资源描述：
《精细地面灌溉技术体系及其研究的进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、文章编号:055929350(2007)0520529209精细地面灌溉技术体系及其研究的进展许迪,李益农(11国家节水灌溉工程技术研究中心中国水利水电科学研究院水利研究所,北京100044)摘要:对基于激光控制土地精细平整技术、地面灌溉过程精量控制技术和精细地面灌溉系统设计与评价方法构建的精细地面灌溉技术体系及其研究进展进行综述,探讨了相关发展趋势和研究方向。现有研究成果表明,借助激光控制技术、GPS与GIS技术、计算机模拟技术、自控技术等现代高科技手段对传统地面灌溉技术进行升级改造构建的精细地面灌溉技术体系具有十分鲜明的高科技特征,其推广应用可在明显改善田面微地形条
2、件基础上,提升对地面灌溉过程实时反馈控制的能力,有效改进地面灌溉系统设计和评价方法,大幅提高地面灌溉系统性能,获得显著的节水、增产、环保效果。关键词:地面灌溉;土地精细平整;反馈控制;精量灌溉中图分类号:S27513;S123;S126文献标识码:A与传统地面灌溉技术相比,精细地面灌溉技术体系是以激光控制土地精细平整技术为支撑条件、以地面灌溉过程精量控制技术为控制手段、以精细地面灌溉系统设计与评价方法为核心基础构建的一体化技术集合体(图1),其中应用激光控制土地精细平整技术可有效改善田面微地形状况,利用地面灌溉过程精量控制技术可明显改进控制地面灌溉过程的能力,借助精细地
3、面灌溉系统设计与评价方法能显著提高地面灌溉系统的运行性能与管理水平。现代高科技手段的应用和科技含量的大幅度提升使得精细地面灌溉技术体系具有“土地精平、过程控制、灌溉精量”的高科技特征和属性,对其推广应用可明显改进地面灌溉系统性能,达到节水、增产、环保的目的。图1精细地面灌溉技术体系构成收稿日期:2006206227基金项目“:十五”国家重大科技专项(863计划)课题(2002AA2Z4041)作者简介:许迪(1957-),男,北京人,博士,教授级高级工程师,主要从事农业节水灌溉理论与应用技术研究。E2mail:xudi@iwhr.com—529—1激光控制土地精细平整技
4、术基于激光控制技术、全球定位系统GPS和地理信息系统GIS、先进机械制造技术、电子技术等构建的激光控制土地精细平整技术的应用,可实现高精度的农田土地平整。田面微地形条件的明显改善为灌溉水流沿田面运动提供了相对平顺的受水下界面,可显著改善地表水流运动状态和土壤受水均布性。111农田地形测量与土地精平工程优化设计土地平整前需先依据一定的网格间距测量田面相对高程,据此拟定土地精平工程设计与施工方案,故测量网格间距对作业人力投入、平地土方量精确估算和土地精平效果评价影响显著。基于不同测量网格间距获得的田块微地形数据,利用地质统计学方法对实测田面相对高程分析处理后发现,土方量估算
5、精度和测量作业人力投入是影响适宜测量网格间距选择的关键因素,在保持适当土方相对估值精度并有效降低测量作业人力投入的基础上,根据10～15m网格间距上获得的田面相对高程数据制定精平工程设计与施工方案,可获得低投入高产出的土地精平效果1。土地精平地形测量中,基于水准仪的人工测量方法不仅耗时费工且作业效率较低,而借助三维GPS设备自动测量田面高程具有测速快、效率高的特点,可明显加快土地精平作业进程。试验研究表明,基于GPS人工定点观测数据和水准仪测量数据绘制的田面微地形分布状况具有较好的相似性,同一测点处田面相对高程绝对差值小于2cm的测点数占全部测点数的90%以上。将GPS
6、设备在车载移动条件下应用时,车辆行进速度对田面高程数据测量精度的影响较为明显,快车速(30km/h)下测得的田面高程与其平均值的绝对差值大于3cm的田间区域面积明显多于慢车速(15km/h)下的相应面积,低速且匀速的车辆行驶方式是确保车载移动GPS测量田面高程精度的重要措施。与水准仪测量结果相比,根据GPS高程测量数据计算的土方量相对误差在8%以内,可满足土地精平工程设计要求2。土地精平工程优化设计原则是在提高地面灌溉系统性能、促进作物生长、防止田间水土流失前提下,使平地土方运移量最小且搬运土方距离最短。为此,作者研发出基于WindowsXP操作平台并采用VisualB
7、asic语言编写的土地精平工程优化设计与评估软件和以VisualC++610语言及MapObjiects210软件为支撑,基于Windows2000操作系统开发的平地工程优化设计辅助决策支持软件,前者具有评估土地精平状况、设计精平工程方案、估算平地土方量、描述平地前后田面微地形分布状况等功能,后者则依据田面高程测量数据和平地工程优化设计方案,根据预期的精平策略和田面平整精度,自动生成精平工程田间作业图,给出精平作业设备最佳行进路线与工作模式3。112激光控制土地精平设备国产化开发激光控制精平设备由激光发射与接收及控制设备、精平铲运设备及液
