小型一级抽水站自动控制在水稻控制灌溉中的应用实验

2011-09-11张之斌李守栋

治淮 2011年10期

张之斌李守栋卢静

张之斌李守栋卢静

一、项目提出的背景

水稻控制灌溉技术作为现代农业灌溉新技术，具有明显的节水、高产、优质、高效的特点。但在实际应用和推广中有一定的难度，水稻控制灌溉是以水稻各生育期需水量的不同来控制稻田的水层深度而实现，在实际操作中较难掌握，且农村泵站管理人员，大多知识水平偏低，认为操作起来太麻烦，距指标要求偏差较大，因此一定程度上影响了该技术的推广应用。

为做好此项新技术的推广，在应用过程中尽可能地接近控制指标，作为一般泵站管理人员便可以轻松实现，以大大降低此项技术推广和应用的难度，并做好真正意义上的水稻控制灌溉，为此在广泛征求种植户和泵站管理人员意见的基础上，设想有一种设备或装置将水稻各生育期所需田间水层深度要求储存起来，管理人员只需点击水稻所处的生长期按钮，就可实现水稻按控制灌溉指示所需的水量进行灌溉。

二、项目的总体构思与可行性

按照水稻控制灌溉技术指标要求，将水稻各生育期所需田间储水层深度定为实验装置的控制数据，再将这些不同的数据转换为电信号，与田间水层深度检测装置检测到的水深电信号进行比较，由比较后的电信号控制水泵机组的开机时间或抽水量来实现水稻的控制灌溉。这就是该实验装置的总体构思，见图1。

实验装置构思的可行性：首先利用水的可导电性来实现水层深度数据与电信号的转换，此项技术多年来一直被各行业的自动控制系统所采用。电信号经晶体管放大电路或集成运算放大电路放大后推动由晶体管或集成电路构成的开关电路，为确保电信号的稳定性和抗干扰能力，可用数字电路将电信号转换为数字信号作为晶体管开关电路的控制信号，再由开关电路直接控制水泵机组的起动、运行和停止，此技术在1979年被应用在沛县西关闸的自动控制装置中。实验装置构思可行，且元器件易购。水稻各生育期所需田间水层深度可在《节水高产水稻控制技术》等资料中查到或由徐州市水利局水科所提供。

三、实验项目的主要环节

1.数据信号的转换必须稳定可靠。

2.输入信号与检测装置检测到的信号及比较后的信号输出可靠。

3.检测装置应能可靠地反映田间水位变化的实际情况。

4.放大电路、数据电路和开关电路工作稳定，要有较好的抗干扰能力。

5.实验装置应便于安装、耗电少等。

四、该实验项目的局限性

目前该县共有水稻面积近40万亩，小型抽水站995座，用于一级灌溉的约600多座，一座站控制连片地的泵站约200多座，控制水稻面积约15万亩。由于该实验装置是直接控制泵站水泵机组，而非控制各进水口门，因此只适用于一站灌溉一个连片地的泵站。对一站灌溉多片水田地的，应控制地块进水口门，而不能控制水泵机组。

五、效益分析

1.经济效益分析

该实验装置应用后，可使沛县水稻真正意义上实现节水控制灌溉，做到灌溉节水、节能，水稻优质、增产，达到农民减负和农业增收的双重目的。

（1）节水、节能效益

沛县目前水稻面积约40万亩，其中约有15万亩可直接适用该实验装置。传统的水稻灌水方式亩灌溉用水量约为750m3，控制灌溉后的水稻亩用水量约为300m3，一亩地可节约用水450m3，则15万亩水稻可节水大约6750万m3。每方水耗电量以0.03度计，电费以0.5元每度计，则可节约用电202.5万度，节约资金101万元。以上计算分析仅为抽水电费节约，不包括其他费用。

（2）水稻增产效益

传统的灌溉方式水稻亩产量约为580kg，节水灌溉后的水稻亩产量可达到620kg（增产比例按有关资料提供），每亩可增产40kg，则15万亩水稻可增产600万kg，增收400万元。