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專家系統是用基于知識的程序設計方法建立起來的計算機系統,它綜合集成了某個特殊領域的專家的知識和經驗,能像人類專家那樣運用這些知識,通過推理模擬人類專家做出決定的過程,來解決人類專家才能解決的復雜問題。專家系統由知識庫、推理機、知識獲取、解釋界面等四部分組成,知識庫和推理機是它的核心。建立知識庫的關鍵是如何表示知識,推理機用于確定不精確推理的方法,解釋界面是用戶的一個窗口,能夠處理各種咨詢問題。20世紀60年代中期,美國斯坦福大學的DENDRAL計劃以及麻省理工學院的MACSYMA計劃開始研制首批專家系統,一直持續到70年代中期,較為完善地提出了專家系統的含義。從60年代到80年代的20多年里,專家系統廣泛應用于醫學、地質、生物化學、故障診斷、工程、數學問題求解、教育、軍事等領域,取得了很大的進步。
進入80年代,人們對專家系統有了新的認識,專家系統研究進入高速發展階段,也出現了許多農業生產管理專家系統,如Hal.Lemmon于1986年開發的棉花生產管理專家系統,Plant等人1989年開發的農業管理專家決策支持系統,Srinvasan等人開發的ESIM灌溉管理專家系統,S.Saputro1991年開發的農業生產空中漂移物專家系統(研究噴灑農藥對環境的影響),這些專家系統在實際應用中收到很好的效果。國內于20世紀70年代末期開始研究專家系統,80年代初期開始研究農業專家系統。1980年浙江大學與中國農科院蠶桑所合作,開始研究蠶育種專家系統;1983年中國科學院合肥智能研究所與安徽農科院合作,開發砂姜黑土小麥施肥專家系統。90年代,國際上舉辦了多次有關農業專家系統的會議,我國專家系統的研究更是蓬勃發展,出現了許多農業專家系統,如小麥高產技術專家系統(余華等,1996),水果果形判別人工神經網絡專家系統(劉禾等,1996),基于規則和圖形的蘋果、梨病蟲害診斷及防治專家系統(王愛茹等,1999),農業資源高效利用技術集成專家系統的設計(李道亮,1999),生態農業投資項目外部效益評估的專家系統(范大路,1999),基于作物生長特征的作物栽培專家系統(柴毅,1999),基于生長模型的小麥管理專家系統(曹衛星等,1999)等,這些農業專家系統促進了農業科技成果的應用與推廣。
2專家系統的開發方式
起初,專家系統主要采用不同的高級程序語言(如PASCAL、FORTRAN、C等)或人工智能語言(如LISP、PROLOG等)開發,專家系統的各個部分的鏈接和調試都比較繁瑣,對于不熟悉計算機語言的工程師,建立專家系統將是很困難的。20世紀80年代初,根據專家系統知識庫和推理機分離的特點,研究人員把已建成的專家系統中的知識庫“挖”掉,剩余部分作為框架,再裝入某一領域的專業知識,構成新的專家系統。在調試過程中,只需檢查知識庫是否正確即可。在這種思想指導下,產生了建立專家系統的工具,或稱專家系統開發工具、專家系統外殼。利用專家系統開發工具,某領域的專家只需將本領域的知識裝入知識庫,經調試修改,即可得到本領域的專家系統,無須懂得許多計算機專業知識。
國外目前出現了許多專用的專家系統工具,開發某領域的專家系統基本上是運用開發工具來實現的,如1986年Hal.Lemmon等人開發的Comax棉花生產管理專家系統。我國也出現不少專家系統工具,如陸汝鈴等人的“天馬”專家系統開發工具、呂民等的ASCS農業專家咨詢系統開發平臺(1999)、周桂紅等人的通用農業專家系統生成工具(1999)等。利用開發工具開發的專家系統已形成系列化,如美國Plant等人利用作物管理支持專家系統的外殼,開發出棉花生產管理CALEX/Cotton、桃樹園林管理CALEX/Peach、水稻生產管理CALEX/Rice等一系列專家系統。我國學者利用中科院合肥智能研究所研制的“雄風”系列農業專家系統開發工具,已開發出施肥、栽培管理、園藝生產管理、畜禽水產管理飼養、水利灌溉等專家系統,在全國20個省200多個縣推廣應用,效果很好。
3專家系統在灌溉管理中的應用
20世紀70年代末期美國開始研究農業專家系統,至今已建成許多施肥、作物栽培管理、畜禽水產養殖、水利灌溉等方面的專家系統。其中灌溉管理專家系統的研究主要有以下兩個方面。
(1)灌溉用水計劃
確定灌溉用水計劃需要的幾項基本信息是:土壤墑情、作物蒸發蒸騰量、地下水情況、水源情況等。這些數據往往需要根據已獲得的氣象、土壤等資料,通過繁瑣的計算才能獲得;原始材料不同,計算方法也不同,人工操作費時費工,容易出錯。專家系統可根據輸入的原始資料自動選擇計算方法來預測或預報目標信息,快速確定灌溉用水計劃,并且可以隨時總結用水情況;專家系統處理所需時間短,而且準確,適合于大型灌區及農場運作。專家系統常被用來確定作物蒸發蒸騰量、灌溉日期、灌溉水量及土壤墑情。Plant等人開發的棉花生產管理專家系統,共用15種方法來確定作物蒸發蒸騰量、灌溉日期及用水量,可以根據外界條件的變化隨時調整灌溉計劃。Srinvasan等人開發的ESIM灌溉管理專家系統,包括知識的獲取、系統規劃、任務的落實和評估,有效利用了圖表進行解釋和分析,根據用戶的需求制定固定的、調整的、要求的三種灌溉制度。D.Clarke等人采用CWR-VB程序來確定灌溉制度,提供了產量圖、氣象資料、ET值和土壤含水量等特征量。這些專家系統在應用中收到良好的效果,證明是切實可行的。
(2)灌溉系統輔助設計
由于各灌區的地理、氣候、土壤條件互不相同,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統設計方法。人工很難設計出盡善盡美的灌溉系統,而專家系統通過內部的知識庫,利用豐富的知識可以解決規劃設計中的復雜問題。水利部農田灌溉研究所與合肥智能研究所合作開發的華北地區節水型農業技術專家系統(NCWSA),針對華北地區灌溉農業存在的問題,提出了節水型技術體系的總體規劃及實施的有關措施;Srinvasan等開發了多功能的專家系統,可用于各種情況下的灌溉系統的設計和運行。應用專家系統進行灌溉系統輔助設計,可以進行渠系優化布置,為灌溉管理提供各種咨詢服務,對于情況復雜的灌區很有幫助。
4構建灌溉管理專家系統應注意的幾個問題
(1)突出多學科集成
農業是一個多方面的綜合體,影響因素繁多,時空差異和變異性大,生產穩定性和可控制性差,易遭受氣候、氣象、病蟲害的侵襲,在用水管理中需要考慮這些因素。現在國外已開始研制跨學科的綜合專家系統,Perry等人于1990年開發出關于大豆生長和水管理的聯合模型系統,用于作物生長、病蟲害、經濟效益、環境影響的管理和評價;W.D.Batchelor等人1992年開發的作物管理系統,既用于灌溉管理,也用于病蟲害防治。已開發的機械、營養、灌溉、除草、病情診斷、收獲、市場等方面的專家系統,有必要綜合在一個大的專家系統內,以發揮更有效的作用。多學科集成的想法正是適應農業生產的需要提出的,是專家系統必然的發展方向,也是灌溉管理專家系統研究中應特別注意的問題。
(2)面向多層次設計
專家系統服務的對象并不都在同一個層次上,文化程度存在較大的差異,不同對象要求獲取信息的復雜程度不同,所操作的專家系統和輸出的內容復雜程度也不相同,因此開發不同層次的專家系統(如面向灌溉管理專業人員、農村技術人員、農戶的灌溉專家系統)也是需要考慮的一個問題。
我國旱區的灌溉水源主要是河川徑流和地下水,部分地區靠高山積雪融化后匯集而成的河流。也有少部分地區有地下潛流可資利用,如吐魯番、哈密一帶的坎兒井。
我國旱區的特點是降雨量少和水源不足,擴大灌溉面積和增加灌溉量有極大困難。有些地區的地貌多樣,地形復雜,水土流失嚴重,難以發展灌溉。水的問題使我國北方旱區的農業生產潛力開發得很不夠,要開發我國旱區農業的潛力,突出的問題是水。在水源不足的情況下,必須注意節水灌溉和發展徑流農業(雨養農業)以提高灌溉水和自然降水的利用率。
一、節水灌溉
1985年我國有灌溉面積7.4億畝,占16億畝耕地中的45%。目前所采用的灌溉技術主要是地面灌溉,,占灌溉面積99%。還有少數噴灌、微灌(以滴灌為主,霧灌、微噴灌極少)和地下灌溉。噴灌面積占灌溉面積的0.94%,微灌面積僅占灌溉面積的0.03%.
節水灌溉中的最大問題,是地面灌溉灌水技術粗放,盲目追求單位面積高產,頻繁澆水和超定額灌溉。其中除了局部地區引起土壤次生鹽漬化、澇害以外,多數地區的嚴重問題是大大地耗費了有限的水資源,而且得不償失,貽害后代。在北方旱區,河水資源本來不足,由于浪費嚴重,廣大地區的河流早已干涸。更值得注意的是,由于該地區地表徑流資源缺乏,因此,地下水資源儲備非常珍貴,但因對地下水的大量超采利用,地下水位已大幅度下降。
由于工農業和人口的發展,不得不過量汲取貯備水,在這種前提下,節水更為重要。為了在節水方面做出努力,減少掠取水資源,節水灌溉勢在必行。特別是在我國北方旱區,結合當前實際情況,采取逐步改善的辦法,節水灌溉可以從改進地面灌溉的灌水技術和大力推廣節水灌溉的灌水新技術兩方面入手。
(一)改進地面灌溉的灌水技術
xx縣目前灌溉面積xx萬畝,當前在灌溉棉花三水和復播玉米二水。今年棉花xx萬畝、復播作物xx萬畝,今天為止棉花三水已灌xx萬畝、玉米二水已灌xx萬畝,根據目前大河來水量xx月xx日才能灌完,復播玉米三水結合冬小麥播前水,實施一水兩用。2020年度冬小麥播種計劃xx萬畝,為了保證按時完成冬小麥播種任務,在10月10日之前務必于完成播前水灌溉,11月20日之前完成小麥冬灌,11月11日至12月日停水之前灌溉xx萬畝白地冬灌,剩余白地明年2月取水截止到2020年3月10日灌溉。為了保證糧食安全3月11日全線統一開始灌溉冬小麥灌溉。為做好農業灌溉工作,要做到以下要求:
1、嚴格落實定額灌溉,各鄉鎮水管所做好配水計劃,堅決按計劃配水。
2、嚴格落實專人專用,水管工作有專人負責,水管人員和協會人員組織灌水隊伍,指導檢間灌溉管理,堅決落實一畝一畦和定額灌溉灌溉措施。
3、各鄉鎮合理調配使用地表水和地下水,根據種植結構統籌考慮統一灌水,預防水在渠系繁復滲漏。
4、做好一水兩用,提高灌溉水利用率。目前,我縣冬小麥播前水定額為100m3,小麥冬灌和三次水每次定額80m3,白地灌水定額為120m3。
5、各鄉鎮要配合協調高效節水項目區種植結構統一,為項目正常運行提供保障措施。
工程任務和規模
該工程的主要任務是對蔬菜種植條件好、土地平整、連片程度高的華藏鎮栗家莊村栗家莊蔬菜制種區的灌溉基礎設施進行全面改造,以提高灌溉水的利用率,使有限的水資源得到合理利用,改善項目區農業用水的緊張狀況。天祝縣栗家莊蔬菜種植噴灌區西北高東南低,平均自然坡降為1/50~1/100,呈長條形,東西寬為250m,南北長為340m。根據項目總體規劃,本項目規劃建設節水灌溉面積16.67hm2,灌溉方式采用半固定式噴灌系統。本項目規劃新打水源井1眼(井深20m),鋪設供水干管1條,管長220m;分干管2條,總長430m,支管35條,管徑為φ65mm,總長2200m,支管平均長度63m/條。栗家莊灌溉水源取水位置從水源井開始,向南沿地塊東側布置1條供水干管,管道長度為220m。該項目噴灌系統采用干、分干、支管三級管道,其中供水干管平行于等高線布置;分干管2條,總長430m,垂直與等高線且垂直干管布置;支管35條,管徑為φ65mm,總長2200m,支管平均長度63m/條。在分干管上設三通和支管連接;在支管上每18~19m安裝Φ33mm鍍鋅鋼豎管1根,灌溉時與噴竿連接。項目區內共計安裝132根鍍鋅鋼豎管。供水干管設分水井1座,分干管設排水井2座,布置結果如下:水源井1眼,井深20m,鋪設供水干管1條,管徑為φ125mm,總長220m;分干管2條,管徑為φ90mm,總長430m;支管35條,管徑為φ65mm,總長2200m;分水井1座,檢查(控制)井1座,排水井2座。
項目區內有簡易的鄉間道路與312國道相通,工程所需材料及設備可由汽車直接運至項目區,對外交通十分便利。工程所需材料,水泥由永登水泥廠供給,PVC管、鋼材從蘭州市場購進。根據工程資金年度安排及為了盡快發揮效益,施工工期定為2個月。①當地材料金強河沿線及各洪水溝道儲藏有豐富的砼粗、細骨料、砂礫石墊層,卵石在金強河河床內人工就地揀取,并且質量良好,容易開采。塊石料平均運距5km,砼粗細骨料2km。②外購材料工程所需外購材料主要有水泥、PVC管、鋼筋。水泥可從永登水泥廠進貨,PVC管、鋼材從蘭州市場購進,但所有材料均須按照有關規定進行質量檢驗,合格后方可進場使用。當需要儲備時,應做好材料的貯存工作。栗家莊節水噴灌工程施工依據《噴灌工程技術規范》(GBJ85-85)、《水工建筑物金屬結構制造、安裝及驗收規范》(SLJ201—80)、(DLJ201—80)進行。①砼預制塊生產要求按質量要求沖洗粗細骨料,砼的水灰比控制在0.60~0.65內,采用機械拌和,人工入模,振搗器振搗,粗骨料的最大粒徑不應大于預制塊厚的1/2~1/3,振搗完畢后,應及時收面,表面應以原漿收面、整平、抹光,灑水養護,預制塊強度達到設計強度的75%方可拉運。②漿砌卵石施工要求:相鄰兩排卵石應錯開茬口,并選擇較大的卵石砌于渠底。大頭朝下,擠緊靠實。③建筑物施工要求建筑物施工采用人工配合小型機械進行。基本工序為測量放線→基坑開挖→基礎處理驗收→架模→綁扎鋼筋→澆筑砼→養護→質量檢驗與評定。建筑物地基應按要求夯打密實,干重度應達到21kNt/m3以上,基礎開挖完成后,須經驗收合格,方可開盤澆筑砼或砌筑塊石。施工中應特別注意各種預埋件的埋設,防止漏埋和錯埋,架模、配料、攪拌、振搗、卸模、養護,每個環節都要嚴把質量關,施工過程中要認真執行《水工混凝土施工規范》SDJ207-82的有關規定,按照《水利水電基本建設工程單元工程質量等級評定標準(水工建筑工程)》(試行)SDJ249.1-88的要求,進行質量檢驗及評定。
經濟和環境影響評價
設施農業灌溉工程大部分是公益性或準公益性項目,因此,經濟評價只進行國民經濟評價。2008年全縣灌溉面積為1萬hm2,其中:農田灌溉面積0.85萬hm2,林地灌溉面積0.05萬hm2,牧草灌溉面積0.10萬hm2。規劃到2020年計劃發展設施農業灌溉面積0.45萬hm2,使全縣農田灌溉面積達到1.30萬hm2,其中:農田保灌面積0.85萬hm2,新增設施農業灌溉面積0.45萬hm2(低壓管灌0.18萬hm2,滴灌0.18萬hm2,噴灌0.09萬hm2)。工程實施后節約水量81.03萬m3。工程實施后,對改善項目區生態環境,緩解地下水超采,促進各灌區農、林、牧、副業的全面發展,具有良好的經濟效益和生態效益。評價依據:《水利建設項目經濟評價規范》(SL72—94)、《節水灌溉技術規范》(SL207—98)等有關技術規范。評價原則:著重評價工程實施后,灌溉水利用率和保灌程度提高,具有增產、節水等直接或間接效益,分析該項工程的投入與產出,計算國民經濟評價及財務的各項評價指標,評價項目經濟可行性。本工程以動態指標為主,靜態指標為輔,進行經濟評價。本項目實施后,效益主要體現在增產、節水效益上,因此計算效益時只計算增產、節水效益。農業增產效益按有無項目時規劃水平年增產值計算,采用分攤系數法計算灌溉工程分攤效益。規劃實施后,項目區的灌溉水利用系數由現狀的0.35提高到0.66以上,年節約水量81.03萬m3,按現行水價0.10元/m3計,節水效益為8.10萬元。經計算水利綜合效益為4308萬元。
環境影響評價
本規劃單項工程的開挖量較小,工程規模小,施工期短,施工時無永久性占地,對地表影響小,且易于恢復,對渠管道沿線植被不會產生直接破壞作用;開挖斷面不大,不會造成滑坡、塌陷等問題。項目建成后,灌區植被、土壤不會遭到破壞或發生惡化現象,環境總體呈改善趨勢,所以,該工程建設從環境角度看也是可行的。
保障措施
CC養殖有限責任公司成立于2019年10月,是我縣從事專業化、規范化養殖種植的龍頭企業。公司總投資560萬元,一期建設投入農業養殖種植的資金達 240萬元,建立起了具有現代農業養殖種植的基本設施,已經形成了一定的規模,包括建有驢、羊、雞等多種優良品種的飼養基地,有規范化的可噴灌農田達 2300余畝,而且計劃投資再建造30個塑料大棚,同時完善相關的配套設施建設。開隆公司設備先進,技術力量雄厚,不僅把現代化的農業引進了保德,而且引進了先進的技術、采用了科學的管理,讓現代化的農業生產、經營理念在保德落了戶、生了根。
二、農業灌溉用電項目背景
在科學發展觀的正確指引下,保德縣政治經濟文化生活實現了跨越式發展,特別是在工業的帶動下老區、邊區的經濟面貌發生了很大的改觀。但我縣農業由于歷史原因和自然條件的限制,農業發展水平還相當低,農業基礎還相當薄弱。在黨的富農政策指導下,開隆養殖有限責任公司投資560萬元,用于我縣養殖種植業的發展,在滿足人們不斷增長的對綠色食品和乳肉奶蛋等食品需求的同時,帶動我縣農業以及相關產業發展,拉動地方經濟。
開隆公司的養殖種植基地建在保德縣黃咀灣,這里屬于偏遠的山區,常年干旱少雨,人民生活向來十分貧困。開隆公司就是要改變這里的落后面貌,大力投資貧困地區,扶助貧困地區的農業生產發展,帶動當地經濟,幫助農民致富,打550米的深井一眼,建100立方米的蓄水池兩個,建立起了比較完備的水利灌溉設施以及相關的電力輸送設備。
本著農業產業圍繞農業增效,帶動農民增收,改善農村勞動力的就業狀況,從而帶動本地區農業和非農產業的發展的原則。開隆養殖有限責任公司不斷投入大量資金建設農業基礎設施,農業灌溉體系,和用電配套設施,建立現代新型發展農業,同時大力扶助當地農業發展,帶動農村貧困地區脫貧致富。
三、農業灌溉用電項目內容
(一)開隆公司自己農業灌溉用電
本著依靠農業,發展農業的原則,開隆養殖有限責任公司精心規劃了30余畝可噴灌農田,通過引進新型農業技術,采用先進的農業發展模式著力打造現代新型示范農業;下一步本公司計劃再建造30個塑料大棚,發展棚栽農業,豐富本地區生產的蔬菜品種,滿足當地冬季的新鮮蔬菜需求;
(二)周邊5村的農業灌溉用電
四、經濟效益和社會效益分析
(一)經濟效益
關鍵詞:水利、灌溉、節水、措施
Abstract: to give full play to the role of farmland water conservancy construction, be about to discuss irrigation technology, the technical measures, reduce agricultural production cost, realize the reasonable allocation of resources, implement agricultural irrigation water saving measures.
Keywords: water, irrigation and water, and measures
中圖分類號:TV文獻標識碼:A 文章編號:
“節水就是應對挑戰的根本”,這是以色列“國家水和環境項目”副主任塔爾哈米利說的,而以色列也創造了人口持續增長,用水需求不斷增加,農業生產不斷擴大,但用水總量卻在長達50年間一直維持不變的位于世界最干旱地區的奇跡。從中不難看出,節水不光是中國現在所應對的難題,也是世界應對的難題。
中國是一個農業資源的大國,也就大量的灌溉用水資源的使用大國,如何在合理利用農業水資源,提高水的利用率和效率上實現高產高效,這就是改革開放,也就是近幾年來國家力致改善的方向,所謂的農業灌溉節水措施,也就是如何利用由水資源、工程、農業、管理等環節組成的綜合技術體系,提高水資源的利用率,增加農作物的產量,提高綜合效益,促進經濟穩定發展。下面分別從幾個方面談談我的一點認識:
一、優秀的節水案例:
1、山東:
通過建立完善節水措施,推廣節水新技術、新經驗等有效措施,用水效率和水資源利用率不斷提高,近些年,山東省的一部分縣市通過規劃實施河庫串聯、河道治理、建閘蓄水、水庫除險加固等重點水利工程,實現了水庫、水系之間的統一聯合調度,水資源的存蓄能力不斷增大,實施的峽山灌區續建配套與節水改造工程,將干渠的水利用率大大提高,大力推廣噴灌、滴灌和管道輸水灌溉等先進實用的節水灌溉技術,發展現代旱作節水農業,種種措施大大提高了水資源的節約利用率。
2、甘肅:
甘肅實施的水權改革,充分喚醒了中國農民的節水意識,在國內首先建立了以水權制度為核心的水資源管理體系。這個水權包括使用權、經營權、轉讓權等。對農戶來說,在人畜用水以及每畝地的用水定額確定后,便可根據每戶人畜量和承包地面積分到水權,這初步形成了“總量控制,定額管理,以水定地,配水到戶,水量交易,水票運轉,城鄉一體”的節水型社會運行機制。
二、農業灌溉節水的重要性
從以上的安全案例,可以明顯的看到,近幾年全國各地區對節水進行的有效措施,特別是針對農業的灌溉節水的管理措施,大家都知道農業水資源包括地面水、地下水、土壤水和凈化水等可利用廢水。水資源的合理利用要多項措施齊頭并進,并且進行地上水和地下水的合理開發利用,測試改造,進行水的綜合利用技術等。
1、灌溉技術:
這是水農業技術體系的核心組成部分,也是節水效果最顯著的措施,其中包括灌溉技術、噴溉技術、微灌技術、渠道防滲技術、膜上灌技術和改進溝畦灌溉技術等。
2、農田灌溉節水管理:
此項技術主要是建立健全各種管水組織,制定工程管理和經營管理機制,并且利用專門的設備將水加起來,利用自然落差將水送到灌輸地段,通過噴灑器或其他的噴射方式,將水滴噴射到空中進行灌溉,實施各種固定、半固定、移動式等噴灌方式,提高灌溉技術的噴灑率,實現計劃用水,配水合理等方面。
3、灌溉渠道:
灌溉的渠道一直我國農田灌溉的主要運輸用水的方式,以前的土渠運輸用水滲漏損失占全部運輸水的一半。灌溉運輸渠道的防滲漏一直是我國發展節水灌溉的技術措施,有土料壓實、三合土護面等方式防止滲漏。這樣可以減少渠系輸水過程中的水量滲漏損失,提高渠系水利用系數,提高渠道輸水的安全保證率,提高渠道抗沖能力和輸水能力。
二、農業灌溉管理節水措施問題討論
1、出現的問題:
(1)節水設備推廣難:
我們要努力進行農業水利灌溉技術的開發和節水措施的研究,提高灌溉節水設備的推廣力度,并重視在經濟作物中進行灌溉的效果展示。
(2)關系確定:
明確各地區的灌區和灌溉工程的產權關系,切實實行管理職責明確化,灌溉節水管理細致化,合理運用激勵機制,避免粗放的管理和靈活的調度。
(3)節水灌溉意識差:
努力提高灌溉節水給農民帶來的經濟效益,充分利用有限的水資源,提高農民節水灌溉的積極性。
(4)資金投入大:
政府加大農業灌溉節水基礎設施的資金投入,重視維護灌溉工程,進行各種灌溉基礎設施的修葺,努力擴大灌溉面積,提高灌溉效率,重視節水工程的有效建設,逐漸擴大發展規模,一定要重視,特別是在不發達地區的技術推廣過程中的因地制宜,制定規劃,提高論證的效果,充分發揮出節水工程的最大效益。
2、灌溉節水的優勢:
(1)在很大程度上減輕了農田灌溉水利建設的工作量,促進了農業現代化的發展。促使農業向機械化、產業化、現代化方向的發展。
(2)大面積利用灌溉節水措施,有效的節約了土地,消除了以往傳統的通過干渠、支渠、斗渠,毛渠五級渠道,將灌溉用水輸送到田間的灌溉方法,無形之中,大大增加了土地的使用面積。
(3)廣大農民群眾增產增收,采用農業灌溉管理的節水灌溉措施,有利于運用科學的方法進行灌溉,可以根據作物生長的到需求按時按量進行灌溉,有利于作物的生長,達到相同面積的土地,實現增產增收的目的。
(4)有利于保護環境 渠道防滲,田間實行節水灌溉,就能有效地防止由大水漫灌造成的土壤次生鹽堿化,緩解了由地下水超采和大量引用河水帶來的環境問題。
三、重視發展、統籌管理
我國目前農業灌溉管理的節水方式,還是無法完全改善缺水情況,為了提高農田的抗旱能力以及保證農田豐收的質量,我們廣大的農民群眾,一定要高度重視農田灌溉節水措施,并且將節省下來的水用來擴大灌溉面積,實現資源節水,統一站在可持續性發展的高度上來看待農業灌溉管理的節水措施的重要性。重視農業灌溉的節水問題,重視農業節水的工程問題、技術問題、社會問題和經濟問題,并多方面進行農田種植結構的調整,改進灌溉節水措施的方式、進行節水措施的結構調整,提高效益,實現農民切身利益的提高。我們政府要組織多個部門進行密切配合、緊密協作,統籌考慮制約農業節水的因素,針對實際情況,制定完整的切實可行的節水農業技術體系。
我們要切實的根據各地區的不同情況,將灌區的地下潛水層當作節水調節的天然水庫,因地制宜地調節降雨補給、渠道、排水溝的滲漏補給,實現區外地下水的側向補給,重視水越層的補給,實現人工回灌等方式,重視水的蒸發、出流和開采,實現水源的合理統一調度。要發展井灌、以井補渠,重視地下水的嚴重超采,減少用水或控制用水,進行適當的引水,修建水庫,重視回灌地下水,并在地面水、地下水的動態規律中,進行井和渠的灌溉結合。根據各地區的土地特點,選擇合適的節水灌溉技術,按照規定制定發展規劃,進行灌溉節水措施的技術引進,進行節水技術工程的有效推廣、推進。努力提高農業灌溉節水措施產生的效益,擴大節水灌溉面積,重視提高以水沖鹽、進行土壤改良,重視節水技術措施的實施。
四、前景展望
【關鍵詞】節水灌溉;設施農業;可持續發展
隨著社會經濟的不斷發展,科學技術得到了長足的發展,任意一項科學技術對社會經濟的發展都具有一定的推動作用,單項的技術在行業的發展過程中有著至關重要的作用,社會呈現出系統化和集成化,各種科學技術的形成都會對社會經濟的發展提供一定的動力。因此,發展節水灌溉技術,促進設施農業的平穩發展,具有很重要的現實意義。
一、要看到農業節水灌溉的經濟情況
對農業節水灌溉進行良好的經濟分析首先應該有一個綜合的思維,應該縱觀灌溉的初期成本支出和長久效益的取得,避免角度的狹窄而造成對農業節水灌溉的不客觀認識。農業節水灌溉是一項綜合系統的灌溉方式,從灌水方法到輸水方法再到最后的輔助措施都運用了現代化的技術,最大程度地減少了水分的損失,提高了水資源的利用率。這樣一來就縮短了農作物的灌水周期,極大地壓低了成本。眾所周知,灌溉費用在農業投入當中占有極大的比例,嚴重制約了農業收入的增長。而農業節水灌溉技術的運用大大減少了灌溉費用的投入,使得農民能夠為其他方面多一些資金的投入,從而提高了農業資金投入的有效利用率。農業節水灌溉技術把水直接送到了農作物,并且利用輔助措施極大程度地減少了水分的蒸發并且增加了土壤的溫度。這就能夠提高農作物的產量,從根本上增加農業的收入。誠然,農業節水灌溉技術的運用需要有一定的設施構建而帶來一些成本的支付。但是我們知道當代的技術日益更新,一些現代化的灌溉設施價格不斷在降低,而農作物的價格卻在不斷上漲。
二、節水灌溉技術的發展趨勢
在現代農業發展的過程中,單靠灌溉設備并不能取得良好的灌溉效果,因此,在農業發展的過程中,要將設施農業工程技術和灌溉技術結合起來使用,進行集成發展,提高農業生產效率。出現的微灌技術,主要是利用微灌設備組建成的微灌系統,可以將水資源分配到農業灌溉中,運用灌水器采用微小的流量來滋潤農作物的根部和附近的土壤,屬于一種局部灌溉技術,可以將水資源有效的灌溉到每一株農作物附近的土壤,來維持農作物成長的需水量,而且灌溉效率比較高,灌水比較均勻,可以適應任何地形和土壤。微灌技術的廣泛使用,可以有效的提高水資源的利用效率,增加農業的產值,微灌技術提高地表灌溉效率,但是在實際的運用過程中,由于微灌系統的投資過高,同時存在設備的質量問題、不完備的配套設施、設備性能差、缺乏科學管理等情況,致使微灌技術的適用范圍比較小,微灌整體發展的水平不高。隨著國家對微灌技術的重視,并在地方農業發展過程中引進微灌系統,加大投資力度,將各種節水灌溉技術與農業工程設施結合起來使用,推進節水灌溉技術的發展。此外,滲灌和地下滴灌技術都相繼研發出來,可以有效的降低水分的蒸發,可以為農作物的根部提供充足的水資源,但是在使用的過程中,還存在制造工藝比較差,出現滴孔堵塞等問題,也阻礙了這些微灌技術的推廣,在農業發展的過程中,在地下滲灌施工的機械化作業,可以有效的提高滴灌和滲灌的效率。
三、利用節水灌溉技術,促進設施農業的長足發展
在農業發展的過程中,要以水分高效利用為原則,將各種資源進行合理配置,做到精細灌溉,不斷研發出適合我國農業發展的微灌系統設備,促進設施農業的發展。溫室大棚農作物的灌溉方式主要運用節水型灌溉形式,按照農業灌溉方向的需要,考慮到我國的實際國情,來研發成套的、先進的溫室灌溉系統,來選擇合適的農作物滴灌帶和微噴頭,降低水頭的水分流失,選擇過濾性能高的過濾器,選擇一些自動控制系統和相關的應用軟件,雖然現階段這些技術都還處于研發階段,所研發的灌溉技術不能滿足現階段的溫室灌溉需求,而且所使用的溫室灌溉關鍵設備都是從國外引進的,隨著社會經濟的快速發展,設備在引進的過程中,價格不斷提高,有的設備不符合我國的農業發展現狀,因此,需要加大我國的節水灌溉技術的研發,來取代溫室灌溉設備的進口需求。此外,可以根據農作物的生長需求,來控制水分、肥料、藥物和環境等因素,不斷提高農業產值。
四、如何使節水農業走向規模化、標準化
提高農業用水效率的關鍵在于推廣農業節水的各種措施,首先是改進現有引水渠道的防滲與防蒸發措施,對所有引水渠道的渠底與側壁均應進行防滲處理,蒸發量大的干旱地區,還應進行防蒸發措施。如明渠改暗渠,或明渠加蓋板。其次改革灌溉方式,改變以往的大水漫灌為噴灌、滴灌或微灌的節水灌溉方式。因為大水漫灌不但浪費水量,同時大水沖走肥料,還易加速土壤板結,并能促進地下水位升高,加速土壤鹽堿化的產生,不利于農作物生長,所以必須改變大水漫灌的灌溉方式。據專家介紹,節水農業的范圍很廣,修建防滲渠道,推廣低壓管道灌溉,甚至通過改造農田把長畦變短畦都是有效的節水形式。隨著高產高效農業的發展以“三灌”(大田噴灌、果園微灌、大棚滴灌)為代表的先進節水灌溉技術逐步得到推廣,據專家測算,“三灌”模式每投入約1200元,不僅可節水70%,還能增產10%~30%。
總之,在節水灌溉技術發展的過程中,要注重溫室灌溉技術的研發,要研發出適合我國農業生產的灌溉技術,要以農業節水為中心,將各種科學技術進行綜合集成,不斷提高灌溉技術的科技含量,不斷突破現階段的灌溉技術限制,形成我國農業發展的現代微灌溉技術體系,形成許多高科技的農業產品,注重農業品牌的塑造,促進我國農業的快速發展,實現水資源的高效利用和農業的可持續性發展。
參考文獻:
[1] 楊培嶺,任樹梅.發展我國設施農業節水灌溉技術的對策研究[J].節水灌溉,2006.
關鍵詞:農業;節水灌溉;自動化技術
水資源是國家的重點資源,在每個行業都應該普及節水概念,避免水資源的浪費,農業也不例外。在我國的大面積農業都需要經常性的灌溉來保持作物的生長,然后傳統的灌溉技術會形成很多水資源的浪費,而且灌溉的不均勻也不利于農作物更好的發展,因此需要我們加大對農業節水灌溉中自動化技術的重視,從而有效的避免水資源的浪費,從而促進我國農業更好的發展。
1節水灌溉自動化技術在我國農業的應用現狀
節水灌溉自動化技術在國外的一些國家已經發展的比較成熟,并且在農業的灌溉上已經取得了很大的成效。然而我國的節水灌溉自動化技術發展的比較晚,技術灌溉自動化系統還有很多需要待改進的地方,并沒有完全的實現灌溉技術的自動化,而且由于國外和國內的地理環境氣候狀態存在著很大的差異,導致國外的灌溉自動化技術不能適用于國內的農業情況,因此在節水灌溉自動化系統的設計上不能完全的引進國外的技術,應該結合國內的具體實際情況來進行節水灌溉自動化技術的研發和改進[1]。
2提升農業節水灌溉自動化技術水平的對策
2.1增強技術水平,有效提取作物生長所需的信息
有效的提取植物生長所需的信息是實現農業節水灌溉自動化技術的重點,通過利用現代化的較為先進的技術,了解到植物在不同階段所需要的信息,采取科學的方法對植物需要的信息進行補充,從而確保植物更好的生長。在探測植物所需信息時,可以運用植物電信號,紅外線技術,多光譜反射技術等一些其他的技術來實現對作為科學的探測,明確知道作物所需的各種營養信息,以及各種病蟲害的狀況,通過提取這一些列的信息來充分的了解作物的生長情況,從而制定最科學的農業灌溉方案,實現農業節水灌溉自動化技術的應用目標[2]。
2.2加大對節水灌溉自動化技術的研發力度
現階段我國處于農業節水灌溉自動化技術的初級階段,很多的技術還不夠完善,而國外的技術在國內又不能相適應,因此需要加大對節水灌溉自動化技術的研發力度,采用政府補貼,稅收減免,企業投入等多種手段來對節水灌溉自動化技術進行融資,確保不會出現由于資金不足而限制節水灌溉自動化技術研發的情況。首先,研究機構要和企業能夠完成對接,針對市場的需求,對自動化技術中的薄弱環節以及非常重要的設備進行主要技術研發,提高節水灌溉自動化技術和一些設備的使用價值。其次,政府要加強對節水灌溉自動化技術的重視和人力財力的投入,可以積極的引進國外的一些節水灌溉自動化技術的專家來進行一些關鍵技術的指導,同時也要充分的利用國內的一些人才,將他們組成一個團隊,專門負責對節水灌溉自動化技術的關鍵技術進行研發改進[3]。最后,積極的調動各類風險投資企業的積極性,使他們原因將資金投放在節水灌溉自動化技術的創新和研發上,加大各企業對節水灌溉自動化技術的關注。
2.3加強對節水灌溉自動化技術的培訓
現階段,我國的大多數的農業從業人員是普通的農民,他們知識水平不高,整體素質相對較低,對節水灌溉自動化技術缺乏認識,再加上節水灌溉自動化技術的一些設備價格會相對比較昂貴,導致很多的農業從業人員并不愿因花費資金在節水灌溉自動化技術的使用上,這就導致節水灌溉自動化技術很難在農業方面得到廣泛的普及。因此需要國家采取有效的措施加大對節水灌溉自動化技術的宣傳力度,使農業人員充分的了解節水灌溉自動化技術方面的一些知識,另外,可以將節水灌溉自動化技術相關設備帶到農田,讓農民親自動手區利用這些自動化的設備,讓他們親眼看到這些設備的作用,感受到這些自動化設備的價值,自己主動想要運用節水灌溉自動化技術[4]。同時,要加強對農業人員的培訓,讓他們知道如何去更好的運用節水灌溉自動化技術的這些相關設備,使自動化技術真正的發揮作用。
3結束語
綜上所述,現階段節水灌溉自動化技術在我國還處于初級的發展階段,還存在著很多的需要改善的問題,國家和政府需要加強對農業節水灌溉自動化技術的重視,采取有效的措施來提升節水灌溉自動化技術在農業上的運用水平,從而在實現節水的同時促進我國農業現代化的發展。
作者:蔣曉威 張文嬌 齊放 單位:沈陽理工大學
參考文獻:
[1]李京鴻.試論農業節水灌溉中自動化技術的應用[J].中國新技術新產品,2016(11):124-125.
[2]張予,李瑾,郭美榮,等.農業節水自動化技術應用現狀與對策研究——基于北京農業基地的調研[J].河南農業科學,2015(8):149-153.
關鍵詞:農業節水 灌溉 發展 對策
中國是一個農業大國,在巨大的人口壓力和快速工業化的過程中,水資源的供需矛盾進一步加大,很多地區水資源的開發利用程度已經超過了水資源和水環境的承載能力,地下水漏斗區擴大、水污染加劇、生態環境惡化等一系列問題,成為水資源可持續利用和經濟社會可持續發展的嚴重制約因素。盡管中國農業缺水與用水效率不高并存,但是從以往經驗分析,農業節水仍具有較大潛力,發展節水灌溉是必由之路。
一、節水農業的內涵
對于節水農業的內涵,許多學者從不同的學科和視角闡述了自己的觀點與認識。栗宗松先生根據20世紀70~80年代出現的世界性水資源緊缺狀況,認為大力發展節水型灌溉農業是解決這一問題的關鍵所在。他在文章中指出“照搬國外一般性的節月用水措施是遠遠不夠的,審時度勢,實施節水灌溉,并上升到以之導向,建設具有中國特色的節水型灌溉農業的高度,定為國策。”栗先生的論述重點強調了過量的用水對水資源和生態環境的危害及發展節水灌溉的必要性,認為大力發展節水型灌溉農業是解決我國水資源緊缺和水環境惡化問題的根本出路。
關于節水農業,賈大林先生給出如下的定義,“所謂節水農業,是在充分利用降水的基礎上采取水利和農業措施提高水的利用率和水的利用效益的農業,也可以說是節水灌溉農業和旱地農業的結合,因為沒有不用水的農業,灌溉只是人工補充降水對農作物個生育期需水的不足。節水灌溉農業是從灌水技術、灌溉制度和灌溉管理上力求節水。旱地農業是充分利用降水的農業,也可以稱之為雨養農業。它是利用工程措施、耕作措施和生長措施力求增產的農業,兩者結合起來形成節水農業的整體,通過節水灌溉措施以提高水的利用率,用節水農業的措施提高水的利用效率。
劉昌明先生指出,節水農業并不是一種與灌溉農業或旱地農業相脫離的全新的農業類型,而是它們在節水要求下的發展形勢,其主要的任務應是提高灌溉用水或天然降水的有效性,因此認為“節水農業是以節水為中心的農業類型,在充分利用降水的基礎上采取農業和水利措施,合理開發利用與管理農業水資源,提高水分利用效率和效益;同時通過治水改土、調整農業上產結構,改革耕作制度與種植制度,發展節水、高產、優質、高效農業,最終實現農業的持續穩定發展。
二、農田節水發展狀況存在的問題
1.缺乏穩定的長效投入機制,投入嚴重不足。田間節水工程投入不足,沒有穩定的投入渠道,中央對田間節水灌溉投資規模小,地方和農戶的籌資能力不足,田間節水灌溉發展滯后,面積增長緩慢。
2.產權不清,權責不明,管理主體缺位。農村實行以后,興修的田間節水灌溉工程,由于所有體制與農村土地分戶經營的體制矛盾沒有解決,維護管理責任很難落實,造成節水灌溉工程,有人用,沒人管,老化、損壞嚴重。
3.用水戶參與管理發展不平衡。近幾年,農民用水戶協會發展勢頭良好,對推動民主管理、自主管理發揮了很好的作用。但從全國總體情況看,農民用水戶協會發展還很不平衡。部分農民用水戶協會的組織機構不完善、組建與運行不規范、運行機制不健全。主要原因是:地方政府對用水戶參與管理的認識不足,支持力度不夠;法律、法規不健全,缺乏可操作的配套政策;灌溉設施老化失修,工程配套程度低,運行成本高,協會經費來源不足等問題影響了農民用水合作組織的發展。
4.節水灌溉監督制度不完善。水資源短缺和不合理的開發利用,引起很多社會、生態問題。目前,不少地方沒有節約灌溉用水的政策機制,對地下水水位逐年下降,地下水漏斗逐年擴大等水資源惡化問題,缺乏有效的監測、控制手段。對節水灌溉設備生產檢測、銷售環節監控薄弱,造成產品質量下降,工程不能良性運行。
5.節水相關政策不配套。節水政策不完善,缺乏對農民節水和用水戶節水的激勵機制和配套政策,影響節水灌溉系統效益的發揮。
三、對策及措施
1.調整布局、突出重點、減少項目數量,擴大示范規模。
調整示范項目的布局,突出糧食安全、生態安全、用水安全、提高農民生活水平和建設節水型社會為重點,減少項目數量,擴大國家投資數額,豐富項目建設內容,以建設能完整覆蓋若干個村的節水灌溉工程為規模,擴大其整體示范效應。以便進一步引起地方政府的重視,調動農民參與建設和管理的積極性,發揮示范工程的對建設社會主義新農村的綜合規模效益。
2.建立穩定的投入機制,不斷加大示范項目投入的力度。
中央和地方各級政府應建立穩定的財政投入保障機制,并持續加大對示范項目的投入。建立促進配套資金到位的政策與有效措施,合理調整地方配套資金所占比例,對貧困地區的配套比例應適當降低,加強對配套資金落實的檢查監督和完善管理辦法。另外,積極探索和建立農業用水的水權有償轉讓機制,完善水市場,使通過節水后的水權轉讓籌集發展節水灌溉的資金。
3.加強項目建設管理和運行管理,確保項目工程的可持續性。
為保障項目建設的科學性和合理性,正確選擇建設地點和建設方案,在工程建設中,嚴格進行工程建設管理。加快項目工程管理改革的步伐,深化管理體制與運行機制,完善用水計量設施,優化配置水資源,全面實行“總量控制、定額管理”。針對項目涉及到的技術問題,開展試驗研究和效益觀測,加大對基層技術人員和農民培訓的力度。