節水灌溉系統的組成

（1） 控制中心

控制中心設置在灌區管理中心，對其所管轄的灌區制定灌溉計劃，并將計劃實時下發到首部控制器執行，同時具備即時控制的功能。其設置應特別注意與管理模式相結合，其重要功能主要是根據采集數據制定合理的灌溉計劃，數據分析，檢測系統運行情況及告警等。

（2） 首部控制器

灌首部控制器通過GPRS方式與監控中心通訊，通過zigbee無線或CAN有線的方式與田間控制器通訊，可外接多個傳感器，并可同時接入小型氣象站和土壤墑情站。

首部控制器本身自帶簡易灌溉管理軟件，可通過首部控制器下發灌溉計劃，該控制器可監測水泵情況、水池水位、管道壓力、供水流量和電量等參數，并可控制引渠進水閘門、水泵、過濾器沖洗以及施肥閥等。同時具有欠壓、缺相、相序、管路失壓、超額灌溉或非計劃用水等故障監測和報警功能。

（3） 田間控制終端

田間控制器根據首部控制器下發的命令執行電磁/電動閥的開啟。具備壓力、開度監測、充放電控制、上位機指令解釋執行、采集數據的上報及存儲、有線或無線通訊等功能。

控制軟件

應用軟件是實現整個系統功能的載體，是系統最終能否發揮效用的關鍵所在，因此可以說管理軟件的好壞決定著項目的成敗。系統軟件為三層結構：

（1） 數據層

數據層主要完成各類數據的采集和存儲，如土壤墑情數據、氣象數據、植物生長數據、滲透率等。

（2） 應用層

該層的主要工作是制定和執行輪灌計劃。可根據灌溉的經驗數據，以及采集的氣象、土壤墑情等相關數據，制定科學合理的灌溉計劃。

灌溉計劃設計完成后，控制命令自動下發與首部控制器，之后由首部控制器操作田間控制器、水泵、閥門、施肥等設備的開啟與關閉。在灌溉的過程中，其可根據采集的氣象、土壤墑情等參數的變化情況，如降雨停灌，墑情超限停灌等，適時調整和優化灌溉計劃，并提醒后臺管理人員，是否按照新的優化方案執行灌溉計劃。

（3） 界面層

界面層為軟件設計的最上層，整個界面層設計科學、美觀、易用、易維護；該層可提供豐富的數據分析，實時顯示灌區的灌溉情況氣象參數以及整個灌區的網絡拓撲圖，可結合GIS等工具多采用圖形界面，能夠自動生成各類數據圖表。

總的來說，智能灌溉系統具有“智”和“能”的能力，智能灌溉系統可以通過各種物聯網傳感器感知農業生產環境中影響作物灌溉的各種因素的數據，例如土壤、雨量、氣溫、墑情等等，這樣既了解了土壤的實際情況，也了解了作物的用水需求，進而根據需要，來制定合理的灌溉解決方案，進行灌溉作業，能夠有效地實現水肥配比均勻，按時按量的給作物灌溉，滿足作物用水需求的同時，很好的實現節水灌溉。

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1、田：通過歸并和平整土地、治理水土流失，實現連片田塊規模適度，耕作層厚度增加，基礎設施占地率降低，丘陵區梯田化率高。農田有效土層厚度達到1250px以上，耕作層厚度達到500px以上，田間基礎設施占地率下降到8%以下，丘陵區梯田化率不低于90%，形成一批1萬畝、3萬畝和5萬畝以上的區域化、規模化、集中連片的高標準基本農田。

2、土：通過土壤改善土壤質地，增加農田耕作層厚度，促進良種良法的推廣，實現農業增產增效。土壤有機質含量達到12g/kg，各項養分含量指標應達到當地土壤養分豐缺指標體系的“中”或“高”值水平，土壤pH值保持在5.5~7.5，耕作層土壤重金屬含量指標符合有關國家標準，影響作物生長的障礙因素應降到最低限度。

3、水：通過大力加強農田水利設施建設、加快推廣節水增效灌溉技術，增加有效灌溉面積，提高灌溉保證率、用水效率和農田防洪排澇標準，提升農業生產的水利化程度。灌溉保證率達到50%以上，排澇標準達到5年~10年一遇，農田防洪標準達到10年~20年一遇，田間工程配套率達到80%以上，灌溉水利用效率和水分產出率明顯提高。

4、路：通過田間道（機耕路）和生產路建設、橋涵配套，解決農田“路差、路網布局不合理”問題，合理增加路面寬度，提高道路的荷載標準和通達度，滿足農業機械通行要求，促進農業機械化。田間道路直接通達的田塊數占田塊總數的比例，平原區達到100%，丘陵區達到90%以上，滿足農機作業、農業物資運輸等農業生產活動的要求。

5、林：通過農田林網、岸坡防護、溝道治理等農田防護和生態環境保持工程建設，解決防護體系不完善、防護效能不高等問題，擴大農田防護面積，提高防御風蝕能力，減少水土流失，改善農田生態環境，打造農業防災減災的重要生態屏障。農田防護面積比例應不低于90%。

6、電：結合農村電網改造等工程建設，通過完善農田電網、配備必要的輸配電設施，滿足現有機井、河道堤水、農田排澇、噴微灌等設施應用的電力需求，降低農業生產成本，提高農業生產的效率和效益，夯實發展現代農業的基礎保障。

7、技：通過加快推廣農業良種良法、大力發展農業機械化，完善農技社會化服務體系，增強服務能力，提高良種覆蓋率、肥料利用率、農林有害生物統防治覆蓋率和耕種收綜合機械化水平。測土配方施肥技術推廣覆蓋率達到95%以上，基本形成農田監測網絡，田間定位監測點覆蓋率達到85%，農作物病蟲害統防治覆蓋率達到50%以上，耕種收綜合機械化水平達到70%，良種覆蓋率達到96%以上。

8、管：通過明確管護責任、完善管護機制、健全管護措施、落實管護資金，確保建成的高標準農田數量不減少、用途不改變、質量有提高，使建成的高標準農田長久發揮效益。

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特點:適合溫室大棚的灌溉，和農田，果樹的灌溉;  滴頭直接粘合成管子內壁，壓力損失小灌水精度高;抗堵塞性能強、水流呈全紊流，出水均勻;此產品有補償式和非補償式滴頭，可適用不同地形;施工方便，經濟耐用，可定做不同規格、壁厚、流量的產品。

迷宮式滴灌管
特點:迷宮流道和滴孔一次整合熱合成型， 制造精度高;灌水均勻，制造偏差小，抗堵塞性能好;優選材料配方，抗腐蝕、防老化;可根據用戶需要生產不同規格。
適用范圍:廣泛應用在溫室大棚、農田各種蔬菜，農作物灌溉。
應用效果:節水、節能、省工，方便施肥;保持土壤結構，防止土壤板結，利于農作物根系發育;在大棚中使用，可控制地表溫度和溫度，減少病蟲害的發生，實現增產，增收，提高效益。

貼片式滴灌帶

特點:采用二次成型工藝加工而成，制造精密度高;新型寬長流道，全穩流、自沖洗、抗阻塞性能好;優選材料配方，防腐蝕、抗老化;抗機械強度好，便于機械化作業鋪設。

適用范圍:廣泛應用在溫室大棚、農田各種蔬菜，農作物灌溉。

應用效果:節水、節能、省工，方便施肥;保持土壤板結，利于農作物根發育;在大棚中使用，可控制地表溫度和溫度，減少病蟲害的發生， 實現增增收，提高效益。

穩流器

抗堵塞性能強，自動補償、注水均勻，灌水量大，適合涌泉灌溉、果樹、葡萄樹、園林樹木等節水灌溉。

壓力補償式滴頭

有很好的壓力補償作用，0.08-0.38Mpa性 能較好，灌水均勻度高，可拆洗，抗堵塞，間距隨意可調，適用于復雜地形，鋪設距離長，能滿足你不同的需求。

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所謂灌溉施肥，通俗來講就是把肥料溶解在水里，肥隨水走，灌溉的時候同時施肥。

首次采用水肥一體化灌溉施肥技術的人員，需要注意以下三個方面：

科學選用水溶肥

完全水溶或絕大多是水溶是水肥一體化技術對肥料的基本要求。

灌溉施肥常用的肥料有：

氮肥：尿素 硝酸鉀 硝酸銨 碳酸氫銨

磷肥：磷酸二氫鉀 磷酸二氫銨 液體磷銨（粉狀磷銨不可用）

鉀肥：氯化鉀（紅色鉀肥不能用）硝酸鉀 硫酸鉀

復合肥：水溶性復合肥（顆粒狀復合肥不能用）

鎂肥：硫酸鎂

鈣肥：硝酸鈣

漚腐后的有機液肥：（如雞糞、人畜糞尿）

工業廢棄物：（味精廢液、酒精廢液等）

注意！對于混合會產生沉淀的肥料，要用兩個以上的貯肥罐分別貯存。

比如：在一個貯肥罐中貯存鈣、鎂和微量營養元素, 在另一個貯肥罐中貯存磷酸鹽和硫酸鹽, 這樣能避免兩種肥料接觸后產生沉淀，確保安全而有效的灌溉施肥。

以下這些肥料都不能混合使用：

硫酸銨和氯化鉀

硫酸銨和硝酸鉀

硫酸銨和硝酸鈣

磷酸二銨和硝酸鈣

硫酸鉀和硝酸鈣

為了更簡單明了，我們用一張圖來表示：

以上這些肥料混合使用后，產生的沉淀會堵塞灌溉設備，久而久之，會縮短灌溉設備的使用壽命，產生沉淀嚴重的，則根本無法使用。

灌溉設備的選擇

目前，常用的灌溉施肥設備有以下幾種：施肥罐，文丘里施肥器，施肥泵。

施肥罐的優點是容易操作，水頭損失小，價格也比較容易接受。但缺點是肥料的濃度不均勻，剛加完肥料時濃度大，慢慢濃度會越來越小，使得施肥量不好計算。

文丘里施肥器優點是成本低，肥料的濃度均一，體積小，容易移動。但水頭損失很大，甚至能達到三分之一。

施肥泵沒有水頭損失，施肥定量精確，適用于自動化。但價格昂貴，操作也比較復雜。

把握施肥原則

對于第一次使用灌溉施肥技術的用戶來講，有三條原則必須記?。?/p>

1、將以往的施肥數量減少一半后施用。

2、施肥時遵循“少量多次”的原則。

3、養分平衡原則。

總的施肥建議是：

1、氮肥、鉀肥、鎂肥可全部通過灌溉系統施用。

2、磷肥主要用過磷酸鈣作基肥施用，可撒在滴灌帶或滴灌管下面，或能噴到水的地方，不用覆土?；蛴昧卒@。

3、微量元素通過噴葉面肥解決。

4、有機肥作基肥用。對于能漚腐爛的有機肥也可通過灌溉系統施用。

據了解，對于糧食作物，水肥一體化前期的投入成本大約在1000元/畝左右，滴灌設施的使用壽命是5年。

對于果園，成本大概在3000元/畝左右，但通過申請節水項目，可以拿到國家補貼，個人只需出資25%左右。

水肥一體化雖然前期投入較大，但后期的回報也是很可觀的。

首先是大大降低了人工費。使用水肥一體化技術，一個人可以管理上百畝土地，這樣一年節省的人工費就達到了15萬。

其次是省肥，省藥。通過灌溉施肥，提高了肥料利用率。而且由于是滴灌，與以往大水漫灌相比，作物周圍的空氣濕度降低，這就抑制了病害的發生和傳播，節省了農藥的開支。

另外，水肥一體化使作物的產量和品質明顯提高，實現了豐產和增收。

目前我國水肥一體化推廣面積大概在467萬多公頃，根據農業部部署，到2020年，將新增水肥一體化推廣面積533萬多公頃。

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LDPE管材，節水灌溉產行業的中流砥柱

LDPE管材，節水灌溉產行業的中流砥柱

如果設計用HDPE管材，它是低壓高密度聚乙烯，因材質強度比較高，所以在與微灌類配件連接時既不易收放，打孔比較費工，而且與旁通等配件連接時必須加膠墊。如果不加膠墊容易漏水，這樣的話整個灌溉系統的成本增加了，而且安裝要求也是比較高的。LDPE這種產品是專用于微噴和滴灌系列的產品，使用壓力一般都在0.4Mpa以下，所以山東時雨塑膠工業有限公司所生產的這種產品所執行的標準是：QB/T3803-1999（噴灌用低密度聚乙烯管材執行標準）標準執行如下：

LDPE管材，節水灌溉產行業的中流砥柱

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這個標準的LDPE管材，以DN75（含）以下規格的使用量較為廣泛，還有平時用到的DN16的毛管，也是采用LDPE的配比生產的，雖然此標準中沒有DN16這種規格的產品，我們通過使用和生產經驗總結出這個規格可采用兩種壁厚生產最為實用：即1.0mm和1.2mm壁厚兩種規格。其他壁厚規格的產品在與配件（如：旁通、旁通閥、內插直通、內插直通閥、直接、彎頭、三通和索姆旁通等）管件連接方面也總結出企業標準的壁厚，這些壁厚標準是比較符合實際連接與應用的，規格詳見下表：

LDPE管材，節水灌溉產行業的中流砥柱

這些壁厚的標準，既能正產卷盤時不易讓管道折損，又能方便打孔和施工連接，更重要的是能降低材料和施工成本，充分發揮LDPE管材的優勢。

LDPE管材，節水灌溉產行業的中流砥柱

LDPE管材，節水灌溉產行業的中流砥柱

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微噴的工作壓力低，流量小，既可以增加土壤水分，又能提高空氣濕度，起到調節局部小氣候的功效，應用面十分廣泛。 微噴既可增加土壤水分，又可提高空氣濕度，起到調節小氣候的作用。另外，還可以借助部分微噴頭的超強霧化功能，用于扦插育苗、飼養場降溫等場所。

其實，微噴和噴灌是有區別的

1、微噴具有射程，但射程較近，一般在5米以內。而噴灌則射程較遠，以全國PY系列搖臂式噴頭為例，射程為9.5-68米。

2、微噴灑水的霧化程度高，也就是霧滴細小，因而對農作物的打擊強度小，均勻度好，不會傷害幼苗。而噴灌由于水滴較大，易傷害幼嫩苗木。

3、微噴所需工作壓力低，一般在0.7-3公斤/平方厘米范圍內可以運作良好。而噴灌的工作壓力，一般在3公斤/平方厘米以上才有較顯著效果。

4、微噴省水，一般噴水量為200-400升/小時。而全國PY系列噴頭的噴水量為:1.35-116.54立方米/小時。由此可見，微噴比噴灌更為省水節能。

5、微噴頭結構簡單，造價低廉，安裝方便，使用可靠。

微噴的特點
1、省水省工,增產增收。

因為灌溉時,水不在空中運動,不打濕葉面,也沒有有效濕潤面積以外的土壤表面蒸發,故直接損耗于蒸發的水量最少;容易控制水量,不致產生地面涇流和土壤深層滲漏。故可以比噴灌節省水35—75%。對實現水利化開辟了新途徑。由于株間未供應充足的水分,雜草不易生長,因而作物與雜草爭奪養分的干擾大為減輕,減少了除草用工。由于作物根區能夠保持著最佳供水狀態和供肥狀態,故能增產

2、微噴系統造價較髙。

由于雜質、礦物質的沉淀的影響會使毛管滴頭堵塞;微噴的均勻度也不易保證。這些都是目前大面積推廣微噴技術的障礙。目前一般用于蔬菜、茶葉、花卉等作物

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世界淡水資源日益緊缺，而人類對糧食的需求也不斷上升，淡水資源已經成為農業發展和世界糧食供應的安全威脅。要破解耕地面積有限、淡水資源緊缺和世界糧食需求上漲之間的難題，發展節水灌溉成為關鍵。

節水灌溉是以最低限度的用水量獲得最大的產量或收益，也就是最大限度地提高單位灌溉水量的農作物產量和產值的灌溉措施。當前世界各國節水灌溉的主要措施包括渠道防滲、低壓管灌、噴灌、微灌等。

實行節水灌溉工程后，可以減少灌溉過程中勞動力配置，滴灌通過局部濕潤灌溉，田間土壤疏松，通透氣性良好，易溶性肥料、植物生長調節劑、內吸殺蟲劑等可隨水滴入，可減少中耕、施肥、噴藥、鋤草等的作業次數和勞動力投入，節省了大量的人力物力。

通過節水灌溉，農作物得到及時的灌溉，提高了灌溉保證率，能有效促進糧食增產增收，這也是節水灌溉工程的主要效益。此外，節水灌溉還能實現節水、節地、節電、等效益。

目前，歐美等農業發達國家在節水灌溉方面已經取得重大進展，節水灌溉的普及程度較高。在發達國家，噴灌技術、微灌技術、渠道防滲工程技術、管道輸水灌溉技術等節水灌溉技術已經較為成熟，其中噴灌、滴灌又是最先進的節水灌溉技術，歐美發達國家60%-80%的灌溉面積采用噴灌、滴灌的灌溉方法，農業灌溉率約為70%以上。數據顯示，目前，全世界的總耕地面積僅為15億公頃，有灌排設施的耕地面積僅占27%，卻生產出全世界55%的糧食，預計今后新增的糧食產量中80%至90%將來自有灌排設施的耕地。

大力普及節水灌溉技術，要十分重視農業節水措施的推廣。這可采用水稻旱育稀植、拋秧、地膜覆蓋、秸稈還田、深耕松土、中耕除草、鎮壓、耙耪、增施有機肥等措施，以提高土壤對天然降水的蓄集能力和保墑能力。施用化學保水制劑，引進和優選抗旱品種和調整作物種植結構等，也是行之有效的節水措施，在于旱缺水地區應大力推廣普及。

節水灌溉應用的領域： 溫室，無土栽培，大棚，綠化，園林，廢水再利用等等

作物和綠地植被從種子萌發以及成長的全過程都需要水參與光合作用。但植株消耗的水分99%以上是用于葉面蒸騰和株間土壤蒸發，以調節作物體溫、改善小氣候和向植物體內輸送養分。沒有適量的水分供應，作物的生長發育就會受到抑制和損害。持續缺水，作物就會干旱致死。

為了改變靠天吃飯的被動局面，主動影響和控制作物生長，灌溉技術出現并逐步得到了發展。灌溉是利用人工設施，將符合質量標準的水，輸送到農田、綠地等處，補充土壤水分，以改善植物的生長發育條件。中國是世界上發展農田灌溉最早的國家之一。秦漢之前對農田灌溉稱為“浸”，到漢代有稱“溉”或“灌”的，西漢時“灌浸”和“溉灌”、“灌溉”并用。唐以后習慣用“灌溉”一詞，并沿用至今。

就農作物的不同生長階段而言，灌溉主要有播種前灌水、催苗灌水、生長期灌水及冬季灌水等種類。就發展到現階段的灌溉方式而言，主要又分為地面灌溉、澆灌、科學灌溉等。

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