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关键词:节水灌溉;节水技术;节水灌溉。
我国是一个农业大国,引水灌溉历史悠久。近年来,随着灌区更新改造、农业综合开发、世界银行贷款以及扶贫等多个项目的实施,灌区加大渠道防渗工程建设,以缓解农业灌溉用水的供需矛盾。
1. 节水灌溉的社会背景
我国水资源总量为2.8× 10 rn3,占全球总量的 6%,但人均占有量仅为世界平均水平的1/4,是全世界 13个人均水资源最匮乏的国家之一。新疆作为全国面积最大的省区,土地面积达165万km2,占全国土地面积的1/6,而水资源总量则为882亿m3,仅占全国水资源的3%。由于经济生活的迅猛发展,水污染问题越来越严重,不仅降低了水的使用功能,进一步加剧了水资源的短缺。
统计资料表明,新疆农业用水80%以上是靠灌溉完成的,灌溉水源主要来自高山冰川雪水,部分来自地下水开采。而令人可惜的是,这部分水源决大多数流失于盆地沙漠或积水成为咸水湖,使得水资源利用和开发效率低下。
2010~2020年期间,新疆维吾尔自治区财政将每年拿出6亿元的补助资金来发展3000万亩高效节水灌溉工程,其中近5年实施1800万亩,力争到2020年基本完成规划内大型灌区续建配套和节水改造任务,降低农业用水比例,既为农业可持续发展打下基础,也为其他产业发展预留空间。于此同时,80%的地州出台了促进节水建设的优惠政策,形成了多渠道投入机制。
2.节水灌溉新技术
节水技术,简单的来讲就是指采用先进的农业节水技术,提高灌溉水的利用率和水的生产率。它是比传统的灌溉技术明显节约用水和高效用水的灌水方法、措施和制度等的总称。农业节水技术主要有5个发展方面,包括工程技术、生物技术、农艺技术、化学技术和管理技术及其5种技术的综合技术集成,其中每一类节水技术又包括许多方面。
近几年,新疆加快了节水灌溉技术的发展,各地结合实际,因地制宜地总结和推广了以下几种节水技术:
(1)渠道防渗技术
渠道防渗技术是杜绝或减少由渠道渗入渠床流失水量的工程节水技术和方法,新疆大部分农灌输水手段是渠道。常用混凝土、土料、水泥土、浆砌石、沥青混凝土等刚性材料及PE、PVC 及其改性薄膜材料建渠道防渗层,当流量较小的渠道可以采用U型混凝土进行防渗,可以减小过水断面,提高输水流量,同时还省地、省料。渠道防渗衬砌是以提高渠系水利用率为主要措施,采取渠道防渗措施以后,可以减少渗漏损失70%~90%。渠道防渗效果在很大程度上取决于衬砌材料,目前普遍采用的材料为刚性材料、土料和膜料三种。
(2)低压管道输水技术
低压管道输水灌溉技术是利用塑料或混凝土等低压输水管道代替输水土渠将水直接送到田间灌溉作物,以减少水在输送过程中的渗漏和蒸发损失的技术措施。低压管道输水灌溉系统有移动式、固定式和半固定式三种,管道输水具有节水、输水效率高、省地、省时和增产等优点,与土渠相比较,利用管道输水水的利用系数可提高到0.95,节电20%~30%,省地2%~5%,增产幅度10%左右。用管道输水则可基本避免水面蒸发与渠床上杂草的蒸腾等输水损失。
(3)畦灌、沟灌技术
畦灌是耕地经平整后,利用畦埂将田块划分成小块进行灌溉;沟灌是耕地经平整后,以一定距离开成一道道输水沟,灌溉水通过水沟进行灌溉。畦灌、沟灌都是对大水漫灌方式的一种改进,以达到节约灌溉用水的目的。灌水时将水引进田后,在畦面上形成薄水层,沿畦长方向流动,借重力作用边流动边湿润土壤,一般畦田大小为宽2-4米,长30-60米,如地面坡降大,土壤透水性弱,畦子可长些,反之则短些。
(4)喷灌技术
喷灌是一种机械化高效节水灌溉技术,它是利用专门的设备把水加压,或利用水的自然落差将水压送到灌溉地带,通过喷头喷射到空中散成细小的水滴以达到均匀灌溉的目的。喷灌的灌水均匀度可达80%~85%,水的利用率达80%,喷灌可节水50%,用水量较地面灌溉省水30%~50%;此外,可提高作物产量,比地面灌溉可提高产量增产10%~30%;不需平整耕地、修建田间农毛渠和打埂等工作。根据喷灌在新疆的应用状况看,采用半固定式或全移动式喷灌系统较好,运行操作较方便,设备投资适中。机组式喷灌系统目前较少,但由于新疆田地宽广,农业机械化程度较高,一旦经济条件达到要求,使用机组式喷灌系统势在必行。
3节水灌溉技术在新疆应用成果
据统计,目前新疆节水灌溉面积已达2500万亩,占全国的70%以上,为鼓励农民采用节水灌溉,新疆政府采取了给施行节水灌溉的农民每亩补贴200元的鼓励政策,试图借此帮助实现农业生产方式的转变。
截止2008年底,新疆通过对渠道进行防渗衬砌、利用管道输水减少输水过程的渗漏和蒸发损失、大力发展喷灌、滴灌、微喷灌等高效节水灌溉技术,农作物灌溉方式已从以往的浇地逐渐转向浇作物,大幅度提高了输水效率和水的利用率。新疆灌溉渠道总长25万km,已防渗10.23万km,防渗率达到40.3%。其中,干、支、斗三级渠道总长13.8万km,已防渗8.5万km,防渗率达到62%;灌溉水利用系数为0.466,毛灌溉定额为700m3/亩。工程节水灌溉面积达到2497万亩;田间高效节水灌溉面积达到614万亩,其中喷灌面积60万亩,微灌面积514万亩,低压管道灌面积40万亩。
目前,新疆农业节水型灌溉面积占总灌面积46.5%,高出全国平均水平8.4%。在高效节水面积中,微灌比重65.73%,高出全国56.8%;渠道防渗面积比重48.1%,高出全国30.2%。节水灌溉的快速发展,为极为干旱的新疆水资源可持续利用,优化配置经济用水结构调整目标发挥着重要作用。结果表明,微灌和低压管灌是农业高效节水发展主体,与目前推广微灌等高效节水现状相吻合。
总之,新疆大型灌区的田间灌溉,在相当长的时期内,仍然会以地面灌溉为主。现阶段地面灌溉方式依旧以渠道防渗、标准沟、畦灌溉为重点的常规节水措施为主,以加快地下水开发、治理盐碱地为突破口,把设施农业、高效林果业基地建设作为重点,积极做好滴灌、低压管灌等田间高效节水。随着高效田间灌水技术的成熟,输配水有低压管道化方向发展的趋势。
参考文献:
一、前言
农业是我国的重要产业。农作物的生长对于水分的需求两较大,因此灌溉也就成为了必然。不合理的灌溉方式会导致水资源被大量浪费,不仅大不到应有的灌溉效果,同时也会阻碍可持续发展理念的贯彻与落实。农田水利工程高效节水灌溉技术的应用能够使上述问题得到解决,对于灌溉节水效果的改善能够起到积极的促进作用。因此,在农田水利灌溉过程中,有必要将这一技术应用其中,以更好的达到提高灌溉水平与灌溉效率的目的,这无论对于我国农业而言,还是对于农民生活水平的提高与农村的长远发展而言都具有重要意义。
二、农田水利灌溉渠道系统维护与管理的措施
1.渠道防渗与管道输水
渠道防渗与管道输水是农田水利工程高效节水灌溉技术特殊性的主要体现。在过去,农业灌溉过程中所应用的渠道均来源于人工的挖掘,受土质的影响,渠道出现泄漏的现象十分常见,由此带来的水资源的浪费量每一年都有所增长。农田水利工程高效节水灌溉技术的应用能够有效的避免上述问题的发生,在这一技术的要求下,渠道需要以浆砌块石作为主要材料来完成,相对于土质的渠道而言,其防渗效果得到了极大程度的提高与改善,这对于灌溉节水效果的改善具有极其重要的价值。
除此之外,利用传统的渠道进行输水,还面临着水份蒸发的问题。根据农田水利工程高效节水灌溉技术的要求,需要以管道的方式实现对灌溉水资源的输送,这样的输送方式极大程度的减少了水资源的蒸发量,因此也就能够达到节约水资源的目的。
2.增强维护与管理的意识
农田水利灌溉渠道系统使用的主体主要是广大的农民群众,因此想要提高农田水利灌溉渠道系统的维护与管理水平就必须要使广大农民群众认识到农田水利灌溉渠道系统维护与管理的重要性,从而增强广大农民群众对于农田水利灌溉渠道系统的维护与管理意识;要使广大农民群众学会必要的维护与管理手段,使广大农民群众能够在实践与维护的过程中不断积累经验,从而能够更好地进行农田水利灌溉渠道系统的维护与管理工作;同时还要把农田水利灌溉渠道系统维护与管理工作与广大农民群众的切身利益联系起来,从而大大提高广大农民群众对于农田水利灌溉渠道系统维护与管理的积极性,使农田水利灌溉渠道设施都能够得到合理的维护。近年来,偃师市政府出台了一系列政策,制定了农业产业结构调整的具体措施,随着“绿色农业”“商品农业”战略措施得到实施,为农业产业化奠定了基础。这些有利条件极大地促进了偃师农业经济的发展,也激发了农民群众维护农田水利工程的积极性。
3.加大对农田水利灌溉渠道维护与管理资金的投入
由于农田水利灌溉渠道系统本身的复杂性及庞大性,从而使得农田水利灌溉渠道系统的维护与管理是一项长久的复杂的工作,因此就需要政府对农田水利灌溉渠道系统的维护与管理工作长期性地投入足够的资金,以保证农田水利灌溉渠道系统的维护与管理工作能够正常地进行;同时由于政府的财政资金有限,政府还可以通过募捐的形式来吸纳社会各界的捐助资金,以保证农田水利灌溉渠道系统的维护与管理工作能够正常进行。
三、完善农田水利灌溉渠道的管理机制
1.采取引调模式充分利用地下水
在引用地下水的过程中要选择合适的引调模式,在充分分析水资源特点的基礎上对不同的水源进行合理的引调。通过科学合理的引调模式可以保证地下水库的容量处于合理的范围内,且可以有效的避免洪涝灾害的出现。本文的举例县城共有4条主要河流,共有拦河闸坝11座,在引调模式的选择过程中,主要依据水流特点分为洪峰期间和平稳期间,并依据水流的上下游水位的高低不同,采用不同的引调策略。一般情况下,洪峰期间水流太过迅速很容易导致地下水库容量的失控,因此要少引,将重点引调放在平稳期间。在下游水位高时少引,低时多引。这种引调模式可以有效的利用地下水,优化水源的管理。
2.采取合理的配水方案
合理的配水方案与天气特征以及农田作物生长情况密不可分。一般在耕种初期进行田地灌溉时可以优先使用储蓄地表水进行灌溉,其可以有效的减少地表水分的蒸发,从而为后期用水奠定了良好的基础。在出现旱情时,要优先灌溉作物受旱较为严重的地块和作物。在浇筑耐旱作物之前要时常关注天气变化,在提示雨水来临之前可以放缓灌溉的速度,从而可以有效的避免对水资源的浪费。尽管,这种配水方案在实施过程中具有一定的局限性,但是从作物生长的角度以及高效节水的角度均是值得借鉴的良策。
总之,由于我国许多地方都还没有建立起完善的农田水利灌溉渠道系统的维护与管理机制,从而使得农田水利灌溉渠道系统维护与管理工作不能够得到很好的落实,很多人只知道使用,却不知道如何去进行维护与管理。因此,为了使农田水利灌溉渠道系统能够有明确的维护与管理,当地乡镇政府可以根据当地农村的具体情况,来制定一套完善的具有针对性的农田水利灌溉渠道系统的管理机制,为广大农民群众进行日常的农田水利灌溉渠道系统维护与管理提供一定的行为准则和方法手段;同时该管理机制还要对维护资金以及维护区域等内容进行明确的规范,使相应的农田水利灌溉渠道的维护与管理工作能够得到很好的落实,避免出现农田水利灌溉渠道系统无人管理的现象结合目前国内水利灌溉渠道的现状,想要使该市的农田水利灌溉渠道系统得到很好的维护与管理,就必须要清楚地认识到我国农田水利灌溉渠道系统维护与管理所存在的问题,并且能够根据问题进行具有针对性的改进,使广大的农民群众能够积极地参与到农田水利灌溉渠道系统的维护与管理中去。
参考文献
[1]殷永先.农田水利灌溉渠道工程运行维护及管理[J].农业科技与信息,2003(6):5.
[2]王维碧.农田水利灌溉渠道系统日常维护中的问题分析[J].科技创新与应用,2004(7):28.
【关键词】节水灌溉;新技术;温室;发展趋势
中国是一个水资源短缺的国家,特别是北方地区干旱缺水已经威胁到经济社会的发展,成为可持续发展的首要制约因素。而另一方面,农业这一用水大户的灌溉用水利用系数平均只有0.4左右,用水浪费加剧了水资源的紧缺。为缓解水资源危机、有效提高农业灌溉水的利用率,节水灌溉技术得到了日益广泛的研究与应用。在中国北方地区,主要利用日光温室在冬春季节进行蔬菜、花卉等的反季节生产,获得较高的经济效益,因此在中国农业产业结构调整中得到了快速发展。温室环境中相对湿度较高,很容易诱发多种病害。节水灌溉技术的应用使节约灌溉用水量、提高水的利用率同降低室内相对湿度、降低生产成本达到了统一[1,2]。
1. 节水灌溉工程新技术
应用节水灌溉工程技术,能有效减少灌溉渠系(管道)输水过程中的水量蒸发与渗漏损失,从而显著提高了灌溉水的利用率,这些技术尤其是渠道防渗技术在大田生产中得到了广泛应用。近年来,随着人们节水意识的提高和国民经济的发展,低压管道输水灌溉、喷灌、微灌、渗灌等节水灌溉新技术也获得迅速发展,某些新技术在温室生产中发挥着越来越重要的作用。
1.1低压管道输水灌溉技术。在中国北方地区,进行反季节生产的温室面积都比较小,多在333~667m2之间。用低压管道输水,将灌溉水引入设施内,并继续采用这种方式将灌溉水输入每块畦田,再进行灌溉。采用这种技术灌溉,可以省去输水渠道的占用面积,同时具有省工、省时、一次性投资少、设备简单、农民易于掌握等特点,而且比土渠省水40%左右,节水效果显著,还能有效地减少水量蒸发面积,降低室内相对湿度。
1.2喷灌技术。喷灌技术由于一次性投资太大,在普通的日光温室中应用很少,但很适合于连栋温室中进行工厂化育苗生产。目前,喷灌技术正朝着低压、节能型方向发展,在温室生产中可采用固定式、中心支轴式和平移式喷灌机。应用喷灌技术,可充分利用温室空间,实行立体栽培,同时依据作物干旱程度,实现适度灌溉,节约灌溉用水量,降低室内相对湿度,减少作物病害发生。
1.3微灌技术。微灌技术是按照作物的需水要求,通过低压管道系统以及安装在末端管道上的特殊灌水器,小流量、精确地将水、肥输送到作物根区土壤或地下的灌溉方式。适于温室生产应用的微灌技术主要有滴灌、膜下多孔单壁软管微灌等。
1.4集雨节灌技术。温室顶部的塑料棚面具有一定的产流面积,是“天然”的雨水集流场,配套修建集雨槽和蓄水池,结合滴灌、渗灌技术的应用,就可以利用雨水资源进行节水灌溉。降雨时,雨水沿着薄膜聚集于集雨槽,通过落水管进入蓄水池,蓄水池与室内畦田或作物耕作层保持一定高差,利用雨水自身的重力进行膜下滴灌或地下微压水渗灌。在节约灌溉水的同时,还能有效减少雨水对地面的冲刷,减轻水土流失。
2. 节水灌溉农艺新技术
农艺节水技术主要是在作物生长发育、作物干物质形成与水分供应之间关系的基础上,通过农耕技术和适宜的灌溉手段实现节水,挖掘作物本身节水潜力的灌溉技术。
2.1地膜覆盖。地膜覆盖广泛应用于温室栽培,尤其是冬春季节日光温室番茄、黄瓜等果菜类蔬菜生产,大多采用单行定植——双垄上覆膜——膜下沟灌模式。这种沟灌模式操作简单,有效抑制土壤表面水分的无效蒸发,大大降低室内相对湿度,膜下水分循环利用,提高了水分利用效率[3,4]。其他栽植密度较大的作物如洋葱等可采用平畦覆膜,利用膜孔、膜侧灌溉。
2.2调亏灌溉。调亏灌溉是主动对作物施加一定程度的有益的亏水度,利用水分胁迫的正面效应,从生物学角度来提高水分生产效率,属于非充分灌溉。这种节水灌溉技术广泛应用于设施农业生产中。冬春季节日光温室中,低温弱光高湿的环境很容易造成作物植株的徒长,营养生长过旺,生殖生长就会受到抑制,往往形成“壮秧不壮果”,产量与质量都会降低。因此,在实际生产中多采用蹲苗控水措施,即在作物苗期适量控制灌水,使作物处于一段时间的干旱胁迫,之后复水,利用补偿效应提高作物抗旱能力,达到节水目的。
2.3保水剂。保水剂又称土壤保水剂、高吸水剂、保湿剂、高吸水性树脂、高分子吸水剂等,能迅速吸收比自身重数百倍甚至上千倍的去离子水,数十倍至近百倍的含盐水分,而且具有反复吸水功能,吸水后膨胀为水凝胶,可缓慢释放水分供作物吸收利用,从而增强土壤保水性,改良土壤结构,减少水的深层渗漏和土壤养分流失,提高水分利用率。目前,保水剂的价格偏高,而且它的使用量还没有统一标准,研究成果还没有系统化,一系列的问题没有得到彻底解决,推广使用有很大难度。如今保水剂主要作为土壤改良剂应用,将保水剂直接施入土壤或在保水剂中混入无机物质(黏土)制成复合保水剂后施入土壤;也有的用保水剂处理种子表面,即形成包衣种子后播种,也可直接用作培养基。在设施栽培中,可将保水剂与地膜覆盖、蒸腾抑制剂等结合使用,能有效提高作物抗旱增产能力;保水剂与喷灌、滴灌等节水技术结合使用,节水效果更加显著。
3. 生物节水技术
生物节水是将作物水分生理调控机制与作物高效用水技术紧密结合而开发出的一种农业节水技术。实际上,就是利用作物本身的抗旱、节水性,减少灌水量,提高水分利用效率。采用生物节水技术,关键是要培育节水性强的作物品种。目前,温室生产中一般都选用抗旱、抗寒、抗病性强、高产优质的品种。但还没有把抗旱性强作为选择品种的首要因素,抗旱还没有真正成为育种工作的主要目标,以高水分利用效率为目标的育种工作开展更少。
4. 节水灌溉技术在设施生产中的发展趋势
(1)近年来,现代高新技术的发展,为温室生产中节水灌溉技术的升级插上了翅膀,设施生产中工程节水灌溉将朝着自动、精量发展,保水剂等农艺节水技术的应用将更加普及,选用节水抗旱品种将成为节水措施的首选。
(2)近年来,空间信息技术和计算机模拟技术的发展,为实现作物水分实时监测、自动控制提供了技术基础。国外已大量使用红外枪技术,实现了作物水分信息的采集与精量控制用水,并采用热脉冲技术测定作物茎杆的液流和蒸腾,用于指导精量灌溉。中国在这一方面相当落后,除了进行个别试验外,还没有进入田间生产应用。因此,精量灌溉在中国还有很大的发展空间,也是温室生产中节水灌溉工程技术的发展趋势。
(3)随着保水剂研究的深入和一系列环保问题的解决,具有超强吸水能力的保水剂的应用将更加普遍。在保水剂的作用下,只需很少量的水分就能完成作物生产。另外,结合作物关键需水期,大力发展非充分灌溉,可使灌溉水量更加减少,再次提高灌溉水的有效利用率。不管采取何种节水灌溉技术,节水潜力最大的还是作物或品种本身,即生物节水是节水农业的归结点。不同作物以及同一作物不同品种之间的水分利用效率(water use efficiency,WUE)不同,WUE受数量性状多基因控制,遗传基础复杂,但它是反映品种抗旱性强弱的可遗传性状。研究发现,控制WUE的直接主效基因的遗传规律后,就可以通过遗传工程利用转基因方法进行转节水(高WUE)基目作物的培育和改良。通过作物或品种的自身作用提高其内在抗旱性、节水性是生物节水的最终潜力所在。在节流的同时,还要力争开源,以弥补淡水资源的不足。应加强盐水、污水的处理技术研究,逐步完善其配套的灌溉技术,争取早日应用于实际生产。
参考文献
[1]赵英,郭旭新.节水灌溉新技术在温室生产中的应用与发展[J].农业工程技术(温室园艺),2007(11):17~18.
[2]李永海.设施农业节水灌溉微灌技术在温室中的应用[J].河北农业,2006(8):21.
关键词:移动机器人;电力线巡检;飞行机器人;爬行机器人
供配电中断将导致电力生产者、销售者及消费者的巨大损失,最小化电力线故障具有重要意义。为了尽早检出缺陷并高效维护,配电网络需要定期巡检。在过去二十年中,电力线自主巡检领域开展了大量卓有成效的研究。本文阐述了直升机辅助巡检、飞行机器人巡检、爬行机器人巡检等电力线巡检技g的发展概况及关键技术,对需要解决的问题做了总结,并对巡检机器人的发展前景做出展望。
1 电力线缺陷
电力线缺陷发生在导线、绝缘子、电线塔杆及其它电力线设备中。钢芯铝制电缆上的两种常见缺陷是铝线腐蚀和机械损伤。导线表面铝线断裂可由视觉检出,腐蚀问题只能用特殊设备检测或通过测量导线升温而得知。导线的机械损伤通常是由风致振动,断线靠近夹子及其它配件。由于断线锋利,断线表面的电场强度很高,触发了电晕效应,这种效应可通过紫外(ultraviolet,UV)相机有效检测。
绝缘子缺陷根据绝缘子类型有所不同。玻璃绝缘子缺陷通常可通过视觉检测。陶瓷绝缘子缺陷大多是因为腐蚀,相对较难检测。检测有缺陷的复合绝缘子也具挑战性。视觉检测是最常用的检测技术,其它检测方法是热成像仪、UV相机。
塔杆、塔线设备(隔离器、夹具、阻尼器、灭弧角等)及周围植被都需要定期检查。塔杆和塔线设备会老化或被人为破坏,植被也可能成为大问题,因为通常树木每年长高约50cm,有些树甚至每年可长高400cm。因此,植被与输电线之间的距离需要定期检查。
2 自动直升机辅助巡检
直升机巡检采用陀螺稳定吊舱、红外热成像仪和可见光成像仪等先进设备进行超高压输电线路的巡检操作,具有巡检灵活机动的特点,能在第一时间为电网调度和开展设备状态检修提供真实全面的现场资料,大大提高了巡检效率。
直升机辅助巡检须实现自主电力线追踪、针对电力线的视觉缺陷检测和测量的安全距离。该距离及直升机振动和运动都会对高质量图像的获取产生影响。巡检中更常用到小型直升机,因为它更敏捷、能耗更少、可实现空中悬停。若要执行长距离巡检,直升机必须有足够高的能效。直升机辅助巡检的关键技术是位置控制、电力线自动跟踪、避障、通信、图像采集、自动故障检测、测量安全距离、充电续航。
3 无人机巡检
无人机巡检和自动直升机巡检在一些方面有相似之处,这两种方法都有一些共同的问题,包括相机稳定性、线杆追踪和自主检测故障等。无人机巡检的评估报告显示,无人机巡检比徒步巡检更快,又与昂贵的直升机巡检精确度相同甚至比直升机巡检更精确。无人机巡检在技术上是可行的。
由D.I.Jones领导的研究小组开发了一种视觉导航的配电网络巡检无人机。该无人机转子叶片不暴露,悬停和低速飞行非常有效。无人机装配陀螺稳定相机、导航和定位系统、处理图像和其它传感器数据的计算机、通信系统和充电系统。主要研究目标是无人机位置和姿态控制、协助无人机飞越障碍物和飞近电力线的导航系统设计、以及充电系统设计。
4 爬行机器人巡检
电力线巡检的另一种方法是沿导线爬行、可跨越各种障碍物的爬行机器人。该方法的主要优势是可实现近距离全线高精度巡检,巡检不受天气及空域管制等影响,巡检成本低。近距离检测和低振动水平大大提高了图像采集的质量。爬行机器人悬挂在导线上前进,并可沿输电线路跨越障碍,因此需要较复杂的机器人机构。机器人功能主要包括沿导线自主运动、自动视觉巡检、至少半自主的障碍穿越(也即自主跨越已知或可预测的障碍)。
4.1 机器人机构和越障
武汉大学的吴功平教授团队提出了由2个小臂操作手机构、1个公共的变长大臂机构、2个小臂与变长大臂间各分别有1个绕铅垂轴和水平轴旋转的关节组成的双臂协调移动的机器人机构模型。实现了机器人在一根相线全程线路上的自主行驶运动(滚动、爬行和跨越/避让障碍物)。该机器人目前已在湖南、吉林等省示范运行。
4.2 机器人控制系统
机器人控制系统的主要目标是在机器人越障时提供导航。根据有关障碍物的传感数据,控制系统应能引导机器人跨越障碍。另一个重要问题是消除机器人振动。在风和其它扰动的影响下,电力线和爬行机器人都必然发生振动。振动引起图像及机器人手臂的运动模糊,这些都会减小导线定位精度。
4.3 机器人传感器
爬行机器人所用传感器主要用于机器人控制、电力线巡检和重要参数的监测(供电电压、机器人内部温度等)。最重要的一个传感器问题是导线上的障碍物检测和位置估计,这通常由距离传感器完成。该方法虽易实现,但通常不能提供足够信息以实现障碍物跨越。为自主跨越障碍,障碍物类型必须已知。
4.4 供电
电力线有望为巡检机器人运动供电。有文献提出经由电力线磁场提取能量,具体方法是将磁性铁芯安置在导线周围,电力线中电流越大,转移到次级线圈中的电能越多。
5 结束语
不同类型的巡检机器人各有利弊,在关键技术难点上有一些共通之处,在应用领域呈互补关系。将来我们可能会看到集多种功能为一体的自主电力线巡检机器人。
参考文献
[1]徐显金.高压线路沿地线穿越越障巡检机器人的关键技术研究
[D].武汉:武汉大学,2011.
[2]吴功平,肖晓晖,,等.架空高压输电线路巡线机器人样机研制[J].电力系统自动化,2006,30(13):90-93+107.
1农田节水灌溉技术
现我国使用的节水灌溉技术主要有以下几种:地面灌溉技术低压管道输水技术喷灌地下灌溉。
1.1地面灌溉杈术ife面灌溉运术主要有畦灌沟灌膜上灌以及低压管道灌溉畦灌是指利用防渗沟渠或是管道*将用于灌溉的水源引入畦田当中,然后水源的就可沿着畦田上的纵坡逐渐渗入泥土当中此技术多用于小麦或是谷子等行距较窄种植较密集的作物。
1.2低压管道输水技术低压管道输水就是指将水渠用管道代替,然后通过低压将水源输送到田间,低压管输水系统主要有移动式半固定式及固定式3种'1.3喷灌喷灌是指经台加压后将水喷射到空中,水流形成水滴再洒落到地面使地面保持湿润喷灌技术主要有固定式半固定式以及移动式相比于地面灌概,其可节约30%到50%的永,可增产10%到30%/其具有省地保地及保肥等优势进行喷灌要用到的机具很多,喷头的种类也比较复杂,比如有摇臂式垂直摇臂式全射流式及蜗轮蜗杆式等。
1.4地下灌溉地下灌溉主要有地下水浸润灌溉和地下渗灌其主要是行在地下修长管道,然后利用地下管道将水源引入田间,通过毛细管将水渗入泥土当中。
2农田节水灌溉技术的发展趋势
由于农田节水灌溉技术的多种优势可知,该技术势必会在将来的农业发展中有更加广阔的应用而通过研究发现,该技术的发展趋势主要体现在以下几个方面首先,农田节水灌溉技术在今后的发展中,在技术方面含量会更高并且逐步向着高科技的方向发展其次,农田节水灌溉技术在今后的应用中,其管理水平也会向着精确化自动化的方向发展再次,在农作物的农田节水灌溉技术方面,木仅仅只是依赖于喷_技术,而是要向着综合利用方面发展,从而在节能方面做到更好总而言之,农田节水灌溉技术是未来我国农业灌溉方面研究的一个重点和热点我们相信,在农田节水灌溉技术相关研究人员的不断努力下,农田节水灌溉技术在不久的将来,会被广泛的运用在我国农业的发展中,并且为农业的进步,为水资源的可持续利用做出更大的贡献。
3农田节水灌溉发展对策
通过上述研究可知,农田节水灌溉技术对于农业的发展以及对于水资源的节约等都有看不可忽视的重要作用因此,我国农田灌溉领域要不断的加强对农田节水灌溉技术现状如研究,并且着眼与未来农田节水灌溉技术的发展趋势,研究其技术发展的方法和对策笔者在此对农田节水灌溉技术发展的对策进行了一定的探索,希k可以为农田节水灌溉技术水平的提高而做出一些贡献
3.1大力发展并推广节水灌溉技术在这方面首先可約用水稻
旱育抛秧覆盖地膜秸秆还田深耕松土中耕除草施有机肥等措施*加强土壤对雨永的蓄集能力以及保瑜能力其)欠,可通过引进抗旱品种或是对作物结构进行调整,尤其是#对干旱缺水的地区,这样才能尽可能地实现节水从农作物的生长阶段来看,灌溉主要发生在播种前催苗期生长_以及冬季等。
3.2要因地制宜地推产节水灌溉技术4使节水灌溉工程能够稳定健康地向前发展,就必须坚持“因地制宜注重实效,,的原则,从全局及长远出发,决策慎重,管理严格,以使令水灌溉工程能够合理推进另外还要注意,节水灌溉技术不仅仅是一项工程,其关系着整个社秦的发展经济的发展,若不能使农民从中受惠,那么此技术就得不到农民的拥护,自然也就发展不起来因此在推广节水灌溉技术时一定要注意根据各地不同的地理位置及气候条件来决定其发展方式及管理模式
3.3提高人们的节水灌溉意识农田节水灌溉技术的发展不仅需要专家学者的不断研究,同时更需要农民在实际的灌溉中加以应用而要想使得农田节水灌溉技术广泛的应用于农田领域,就必须要高人们的技术灌溉意识一方面,可以通过电视宣讲等多种媒介来对农田节约用水重要性如宣传,从而从思想上运用农田节水灌溉技术;另一方面,政府要对农田节水灌溉技术的实施给予政策上设备上的支持和鼓励,进而为农田节水灌溉技术的应用提供一个良好的环境
3.4加强科研投入,改造技术要想提高农田节水灌溉技术水平,除了要做好以上几个方面的土作外,还需要在科研方面进行进-步的提高,进而使得农田节水灌溉技术有更有效的实施方法因而,国家相关部门应该加大在农田节水灌溉技术方面的科研接入,使得更多的研究人员致力于农田节水灌溉技术的研究之上
农田节水灌溉技术及发展趋势的研究涉及的方面很多,所以,对于其技术及趋势的研究就可以从多个角度进行考虑而以上仅仅只是笔者对于农田节水灌溉技术其发展趋势的几个圭要方面的研究,并且由于笔者对于该技术的研究能力有限,所以以上研究也比较浅显,因而仅仅凭借这些研究来提高农田节水灌溉技术水平是远远不够的对于农田节水灌溉技术及其发展趋势的研究还有待进一步的探索。
结束语
综上所述,农田节水灌溉技术的研究不仅有利于农业领域的发展,同时,更加有利于我国水资源的可持续利用然而,农田节水灌溉技术及发展趋势是一项比较复杂的技术,再加之我国相关领域对于农田节水灌溉技术的研究还没有达到一定的深入程度,因而不利于实际技术灌溉技术的发展所以,在今后的农田灌溉领域的发展中,要不断的加强对农田节水灌溉技术及发展趋势的重视和研究,并且要从农田节水灌溉技术的多个方面,从其发展趋势的多个角度进行研究,从而研究出更有效的促进我国农田节水灌溉技术发展的方法和措施。