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微喷灌溉技术在农业设施中的应用
我国是一个农业生产大国。日前,我国所具有的设施农业具有很多种类,如日光温室、玻璃温空、塑料大棚等形式,这部分形式的设施农业在我国都得到了非常广泛的应用。而在设施农业的生产过程中,灌溉施肥是必不可少的一个环节。对于我国传统的沟畦灌以及漫灌来说,不仅费水费工,而且其对于农田的灌溉效果来说也较差,对于作物的品质和产量来说也会造成较大的影响,已经不能够满足现今设施生产的需求。近年来,随着科学技术的发展,使得很多的灌溉技术也得到了推广,而其中微灌技术因为能够以最佳需水量对作物进行灌溉,受到了人们的广泛欢迎。
微灌技术类型、组成以及关键设备：
所谓微灌技术就是将水施压之后输送到田间之中,并通过对于灌水器的应用将水对农田作物附近的土壤进行灌溉的一种局部灌溉技术。对于这种技术来说,其通常可以分为小管出流、渗灌、微喷灌以及滴灌这几种形式,且其中运用较为常用的方式为微喷瀨和滴灌。其中,滴灌就是以滴头将具有压力的水以水滴的形式对土壤进行灌溉,而微喷灌是通过微喷头将这部分水以喷洒的方式对土壤进行灌溉。
灌水器类型：
对于微灌系统来说,灌水器是其中最为系统的部件,其通过压力系统根据实际种植的不同作物需要而通过管道将水以更为均匀准确的方式将其输送到作物根部的土壤之中。对于微灌系统的灌水器来说,其主要由微喷头微管、渗灌管以及滴头所组成。对于整个微灌系统面言,灌水器的质量将直接对整个系统运行的可靠性、灌水质量以及使用寿命等产生影响,所以在我们对其选用的过程中就应当能够进行综合的考虑。对于滴灌的灌水器来说,在目前主要具有微喷带、滴灌带等不同的形式,通过孔口以及流道等将管道中的压力水流变成细流状或者滴状的形式则称之为滴头,同时具有滴水以及输送水功能的带则可以称之为滴灌带。
过滤设备：
对于微灌的灌水器来说,其尺寸通常都很小,且在水源中也具有很多种杂质,非常容易引起相应的堵塞,所以我们就需要能够对这部分灌溉水进行必要的措施。根据水源以及水质的不同,我们可以选择不同类型的灌水器,日前可以供我们选择的过滤器主要有以下几种:即离心式过滤器、介质过滤器叠片式过滤器以及网式过滤器等。
灌溉模式的应用：
1、微灌系统规划
在设施农业中,所种植的品种较多的以瓜果、花卉以及蔬菜等为主,且具有较多的栽培方式以及品种。其中,较少的部分会以盆栽的形式进行,而大部分则更多的采用密植或者行栽的方式进行。
对于滴灌以及微喷灌这两种方式来说,其也的灌溉方式各自具有不同的使用条件以及优缺点,对于不同的栽培模式以及作物而言,我们所能够选择的灌水方式也存在较大的不同,比如我们在种植黄瓜等瓜菜类的作物时,应当避免室内湿度过大而影响作物的正常生长致使产量下降以及可能随之出现的病虫害甚至植株死亡等情况,因此需要以滴灌的形式来进行。如果载种的是芹菜等叶菜类的作物则需要保证作物的生长能够具有较大的湿度,这种较高的需水量则需要以微喷灌的形式来进行。在夏秋的季节,当温室薄膜揭去露天种植时,在天气较为干燥,水分蒸发量较大的时期,我们也可以看到微喷灌的效果要远远的大于滴效果,所以,这就需要我们能够以滴灌和微喷灌的形式进行。
2、微喷灌的应用模式以及系统布置
对于具体的灌溉模式来说,需要我们能够根据实际种植的模式、产品以及所消耗的费用等进行全面的选择。对于种植模式来说主要有密植行栽以及盆栽等几种。对于盆栽种植的方式来说,通常我们会选择以滴头滴灌的方式来进行,这是因为滴头具有布置灵活的特点,使我们可以根据实际盆的间距以及大小情况对其进行适当的调节。在实际应用的过程中,滴头会通过毛管同PE直管进行连接,从而将水以及配料等输送给农作物。对于行载种植的方式来说,则可以通过三种灌水器的方式来进行,即滴灌带、微喷带以及滴头等。在这三种灌水器中,滴头的成本最高,微喷的方式所消耗的成本最少,滴头的使用寿命则是其中几个最长的,而微喷带最短,且微喷方式的灌溉效果在三者中最差,滴灌带以及滴头等形式最好。对于密植种植的方式而言,我们则通常以微喷灌的方式进行,并可以对两种灌水器进行应用,即微喷带以及微喷头这两种。其中,微喷头所喷活出的水为雾状以及水滴状,而微喷带则呈现为线状,且其喷洒的效果较差,微喷头的使用费用则为最高。微喷头的使用寿命较长安装较繁琐。使用时,微喷头可以插在地面上,也可悬挂在棚顶向下喷酒;微喷带一般铺设在地面上。育苗也用微喷灌,一般用雾化较好的微喷头;考虑到成本,也可用微喷带,但效果较差。
实际应用效果：
1、节水节肥
通过使用微灌技术,借助管道的形式根据作物自身需水量的不同根据实际情况进行灌水,能够时刻保证对植物根区附近的土壤进行湿润,从而有效的避免了水分由于输水损失以及深层渗漏等方式造成损失,同时也能够根据这种方式将作物自身蒸发的损失降至最低,更不会使地面出现损失情况,起到了很好的节水效果,同比地面灌水方式来说平均节水在50%左右。对于药剂以及肥料来说,通过灌水系统同水同肥进入到田中,从而大大提升了肥料的实际利用率
2、省工
对于微灌方式而言,其具有工作压力低的特点,能够较好的使我们对其进行操作以及控制。在实际使用的过程中,仅仅开启或者关闭阀门使水泵运行或者停止即可完成工作任务,具有劳动效率高的特点,能够很好的节约工作的劳力。
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发展高效节水灌溉的意义
目前，水资源已在全球范围内发生危机，到了严重威胁人类生存的境地，节水问题已引起世界各国的重视。
我国也是一个水资源非常紧缺的国家。中国水资源总量约占全球总量的7%，人均水资源是世界平均水平的30%左右，被联合国列为13个贫水国之一，中国要用世界上7%的水维持22%人口的生产和生活。全国517个城市中有300多个城市缺水，由于水资源不足我国农业每年受旱面积达2～3亿亩，粮食减少约2.5亿公斤，工业产值每年减少1200亿元。
我国农业灌溉用水约占全国用水总量的 80%以上，在灌溉水的有效利用率只有约40%，即有60%左右的水不能被作物利用。所以，农业灌溉节水在各行业的节水中是大户，节水首先要抓农业灌溉节水，不抓紧不行，节水灌溉必须靠先进机械设备来完成，因此推广节水灌溉机械化技术，势在必行。
江总书记在十五大报告中指出：大力推进科技兴农，发展高产、优质。高效农业和节水农业。中央[1998] 2号文件“中共中央国务院关于1998年农业和农村工作的意见”中指出：发展节水农业和旱作农业是解决我国农业干旱缺水的根本出路。大力推广渠道防渗、管道输水、喷灌、滴灌、渗灌等节水灌溉技术。
一、发展高效节水灌溉的重要意义
偏远山区因山高、坡陡、谷深地形地貌带来的缺水之苦，成为农村经济发展的制约因素。随着我国人口不断增加、经济持续快速发展和对生态环境质量要求的逐步提高，水资源不足已越来越成为制约现代农业经济发展的瓶颈。解决水资源危机势在必行。就目前经济发展阶段和水平而言，农业是第一用水大户，也是节水最具潜力的行业。与传统的灌溉模式相比较，高效节水灌溉模式有效地节约了水资源，同时提升了水资源利用的实效性，能够帮助农村地区创造良好的生态环境，通过排水的少量性来实现农药和化肥功效的最大化发挥，将农业污染的程度有效的降低和控制。
二、农村高效节水灌溉发展现状
近年来，农村高效节水灌溉措施的实施，实现了粮食增产，亩均增产粮食10%40%，提高了肥料、农药使用效率，促进了现代农业发展规模化、集约化和现代化。目前，农村正深入推进农村小型水利工程管理体制改革，按照“明晰所有权、放开建设权、搞活经营权’，原则，根据工程规模合理确定节水灌溉工程管理主体和法人主体，运用市场机制搞活经营机制，节水灌溉示范项目探索由农户自己种植经营的传统小农经济模式向企业化、规模化、现代化的经营方式发展。
三、农村高效节水灌溉存在的问题
1）高效节水灌溉设施一次性投入较大，运行维护费用高，建设管理资金需求量大，导致了自主发展高效节水灌溉的资金不足，影响了高效节水灌溉工程的建设规模和标准。
2）规划约束性不强，建设标准不统一。
3)技术服务体制机制不到位。
4)激励政策缺乏，管理机制不健全。
5)耕作土地分散，规模发展受制约。
6)重建轻管突出，设备运行难长久。
四、高效节水灌溉推动农业经济发展的建议
明确发展目标。大力发展高效节水灌溉既是实行最严格水资源管理制度的要求，也是在工业化、城镇化中同步推进农业现代化的一项重要举措。结合区域基本水情、农业产业发展状况等因素确定具体的发展目标，达到农业用水大幅减少、农产品大幅增产、农民收入大幅增加的目的，促进经济社会可持续发展。
要科学论证水土资源条件，认真做好水土资源平衡分析工作，做好总体规划，编制好年度实施方案，将任务逐项分解落实到每一年、每一个地块，保证将规划落实到田间地头，惠及到干家万户。
积极探索基于市场经济条件下的农村水利资金高效利用的合理方式，出台鼓励和引导社会资本参与高效节水灌溉项目建设运营的实施意见，引导和带动农民、农民用水合作组织和新型农业经营者投资参与高效节水灌溉工程建设管理。
建立节水补偿机制。政府应在节水灌溉设施上加大投资力度，建设惠民工程从而提高对农民节水的补偿力度。受益单位也可以直接对用水户进行经济补偿，可将部分水资源由农业用水转化为工业用水，然后将所创造的收益拿出一部分返还给节水灌溉的农户，也可以通过对水资源置换的方式补偿农户。
提高农民对高效节水灌溉的认识。大力开展高效节水灌溉的宣传工作，加大農民的素质教育，使农民对高效节水灌溉技术有一个较为全面、深入的了解，使农民清楚采用高效节水灌溉技术可以带来间接和直接收益，激发农民对节水灌溉设施建设和技术应用的积极性。 鼓励适度规模经营，助推现代农业发展。重点打造连片示范项目，可发挥示范带动作用，加快高效节水新技术的推广应用。
土地流转在推动高效节水规模化发展的同时，也带动了现代农业的发展。应将高效节水灌溉发展与现代农业建设紧密结合起来，通过土地流转方式，集中推广高效灌溉新产品、新技术，促进耕地增值，促进产业结构调整，带动农民和农民专业合作组织发展优势特色农业产业，加快传统农业向现代农业转型，促进农民增收致富，走出一条现代农业创新发展的新路子。
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智慧水务管理系统
一、 系统介绍
智慧水务系统是基于水务调度系统的既有平台，通过标准化的建模和编码规范，采用云计算、物联网、大数据等先进技术，实现了将现有信息系统的整合和统一管理，打破了传统业务功能子系统独立建设、独立运行的格局，构建成一个统一的平台，将过去局限性信息传递至整个集团公司，将标准化和信息安全作为系统建设和互联互通的基石。
二、 系统组成
该系统是一种以基于物联网的一体化综合管理信息平台为核心，结合数学仿真模型建立计算机智慧辅助决策的智慧管理系统，系统涵盖云计算数据中心、水质检测、指挥排涝、污水处理、自来水生产调度管理、水务智慧安防和水务运营等功能。系统包含：GIS系统、GPS巡检系统、SCADA系统、视频监控系统、客户服务管理系统、网上营业厅系统等系统。其中，基于物联网技术的云计算水务数据中心分别于其他子系统紧密连接，从而消除了以往水务各个管理系统信息资源不能共享的弊端，降低了运行成本，实现了办公自动化、数据一体化、流程整合化、策划科学化，以精细、动态、智能的方式进行水务管理、服务、决策工作，使水务管理达到智慧状态。
通过数据采集终端、无线网络、流量水质水压等在线监测设备史诗感知城市供排水系统的运行状态，采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施，形成“城市水务互联网”，将海量税务信息进行及时分析处理，作出相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细动态的方式管理水务系统的整个生产、管理、和服务流程。
三、 系统功能
1、GIS系统
利用GIS空间数据管理技术，将管网、附属设施设备等叠加到带有位置坐标属性的地图上，赋予地理属性（管线的管径材质、设备的规格型号等），这两种属性结合到一起便可实现管网控件数据的统一管理，既能全面反应一个城市管网总貌，又能看清每个设备的详细信息，从而实现对管网最完整、最彻底的管理。同事可利用系统提供的各类空间分析工具，为领导提供科学的决策依据。
2、GPS巡检系统
通过GPS全球定位系统对巡检人员进行位置定位，并将位置信息展示到地图上，从而实现了对巡检人员日常巡检工作的实施监管，巡检人员可通过手持巡检终端将巡检中发现的异常情况以语音、图片、文字的方式上报到系统中，方便管理者及时接受到隐患信息，及时作出决策，最大限度的降低隐患风险。
3、SCADA系统
即数据采集和实施监控系统，通过远传技术，将各个站点设备的流量、压力等实时传送到调度中心，调度人员通过对数据的判读可监控运行情况
4、视频监控系统
在需要重点监控的区域安装视频摄像头，采集实时视频信息通过网络传输到调度中心，对这些区域进行实施的视频监管。
5、客户服务管理系统
客户服务管理系统主要功能模块包括营业收费、立户报账、表务管理、呼叫中心。
6、网上营业厅系统
主要实现生产运营子系统、客户服务管理子系统的信息发布，形成“一个窗口”，为集团工作人员、公众用户提供即时的信息，并提供便捷的在线服务。本系统主要建设覆盖PC网站、手机网站、APP、微信等全部交互网络的信息交互平台。
四
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节水灌溉技术-高寒地区井灌水稻
高寒地区井灌水稻节水灌溉综合技术模式
（1）模式特点
根据我国北方地区温度较低，而水稻又是喜温作物，因此除了减少输水过程中的损失以外，还必须加强田间工程管理，进行水稻控水灌溉和旱育秧等技术来达到节水高产的目的。
（2）技术要点
对渠道进行防渗，并注意防冻胀，实行管道输水；在井的出水口近处修一晒水池，面积应是灌溉面积的1～5％，池内水层一般应在30～50厘米，中间有隔2～3个，交错使水形成秒形流出，后可接渠道或管道；采用雾化增温技术，使出口喷出细水流，增加日照温度。方法是在井泵出水口水管套上长20～30米左右、带孔的小白龙塑料管，前边扎死，后边固定。一般扎8～10行，8000～10000个直径2.0～2.5毫米的小孔，水从小孔喷出细水，增加日照提温；用塑料膜覆盖渠道：在灌水的渠道和支渠上可用宽塑料膜覆盖，几十米长，如同大棚，增温效果明显；把各畦进水口可抬高加宽，使之增加阳光的照射面积，一般可抬高2～5厘米，加宽40～50厘米；使井水在渠道内缓流，可采用增设跌水，降低渠道比降，加宽渠道的方法；避免进水口形成冷寒区，要勤换进水口；有排水系统可截回水重新灌溉，可明显提高水温，又能节约用水；在水稻生育中期，可实行白天死水灌，夜间活水灌，封行后，及时改为昼夜活水灌溉；夜间灌近地温差小，白天灌远地，随渠道延长，会不断升高也缩小温差，这对水稻生育影响不大。
（3）应用效果
在黑龙江三江平原实施该模式后，可形成适时、适温、适量的灌溉，形成节水25.2%,增温3～5度，增产600千克每公顷的节水模式从而促进该地区地下水资源及农业的可持续发展。该模式已在黑龙江、内蒙古东部等地得到大面积推广应用。该模式在内蒙古呼、兴两盟等地区，累计推广面积已达40多万亩，并取得了十分显着的经济效益和社会效益，深受广大干部和群众的欢迎。根据5个旗县连续五年大面积推广应用调查，水稻平均单产提高50～100 千克，每公斤稻谷售价按1.2～1.5元计算，五年累计新增产值1.627亿元。
（4）适用条件
适用于我国北方井灌水稻灌区，如内蒙古、黑龙江等地。黑龙江庆安县有60万亩实施了该模式，亩灌溉用水由550立方米降到430立方米，年节约抽水费用240万元。
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多孔式微喷带田间灌溉技术
低压管道输水灌溉是近年来发展起来的一种节水、节能型灌溉技术，它是通过人工措施或自然压力给灌溉水加压，然后由低压管网将灌溉水输入田间给水栓进行灌溉，其工作压力范围在0.2－0.20兆帕（mpa）。管道输水系统占地少，适用性强，管理方便，减少灌溉水量渗漏和蒸发损失。但是，有些灌区由于管理及田间灌水技术不配套等多种原因，有很大一部分工程未能投人正常使用。实际上，低压管灌解决的只是输水问题。
目前大部分地区田间灌水技术仍采用传统的沟、畦灌，由于沟、畦灌水定额大，灌水质量差，水资源浪费严重，而且经常准后遇雨，极易造成土壤过湿对作物产生渍害。针对这种情况，我们在不改变低压管道系统布置的情况下，适当提高管道的供水压力，辅之于多孔式微喷带灌水技术，即在低压管道的出水栓上连接多孔式微喷带，利用这种多孔式微喷带作为田间灌水系统。与沟、畦灌相比，采用这种方法操作简便，节水节能，灌水均匀度较高。
一、系统组成
多孔式微喷带是一种直径为40毫米的黑色薄壁塑料软管，可折压成平管。薄壁微喷带壁厚一般为0二5毫米、0.30毫米，有5排纵向孔，顶上一排，左右各两排，纵向孔间距100－300毫米，横向孔间距为10毫米，孔径为1毫米，最大铺设长度可达100米。
二、水力特性
流量变异系数为cv二6.33％，压力与流量的关系为q二27.36h。式中 q为流量，单位为 ho·m，h为压力，单位为m。当工作压力为3－5米时，微喷带流量为50－65mi·m，射程1.5－3对米，喷高1.6－2.3米，最小爆破压力为16兆帕（mpa）。
多孔式微喷带工作压力低，一般为3－5米，喷洒水对作物冲击小，避免对人物打击损伤，同时喷洒水沿管道铺设方向喷洒成细雨状，保证了灌溉水均匀分布，从而也提高了田间水利用系数。
三、使用方法
1、布置间距 微孔水流射程在1石一3对米之间，为了保证较高的灌水均匀度，微喷带布置间距以3对米为宜，即一般每畦铺设一根。
2、配套数量 微喷带配套数量根据单井出水量决定，单井出水量为40立方米/小时，需配3组，每组6－8根，（10米），单井出水量为25立方米/小时，也配微喷带3组，每组4－5根，以便交替使用。
3、分水装置 由于低压管道出水口流量较大，所以在出水栓之后，需连接一段直径为11毫米的分水小白龙，每隔3对米设一个分水口，分水口由分水变径三通做成，三通管径为 110×40毫米。三通出水口与微喷带连接采用快速接头。微喷带可以群管连片集中使用，也可单管单用。
4、调压装置 现行低压管道的出水口一般只有0.2－0.5米的水头，无法满足微喷带正常工作，必须对现有水泵和调压管进行调整及改造，水泵扬程选择需满足低压管道最远出水口达到6米的工作水头条件（考虑微喷带沿程损失）。低压管道加微喷带灌溉系统的调压管适宜装在离井最远给水栓处，这样可以不需经常搬移调压管。本系统的凋压管高度一般需6对米，用软管与出水栓上的特制三通管连接。
四、使用范围
本系统适宜造墒播种和小麦等密植作物的苗期以及矮杆作物的灌溉。
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我国节水灌溉技术的优缺点与解决措施
节水灌溉技术在我国近几年发展很快，这项技术的主要的优点是节水、省工、可改变种植结构、水肥一体化建设、改善小环境，但是也存在着许多的问题，相如我们许多的场合对于灌溉产品的使用是不合理的，理解不当，造成许多的损失。在灌溉制度的制定和用水管理上没有很好结合种植作物的特性，同时灌溉设备生产和施工企业也存在不足。
我国节水灌溉的优点：
1、节水
目前，小部分业还采用人工水管浇水，这种方式不但浇灌不均匀而且存在大量浪费水的问题。如果采用插件、滴灌、小管出流方式，可以提高浇灌均匀度，比人工浇灌省水50%至70%。
2、省工
节省劳动量最大可达90%以上。如今人工成本不断攀高，雇工不易。如果采用节水灌溉，可以最大限度节省人工劳动，提高人工使用效率。如果配合自动控制器或可编程控制器、变频器，则可大大减少人力投入。
3、可改变种植结构
屋顶绿化、立体农场在实际中应用越来越多，利用微灌与滴灌相结合技术推广立体绿化，成效显着。
4、水肥一体化建设
5、改善小环境
对于不耐高湿环境的作物，可采用滴灌方式，对于喜欢湿度大的作物采用微喷，喷灌还可以起到降温的作用，从改善植株局部小环境。
节水灌溉技术存在的问题与解决措施
1、对灌溉产品的理解不充分
节水灌溉前期会有部分投入，后期还需维护。比如滴水器的流道非常精细，对水质要求很高，在建造时需要搭配采用过滤系统。其实只要设计得当，过滤系统的投入并不会很高，维护及时可延长过滤系统的使用年限，完全可以弥补非节水灌溉方式的人工、水费投入。
2、在灌溉制度的制定和用水管理上没有很好结合种植作物的特性。
3、灌溉设备生产和施工企业也存在不足。国内灌溉产品质量有待进一步提高，需要更多创新人才和科研机构的加入进行产品研发，创立自主品牌，后期应加强产品质量监管制度，做到产品出厂前就能达到相关要求。施工企业做到审时度势，将施工中遇到的问题及时反馈给生产方，生产方按实际所需更新产品性能和参数，满足市场需求。
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PVC-UH给水管、排水管
高性能硬聚氯乙烯（PVC-UH）给水管材采用聚氯乙烯高分子材料，添加必要的助剂，MRS≥25Mpa经挤出加工成型，它作为一种新型创新的供水管材，在传统PVC-U管材及PVC-M管材的基础上提高了产品的力学性能、改进了管材连接方式。
PVC-UH供水管材是通过改善聚氯乙烯分子链结构，使产品具有强度高、承压高、环刚度，有较好的内外压，适合管廊内架设铺装，韧性好、模量高、收缩性小，具有45%以上的环柔性能，具有较好的耐冲击性能，适合管廊内温度变化带来的材料应力释放；选用内置式塑料检查井，具有高压密封性能，确保管道系统性密封；安装方便施工快，维护成本低的优势；管道系统设计寿命≥50年，具有投资低、高性价比的优势。
“澳柯”PVC-UH管材外径范围：dn50mm~dn1600mm，压力等级：0.63MPa~2.5MPa。管材每根标准长度为6米、9米、12米，颜色为蓝色。
管材连接方式分为溶剂胶粘式、弹性密封圈式、一体式胶圈连接。另外可通过法兰或其他适当的适配器与铸铁管等其他类型管材连接。
（2）执行标准
CJ/T493-2016
（3）适用范围
水利工程，工业供水工程，城市管网建设项目
（4）产品优势
PVC-UH管材除具有PVC-M及PVC-U管材的质轻，耐腐蚀、水力性能好、机械强度高、施工方便、抗冲击性能、耐环境开裂性能优异外还具有以下优点：
1连接可靠，增加了一体式胶圈连接方式，减少了泄露的可能性，从而降低维护成本。
2韧性更好，提高了管材的韧性，对地质沉降的适应性更好。
3提高了力学性能，保证管道运行的稳定性。