导读：?灌溉是补充土壤水分的主要方法，?因降雨、灌溉水量太多，7、灌溉制度：，?1、灌溉制度定义，?农作物的灌溉制度：作物播种前(或水稻栽秧前)及全生育期内的灌水次数，灌水的灌水日期、灌水定额以及灌溉定额，?灌溉定额：作物全生育期各次灌水定额之和，?灌水定额及灌溉定额常以m3/hm2或mm表示，8、水分平衡对灌溉制度的影响：，?M为时段t内的灌溉水量（mm或m3/hm2），即需进行灌溉，采用水量平衡
1.土壤含水量的换算：
此外，为了将土壤所含实际水量与降雨量、蒸发量进行比较，常需要将一定深度土层中的含水量换算成水层深度（mm），换算公式如下：
水层厚度（mm）=土层厚度（mm）×土壤含水量（体积比）
=土层厚度（mm）×土壤含水量（重量比）×土壤干容重
由于灌水量常用m3/667m2或m3/ha来表示，为了便于比较和计算，常用水的体积来表示土层内的储水量：
m3/667m2 = 1.5 mm
水层厚度（mm） = 1.5×储水量（m3/667m2）
水层厚度（mm） = 10 ×储水量（m3/ha）
2、土壤水分的有效性：
? 土壤水分对作物生长的有效性是指土壤水分是否可被作物利用及其被利用的难易程度。
? 土壤水分对作物生长有效性主要取决于其存在的形态、性质和数量、土水之间的吸力，以及作物根系吸水力与土粒吸水力之差。
? 当土壤中的水分不能满足作物需水时，作物蒸腾大于根系吸水，作物便会呈现缺水状态，缺水严重时会呈现凋萎。
由于作物所需的水分是通过根系吸收土壤中的水分而得到的，对于不同的作物、同一作物不同生育期对农田水分状况的要求是不一样的。旱作物要求农田具有适宜的含水率，对水稻而言则要求农田具有适宜的淹灌水层。
3、农田水分不足的原因及调节措施：
? 农田水分不足的原因：
降雨量不足；
降雨入渗量少，径流损失较多；
土壤保水能力差，渗漏及蒸发损失水量过大。
调节措施：
? 灌溉是补充土壤水分的主要方法。
? 采用适当的农业技术措施可以改善土壤结构，增加降雨利用量，提高土壤的蓄水保墒能力。
? 因河湖泛滥而形成的灾害称为“洪灾”；
? 降雨过多，积水难排，酿成灾害，叫做“涝灾”；
? 因降雨、灌溉水量太多，或因地下水补给水量太 多，使土壤长期过湿，危害作物生长，叫做“渍害”；
? 在我国北方地区，当地下水位过高，蒸发强烈时， 往往诱发土壤次生盐碱化。
? 这四种灾害有时单独发生，有时同时出现。需要根据灾害发生的原因，采取不同措施或综合措施
5、大气干旱和土壤干旱
? 大气干旱：由于大气的温度过高和相对湿度过低，阳光过强，或遇到干热风造成植物蒸腾耗水过大，都会使根系吸水速度不能满足蒸腾需要，这种情况谓之大气干旱； ? 土壤干旱：当土壤含水率过低，会出现植物根系从土壤中所能吸取的水量难于满足叶面蒸腾的消耗，而影响作物的生长，这种现象称为土壤干旱。
? 大气干旱和土壤干旱都会造成作物生理干旱。
6、作物需水量和耗水量及影响因素：
? 生长环境中能取得高产潜力的条件下为满足植株蒸腾、棵间蒸发、组成植株体所需要的水量。
作物需水量=植株蒸腾量+棵间蒸发量+组成植株体的水分
作物需水量=植株蒸腾量+棵间蒸发量
“蒸散量”、“农田总蒸发量”、 “腾发量”
? 作物耗水量，简称耗水量：就某一地区而言，指具体条件下作物获得一定产量时实
际所消耗的水量。
? 需水量是一个理论值，又称为潜在蒸散量（或潜在腾发量），而耗水量是一个实际值，
又称实际蒸散量。 需水量与耗水量的单位一样，常以 m3 亩-1 或 mm 水层表示。 田间需水量=作物需水量+改善田间条件所需水量
田间耗水量=作物耗水量+创造农业生态环境所需水量
7、灌溉制度：
? 1、灌溉制度定义
? 农作物的灌溉制度：作物播种前(或水稻栽秧前)及全生育期内的灌水次数，每次
灌水的灌水日期、灌水定额以及灌溉定额。
? 灌水定额：指一次灌水单位面积上的灌水量。
? 灌溉定额：作物全生育期各次灌水定额之和。
? 灌水定额及灌溉定额常以m3/hm2或mm表示。
8、水分平衡对灌溉制度的影响：
水分平衡原理：
Wt－W0＝WT＋P0＋Ｋ＋M－ET
? W0、Wt分别为时段初和任一时间t时的土壤计划湿润层内的储水量；
? WTD由于计划湿润层深度增加而在单位面积上增加的水量（mm或m3/hm2）； ? P0为土壤计划湿润层内保存的有效雨量（mm或m3/hm2）；
? K为时段t内的地下水补给量（mm或m3/hm2），即K=kt，k为t时段内平均每昼夜
地下水补给量（mm/d或m3/hm2/d）；
? M为时段t内的灌溉水量（mm或m3/hm2）；
? ET为时段t内的作物田间需水量（mm或m3/hm2），即ET=et,
e为t时段内平均每
昼夜的作物田间需水量（mm/d或m3/hm2/d）。
为了满足作物正常生长的要求，土壤计划湿润层内的土壤含水量（或储水量）必须经常保持在一定的范围之内，即通常要求不小于最小允许含水量θmin（或最小允许储水量Wmin）和不大于最大允许含水量θmax（或最大允许储水量Wmax）。
当计划湿润层内的平均土壤含水量（或储水量）降低到或接近于最小允许值（θmin或Wmin）时，即需进行灌溉，以补充土壤水分，维持作物的正常生长
? c、土壤适宜含水量及上、下限的确定
最适宜作物生长的含水量称为土壤适宜含水量。土壤适宜含水量介于θmax与θ
min之间，随作物品种及其生育阶段、土壤性质等因素而变化。
? 土壤含水量的上限应满足以下两个条件：既不产生深层渗漏，又要满足作物对土壤
空气含量的要求，故一般可取为田间持水量。
? 土壤含水量的下限土壤允许最小含水率(θmin )应大于凋萎系数，以作物生长不受抑
制为准，根据经验取60%左右的田间持水量（毛管断裂点）比较适宜。
采用水量平衡图解分析法拟定灌溉制度，其步骤为：
1)根据各旬的计划湿润层深度H和作物所要求的计划湿润层内土壤含水量的上限和下限，求出H土层内允许储水量上限Wmax及下限Wmin，绘于图上。
2)绘制作物田间需水量(ET)累积曲线，由于计划湿润层加大而获得的水量(WT）累积曲线、地下水补给量(K)累积曲线以及净耗水量(ET-WT-K)曲线。
3)根据设计年雨量．求出渗入土壤的降雨量P0，逐时段绘于图上。
4)自作物生长初期土壤计划湿润层储水量W0。逐旬减去(ET-WT-K)值，即至A点引直线平行于(ET―WT―K)曲线，当遇有降雨时再加上降雨入渗量P0，即得计划湿润土层实际储水量(W)曲线。
5)当W曲线接近于Wmin时，即进行灌水。灌水时期除考虑水量盈亏的因素外，还应考虑作物各发育阶段的生理要求，与灌水相关的农业技术措施以及灌水和耕作的劳动组织等。灌水定额的大小要适当，不应使灌水后土壤储水量大于Wmax，也不宜给灌水技术的实施造成困难。灌水定额值也象降雨入渗量一样加在W曲线上。
6)如此继续进行，即可得到全生育期的各次灌水定额、灌水时间和灌水次数。
第三章：喷灌
1、喷灌的优缺点
优点：资料
受风的影响大 一般在3－4级风以上，部分水滴在空中被吹走，灌溉均匀度大大降低，就不宜进行喷灌
在空气中的损失大 空气相对湿度过低时，水滴未落到地面之前在空中的蒸发损失可以达到10 %
对土壤表层湿润比较理想，而深层湿润不足。
需要一定的机械设备，在水源比较丰富的平原地区一般投资较高，相对能耗高。
2、喷灌系统的组成：
? 水源－河流、渠道、塘库、井泉、湖泊
? 水泵－离心泵、潜水泵、喷灌专用泵
? 动力机－电动机、柴油机、汽油机、拖拉机
? 管道系统－主管、支管、竖管、管件、阀门
? 附属设备（工程） －拦污、排气、调压阀
? 田间工程－田间渠道
3、喷灌的分类：p22
4、喷灌的技术参数：喷灌强度、喷灌均匀度、水滴的打击强度
5、影响水量分布的因素：压力、风速，风向、喷头转速（均匀与否）、喷头布置形式和间距 压力对水量分布的影响
压力过低：
压力过高：
6、喷头的工作压力：
喷头要求在一定的水压力下才能正常工作。水压力由水泵供给或利用天然水头。故： 工作压力：喷头正常工作时，所要求的喷头前20cm处测取的静水压力
表示符号：H
常用单位：米水柱高或公斤／平方厘米
转换关系： 1公斤／平方厘米＝10米水柱
高= 98.07kPa
测定方法：一般用压力表测定
7、评估灌水质量的指标：1．田间水有效利用率 、2.田间灌溉水储存率、3.田间灌水均匀度、
4．田间灌水质量综合有效利用率
8、喷灌管网的布置形式、原则
? 平原地区地势平坦，地块整齐，管网布置常采用“丰字”形或“梳子”形； ? 山区、丘陵区由于地形复杂，地块不整，长用“树枝”形布置。
9、管道系统工作制度：
将支管分成若干组，由干管轮流向各组支管供水，而支管部分则同时向毛管供水。轮灌方式比较适合于灌溉系统面积不大，灌区内用水单位少，各用水单位作物种植比较单一的情况。喷灌系统、低压管道系统常采用轮灌方式。
优点：干管流量小，克服续灌的缺点。
缺点：易造成轮灌组之间的用水矛盾。
续灌：对系统内全部管道同时供水，灌溉面积内所有作物同时灌水。适于面积小、作物单一的灌区，微灌系统采用较多。
优点:每株作物都能得到适时灌水，灌溉供水时间短，有利于其它田间操作。
缺点：干管流量大，增加工程的投资和运行费用，设备的利用率低，在水源流量小的地区可能缩小灌溉面积。
随机取水：根据灌水需要可以任一开启某一取水口进行取水灌溉，即“按需分配”。
适用于灌溉系统面积较大，区内用水单位多，而且各种植物种植面积分散，各用水单位在各时期用水要求各不相同，带有较大的任意性。
优缺点：介于续灌、轮灌之间。
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精准灌溉设备的控制算法的审计
随着数字农业的发展，对农业所涉及对象和全过程需要进行数字化、可视化的表达、设计、控制和管理，其根本目的是以最少或最节省的投入，获得最高的经济收益和最佳的环境效益。如何节约农业用水，降低农业园区的维护成本，目前已成为人们共同关注的焦点。在充分利用中水
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　随着数字农业的发展，对农业所涉及对象和全过程需要进行数字化、可视化的表达、设计、控制和管理，其根本目的是以最少或最节省的投入，获得最高的经济收益和最佳的环境效益。如何节约农业用水，降低农业园区的维护成本，目前已成为人们共同关注的焦点。在充分利用中水和雨水进行灌溉的同时，还需要发展节水新技术新手段[1，2]。近20年的节水实践证明，节水技术与设施的投入是解决水资源短缺问题的关键之一[3]。
　　喷灌滴灌技术的推广应用，使灌溉水资源在传输过程的损耗已经降低，进一步提高水资源的利用效率则需要推广精准灌溉，从改进灌溉策略和灌溉系统控制算法的角度入手，依据植物生长所需含水量，精确控制土壤含水率，保证植物生长，同时避免灌溉水资源的浪费。
　　1 基于土壤含水率变化的灌溉控制概述
　　以植物生理信息为灌溉指导依据，是近年发展起来的革命性的节水新路径，它检测植物在水分胁迫下的各种生理反应[毕业论文网(www. ) 专业提供和发表的服务,欢迎光临]，依此判断植物的水分胁迫状况，计算植物当前需水量并指导灌溉。很多学者在此方面进行了研究，多采用闭环控制系统，取得了一定的成果。此类方法目前存在的瓶颈是直接对植物的生理信息进行监测难以满足在线和实时性的要求。由于植物吸收的水分主要来自土壤，因此土壤含水率与植物生理信息之间存在着密切的关系。通过监测土壤含水率的变化，可以间接了解植物水生理状况，这样解决了在线和实时性的难题。
　　以土壤含水率为控制对象的精准灌溉控制系统发展较快，控制算法各有特色，如专家系统和模糊控制。采用专家系统的一个主要困难是专家知识库的建立需要大量的数据，数据间的关系复杂。采用模糊控制的优点是避免了建立土壤含水率变化模型，不足之处是控制规则来源于人工经验。由于土壤是一个大惯性、非线性的系统，系统的响应时间、滞后时间比较长，单纯依靠模糊控制可能会出现过量灌溉或植物长时间缺水的情况。本研究提出在模糊控制的基础上添加开关控制组成双模控制算法，可以有效避免这种情况的发生。
　　2 控制系统介绍
　　本研究提出算法对应的灌溉控制系统由上位、灌溉监测控制器、土壤水分传感器和阀门控制器组成，系统结构如图1所示。其中，上位计算机与灌溉监测控制器采用无线通讯方式，灌溉监测控制器、土壤水分传感器和阀门控制器通过RS-485总线相连。土壤水分传感器用于监测土壤含水率，阀门控制器用于控制喷灌系统的电磁阀，电磁阀开启的时间长度与灌溉量成正比。
　　上位计算机定时通过无线通讯模块向灌溉监测控制器发送数据采集请求；灌溉监测控制器对上位计算机的请求进行分析，并通过RS-485总线向相应的土壤水分传感器发送数据采集命令；土壤水分传感器采集土壤含水率数据，通过RS-485总线将数据返回给灌溉监测控制器，再由灌溉监测控制器返回给上位计算机；上位计算机按照控制算法对土壤含水率数据作分析处理，并根据处理结果向灌溉监测控制器发送阀门开关请求，经灌溉监测控制器向阀门控制器发送开关阀门的控制命令；阀门控制器根据控制命令控制阀门的开关状态，并将相关信息经由灌溉监测控制器返回给上位计算机。周而复始，构成一个闭环控制的自动灌溉系统。
　　3 算法介绍
　　3.1 系统控制原理及控制参数
　开关控制与模糊控制相结合的双模控制算法，系统控制原理框图如图2所示。
　　根据开关和模糊双模控制系统的控制需要，设定下列控制变量：
　　1）植物生存的土壤含水率阈值R。植物生存的土壤含水率阈值R是指特定植物维持生命所需的最低土壤含水率，该变量用以防止植物根部附近土壤的含水率低于生存阈值。
　　2）土壤含水率设定值为sv。可由用户根据具体植物的需水特性设置。控制系统以此作为控制目标，使土壤含水率保持在该值附近。
　　3）模糊控制限为b。该数值为正数，用于计算模糊控制上下限，当系统采集的土壤含水率介于该范围时，系统采用模糊控制算法，超出该范围时采用开关控制算法。
　　4）系统控制周期T（min）。由于土壤是复杂的大滞后系统，建立相关数学模型预测含水率变化存在极大困难，因此设置此变量，控制系统每隔时间T对土壤含水率进行一次采集调控，用于减低输入滞后的影响，防止系统误操作。
　　控制算法中用到的其他变量可依据下列方式计算得出：
　　植物保护阈值：r=R+c，其中c为常数。当土壤含水率接近或达到植物生存的土壤含水率阈值时，水胁迫对植物的正常生命活动已经构成了比较严重的影响，此时再进行灌溉已经难以避免对植物造成的伤害。因此，系统的监测和控制需要一定的提前量，植物保护阈值正是为此而设置，当土壤含水率接近或达到该值时，系统即采取相应[毕业论文网(www. ) 专业提供论文代写和发表的服务,欢迎光临]动作。对土壤含水率变化长期监测的结果，在北京地区夏季晴天情况下，草坪土壤含水率日均下降2个百分点（传感器埋放深度为12 cm）。因此，c值可设为2，即将系统的反应时间提前1 d，保证植物的正常生长。模糊控制上限为sv+b，下限为sv-b。
　　3.2 控制算法
　　系统的控制算法由3部分组成，分别为植物保护控制、开关控制和模糊控制。各部分分工、相互协调保证灌溉控制系统的稳定可靠。
　　1）植物保护控制。在整个控制过程中，植物保护控制是实时起作用的。若土壤含水率低于r，则启动植物保护程序，系统打开相应的阀门，直到土壤含水率上升至模糊控制范围内。
　　2）开关控制。当系统的控制周期来临时，系统采集土壤含水率数据，进行误差判别：e=sv-y。其中，y为土壤水分传感器采集到的土壤含水率，e为误差。当误差e&b时，系统打开输出相应阀门的开启时间长度，进行灌溉；当误差e&-b时，系统关闭相应的阀门，停止灌溉。
　　3）模糊控制。当系统的控制周期来临时，系统采集土壤含水率数据，进行误差判别，当-b　　模糊控制器的输入分别为误差e=sv-y和误差变化率ec=de/dt，输出为灌溉时间长度u（min）。e和ec的基本论域分别为[-4%，4%]、[-2%，2%]，其模糊变量E和EC的论域均为[-6，6]，模糊集均为{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}。u的基本论域为[0，30]， 其模糊变量U的论域为[0，6]， 模糊集为{O， PS， PM， PB}。 模糊控制表的求取
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专业的问题 还是到专业的社区去提问讨论比较好啊。。。比如，点滴吧就不错，专门讨论灌溉方面的话题
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