南方季節(jié)性缺水灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水監(jiān)測與調(diào)配系統(tǒng)研制.pdf

1、本研究以四川盆地中部簡陽市東溪鎮(zhèn)為示范區(qū)。將示范區(qū)劃分為萬古水庫提灌區(qū)、仙女灘石河堰提灌區(qū)和沱江提灌區(qū)。研究開發(fā)包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)節(jié)水調(diào)配模型為主的農(nóng)業(yè)用水監(jiān)測調(diào)配系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。通過示范區(qū)農(nóng)業(yè)用水監(jiān)測體系收集示范區(qū)來水、用水、退水資料，摸清示范區(qū)建設(shè)前后農(nóng)業(yè)用水變化狀況。為示范區(qū)水資源優(yōu)化調(diào)配、節(jié)水農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)體系集成提供第一手資料。同時也監(jiān)測農(nóng)業(yè)用水調(diào)配方案的執(zhí)行情況，及時反饋給調(diào)配系統(tǒng)以便系統(tǒng)對配水方案進(jìn)行進(jìn)一步的修正和調(diào)

2、整。此外，本研究還分析了農(nóng)業(yè)用水監(jiān)測與調(diào)配系統(tǒng)的特點(diǎn)、存在問題和進(jìn)一步研究的方向，以期為解決南方季節(jié)性缺水的矛盾提供參考依據(jù)。主要研究結(jié)論如下：
　　 (1)開發(fā)了示范區(qū)農(nóng)業(yè)用水監(jiān)測調(diào)配系統(tǒng)
　　 該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、控制管理系統(tǒng)三部分組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)把單一的水情監(jiān)測、氣象監(jiān)測、土壤水分監(jiān)測等灌區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成在一起，建立一個以水情監(jiān)測為核心，以雨情、墑情監(jiān)測為輔助的綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；通過對監(jiān)測數(shù)

3、據(jù)及外部收集數(shù)據(jù)的處理，建立灌區(qū)基本信息數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水調(diào)配模型軟件，分析灌區(qū)歷史來水、蓄水、降水以及各部門用水狀況等數(shù)據(jù)，制定出當(dāng)年科學(xué)的農(nóng)業(yè)用水預(yù)案，并根據(jù)水情、雨情、墑情實(shí)時監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整用水計(jì)劃；控制管理系統(tǒng)通過優(yōu)化灌溉和作物生產(chǎn)管理，利用TDR、MP406等土壤水分測定儀器，實(shí)測土壤含水量，動態(tài)監(jiān)測土壤水分的變化，根據(jù)作物的需求優(yōu)化灌溉制度，適時適量灌溉。并實(shí)施對灌溉的監(jiān)測控制。
　　 (2)建立了南方季節(jié)性

4、缺水灌區(qū)信息數(shù)據(jù)庫
　　 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括基本信息數(shù)據(jù)庫、實(shí)時信息數(shù)據(jù)庫、歷史資料數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)基本指標(biāo)編制農(nóng)業(yè)節(jié)水調(diào)配模型。
　　 (3)建立了示范區(qū)農(nóng)業(yè)用水監(jiān)測體系
　　 通過在示范區(qū)布設(shè)典型監(jiān)測點(diǎn)，應(yīng)用水位、流量、雨量、土壤水分傳感器對示范區(qū)內(nèi)的水源水情、渠道流量、降雨情況及土壤墑情進(jìn)行全面和長期的監(jiān)測，收集示范區(qū)來水、用水、退水資料，摸清示范區(qū)建設(shè)前后農(nóng)業(yè)用水變化狀況。為示范區(qū)水資源優(yōu)化調(diào)配、節(jié)水農(nóng)業(yè)綜合技

5、術(shù)體系集成提供第一手資料。同時也監(jiān)測農(nóng)業(yè)用水調(diào)配方案的執(zhí)行情況，及時反饋給調(diào)配系統(tǒng)以便系統(tǒng)對配水方案進(jìn)行進(jìn)一步的修正和調(diào)整。
　　 (4)示范區(qū)農(nóng)業(yè)用水調(diào)配與調(diào)配模型研究
　　 參照目前國內(nèi)灌區(qū)普遍采用的方法，結(jié)合南方地區(qū)和示范區(qū)的一些具體情況，歸納整理出一套針對南方地區(qū)中小型灌區(qū)的農(nóng)田灌溉用水實(shí)時調(diào)配的計(jì)算方法，并建立了調(diào)配預(yù)案計(jì)算模型和動態(tài)配水模型，編制了農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉調(diào)配軟件，可進(jìn)行井池聯(lián)合、渠池聯(lián)合、庫池以及水庫之

6、間的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)配。
　　 (5)設(shè)計(jì)了示范區(qū)自動化節(jié)水灌溉系統(tǒng)
　　 根據(jù)土壤-植物-大氣運(yùn)移理論(SPAC)，結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，研究設(shè)計(jì)了自動化節(jié)水灌溉系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實(shí)時采集與作物生長有直接影響的氣象、土壤等數(shù)據(jù)，科學(xué)準(zhǔn)確及時的計(jì)算出作物的最佳灌水時間和灌水量，再進(jìn)一步根據(jù)編制的灌溉管理軟件，控制電機(jī)水泵和電磁閥工作，通過節(jié)水灌溉設(shè)備向田間適時適量供水，為作物生長提供最佳的水分環(huán)境。
　　 (6)提出了南方季

7、節(jié)性缺水灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水模式
　　 主要包括小、微型水利工程（庫塘堰站池井）聯(lián)合運(yùn)行模式；降水、地表水、地下水、土壤水聯(lián)動調(diào)配技術(shù)；提灌站、水庫、堰塘聯(lián)合配水技術(shù)；渠道、堰塘防滲堵漏綜合節(jié)水技術(shù)；坡面集雨節(jié)灌技術(shù)五項(xiàng)技術(shù)綜合運(yùn)用，試驗(yàn)研究表明，這項(xiàng)技術(shù)是解決南方季節(jié)性缺水地區(qū)缺水最有效辦法。
　　 (7)提出了南方季節(jié)性缺水灌區(qū)節(jié)水灌溉制度設(shè)計(jì)方法
　　 采用參數(shù)修正法為主綜合修正法為輔的計(jì)算方法，提出了南方季節(jié)性缺