1、毕业设计（论文）文献综述题目智能节水灌溉系统的设计专业电子信息工程1前言部分在人类文明日益发达的今天,人们逐渐的意识到,在所有的自然资源中水是最重要的有限资源,必须合理的开发和利用。联合国环境与发展大会通过的21世纪议程中强调“水是一种有限的资源,不仅为维持地球上的一切生命所必需,而且对一切社会经济部门都有生死攸关的重要意义。”而我国又是一个古老的农业大国,农业灌溉已有上千年的历史,同时我国也是人口大国,要用占全世界71亿M2的耕地来养活全世界22的人口,实是不易,加之我国是一个水资源较短缺的国家,其总量约为28万亿M3,人均水资源占有量2300M3,仅为世界人均水平的1/4,并且有限的水资源
2、在空间上分布极不均匀,使占国土面积60以上的北方地区拥有的水资源量不足全国总量的20。这样使我国有10个省、市、自治区人均水资源占有量低于国际上一般公认的人均水资源1070M3的最低标准。全国约有300个城市缺水,一到夏季,生活用水极度紧张。我国农业用水占总用水量的73,是用水大户,其中农田灌溉用水占66。在农业灌溉用水中,传统的大水漫灌,水田串畦淹灌方法不仅用水效率低下,灌溉水利用率仅有40,而且造成土壤盐碱化,地下水位抬升,严重的影响了作物的产量提高。所以开发节水灌溉是人们刻不容缓的任务，这是每个人的义务，因为水就是我们的未来2主题部分21国外节水灌溉发展史世界上科技先进,经济发达的国家早
3、在本世纪30年代就开始研究实施喷灌这一先进的节水灌溉技术。西方国家采用喷灌设备灌溉作物,始于庭园花卉和草坪灌溉。3040年代,随着冶炼、轧制技术和机械工业的迅速发展,一些欧洲发达国家逐渐采用薄壁金属管做地面移动输水管,代替地埋固定管用缝隙或折射喷头浇灌作物。二战后喷灌技术和机具设备的研制又一次得到快速发展,特别是大型自走式喷灌机和摇臂式喷头等技术的发展,使喷灌技术大大前进,由于其节省大量劳力,灌溉水量均匀,增产显著,在美国干旱的西部得到广泛的使用。与此同时,在欧洲,薄壁金属移动管道喷灌系统和卷管式喷灌机因其简便耐用,投资少,效益高,也不断地发展。50年代后,由于塑料工业的飞速发展,塑料制品取代
4、金属制品的范围越来越广,为适应水资源极度短缺地区灌溉的需要,以塑料为原材料的滴灌和微喷灌系统逐渐发展起来,到70年代中期,澳大利亚、以色列、墨西哥、新西兰、南非和美国等6个国家开始推广滴灌。滴灌面积迅速从当时的566万M2发展到1991年的160万M2。由于滴灌和微喷灌系统需克服灌水器堵塞的缺陷,故发展不如喷灌快。但是近一、二十年来,以色列在滴灌和微喷灌系统生产上取得了举世瞩目的成绩。目前全世界的灌溉面积大部分仍是传统的地面灌溉,为了地面灌溉提高水的利用效率,节约灌溉用水,国际上采用了“波涌”灌溉,有效的提高了灌溉效率。22国内节水灌溉的发展我国是古老的农业大国,农业节水灌溉已有上千年的历史,
5、早在周礼中记载有“潴”池塘蓄水,“防”堤堵水,“沟”输水,“道”小沟配水,“列”垄沟灌水“,泛”大沟排水。西汉时代,新疆吐鲁番盆地开始修建“坎儿井”,通过地下渠道引天山融雪潜流灌溉,减少输水蒸发和风沙淤塞。唐代对郑国渠等大型灌区配水工程实行用水管理,设闸分水轮灌。清光绪六年,新疆哈密县修建石城子渠时,为了减少输水损失,采用毛毡压石头的方法引水灌溉。新中国成立后,从50年代就开始了节水灌溉技术研究。70年代,大力推广渠道衬砌防渗,实施小畦短沟灌溉等技术,同时开始了喷微灌设备研制和技术推广。80年代后,主要推广低压管道输水技术。90年代,主要开展各种节水灌溉技术的集成组装配套,形成了具有中国特色的
6、综合节水农业体系。虽然我国节水灌溉有悠久的历史,但直到新中国成立后,节水灌溉事业才蓬勃发展起来。由于技术同西方发达国家相比相对落后,因此在我国的节水灌溉发展过程中,一方面我们引进国外先进的科学技术设备,并加以消化另一方面,针对农业生产中急需解决的问题进行重点研究和联合攻关,使我国在节水灌溉工程技术中取得累累硕果。23在农业节水灌溉工程技术中的发展趋势当今世界上对水为农业服务的关系非常明确,农业持续发展关键之一,就是能合理有效的保护和利用淡水资源。因此做为农业节水灌溉工程新技术的,微灌,地下灌,膜下灌等技术大有用武之地。目前,喷灌技术仍是作为大面积机械化解决大田作物节水灌溉的主要形式,其研究开发
7、方向是进一步节能节水及综合利用,近年在节能和兼喷施农药等方面有较大的突破。尽管不同喷灌机型都有各自的优势,但从综合条件考虑,平移包括中心支轴式全自动喷灌机,软管卷盘式自动喷灌机及人工移管式喷灌机等是推广重点,而这三种机型也是适宜于我国情况的。随着计算机的普及,把计算机应用于喷灌,采用数字化图象处理技术测量、控制喷洒水滴的大小,使其使用于多种作物灌溉,是今后研究方向之一。在微喷灌应用中,应发展低水头滴喷灌技术,减小能量和原材料的使用量,减轻对土地生态系统的影响。地下灌溉已被世人公认为是一种最有发展前途的高产节水灌溉技术,尽管目前还存在一些问题,使应用推广的速度较慢,但科技含量愈来愈高,许多理论实
8、践问题会在不久的将来得到解决。地面灌溉仍是当今世界占主要地位的灌水技术,输配水向低压管道化发展在渠道防渗工程技术中,今后着重于防渗新材料的研究和推广、复合材料防渗结构形式的研究、防渗渠道的断面形式研究、渠道防渗工程防冻害技术研究、施工向半机械化和机械化方向发展田间灌水探索节水技术较多,如激光平地,波涌溉等在管理上采用计算机联网控制,精确灌水,达到时、空、量、质上恰到好处地满足作物不同生育期的需水在田间规划上,由于土地平整度高,多以长沟、长畦、大流量进行田间灌水。节水农业工程技术应与农业节水增产技术紧密结合,增墒保水机械化旱地农业大有发展前途。国外这种技术形成了多种体系,如保护性与带状耕作技术,
9、轮作休闲技术,覆盖化学剂保水技术,深松深翻技术等。这种技术是需要采用机械实现的系统农业工程,保持水土的效果很好。24在非农业灌溉工程中的发展趋势随着科学技术的进步,人类文明的发展,人们对精神生活要求越来越高。园林绿化工程,草坪绿化工程,欣赏花卉,各种活动场地如雨后春笋般的在我国发展起来。这势必要求有一套适应它们生长的灌溉工程技术迅速发展完善起来,以满足人民生活需要。园林灌溉和农田灌溉对喷头的要求存在较大差异,不是所有的灌溉喷头都能用于园林喷灌,埋藏式喷头是园林灌溉喷头的主要形式。现今世界各国尤其是发达国家的园林灌溉专用喷头已达相当高的水平。传统的摇臂驱动埋藏式旋转喷头已逐步被内水流驱动式替代。
10、由于种种原因,国内在该类产品的开发研制方面几乎还是空白。因此急需有一部门牵头,集中各方面的人力、物力、财力,加紧研制内水流驱动埋藏式旋转喷头和埋藏式固定喷头。在欣赏花卉栽培中,喷滴灌技术应用前景十分广阔,而如何进行花卉的喷滴灌系统的优化设计,尽量降低花卉生产投资成本,最大程度地发挥其独特的优点。已成为一个新的课题,有待于我们解决。我国在网球场,高尔夫球场等活动场地中的灌溉排水中,尚未取得成熟配套的技术及在实际中可推广应用的成果,因此今后还有待于进一步研。25我国节水灌溉工程技术中的问题我国农业节水灌溉工程技术自建国以来迅速发展,特别是在近二十多年伴随着改革开放的大潮,我国已取得了丰硕的成果,但
11、与此同时也暴露出了一些工程技术问题。251喷灌技术中的问题喷灌作业受风影响,高温、大风天气不易喷洒均匀,喷灌过程中蒸发损失较大,空气相对湿度对高压喷头能量损失影响很大等,而且喷灌的投资比一般地面灌水方法投资要高。目前看来果树一般不适用喷灌。同时喷灌系统中关于水锤压力验算,保护装置,保证工作压力等问题也需有效的解决。252渠道防渗中的问题在渠道防渗工程中最为突出的问题就是冻害防治问题,在这方面今后广大的科研人员还须努力,来寻求一种既经济又合理,效果良好的防冻害方法。253低压管道输水工程中的问题管道输水灌溉是地面灌溉的进一步发展,它具有显而易见的优点,但其在推广中还存在一些有待于进一步研究、提高
12、和解决的问题。首先,要解决好井、泵、管的合理配套问题。其次,要加强对管道输水灌溉系统的合理布局、优化配套零、部件以及科学管理运用的研究。最后,要进一步进行提高材料强度和降低管材造价的研究。同时我们还应该注意管径优化选择问题,水击防护问题以及现场连续浇筑制管施工工艺问题。通过智能的灌溉，一些不必要的浪费完全可以省去。而且那些在节水灌溉中出现的问题也可得到解决，相信智能灌溉将会是日后人类重点发展的项目，也是极其重要的项目。3总结部分我国农业灌溉已有两千多年的历史,广大人民在农业灌溉中有着丰富的经验,但说到节水灌溉,从解放后才发展起来,当时指导思想是“洋为中用,自力更生,土法上马”。19501970
13、年,这段时间是充分灌溉的节水灌溉的发展阶段。60年代末,70年代初,我国北方进入了非充分灌溉阶段,之后我国进入了局部灌溉发展阶段。在这几十年的发展过程中,我国节水灌溉工程技术发展生机勃勃,取得了累累硕果,但同时也遇到了许多困难和问题。在今后的发展中我们首先应解决现存的问题,增补我国节水灌溉工程技术中的空白,并着眼一些非农业的灌溉技术的研制、开发、应用,使我国的节水灌溉设备的质量符合ISO标准,提高国产设备在国际上的竞争实力。相信通过广大科技人员的共同努力。我国节水灌溉事业一定会蒸蒸日上飞速发展。4参考文献1吴玉芹,史群我国发展节水灌溉的重要意义J节水灌溉,199842郭秀瑞,郑联合,于回安,邹
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