水利灌溉自动化技术

丁万峰

（大连市金普新区农业农村发展服务中心，辽宁 大连 116100）

1 土壤水分传感器控制器

用土壤湿度传感器确定含水量有两种基本方法，即张力传感测试和体积传感测试。通常，体积传感器设计用于根据土壤的介电常数估算土壤体积含水量。水的介电系数远大于其他土壤成分，如空气。因此，介电常数的测量提供了对含水量的可预测估计。在基于体积传感器的灌溉控制器中，控制器具有可调节的阈值设置，单个传感器可用于控制多个区域的灌溉，或者多个传感器可用于多个区域。在多个区域使用一个传感器的情况下，通常是最干燥或最需要灌溉的区域。为了确保所有区域的充分灌溉，选择传感器位置。然后，可以在其他区域调整控制器的运行时间，以限制过度灌溉。研究者们发现，与理论需水量相比，土壤水分传感器系统平均减少了73%的用水。

2 蒸发控制器

蒸发灌溉控制器根据不同地区水蒸发情况提供灌溉。蒸发控制器可以作为现有灌溉定时器的补充或作为单一组件标准定时器使用。为了有效使用蒸发控制器，可根据现场特定条件（如土壤类型、植物类型、土壤湿度等）对参考地区进行调整。研究发现蒸发灌溉控制器可节省25%～63%的水。在使用蒸发控制器时，重要的是确保特定场地条件的适当参数设置，以实现节水和最大化草坪质量

3 雨水传感器

雨水传感器设计用于在一定程度的降雨后中断预定的灌溉事件。灌溉计划被编程到计时器中，灌溉频率和灌溉深度会影响雨水传感器，从而根据当地降雨量绕过或允许编程的灌溉事件。雨水传感器使用吸湿多孔圆盘来触发灌溉旁路，当圆盘吸水时，它们的大小与吸水量成比例地膨胀。当圆盘膨胀到可耗尽时，设置开关打开并保持打开，直到圆盘干燥和收缩。圆盘干燥所需的时间由环境决定，如太阳辐射、相对湿度和风速等条件。许多对雨水传感器的研究表明，在正常降雨频率下，它们可以节省高达34%的水量，而不会对作物质量产生不利影响。此外，传感器的回收期估计超过10年。另一项研究表明有雨水传感器的农田比没有雨水传感器的农田灌溉水量减少了80%。

总的来说，本文介绍的每种技术的正确安装和设置，是决定每种系统减少用水并保证作物质量的一个重要因素。体积含水量阈值是正确制定灌溉计划一个重要因素。与土壤水分传感器控制器相关的灌溉计划对实现节水至关重要。对于蒸发控制器系统，输入参数影响施加水量和雨水传感器的频率，所以必须考虑阈值设置和灌溉频率，以确保系统正常运行。