灌排新技术常见问题解答10.doc

灌溉排水新技术百问百答（第十期）第9章 灌区现代化管理技术本章主要介绍了灌区现代化管理的有关内容。通过学习，应了解量水自动化技术的基本原理及其在灌区管理中的应用；了解灌溉工程自动控制技术的基本原理及应用；了解计算机技术在灌溉排水系统管理中的应用现状、范围、方法和应用前景。92、灌区用水管理现代化包括哪些内容？灌溉用水管理现代化的基本内容包括：1)灌溉用水信息管理现代化。包括：灌区气象、水文、土壤、作物、地下水等各种自然信息的自动监测、采集与传输，数据自动处理；以及灌溉预报与计划用水的信息化管理。2)灌溉及灌溉设施管理现代化。包括改善和改建渠道及各种建筑物，采用新的量水配水设备，进行灌溉用水实时监测，灌溉设施运行管理自动化和半自动化调控。3)灌区行政事务及附属设施管理现代化。包括灌区水费、财务、文书、行政、人事、组织以及通信、交通、环境等方面的现代化管理。93、灌区量水自动化仪器有哪些？概括起来，自动量水可分为两类，第一类是对传统量水设施安装自动化仪表，实现水量的自动计量；第二类是集成化的自动量水设备。本节将重点介绍与自动量水有关的技术。（1）配套自动化仪表根据量水槽的量水原理，研制与之配用的二次电子仪表，可以实现水位、流量及累积水量的计量。HBML一型明渠流量计HBML-型明渠流量计与各种标准量水堰槽配用，可以连续监测明渠中水的流量，累计水量，也可作非接触式液位计使用。该仪器采用超声波穿过空气，以完全非接触的方式测量明渠堰槽内的水位高度，再由微处理机自动算出对应的流量值。测流量时，液晶显示瞬时流量及累计流量；测液位时则显示液位及上下限报警指示。WL一1A超声波明渠流量计WL1A型超声波明渠流量计与上述量水堰槽配用，可对明渠流量实现连续自动监测，充分利用了当今电子技术的最新成就，通过微处理机智能控制，可分别或同时与污水记录仪、打印机、水质采样器、计量泵及自动加药流水线装置连接，从而自动安全、准确地测量，记录水流流量过程。与灌溉渠上的水量槽配用，可实现流量或水量的自动化计量。 DYML超声波明渠流量计该仪器是用于实时明渠流量监测的一种计量仪器。产品分为DYML-I型和DYML-型两种。（2）渠道量水计渠道量水设施按量水建筑物的结构形式与水流特点，一般可分为量水堰、量水槽、量水计和闸涵量水四大类。94、IC卡灌溉管理系统由哪些部分组成，该系统有何特点？系统组成：系统硬件由中心控制系统和多台安装在泵房的分机组成。中心控制系统是指发卡机或内置读卡器的计算机(通常称为发卡计算机)。分机指智能卡机井灌溉管理机。管理软件系统由系统维护、卡片管理、分机管理、综合统计、安全加密、辅助系统等子系统构成。系统可以完成对数十台、数百台智能卡灌溉管理机的综合管理。为适应农村计算机尚未普及的情况，设置配套了专用发卡机。系统特点：（1）管理功能强大主要功能有：计量功能收费功能打印功能统计功能。（2）控制灵活IC卡可进行远距离联网控制，也可对不能联网的小范围应用系统提供单独服务。由于系统内部划分了子系统，能适应现在农村中的一个区域(如乡镇、自然村)划分为若干小区域的情况。（3）适应性强使用寿命长系统中的机井智能卡管理机配合相应的附属设备可以控制各种功率的机井，可以根据农村电网的实际情况做到宽电压设计，在320420V交流电仍可稳定工作。系统均采用可靠性高的元器件，适应北方恶劣气候，具有防潮、防水、防尘的功能。机内置非法卡保护电路，可以防止各种不同的卡片(如铁片、塑料片等)插入造成危害。智能卡及各分机(管理机)均符合ISO7816标准，可长久重复使用，设计使用寿命超过10万次。（4）系统安全性高 该系统使用的智能卡采用先进的系统加密技术，使用安全。运行过程中，自动启动柜能够配合机器，实现水泵的自动控制，并对水泵的缺相、欠压、过压、过载以及其他不正常运行随时检测，确保水泵安全运行。95、灌溉工程常用的自动控制模式有哪几种？两点式自动控制系统有何工作特点？自动控制器通过操作而使被控变量回复至要求值。操作的方式称为控制模式。常见的控制模式有：两点控制、三点控制、比例控制、积分控制、微分控制。两点控制通过操作调节器使其处于两个极端位置之一，而对相应于设定值的偏离做出响应，但对任何中间位置则不进行控制。因为这两点处于完全断开或完全闭合状态，所以这种控制也称为开关控制。96、计算机在灌溉系统管理工作中主要被应用于哪几个方面？近年来,计算机技术在农业水土工程建设与管理中正在发挥越来越重要的作用,而在灌溉系统管理工作中,主要应用于以下几个方面：(1)数值计算数值计算是计算机在灌区系统工程中应用最早，也是最普遍的方面。因为在灌排工程中，有大量的数值计算工作，包括数值模拟、实验数据处理、系统分析、规划设计、经济技术计算与分析等。(2)数据库与信息管理在灌排系统工程中数据库的应用，除了常见的、较通用的数据库管理系统，如人事、工资、行政、材料等方面以外，不少单位开发了一些专业性的数据库管理系统或信息管理系统，如水土资源管理系统、灌溉数据库、水土保持管理系统、灌溉管理信息系统、抗旱信息系统等等。一些灌区还使用了遥测、遥控技术，开发了从数据采集、数据处理到优化配水的灌溉自动化管理系统。随着网络技术、信息技术和多媒体技术的发展，灌区系统工程信息管理将会得到进一步发展。(3)计算机辅助设计计算机辅助设计把计算、设计、绘图等工作结合在一起，可以大大地缩短工程设计的时间，提高工程设计的效率和精度，减少设计人员的繁重劳动。在灌区系统工程方面，计算机辅助设计已应用于灌溉、排水工程规划设计、水土保持工程规划设计等，都取得了良好的效果。(4)计算机控制与遥测在灌排系统工程中，为了适时进行灌溉、排水、防洪及其他管理工作，常需要对水源和灌溉渠系上的监测控制设备，如遥测设备、灌水器械或灌排系统的闸门，进行自动化操作。我国一些大型灌区已开始进行这方面的工作，收到了一定效果，为实现灌区系统工程现代化管理迈开了新的步伐。(5)计算机信息管理计算机同现代通信技术、网络技术的结合开辟了计算机应用的新途径计算机信息管理，把现代管理工作提高到了一个新的水平。在灌区系统管理方面已经成功地应用灌溉用水信息管理、灌溉预报、旱情预报信息管理等成果，大大提高了灌区系统工程的现代化管理水平。97、灌溉用水信息管理系统主要包括哪几部分？各部分主要内容是什么？灌区用水信息管理系统是以微机系统为基础，包括数据采集系统、通信系统、数据库与数据处理系统、计划用水管理系统等软硬件在内的综合系统。各地多个单位研制了不同的灌区用水信息管理系统，尽管采用语言、结构形式、界面有所不同，但其整体功能大同小异，信息管理系统中各子系统功能简单介绍如下：(1) 灌区用水信息管理中心。灌区用水信息管理中心的任务是控制和管理各个子系统。它可以接受来自信息采集系统的信息，外部机构(水文、气象部门)提供的信息和灌区历史资料，并通过数据管理系统送人数据库。按照信息采集子系统所提供的用水信息进行灌区用水信息管理。例如按照配水计划或应变计划进行闸门及灌溉设施的操作；与管理站(段)进行电信联系，下达管理指令，并进行渠道和泵站的水位、流量监测。(2) 灌区用水信息采集传输子系统。灌区用水信息采集传输子系统的任务是通过各种传感器、数模、模数装置及电信传输系统把所接收到的各种气象、水文、土壤、作物等信息传送到信息管理中心。它由以下部分组成。1)气象信息采集系统：采集并传输气温、气湿、日照、风速、风向、蒸发量、降雨量等数据。 2)水文信息采集系统：采集并传输河流水位、流量、泥沙含量、地下水位、含盐量等数据。3)土壤信息采集系统：采集并传输土壤含水量、土壤温度、土壤盐分及养分含量等数据。4)作物信息采集系统：采集并传输农田作物生长发育状况、植物叶水势、作物冠层温度等数据。此外关于农业生产计划、耕作栽培方法、施肥制度等作为农业生产资讯，亦可纳入灌区用水信息系统。(3)数据库管理系统。数据库管理系统的主要任务是管理灌区各种数据(包括来自外部的资讯)，即进行数据的存取、增补、修改、加工、检索、打印等。(4)用水信息管理子系统。接受信息管理中心的指令，从数据库管理系统和信息采集系统取得数据，进行水源预报和灌溉预报(包括作物需水量预报、土壤含水量预报)；拟定灌溉制度，进行灌区计划用水管理，即编制和修改灌区各级用水计划，进行渠系水量调配与优化配水，并及时进行计划用水总结。98、节水灌溉决策支持系统主要包括哪几部分？各部分主要作用是什么？节水灌溉专家系统结构由6部分组成：用户接口，它是专家系统与用户及各模块间的交互接口；中间数据库，又称“黑板”，用于存放各种中间结果和通讯信息；知识库，存放与数据采集、数据库、模型库、地理信息系统等的接口规则，数据提取机制，模型库管理规则链，以及节水灌溉专家知识等，包括事实性及规则性知识；推理机，即如何应用知识，进行各种推理或搜索的策略，它由主控程序及完成各种任务或推理功能的程序组成；解释器，该模块向用户解释所得决策或结论的推理过程及其依据；学习器，根据系统运行经验，不断自动地修正和补充知识库的内容，达到自己学习的功能。99、土壤墒情监测有几种方法？各自特点是什么？土壤墒情监测有以下几种：(1)负压计土壤湿度监测系统负压计，又称张力计，以测量土壤负压(张力)来显示土壤水分状况。负压计瓷头埋设于土壤中某一高程后，负压计内部的水分通过瓷头上的微孔同土壤水分进行交换，使内外水势渐趋平衡，仪器上所指示的负压值即代表土壤水势，可以直接反映土壤水分能为植物吸收利用的程度，同时又可换算为土壤含水率。负压计结构简单，易于制造，因此使用较为广泛。但是负压计易受环境温度的影响，仪器稳定性较差。此外，负压计具有滞后性，往往不能及时反映土壤水分状况，在土壤干燥过程中尤为显著。(2)中子土壤湿度计中子土壤湿度计以测量快中子与土壤水分中氢原子碰撞而转化为慢中子的数量来感知土壤水分状况。土孔上下移动即可测定不同高程点的土壤含水量。目前主要采用手工方法测量，也可以改造为自动化或半自动化监测仪，从田间监测室监测，以防止或减少中子对人体的辐射。(3)透射仪透射仪利用射线透射土壤后的衰减程度来测定土壤水分状况。此种装置在实验室内应用效果较好，可进行土壤水分自动化和半自动化监测。(4)时域反射仪时域反射仪(TDR仪)，利用时域反射原理定点测量某一土层内的土壤水分情况。此仪器有较好的测量效果，是目前较先进的土壤湿度仪，便于实现自动化监测，但价格较为昂贵。(5)电阻电容式土壤湿度监测系统电阻电容式土壤湿度监测系统包括电阻式土壤湿度监测系统和电容式土壤湿度监测系统，它们分别以电阻式土壤湿度传感器和电容式土壤湿度传感器为基础。电阻式土壤湿度传感器，用装有电极的感湿材料做成传感器的感湿元件(探头)，感湿材料常为石膏、陶瓷、尼龙丝绕块等。将感湿元件埋设在土壤中某一定点上，使其同土壤保持紧密接触，以便感湿元件的水分与土壤水分达到平衡，由于感湿元件的电阻值与其含水量具有一定关系，测量感湿元件的电阻值可以得到感湿元件的湿度，从而间接求得土壤湿度。感湿元件在同土壤进行水分交换的同时，也常具有溶质交换，特别是由于元件埋设时间较长以后，元件中常有溶质积累，从而影响到水分测定的精度。此外，由于感湿元件具有一定的滞后作用，往往不能及时反映土壤水分现状。电容法测定土壤湿度是根据土壤介电常数随土壤湿度变化的原理来进行的。它同电阻法相比，受土壤盐分的影响较小。100、关于课程考核“灌溉排水新技术”课程采用平时作业考核和期末考试相结合的考核方式。课程考核满分为100分，其中期末考试成绩满分为100分，占考核总成绩的80%，平时作业考核成绩占考核总成绩的20%。平时作业按照本课程“形成性考核册”要求完成，由辅导教师按完成作业的质量评分。学员平时作业的完成、阅改情况由中央电大和省电大分阶段进行检查。期未考试由中央电大统一命题，统一组织考试。本课程考试着重考核学员对“灌溉排水新技术”课程的基本概念、基本理论和基本计算技能掌握的情况。考试试题的难易度分为容易、中等和较难三个层次，其组成比例为30:50:20。课程按照“了解”、“理解”、“掌握”三个层次提出应达到的考核标准。试题中各种能力层次的试题题量如下：属于要求“了解”内容的考题分数小于或等于10分；属于