进行大规模灌溉工程的监控，采用分布式控制模式，以提高控制系统的可靠性、降低系统的成本。 该套基于单片机控制的节水灌溉自动控制系统造成本低，体积小、安装方便、抗干扰性强、运行可靠，相比其他控制方式来说，性价比高，更易形成产品，便于推广应用。这是我国灌溉自动控制技术的一种新尝试，为目前农业在较低生产力水平的状况下，向智能化、市场化方向发展开辟了一条新途径。 关键词： AT89C51单片机；湿度传感器；A/D转换；采样；芯片 1

本科生毕业设计 ABSTRACT The level of auto-control water-saving irrigation technology reflects the development condition of agriculture modernization.The low automatic level of irrigation system is the main reason that prevented our agriculture’s development.As to this condition,this paper mainly studies the water-saving irrigation system that controlled by MCU.This system can supervise humidity.it can irrigate to the demand of the farm crops with right amunt of water at well time.The control part that consists of MCU is its core.Research work had been carried on irrigation control technology,hardware and software program and so . The control that consists of MCU is its core.A set of automatic water-saving system which is controlled by sing-chip controller have been developed in this paper.The overall structure of system、the main circuit of the MCU system、data-collecting circuit、I/O expanding circuit are all the designed.For monitoring large-scale irrigation system,we use distributional control model to enhance stability of the system de reduce the cost. It is small,easy to fit,a strong capability to resist interfere and low-cost.So the control system is more economic compared to other control system such as thuter system and all these demonstrate this production is adept to be popularized.This work is a fresh attempt to bring our agriculture into an advanced stage,which now is relative to be backward greenhouse control technique,especially on the aspect of nutrient liquid supplying when crops cultivated on tissue. Key words: AT89C51 MCU; Humidity Sensor; A/D transform; Sampling; Chip 2

喷灌系统设计

3.1.1喷灌系统选型 由于贵州省受地形条件和产业种植的限制，大多数地方皆采用固定式喷 灌系统。固定式管道喷灌系统适用于地形起伏较大、灌水频繁、劳动力缺乏的地方，灌溉对象为经济作物及园林、果树、花卉和绿地。 3.1.2喷灌系统设计步骤 3.121 基本情况调查 灌区水源（m或vm/s或m i s-1/万亩）、灌区面积（亩）、土壤类别（砂土、砂壤土、壤土、壤粘土、粘土）、风速及风向（m/s，°）、作物（蔬菜及花卉、粮食作物、经济作物及果蔬、牧草、饲料作物、草坪、绿化林木）、地形坡度（°）。 3.1.2.2灌水定额及灌水周期拟定 参数确定： 土壤容重丫（g/cm3）:查下表-1确定 计划湿润深度h （cm）:查表-12确定 土壤田间持水量：查表-1确定 土壤适宜含水量上限B 1 （85%: 土壤田间持水量X 85%

土壤适宜含水量上限B 2 (65%: 土壤田间持水量X 65% 最大灌水定额确定(mr) I I r s=Y h (B i - B 2) 灌水定额(mm me r s 日耗水强度El (mr) 查表-2确定 设计灌水周期确定T (d): T=m/ET d 3.123灌溉分区及管道布置 依据灌区形状及长宽，合理布置干管、分干管、支管。布置规则为下: A、灌溉分区形状尽量规整、面积尽量相等。 B、分干管尽量垂直等高线布置 C、支管尽量沿高线布置 D支管两端喷头距地块边缘或支管入口的距离为喷头间距的一半。 3.1.2.4喷头的选择及组合间距的确定 依据作物的种植间距，拟定喷头的型号。依据拟选喷头的射程 R( m,计算支管的组合间距。 喷头参数：生产商提供

马清河灌区灌溉系统规划设计

马清河灌区灌溉系统规划设计

马清河灌区灌溉系统规划设计 学校：扬州大学 专业：水利水电工程 班级： 姓名： 指导老师：

目录 1 基本资料 0 1.1 概况 0 1.2 气象 0 1.3 种植计划及灌溉经验 (2) 1.4 灌区开发的必要性和可行性 (5) 2 早稻及棉花的灌溉制度计算 (7) 2.1早稻的灌溉制度计算 (7) 2.2棉花的灌溉制度计算 (11) 3灌水率计算 (21) 4 灌排渠系及渠系建筑物规划布置 (25) 4.1 水源与取水口选择 (25) 4.2 各级渠道与排水沟布置 (25) 4.3 渠系建筑物布置 (25) 5 水位推算 (25) 5.1 初拟各级渠道比降 (29) 5.2 选择地面控制点 (29) 5.3 推算典型支渠渠首设计水位 (29) 5.4 推算干渠设计水位 (30) 5.5 确定引水方式 (30) 6 计算渠道设计流量 (31) 6.1 确定工作制度 (31) 6.2 计算典型支渠设计流量 (31) 6.3 计算干渠设计流量 (33) 7 渠道横断面设计 (35) 7.1 干渠各断面设计 (35) 7.2 支渠断面设计 (37) 7.3 斗渠断面设计 (37)

7.4 农渠断面设计 (38) 8 干、支渠水位衔接校核 (40)

1 基本资料 1.1 概况 灌区位于界荣山以南，马清河以北，总面积（20m等高线以下的）约12万亩。气候温和，无霜期长，适宜于农作物生长。年平均气温16.5℃，多年平均蒸发量1065mm，多年平均降水量1112mm，马清河灌区地形图见附图1。 灌区人口总数约8万，劳动力1.9万。申溪以西属兴隆乡，以东属大胜乡。根据农业规划，界荣山上以林、牧、副业为主，马头山以林为主，20m 等高线以下则以大田作物为主，种植稻、麦、棉、豆等作物。 灌区上游土质属中壤，下游龙尾河一带属轻砂壤土。地下水埋深一般为4～5m，土壤及地下水的pH值属中性，无盐碱化威胁。 界荣山、龙尾山等属土质丘陵，表土属中粘壤土，地表5～6m以下为岩层，申溪及吴家沟等沟溪均有岩石露头，马头山陈村以南至马清河边岩石遍布地表。吴家沟等沟溪纵坡较大，下切较深，一般为7～8m，上游宽50～60m，下游宽70～90m，遇暴雨时易暴发洪水，近年来已在各沟、溪上游修建多处小型水库，山洪已基本得到控制，对灌区无威胁。 马清河灌区为马清河流域规划的组成部分。根据规划要求，已在兴隆峪上游20km处建大型水库一座，坝顶高程50.2m，正常水位43.0m，兴利库容 1.2×108m3，总库容 2.3×108m3。马清河灌区拟在该水库下游A A-断面处修建拦河坝式取水枢纽，引取水库水发电尾水进行灌溉。A A-断面处河底高程30m，砂、卵石覆盖层厚2.5m，下为基岩，河道比降1/100，河底宽82m，河面宽120m。水库所供之水水质良好，含沙量极微，水量亦能完全满足灌区用水要求。 1.2 气象 根据当地气象站资料，设计的中等干旱年（相当于1972年）4～11月水面蒸发量（80cm口径蒸发皿）及降水量见表1-1及表1-2。

农田水利灌溉工程规划设计

农田水利灌溉工程规划设计 发表时间：2018-02-06T14:22:03.100Z 来源：《防护工程》2017年第28期作者：王绍清 [导读] 水是万物之源，是自然界赖以生存的先决条件。对于农作物生长，怎样确保它生长所需水的供应是一件重要的事情。 怒江傈僳族自治州泸水市水务局云南怒江 673100 摘要：水是万物之源，是自然界赖以生存的先决条件。对于农作物生长，怎样确保它生长所需水的供应是一件重要的事情。目前，自然界可利用的水资源极度缺乏，河流径流各不相同，为了确保农作物的水资源充足，就要依靠自然力，要合理调配水资源，就一定要加大对农田水利灌溉渠道系统的建设力度。农田水利项目的灌溉渠道系统的完善是确保项目顺利运行和项目效益起到关键作用的重要阶段。 关键词：农田水利；灌溉工程系统；规划设计 前言 农田水利灌溉设施是涉及到农村发展、农业建设、农民生活的项目，在新农村建设大前提下，相关机构要加大对项目设计的投入力度，严格监管，进而推动农业发展，深化改革农村，利民惠农来推动基本方针的落实，并设计出科学完备、安全合理的农田水利灌溉设施。因此，选择科学合理的灌溉设计标准，明确项目的布竣处理，做好灌溉工程的规划设计，对于推动农业生产水平和带动社会经济发展都有着较为重大的建设意义。 一、农田水利渠道设计原则 在对灌溉渠道进行规划设计时，要根据当地的国土整治情况、对水、田、林、路进行综合考虑，还要关注到其他用水部门如发电、人畜饮水的需求，集中安排，统筹规划，实现科学设计，利于管理控制，借助丰富的水土资源，扩大灌溉领域，实现经济和社会的最佳效益。规划设计通常按照以下原则： 1.灌溉渠道在设计期间要确保灌溉用水的单位水量能达到最佳效益，也即要增强单位水量的灌溉范围和灌溉效果。 2.灌溉渠道的建设要考虑到防洪、抗涝、排渍、交通航运、水电和城市地区的工业建设、居民生活用水等，顺应时代发展需求，在一定程度上改善旱灾和洪灾。 3.灌溉渠道设计要在确保灌溉区水资源到位的前提下，综合分析灌溉效益，进而制定科学的灌溉渠道设计措施。 4.对灌溉区域的水源加以利用要达到灌区地带的水利规划方案，要在确保不破坏生态环境的基础上，结合当地具体情况，对灌区地表水地下水实施全面利用；实现蓄水、饮水和排水一体，渠道、沟渠、水塘等储水设施的综合利用，提高灌区水源利用率，增加灌溉区域。 二、农田水利灌溉设施中技术与规划技术的分析 水是万物之源，是自然界赖以生存的先决条件。对于农作物生长，怎样确保它生长所需水的供应是一件重要的事情。目前，自然界可利用的水资源极度缺乏，河流径流各不相同，为了确保农作物的水资源充足，就要依靠自然力，要合理调配水资源，就一定要开展农田水利项目的建设。农田水利项目的灌溉规划设计是确保项目顺利运行和项目效益起到关键作用的重要阶段。要明确考察当地的水利工程运行情况，实施必要的灌溉规划设计，为当地选择科学合理的灌溉设计标准，明确项目的布竣处理，在此前提下做好灌溉工程的规划设计，为了提高水资源利用率，对推动农业生产水平和带动社会经济发展都有着较为重大的建设意义。 设计标准农田水利灌溉设施 从历史上大禹治水以来，就在不断的研究分析，目前也得到了较多的试验资料和参考依据，也提出了很多明确的技术要求。在长期的实践中，也证实了这些设计标准的实用性和科学性。在进行农田水利灌溉工程设计中，通常会参照这些标准进行。通常，灌溉设计标准值得我们注意的是灌溉区域的水源环境、已经存在的水利灌溉工程、当地农业规划情况和实际经济能力等。灌溉技术要求直接关系到当地水源供应量。灌溉设施的设计要求高，那么当地的灌溉水源就会有必要的保障。通常情况下，灌溉工程设计要求有两方面的内容：一是灌溉设施设计保证率；另外就是抗旱性能。 1.灌溉设施的设计保证率 灌溉设施的设计保证率就是灌溉工程在建设完工以后，可以在规定时间内，确保灌溉水源符合需要的年数占标准年限的百分比，用符号“P”显示。所以，再设计灌溉设施时，要结合工程场地情况，采用适宜的灌溉工程设计保证率。在水资源比较缺乏的地带，当地作物通常是旱作物，设计保证率保持在50%~75%即可；在水源充足的地带，作为一般是水稻，设计保证率保持在75%~90%即可。 2.抗旱性能 抗旱性能就是说抗旱天数，在长时间不降雨的天气下，当地水库池塘、特把河道等水源能够供应作物生长需求的天数。如，设计完成的灌溉设施可以持续供应作物80天的灌溉水源，那么它的抗旱天数设计要求就是80天，工程设计就按照80天开展设计。抗旱时间要结合当地气候温度、土壤性质、作为种类来明确需水的灌溉设计要求。 三、农田水利工程灌溉渠系的布置以及取水方式 （一）灌溉体系的规划设计原则 1.灌溉渠道总体布置的规划设计原则 在开展农田灌溉设施规划设计是，要依据当地的规划目标，了解当地的航运条件、水生态要素和人文等因素，统筹安排、合理规划建设。既可以提高水土资源利用率，还能够增大灌溉面积，提高水资源的经济社会效益。通常情形下，在开展灌溉渠道总体规划时，要遵循提高地形条件利用率、安全建设、综合规划等原则。依据这些原则要求，实现灌溉渠道布置的优化建设。 2.干渠、支渠等的布置规划原则 在对干渠支渠进行布置规划时，要依据当地实际情况，结合地形特点和农田状况进行合理布置。 （二）农田水利灌溉工程规划设计取水方式 建设农田水利灌溉工程，如何设计取水方式，是规划任务中，要着重注意的一个重要因素。取水方式，要结合当地灌溉水源情形，来明确取水设计方向。通常情形下，灌溉水有自流取水方式、提水取水灌溉措施和库引水灌溉措施等。水利项目在明确取水设计方向时，要