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专家系统是用基于知识的程序设计方法建立起来的计算机系统,它综合集成了某个特殊领域的专家的知识和经验,能像人类专家那样运用这些知识,通过推理模拟人类专家做出决定的过程,来解决人类专家才能解决的复杂问题。专家系统由知识库、推理机、知识获取、解释界面等四部分组成,知识库和推理机是它的核心。建立知识库的关键是如何表示知识,推理机用于确定不精确推理的方法,解释界面是用户的一个窗口,能够处理各种咨询问题。20世纪60年代中期,美国斯坦福大学的DENDRAL计划以及麻省理工学院的MACSYMA计划开始研制首批专家系统,一直持续到70年代中期,较为完善地提出了专家系统的含义。从60年代到80年代的20多年里,专家系统广泛应用于医学、地质、生物化学、故障诊断、工程、数学问题求解、教育、军事等领域,取得了很大的进步。
进入80年代,人们对专家系统有了新的认识,专家系统研究进入高速发展阶段,也出现了许多农业生产管理专家系统,如Hal.Lemmon于1986年开发的棉花生产管理专家系统,Plant等人1989年开发的农业管理专家决策支持系统,Srinvasan等人开发的ESIM灌溉管理专家系统,S.Saputro1991年开发的农业生产空中漂移物专家系统(研究喷洒农药对环境的影响),这些专家系统在实际应用中收到很好的效果。国内于20世纪70年代末期开始研究专家系统,80年代初期开始研究农业专家系统。1980年浙江大学与中国农科院蚕桑所合作,开始研究蚕育种专家系统;1983年中国科学院合肥智能研究所与安徽农科院合作,开发砂姜黑土小麦施肥专家系统。90年代,国际上举办了多次有关农业专家系统的会议,我国专家系统的研究更是蓬勃发展,出现了许多农业专家系统,如小麦高产技术专家系统(余华等,1996),水果果形判别人工神经网络专家系统(刘禾等,1996),基于规则和图形的苹果、梨病虫害诊断及防治专家系统(王爱茹等,1999),农业资源高效利用技术集成专家系统的设计(李道亮,1999),生态农业投资项目外部效益评估的专家系统(范大路,1999),基于作物生长特征的作物栽培专家系统(柴毅,1999),基于生长模型的小麦管理专家系统(曹卫星等,1999)等,这些农业专家系统促进了农业科技成果的应用与推广。
2专家系统的开发方式
起初,专家系统主要采用不同的高级程序语言(如PASCAL、FORTRAN、C等)或人工智能语言(如LISP、PROLOG等)开发,专家系统的各个部分的链接和调试都比较繁琐,对于不熟悉计算机语言的工程师,建立专家系统将是很困难的。20世纪80年代初,根据专家系统知识库和推理机分离的特点,研究人员把已建成的专家系统中的知识库“挖”掉,剩余部分作为框架,再装入某一领域的专业知识,构成新的专家系统。在调试过程中,只需检查知识库是否正确即可。在这种思想指导下,产生了建立专家系统的工具,或称专家系统开发工具、专家系统外壳。利用专家系统开发工具,某领域的专家只需将本领域的知识装入知识库,经调试修改,即可得到本领域的专家系统,无须懂得许多计算机专业知识。
国外目前出现了许多专用的专家系统工具,开发某领域的专家系统基本上是运用开发工具来实现的,如1986年Hal.Lemmon等人开发的Comax棉花生产管理专家系统。我国也出现不少专家系统工具,如陆汝铃等人的“天马”专家系统开发工具、吕民等的ASCS农业专家咨询系统开发平台(1999)、周桂红等人的通用农业专家系统生成工具(1999)等。利用开发工具开发的专家系统已形成系列化,如美国Plant等人利用作物管理支持专家系统的外壳,开发出棉花生产管理CALEX/Cotton、桃树园林管理CALEX/Peach、水稻生产管理CALEX/Rice等一系列专家系统。我国学者利用中科院合肥智能研究所研制的“雄风”系列农业专家系统开发工具,已开发出施肥、栽培管理、园艺生产管理、畜禽水产管理饲养、水利灌溉等专家系统,在全国20个省200多个县推广应用,效果很好。
3专家系统在灌溉管理中的应用
20世纪70年代末期美国开始研究农业专家系统,至今已建成许多施肥、作物栽培管理、畜禽水产养殖、水利灌溉等方面的专家系统。其中灌溉管理专家系统的研究主要有以下两个方面。
(1)灌溉用水计划
确定灌溉用水计划需要的几项基本信息是:土壤墒情、作物蒸发蒸腾量、地下水情况、水源情况等。这些数据往往需要根据已获得的气象、土壤等资料,通过繁琐的计算才能获得;原始材料不同,计算方法也不同,人工操作费时费工,容易出错。专家系统可根据输入的原始资料自动选择计算方法来预测或预报目标信息,快速确定灌溉用水计划,并且可以随时总结用水情况;专家系统处理所需时间短,而且准确,适合于大型灌区及农场运作。专家系统常被用来确定作物蒸发蒸腾量、灌溉日期、灌溉水量及土壤墒情。Plant等人开发的棉花生产管理专家系统,共用15种方法来确定作物蒸发蒸腾量、灌溉日期及用水量,可以根据外界条件的变化随时调整灌溉计划。Srinvasan等人开发的ESIM灌溉管理专家系统,包括知识的获取、系统规划、任务的落实和评估,有效利用了图表进行解释和分析,根据用户的需求制定固定的、调整的、要求的三种灌溉制度。D.Clarke等人采用CWR-VB程序来确定灌溉制度,提供了产量图、气象资料、ET值和土壤含水量等特征量。这些专家系统在应用中收到良好的效果,证明是切实可行的。
(2)灌溉系统辅助设计
由于各灌区的地理、气候、土壤条件互不相同,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统设计方法。人工很难设计出尽善尽美的灌溉系统,而专家系统通过内部的知识库,利用丰富的知识可以解决规划设计中的复杂问题。水利部农田灌溉研究所与合肥智能研究所合作开发的华北地区节水型农业技术专家系统(NCWSA),针对华北地区灌溉农业存在的问题,提出了节水型技术体系的总体规划及实施的有关措施;Srinvasan等开发了多功能的专家系统,可用于各种情况下的灌溉系统的设计和运行。应用专家系统进行灌溉系统辅助设计,可以进行渠系优化布置,为灌溉管理提供各种咨询服务,对于情况复杂的灌区很有帮助。
4构建灌溉管理专家系统应注意的几个问题
(1)突出多学科集成
农业是一个多方面的综合体,影响因素繁多,时空差异和变异性大,生产稳定性和可控制性差,易遭受气候、气象、病虫害的侵袭,在用水管理中需要考虑这些因素。现在国外已开始研制跨学科的综合专家系统,Perry等人于1990年开发出关于大豆生长和水管理的联合模型系统,用于作物生长、病虫害、经济效益、环境影响的管理和评价;W.D.Batchelor等人1992年开发的作物管理系统,既用于灌溉管理,也用于病虫害防治。已开发的机械、营养、灌溉、除草、病情诊断、收获、市场等方面的专家系统,有必要综合在一个大的专家系统内,以发挥更有效的作用。多学科集成的想法正是适应农业生产的需要提出的,是专家系统必然的发展方向,也是灌溉管理专家系统研究中应特别注意的问题。
(2)面向多层次设计
专家系统服务的对象并不都在同一个层次上,文化程度存在较大的差异,不同对象要求获取信息的复杂程度不同,所操作的专家系统和输出的内容复杂程度也不相同,因此开发不同层次的专家系统(如面向灌溉管理专业人员、农村技术人员、农户的灌溉专家系统)也是需要考虑的一个问题。
我国旱区的灌溉水源主要是河川径流和地下水,部分地区靠高山积雪融化后汇集而成的河流。也有少部分地区有地下潜流可资利用,如吐鲁番、哈密一带的坎儿井。
我国旱区的特点是降雨量少和水源不足,扩大灌溉面积和增加灌溉量有极大困难。有些地区的地貌多样,地形复杂,水土流失严重,难以发展灌溉。水的问题使我国北方旱区的农业生产潜力开发得很不够,要开发我国旱区农业的潜力,突出的问题是水。在水源不足的情况下,必须注意节水灌溉和发展径流农业(雨养农业)以提高灌溉水和自然降水的利用率。
一、节水灌溉
1985年我国有灌溉面积7.4亿亩,占16亿亩耕地中的45%。目前所采用的灌溉技术主要是地面灌溉,,占灌溉面积99%。还有少数喷灌、微灌(以滴灌为主,雾灌、微喷灌极少)和地下灌溉。喷灌面积占灌溉面积的0.94%,微灌面积仅占灌溉面积的0.03%.
节水灌溉中的最大问题,是地面灌溉灌水技术粗放,盲目追求单位面积高产,频繁浇水和超定额灌溉。其中除了局部地区引起土壤次生盐渍化、涝害以外,多数地区的严重问题是大大地耗费了有限的水资源,而且得不偿失,贻害后代。在北方旱区,河水资源本来不足,由于浪费严重,广大地区的河流早已干涸。更值得注意的是,由于该地区地表径流资源缺乏,因此,地下水资源储备非常珍贵,但因对地下水的大量超采利用,地下水位已大幅度下降。
由于工农业和人口的发展,不得不过量汲取贮备水,在这种前提下,节水更为重要。为了在节水方面做出努力,减少掠取水资源,节水灌溉势在必行。特别是在我国北方旱区,结合当前实际情况,采取逐步改善的办法,节水灌溉可以从改进地面灌溉的灌水技术和大力推广节水灌溉的灌水新技术两方面入手。
(一)改进地面灌溉的灌水技术
xx县目前灌溉面积xx万亩,当前在灌溉棉花三水和复播玉米二水。今年棉花xx万亩、复播作物xx万亩,今天为止棉花三水已灌xx万亩、玉米二水已灌xx万亩,根据目前大河来水量xx月xx日才能灌完,复播玉米三水结合冬小麦播前水,实施一水两用。2020年度冬小麦播种计划xx万亩,为了保证按时完成冬小麦播种任务,在10月10日之前务必于完成播前水灌溉,11月20日之前完成小麦冬灌,11月11日至12月日停水之前灌溉xx万亩白地冬灌,剩余白地明年2月取水截止到2020年3月10日灌溉。为了保证粮食安全3月11日全线统一开始灌溉冬小麦灌溉。为做好农业灌溉工作,要做到以下要求:
1、严格落实定额灌溉,各乡镇水管所做好配水计划,坚决按计划配水。
2、严格落实专人专用,水管工作有专人负责,水管人员和协会人员组织灌水队伍,指导检间灌溉管理,坚决落实一亩一畦和定额灌溉灌溉措施。
3、各乡镇合理调配使用地表水和地下水,根据种植结构统筹考虑统一灌水,预防水在渠系繁复渗漏。
4、做好一水两用,提高灌溉水利用率。目前,我县冬小麦播前水定额为100m3,小麦冬灌和三次水每次定额80m3,白地灌水定额为120m3。
5、各乡镇要配合协调高效节水项目区种植结构统一,为项目正常运行提供保障措施。
工程任务和规模
该工程的主要任务是对蔬菜种植条件好、土地平整、连片程度高的华藏镇栗家庄村栗家庄蔬菜制种区的灌溉基础设施进行全面改造,以提高灌溉水的利用率,使有限的水资源得到合理利用,改善项目区农业用水的紧张状况。天祝县栗家庄蔬菜种植喷灌区西北高东南低,平均自然坡降为1/50~1/100,呈长条形,东西宽为250m,南北长为340m。根据项目总体规划,本项目规划建设节水灌溉面积16.67hm2,灌溉方式采用半固定式喷灌系统。本项目规划新打水源井1眼(井深20m),铺设供水干管1条,管长220m;分干管2条,总长430m,支管35条,管径为φ65mm,总长2200m,支管平均长度63m/条。栗家庄灌溉水源取水位置从水源井开始,向南沿地块东侧布置1条供水干管,管道长度为220m。该项目喷灌系统采用干、分干、支管三级管道,其中供水干管平行于等高线布置;分干管2条,总长430m,垂直与等高线且垂直干管布置;支管35条,管径为φ65mm,总长2200m,支管平均长度63m/条。在分干管上设三通和支管连接;在支管上每18~19m安装Φ33mm镀锌钢竖管1根,灌溉时与喷竿连接。项目区内共计安装132根镀锌钢竖管。供水干管设分水井1座,分干管设排水井2座,布置结果如下:水源井1眼,井深20m,铺设供水干管1条,管径为φ125mm,总长220m;分干管2条,管径为φ90mm,总长430m;支管35条,管径为φ65mm,总长2200m;分水井1座,检查(控制)井1座,排水井2座。
项目区内有简易的乡间道路与312国道相通,工程所需材料及设备可由汽车直接运至项目区,对外交通十分便利。工程所需材料,水泥由永登水泥厂供给,PVC管、钢材从兰州市场购进。根据工程资金年度安排及为了尽快发挥效益,施工工期定为2个月。①当地材料金强河沿线及各洪水沟道储藏有丰富的砼粗、细骨料、砂砾石垫层,卵石在金强河河床内人工就地拣取,并且质量良好,容易开采。块石料平均运距5km,砼粗细骨料2km。②外购材料工程所需外购材料主要有水泥、PVC管、钢筋。水泥可从永登水泥厂进货,PVC管、钢材从兰州市场购进,但所有材料均须按照有关规定进行质量检验,合格后方可进场使用。当需要储备时,应做好材料的贮存工作。栗家庄节水喷灌工程施工依据《喷灌工程技术规范》(GBJ85-85)、《水工建筑物金属结构制造、安装及验收规范》(SLJ201—80)、(DLJ201—80)进行。①砼预制块生产要求按质量要求冲洗粗细骨料,砼的水灰比控制在0.60~0.65内,采用机械拌和,人工入模,振捣器振捣,粗骨料的最大粒径不应大于预制块厚的1/2~1/3,振捣完毕后,应及时收面,表面应以原浆收面、整平、抹光,洒水养护,预制块强度达到设计强度的75%方可拉运。②浆砌卵石施工要求:相邻两排卵石应错开茬口,并选择较大的卵石砌于渠底。大头朝下,挤紧靠实。③建筑物施工要求建筑物施工采用人工配合小型机械进行。基本工序为测量放线→基坑开挖→基础处理验收→架模→绑扎钢筋→浇筑砼→养护→质量检验与评定。建筑物地基应按要求夯打密实,干重度应达到21kNt/m3以上,基础开挖完成后,须经验收合格,方可开盘浇筑砼或砌筑块石。施工中应特别注意各种预埋件的埋设,防止漏埋和错埋,架模、配料、搅拌、振捣、卸模、养护,每个环节都要严把质量关,施工过程中要认真执行《水工混凝土施工规范》SDJ207-82的有关规定,按照《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准(水工建筑工程)》(试行)SDJ249.1-88的要求,进行质量检验及评定。
经济和环境影响评价
设施农业灌溉工程大部分是公益性或准公益性项目,因此,经济评价只进行国民经济评价。2008年全县灌溉面积为1万hm2,其中:农田灌溉面积0.85万hm2,林地灌溉面积0.05万hm2,牧草灌溉面积0.10万hm2。规划到2020年计划发展设施农业灌溉面积0.45万hm2,使全县农田灌溉面积达到1.30万hm2,其中:农田保灌面积0.85万hm2,新增设施农业灌溉面积0.45万hm2(低压管灌0.18万hm2,滴灌0.18万hm2,喷灌0.09万hm2)。工程实施后节约水量81.03万m3。工程实施后,对改善项目区生态环境,缓解地下水超采,促进各灌区农、林、牧、副业的全面发展,具有良好的经济效益和生态效益。评价依据:《水利建设项目经济评价规范》(SL72—94)、《节水灌溉技术规范》(SL207—98)等有关技术规范。评价原则:着重评价工程实施后,灌溉水利用率和保灌程度提高,具有增产、节水等直接或间接效益,分析该项工程的投入与产出,计算国民经济评价及财务的各项评价指标,评价项目经济可行性。本工程以动态指标为主,静态指标为辅,进行经济评价。本项目实施后,效益主要体现在增产、节水效益上,因此计算效益时只计算增产、节水效益。农业增产效益按有无项目时规划水平年增产值计算,采用分摊系数法计算灌溉工程分摊效益。规划实施后,项目区的灌溉水利用系数由现状的0.35提高到0.66以上,年节约水量81.03万m3,按现行水价0.10元/m3计,节水效益为8.10万元。经计算水利综合效益为4308万元。
环境影响评价
本规划单项工程的开挖量较小,工程规模小,施工期短,施工时无永久性占地,对地表影响小,且易于恢复,对渠管道沿线植被不会产生直接破坏作用;开挖断面不大,不会造成滑坡、塌陷等问题。项目建成后,灌区植被、土壤不会遭到破坏或发生恶化现象,环境总体呈改善趋势,所以,该工程建设从环境角度看也是可行的。
保障措施
CC养殖有限责任公司成立于2019年10月,是我县从事专业化、规范化养殖种植的龙头企业。公司总投资560万元,一期建设投入农业养殖种植的资金达 240万元,建立起了具有现代农业养殖种植的基本设施,已经形成了一定的规模,包括建有驴、羊、鸡等多种优良品种的饲养基地,有规范化的可喷灌农田达 2300余亩,而且计划投资再建造30个塑料大棚,同时完善相关的配套设施建设。开隆公司设备先进,技术力量雄厚,不仅把现代化的农业引进了保德,而且引进了先进的技术、采用了科学的管理,让现代化的农业生产、经营理念在保德落了户、生了根。
二、农业灌溉用电项目背景
在科学发展观的正确指引下,保德县政治经济文化生活实现了跨越式发展,特别是在工业的带动下老区、边区的经济面貌发生了很大的改观。但我县农业由于历史原因和自然条件的限制,农业发展水平还相当低,农业基础还相当薄弱。在党的富农政策指导下,开隆养殖有限责任公司投资560万元,用于我县养殖种植业的发展,在满足人们不断增长的对绿色食品和乳肉奶蛋等食品需求的同时,带动我县农业以及相关产业发展,拉动地方经济。
开隆公司的养殖种植基地建在保德县黄咀湾,这里属于偏远的山区,常年干旱少雨,人民生活向来十分贫困。开隆公司就是要改变这里的落后面貌,大力投资贫困地区,扶助贫困地区的农业生产发展,带动当地经济,帮助农民致富,打550米的深井一眼,建100立方米的蓄水池两个,建立起了比较完备的水利灌溉设施以及相关的电力输送设备。
本着农业产业围绕农业增效,带动农民增收,改善农村劳动力的就业状况,从而带动本地区农业和非农产业的发展的原则。开隆养殖有限责任公司不断投入大量资金建设农业基础设施,农业灌溉体系,和用电配套设施,建立现代新型发展农业,同时大力扶助当地农业发展,带动农村贫困地区脱贫致富。
三、农业灌溉用电项目内容
(一)开隆公司自己农业灌溉用电
本着依靠农业,发展农业的原则,开隆养殖有限责任公司精心规划了30余亩可喷灌农田,通过引进新型农业技术,采用先进的农业发展模式着力打造现代新型示范农业;下一步本公司计划再建造30个塑料大棚,发展棚栽农业,丰富本地区生产的蔬菜品种,满足当地冬季的新鲜蔬菜需求;
(二)周边5村的农业灌溉用电
四、经济效益和社会效益分析
(一)经济效益
关键词:水利、灌溉、节水、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
中图分类号:TV文献标识码:A 文章编号:
“节水就是应对挑战的根本”,这是以色列“国家水和环境项目”副主任塔尔哈米利说的,而以色列也创造了人口持续增长,用水需求不断增加,农业生产不断扩大,但用水总量却在长达50年间一直维持不变的位于世界最干旱地区的奇迹。从中不难看出,节水不光是中国现在所应对的难题,也是世界应对的难题。
中国是一个农业资源的大国,也就大量的灌溉用水资源的使用大国,如何在合理利用农业水资源,提高水的利用率和效率上实现高产高效,这就是改革开放,也就是近几年来国家力致改善的方向,所谓的农业灌溉节水措施,也就是如何利用由水资源、工程、农业、管理等环节组成的综合技术体系,提高水资源的利用率,增加农作物的产量,提高综合效益,促进经济稳定发展。下面分别从几个方面谈谈我的一点认识:
一、优秀的节水案例:
1、山东:
通过建立完善节水措施,推广节水新技术、新经验等有效措施,用水效率和水资源利用率不断提高,近些年,山东省的一部分县市通过规划实施河库串联、河道治理、建闸蓄水、水库除险加固等重点水利工程,实现了水库、水系之间的统一联合调度,水资源的存蓄能力不断增大,实施的峡山灌区续建配套与节水改造工程,将干渠的水利用率大大提高,大力推广喷灌、滴灌和管道输水灌溉等先进实用的节水灌溉技术,发展现代旱作节水农业,种种措施大大提高了水资源的节约利用率。
2、甘肃:
甘肃实施的水权改革,充分唤醒了中国农民的节水意识,在国内首先建立了以水权制度为核心的水资源管理体系。这个水权包括使用权、经营权、转让权等。对农户来说,在人畜用水以及每亩地的用水定额确定后,便可根据每户人畜量和承包地面积分到水权,这初步形成了“总量控制,定额管理,以水定地,配水到户,水量交易,水票运转,城乡一体”的节水型社会运行机制。
二、农业灌溉节水的重要性
从以上的安全案例,可以明显的看到,近几年全国各地区对节水进行的有效措施,特别是针对农业的灌溉节水的管理措施,大家都知道农业水资源包括地面水、地下水、土壤水和净化水等可利用废水。水资源的合理利用要多项措施齐头并进,并且进行地上水和地下水的合理开发利用,测试改造,进行水的综合利用技术等。
1、灌溉技术:
这是水农业技术体系的核心组成部分,也是节水效果最显著的措施,其中包括灌溉技术、喷溉技术、微灌技术、渠道防渗技术、膜上灌技术和改进沟畦灌溉技术等。
2、农田灌溉节水管理:
此项技术主要是建立健全各种管水组织,制定工程管理和经营管理机制,并且利用专门的设备将水加起来,利用自然落差将水送到灌输地段,通过喷洒器或其他的喷射方式,将水滴喷射到空中进行灌溉,实施各种固定、半固定、移动式等喷灌方式,提高灌溉技术的喷洒率,实现计划用水,配水合理等方面。
3、灌溉渠道:
灌溉的渠道一直我国农田灌溉的主要运输用水的方式,以前的土渠运输用水渗漏损失占全部运输水的一半。灌溉运输渠道的防渗漏一直是我国发展节水灌溉的技术措施,有土料压实、三合土护面等方式防止渗漏。这样可以减少渠系输水过程中的水量渗漏损失,提高渠系水利用系数,提高渠道输水的安全保证率,提高渠道抗冲能力和输水能力。
二、农业灌溉管理节水措施问题讨论
1、出现的问题:
(1)节水设备推广难:
我们要努力进行农业水利灌溉技术的开发和节水措施的研究,提高灌溉节水设备的推广力度,并重视在经济作物中进行灌溉的效果展示。
(2)关系确定:
明确各地区的灌区和灌溉工程的产权关系,切实实行管理职责明确化,灌溉节水管理细致化,合理运用激励机制,避免粗放的管理和灵活的调度。
(3)节水灌溉意识差:
努力提高灌溉节水给农民带来的经济效益,充分利用有限的水资源,提高农民节水灌溉的积极性。
(4)资金投入大:
政府加大农业灌溉节水基础设施的资金投入,重视维护灌溉工程,进行各种灌溉基础设施的修葺,努力扩大灌溉面积,提高灌溉效率,重视节水工程的有效建设,逐渐扩大发展规模,一定要重视,特别是在不发达地区的技术推广过程中的因地制宜,制定规划,提高论证的效果,充分发挥出节水工程的最大效益。
2、灌溉节水的优势:
(1)在很大程度上减轻了农田灌溉水利建设的工作量,促进了农业现代化的发展。促使农业向机械化、产业化、现代化方向的发展。
(2)大面积利用灌溉节水措施,有效的节约了土地,消除了以往传统的通过干渠、支渠、斗渠,毛渠五级渠道,将灌溉用水输送到田间的灌溉方法,无形之中,大大增加了土地的使用面积。
(3)广大农民群众增产增收,采用农业灌溉管理的节水灌溉措施,有利于运用科学的方法进行灌溉,可以根据作物生长的到需求按时按量进行灌溉,有利于作物的生长,达到相同面积的土地,实现增产增收的目的。
(4)有利于保护环境 渠道防渗,田间实行节水灌溉,就能有效地防止由大水漫灌造成的土壤次生盐碱化,缓解了由地下水超采和大量引用河水带来的环境问题。
三、重视发展、统筹管理
我国目前农业灌溉管理的节水方式,还是无法完全改善缺水情况,为了提高农田的抗旱能力以及保证农田丰收的质量,我们广大的农民群众,一定要高度重视农田灌溉节水措施,并且将节省下来的水用来扩大灌溉面积,实现资源节水,统一站在可持续性发展的高度上来看待农业灌溉管理的节水措施的重要性。重视农业灌溉的节水问题,重视农业节水的工程问题、技术问题、社会问题和经济问题,并多方面进行农田种植结构的调整,改进灌溉节水措施的方式、进行节水措施的结构调整,提高效益,实现农民切身利益的提高。我们政府要组织多个部门进行密切配合、紧密协作,统筹考虑制约农业节水的因素,针对实际情况,制定完整的切实可行的节水农业技术体系。
我们要切实的根据各地区的不同情况,将灌区的地下潜水层当作节水调节的天然水库,因地制宜地调节降雨补给、渠道、排水沟的渗漏补给,实现区外地下水的侧向补给,重视水越层的补给,实现人工回灌等方式,重视水的蒸发、出流和开采,实现水源的合理统一调度。要发展井灌、以井补渠,重视地下水的严重超采,减少用水或控制用水,进行适当的引水,修建水库,重视回灌地下水,并在地面水、地下水的动态规律中,进行井和渠的灌溉结合。根据各地区的土地特点,选择合适的节水灌溉技术,按照规定制定发展规划,进行灌溉节水措施的技术引进,进行节水技术工程的有效推广、推进。努力提高农业灌溉节水措施产生的效益,扩大节水灌溉面积,重视提高以水冲盐、进行土壤改良,重视节水技术措施的实施。
四、前景展望
【关键词】节水灌溉;设施农业;可持续发展
随着社会经济的不断发展,科学技术得到了长足的发展,任意一项科学技术对社会经济的发展都具有一定的推动作用,单项的技术在行业的发展过程中有着至关重要的作用,社会呈现出系统化和集成化,各种科学技术的形成都会对社会经济的发展提供一定的动力。因此,发展节水灌溉技术,促进设施农业的平稳发展,具有很重要的现实意义。
一、要看到农业节水灌溉的经济情况
对农业节水灌溉进行良好的经济分析首先应该有一个综合的思维,应该纵观灌溉的初期成本支出和长久效益的取得,避免角度的狭窄而造成对农业节水灌溉的不客观认识。农业节水灌溉是一项综合系统的灌溉方式,从灌水方法到输水方法再到最后的辅助措施都运用了现代化的技术,最大程度地减少了水分的损失,提高了水资源的利用率。这样一来就缩短了农作物的灌水周期,极大地压低了成本。众所周知,灌溉费用在农业投入当中占有极大的比例,严重制约了农业收入的增长。而农业节水灌溉技术的运用大大减少了灌溉费用的投入,使得农民能够为其他方面多一些资金的投入,从而提高了农业资金投入的有效利用率。农业节水灌溉技术把水直接送到了农作物,并且利用辅助措施极大程度地减少了水分的蒸发并且增加了土壤的温度。这就能够提高农作物的产量,从根本上增加农业的收入。诚然,农业节水灌溉技术的运用需要有一定的设施构建而带来一些成本的支付。但是我们知道当代的技术日益更新,一些现代化的灌溉设施价格不断在降低,而农作物的价格却在不断上涨。
二、节水灌溉技术的发展趋势
在现代农业发展的过程中,单靠灌溉设备并不能取得良好的灌溉效果,因此,在农业发展的过程中,要将设施农业工程技术和灌溉技术结合起来使用,进行集成发展,提高农业生产效率。出现的微灌技术,主要是利用微灌设备组建成的微灌系统,可以将水资源分配到农业灌溉中,运用灌水器采用微小的流量来滋润农作物的根部和附近的土壤,属于一种局部灌溉技术,可以将水资源有效的灌溉到每一株农作物附近的土壤,来维持农作物成长的需水量,而且灌溉效率比较高,灌水比较均匀,可以适应任何地形和土壤。微灌技术的广泛使用,可以有效的提高水资源的利用效率,增加农业的产值,微灌技术提高地表灌溉效率,但是在实际的运用过程中,由于微灌系统的投资过高,同时存在设备的质量问题、不完备的配套设施、设备性能差、缺乏科学管理等情况,致使微灌技术的适用范围比较小,微灌整体发展的水平不高。随着国家对微灌技术的重视,并在地方农业发展过程中引进微灌系统,加大投资力度,将各种节水灌溉技术与农业工程设施结合起来使用,推进节水灌溉技术的发展。此外,渗灌和地下滴灌技术都相继研发出来,可以有效的降低水分的蒸发,可以为农作物的根部提供充足的水资源,但是在使用的过程中,还存在制造工艺比较差,出现滴孔堵塞等问题,也阻碍了这些微灌技术的推广,在农业发展的过程中,在地下渗灌施工的机械化作业,可以有效的提高滴灌和渗灌的效率。
三、利用节水灌溉技术,促进设施农业的长足发展
在农业发展的过程中,要以水分高效利用为原则,将各种资源进行合理配置,做到精细灌溉,不断研发出适合我国农业发展的微灌系统设备,促进设施农业的发展。温室大棚农作物的灌溉方式主要运用节水型灌溉形式,按照农业灌溉方向的需要,考虑到我国的实际国情,来研发成套的、先进的温室灌溉系统,来选择合适的农作物滴灌带和微喷头,降低水头的水分流失,选择过滤性能高的过滤器,选择一些自动控制系统和相关的应用软件,虽然现阶段这些技术都还处于研发阶段,所研发的灌溉技术不能满足现阶段的温室灌溉需求,而且所使用的温室灌溉关键设备都是从国外引进的,随着社会经济的快速发展,设备在引进的过程中,价格不断提高,有的设备不符合我国的农业发展现状,因此,需要加大我国的节水灌溉技术的研发,来取代温室灌溉设备的进口需求。此外,可以根据农作物的生长需求,来控制水分、肥料、药物和环境等因素,不断提高农业产值。
四、如何使节水农业走向规模化、标准化
提高农业用水效率的关键在于推广农业节水的各种措施,首先是改进现有引水渠道的防渗与防蒸发措施,对所有引水渠道的渠底与侧壁均应进行防渗处理,蒸发量大的干旱地区,还应进行防蒸发措施。如明渠改暗渠,或明渠加盖板。其次改革灌溉方式,改变以往的大水漫灌为喷灌、滴灌或微灌的节水灌溉方式。因为大水漫灌不但浪费水量,同时大水冲走肥料,还易加速土壤板结,并能促进地下水位升高,加速土壤盐碱化的产生,不利于农作物生长,所以必须改变大水漫灌的灌溉方式。据专家介绍,节水农业的范围很广,修建防渗渠道,推广低压管道灌溉,甚至通过改造农田把长畦变短畦都是有效的节水形式。随着高产高效农业的发展以“三灌”(大田喷灌、果园微灌、大棚滴灌)为代表的先进节水灌溉技术逐步得到推广,据专家测算,“三灌”模式每投入约1200元,不仅可节水70%,还能增产10%~30%。
总之,在节水灌溉技术发展的过程中,要注重温室灌溉技术的研发,要研发出适合我国农业生产的灌溉技术,要以农业节水为中心,将各种科学技术进行综合集成,不断提高灌溉技术的科技含量,不断突破现阶段的灌溉技术限制,形成我国农业发展的现代微灌溉技术体系,形成许多高科技的农业产品,注重农业品牌的塑造,促进我国农业的快速发展,实现水资源的高效利用和农业的可持续性发展。
参考文献:
[1] 杨培岭,任树梅.发展我国设施农业节水灌溉技术的对策研究[J].节水灌溉,2006.
关键词:农业;节水灌溉;自动化技术
水资源是国家的重点资源,在每个行业都应该普及节水概念,避免水资源的浪费,农业也不例外。在我国的大面积农业都需要经常性的灌溉来保持作物的生长,然后传统的灌溉技术会形成很多水资源的浪费,而且灌溉的不均匀也不利于农作物更好的发展,因此需要我们加大对农业节水灌溉中自动化技术的重视,从而有效的避免水资源的浪费,从而促进我国农业更好的发展。
1节水灌溉自动化技术在我国农业的应用现状
节水灌溉自动化技术在国外的一些国家已经发展的比较成熟,并且在农业的灌溉上已经取得了很大的成效。然而我国的节水灌溉自动化技术发展的比较晚,技术灌溉自动化系统还有很多需要待改进的地方,并没有完全的实现灌溉技术的自动化,而且由于国外和国内的地理环境气候状态存在着很大的差异,导致国外的灌溉自动化技术不能适用于国内的农业情况,因此在节水灌溉自动化系统的设计上不能完全的引进国外的技术,应该结合国内的具体实际情况来进行节水灌溉自动化技术的研发和改进[1]。
2提升农业节水灌溉自动化技术水平的对策
2.1增强技术水平,有效提取作物生长所需的信息
有效的提取植物生长所需的信息是实现农业节水灌溉自动化技术的重点,通过利用现代化的较为先进的技术,了解到植物在不同阶段所需要的信息,采取科学的方法对植物需要的信息进行补充,从而确保植物更好的生长。在探测植物所需信息时,可以运用植物电信号,红外线技术,多光谱反射技术等一些其他的技术来实现对作为科学的探测,明确知道作物所需的各种营养信息,以及各种病虫害的状况,通过提取这一些列的信息来充分的了解作物的生长情况,从而制定最科学的农业灌溉方案,实现农业节水灌溉自动化技术的应用目标[2]。
2.2加大对节水灌溉自动化技术的研发力度
现阶段我国处于农业节水灌溉自动化技术的初级阶段,很多的技术还不够完善,而国外的技术在国内又不能相适应,因此需要加大对节水灌溉自动化技术的研发力度,采用政府补贴,税收减免,企业投入等多种手段来对节水灌溉自动化技术进行融资,确保不会出现由于资金不足而限制节水灌溉自动化技术研发的情况。首先,研究机构要和企业能够完成对接,针对市场的需求,对自动化技术中的薄弱环节以及非常重要的设备进行主要技术研发,提高节水灌溉自动化技术和一些设备的使用价值。其次,政府要加强对节水灌溉自动化技术的重视和人力财力的投入,可以积极的引进国外的一些节水灌溉自动化技术的专家来进行一些关键技术的指导,同时也要充分的利用国内的一些人才,将他们组成一个团队,专门负责对节水灌溉自动化技术的关键技术进行研发改进[3]。最后,积极的调动各类风险投资企业的积极性,使他们原因将资金投放在节水灌溉自动化技术的创新和研发上,加大各企业对节水灌溉自动化技术的关注。
2.3加强对节水灌溉自动化技术的培训
现阶段,我国的大多数的农业从业人员是普通的农民,他们知识水平不高,整体素质相对较低,对节水灌溉自动化技术缺乏认识,再加上节水灌溉自动化技术的一些设备价格会相对比较昂贵,导致很多的农业从业人员并不愿因花费资金在节水灌溉自动化技术的使用上,这就导致节水灌溉自动化技术很难在农业方面得到广泛的普及。因此需要国家采取有效的措施加大对节水灌溉自动化技术的宣传力度,使农业人员充分的了解节水灌溉自动化技术方面的一些知识,另外,可以将节水灌溉自动化技术相关设备带到农田,让农民亲自动手区利用这些自动化的设备,让他们亲眼看到这些设备的作用,感受到这些自动化设备的价值,自己主动想要运用节水灌溉自动化技术[4]。同时,要加强对农业人员的培训,让他们知道如何去更好的运用节水灌溉自动化技术的这些相关设备,使自动化技术真正的发挥作用。
3结束语
综上所述,现阶段节水灌溉自动化技术在我国还处于初级的发展阶段,还存在着很多的需要改善的问题,国家和政府需要加强对农业节水灌溉自动化技术的重视,采取有效的措施来提升节水灌溉自动化技术在农业上的运用水平,从而在实现节水的同时促进我国农业现代化的发展。
作者:蒋晓威 张文娇 齐放 单位:沈阳理工大学
参考文献:
[1]李京鸿.试论农业节水灌溉中自动化技术的应用[J].中国新技术新产品,2016(11):124-125.
[2]张予,李瑾,郭美荣,等.农业节水自动化技术应用现状与对策研究——基于北京农业基地的调研[J].河南农业科学,2015(8):149-153.
关键词:农业节水 灌溉 发展 对策
中国是一个农业大国,在巨大的人口压力和快速工业化的过程中,水资源的供需矛盾进一步加大,很多地区水资源的开发利用程度已经超过了水资源和水环境的承载能力,地下水漏斗区扩大、水污染加剧、生态环境恶化等一系列问题,成为水资源可持续利用和经济社会可持续发展的严重制约因素。尽管中国农业缺水与用水效率不高并存,但是从以往经验分析,农业节水仍具有较大潜力,发展节水灌溉是必由之路。
一、节水农业的内涵
对于节水农业的内涵,许多学者从不同的学科和视角阐述了自己的观点与认识。栗宗松先生根据20世纪70~80年代出现的世界性水资源紧缺状况,认为大力发展节水型灌溉农业是解决这一问题的关键所在。他在文章中指出“照搬国外一般性的节月用水措施是远远不够的,审时度势,实施节水灌溉,并上升到以之导向,建设具有中国特色的节水型灌溉农业的高度,定为国策。”栗先生的论述重点强调了过量的用水对水资源和生态环境的危害及发展节水灌溉的必要性,认为大力发展节水型灌溉农业是解决我国水资源紧缺和水环境恶化问题的根本出路。
关于节水农业,贾大林先生给出如下的定义,“所谓节水农业,是在充分利用降水的基础上采取水利和农业措施提高水的利用率和水的利用效益的农业,也可以说是节水灌溉农业和旱地农业的结合,因为没有不用水的农业,灌溉只是人工补充降水对农作物个生育期需水的不足。节水灌溉农业是从灌水技术、灌溉制度和灌溉管理上力求节水。旱地农业是充分利用降水的农业,也可以称之为雨养农业。它是利用工程措施、耕作措施和生长措施力求增产的农业,两者结合起来形成节水农业的整体,通过节水灌溉措施以提高水的利用率,用节水农业的措施提高水的利用效率。
刘昌明先生指出,节水农业并不是一种与灌溉农业或旱地农业相脱离的全新的农业类型,而是它们在节水要求下的发展形势,其主要的任务应是提高灌溉用水或天然降水的有效性,因此认为“节水农业是以节水为中心的农业类型,在充分利用降水的基础上采取农业和水利措施,合理开发利用与管理农业水资源,提高水分利用效率和效益;同时通过治水改土、调整农业上产结构,改革耕作制度与种植制度,发展节水、高产、优质、高效农业,最终实现农业的持续稳定发展。
二、农田节水发展状况存在的问题
1.缺乏稳定的长效投入机制,投入严重不足。田间节水工程投入不足,没有稳定的投入渠道,中央对田间节水灌溉投资规模小,地方和农户的筹资能力不足,田间节水灌溉发展滞后,面积增长缓慢。
2.产权不清,权责不明,管理主体缺位。农村实行以后,兴修的田间节水灌溉工程,由于所有体制与农村土地分户经营的体制矛盾没有解决,维护管理责任很难落实,造成节水灌溉工程,有人用,没人管,老化、损坏严重。
3.用水户参与管理发展不平衡。近几年,农民用水户协会发展势头良好,对推动民主管理、自主管理发挥了很好的作用。但从全国总体情况看,农民用水户协会发展还很不平衡。部分农民用水户协会的组织机构不完善、组建与运行不规范、运行机制不健全。主要原因是:地方政府对用水户参与管理的认识不足,支持力度不够;法律、法规不健全,缺乏可操作的配套政策;灌溉设施老化失修,工程配套程度低,运行成本高,协会经费来源不足等问题影响了农民用水合作组织的发展。
4.节水灌溉监督制度不完善。水资源短缺和不合理的开发利用,引起很多社会、生态问题。目前,不少地方没有节约灌溉用水的政策机制,对地下水水位逐年下降,地下水漏斗逐年扩大等水资源恶化问题,缺乏有效的监测、控制手段。对节水灌溉设备生产检测、销售环节监控薄弱,造成产品质量下降,工程不能良性运行。
5.节水相关政策不配套。节水政策不完善,缺乏对农民节水和用水户节水的激励机制和配套政策,影响节水灌溉系统效益的发挥。
三、对策及措施
1.调整布局、突出重点、减少项目数量,扩大示范规模。
调整示范项目的布局,突出粮食安全、生态安全、用水安全、提高农民生活水平和建设节水型社会为重点,减少项目数量,扩大国家投资数额,丰富项目建设内容,以建设能完整覆盖若干个村的节水灌溉工程为规模,扩大其整体示范效应。以便进一步引起地方政府的重视,调动农民参与建设和管理的积极性,发挥示范工程的对建设社会主义新农村的综合规模效益。
2.建立稳定的投入机制,不断加大示范项目投入的力度。
中央和地方各级政府应建立稳定的财政投入保障机制,并持续加大对示范项目的投入。建立促进配套资金到位的政策与有效措施,合理调整地方配套资金所占比例,对贫困地区的配套比例应适当降低,加强对配套资金落实的检查监督和完善管理办法。另外,积极探索和建立农业用水的水权有偿转让机制,完善水市场,使通过节水后的水权转让筹集发展节水灌溉的资金。
3.加强项目建设管理和运行管理,确保项目工程的可持续性。
为保障项目建设的科学性和合理性,正确选择建设地点和建设方案,在工程建设中,严格进行工程建设管理。加快项目工程管理改革的步伐,深化管理体制与运行机制,完善用水计量设施,优化配置水资源,全面实行“总量控制、定额管理”。针对项目涉及到的技术问题,开展试验研究和效益观测,加大对基层技术人员和农民培训的力度。