栾城实验站计算机控制智能节水灌溉系统改造完成

作者：栾城站  更新时间：2007-05-18

该系统于2001年3月在中国科学院栾城农业生态系统试验站建成，其中的主体工程为180亩全自动管理的智能化农田节水喷灌系统。我们从2000年10月开始系统的设计与技术论证，聘请包括中科院有关科研机构和专家、灌溉设备制造厂家及工程设计人员在内的相关人员进行多次可行性研究论证，最后确定包括中科院南京土壤研究所跨克科技有限责任公司在内的三家单位竞标，它们提交了各自的设计图纸和方案。2000年11月进行了主体工程建设，包括田间管道布设、水泵的更换、泵房改造、控制电缆铺设；2001年3月进行了电磁阀、地面支管道的安装，并与控制系统联合进行了调试运行。该系统运行近两年，比较正常，获得一批监测数据，基本实现了预期目标。2002年10月，因技术方面的原因，对计算机控制智能节水灌溉系统进行改造，更换了控制主机，使结构更合理，价格更便宜、利于推广，系统更轻巧、占地少、便于安装，新增加了水井动水位传感器，可实时监测水位动态，新增加了2组共4个水势传感器，准备在明年的试验研究中用于大田滴灌、覆盖保墒试验等的监测研究。同时，对所有传感器重新标定，修正了控制软件中的部分漏洞。目前该系统已经安装完毕，投入使用。
该系统采用半固定式系统、管道全铺设计，管件为轻质铝合金，强度大，易于安装、检修。2个水井与30条支管分别由相应的电磁阀控制，可实现半变量的灌溉控制。
智能化半变量节水灌溉管理系统：该系统分农田信息自动采集与喷灌系统控制部分，由室内计算机控制中心自动操控实现全程智能化管理。农田信息采集系统采用计算机和传感器技术，由25通道多点采集，自动监测土壤水分、土壤温度、大气温度、湿度、土壤离子总浓度、降水量、蒸发量等农田和环境参数。采集到的土壤和环境信息在软件和相关模型支持下，完成数据计算，可获得实时的土壤含水量、通气孔隙度、土壤有效储水量等数据，并根据作物耗水系数，计算需灌水量，预报灌溉时间。在180亩精准种植示范平台上共划分8个区，进行精准灌溉管理，当系统监测到土壤水含量降低到临界值时，可于10日内做出预报，提示水泵及动力的准备，并根据作物耗水系数计算灌水量，进行自动灌溉。通过系统，可了解不同生育期内灌溉后的农田耗水速率，降水或灌溉后的入渗速率，施肥前后土壤中的离子总浓度动态变化过程。
农田信息的采集、处理与作业控制由室内计算机控制中心操控农田灌溉控制系统可根据不同生育期设定土壤水分指标与土壤水分实时监测数据，进行分区灌溉。系统经改进后，可根据设定时间间隔自动采集存储数据，为相关研究提供数据支持。