灌区水生态文明建设思考论文
灌区是指有可靠水源,输水系统和排水系统都相应比较完善的灌溉面积,它不仅充分利用了天然的光,热,土壤资源,还有人工安排的作物种植,在这里,作物有最利于生长的环境,是一个理想的粮食产区。自从党的十八大提出,大力提倡生态文明建设,灌区也一直在向着这个目标前进。但是,当前灌区存在一些生态与环境问题,本文结合多方经验,指出这些问题所在并且提供了一些解决措施,希望为灌区水生态文明建设提供帮助。
1灌区在我国国民经济发展中的重要作用
因为灌区有着作物生长的理想环境,阳光充足,水源便利,所以植株成活率和粮食的产出率都特别高。众所周知,中国作为一个农业大国,要用占世界百分之七的土地养活占世界百分之二十的人口,对粮食的需求很大。而且,从古至今,农业就是中国国民经济的基础。所以,国家着手于建立各种规模的灌区,以此来提高我国粮食产量。据统计,灌区已经以占全国耕地百分之四十的面积生产了占全国总产量百分之七十五的粮食和占比百分之九十五的经济作物。所以灌区在推进我国国民经济发展和保障民生中占有重要地位。
2生态型灌区模式
2.1定义
生态文明是人与自然,社会和谐发展的一种状态,建设生态文明是为了追求和谐共生,可持续发展以及良性循环。灌区是一个比较理想的生态系统,建设生态型灌区是指我们在追求粮食产量的同时还要追求人与自然和谐相处,把资源利用和资源保护达成协调,把现代科学技术成果和传统农业的有效经验结合,形成经济,生态,社会的效益统一。
2.2基本特点
生态型灌区可以概括为三个特点:现代性,协调性,发展性。现代性是指生态型灌区注重利用现代科技来提高灌区生态环境,提高耕作效率,增加粮食产量,完善生态系统,实现科技兴农。协调性是指生态型灌区要实现人,自然,社会的.和谐发展。既要提高粮食产量,又要节约人力,物力资源,使保护环境和社会经济协调发展。发展性是指随着社会的发展,生态文明的含义也一直在演化,逐渐丰富,被赋予新的含义,所以生态型灌区的定位和标准也不是一层不变的,会一直与时俱进的。
2.3实质
生态型灌区所要达到的状态是人与自然和谐相处,各种资源之间可以有效循环,协调配合,同时达到节能减排。灌区水生态文明建设要做到,实现节水节能的优化技术,以及污水废水的过滤再用,形成对水资源的高效利用。其次还要实现水保护与治理,水文化与人文景观,建立一个完善的灌区水生态文明系统。
3我国灌区水生态文明建设目前存在的生态与环境问题
3.1灌溉水利用率低下,可供水量减少
由于输水系统和引水系统基础设施的不完善,灌溉水利用率低下,我们所提供的用水量是需水量的数倍,严重造成了水资源的浪费。现在全球水资源紧缺已经是一个越来越严重的问题,可以引到灌区用作灌溉水的本来就少,加之灌溉水利用率如此低下,所以可供水量就随之减少了。
3.2生物多样性破坏,生态链失衡
因为灌区农作物居多,需要进行防水防洪等应急处理,所以采用混凝土,石灰等硬化材料进行修建堤坝,这样的工程导致靠近修建部分以及周围的土地变质,产生了硬化现象,无法进行植被种植。这样不仅减少了灌区可利用面积,而且这部分土地的质量也会影响周围植被的生长状况,所以破坏了生物多样性,导致了生态链失衡。
3.3污染物过量排放,灌区水体污染
灌区污染物的来源主要有两大方面:灌区农作物经常需要施肥,这些化肥通过施肥工具,或者残留在作物表面未被吸收,进而进入河流,引起灌区水体污染。另外一个严重的就是,在灌区附近有工厂,工厂排放的污水途径灌区水的输水和排水处,过量的废水废气则造成了灌区水体的严重化学污染。
3.4不合理的灌溉模式引起灌区土壤质量退化,生产力降低
不合理的灌溉模式有很多,比如灌溉采用的水是地表水而不是地下水,这样的话,地下水的供给量多于使用量就会导致地下水的水位持续上升。而土壤中的地下水的水分会被蒸发,但是水中的盐分却留在了土壤中,并且不断聚集,长此以往土壤中的盐分就会过高,从而导致土壤碱化,生产力降低。
4解决灌区水生态文明建设采取的技术措施
4.1推广节水灌溉技术,提高水资源利用效率
水资源是有限的,适合人类饮用、作物生长的淡水资源更是少的可怜,我们的生活片刻也不能离水,而为了避免“最后一滴水是人类的眼泪”这样的窘境,我们必须充分利用水资源,不浪费任何一滴水。从农业生产上来说我们要采用哲学上“系统优化”的方法原理,优化农业生产系统,第一,我们应该改变过去那种简单粗暴的灌溉方式,利用现代的科学技术,采用节水灌溉技术,如喷灌,微灌等;第二,我们要防止田地里水的下渗,对于这一点可以采用工程手段解决,塑料膜防渗等。推广节水灌溉技术,不仅可以提高水资源的利用效率,还可以节省农业生产的成本,提高产量,并推进农业生产的现代化建设。
4.2防治农田非点源污染
非点源污染是农业生产中的一个非常棘手的问题,比之点源污染,它更加难以防范,不可捉摸,但实践出真知,在长久的实践过程中,我们还是找出了防治非点源污染的办法。第一,我们需要合理安排耕作制度,科学使用化肥农药,控制化肥农药使用量,减少化肥农药对土地和水源造成污染的机会;第二,发挥湿地生态净化的作用。4.3合理使用农药,化肥农药和化肥是把双刃剑,一方面,它们的出现是为了铲除害虫,增加产量,可以说它们提高了农业生产的效率与质量,另一方面,化肥会严重影响土壤成分,污染土地,使土壤出现板结的状况,农药又可以通过水循环等途径在人畜体内积累,危急人类的健康,更有甚者会致人死亡。正是因为化肥农药的弊端而使绿色食品被卖出了“天价”但不可否认的是化肥农药确实对农业生产有巨大的帮助,因此,我们应该合理使用化肥农药,如使用高效低毒的激素类农药,在农业专家的指导下合理使用化肥等。
5结语
对灌区水生态的维护,从小的方面来说,是关系到灌区人民的利益,从大的方面来说,灌区作为国家的重要粮食基地,这也符合国家的利益。因此,对灌区水生态的保护,不止是国家应该考虑的事,也应该是所有的中国人民的责任,我们每一个人都应该为灌区水生态文明建设贡献自己的力量。
参考文献:
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现代化智能灌溉技术推广困难与发展方向论文
在学习、工作中,大家都接触过论文吧,通过论文写作可以培养我们独立思考和创新的能力。那么,怎么去写论文呢?以下是我为大家整理的现代化智能灌溉技术推广困难与发展方向论文,仅供参考,大家一起来看看吧。
摘要: 本文阐述了农业灌溉技术的现状和发展方向,对物联网、无线传感器、大数据以及智能感知等人工智能技术与灌溉技术相结合,实现农业灌溉的智能化、规模化管理,以及农业生产的灌溉环节面临的困难和挑战做出了深入的分析,对农业生产的智能化有一定的参考意义。
关键词: 智能灌溉;传感器;无线;物联网;大数据;
农业是社会生产和生活的基础。随着科技的发展,各项技术不断应用到农业生产中,“智慧农业”以智能感知、物联网、大数据和机器学习为依托,逐渐成为现代农业建设的主方向。
水资源的储备和利用技术与现代农业的发展休戚相关,水资源的不合理利用,甚至浪费,成为农业现代化发展的瓶颈。另外,水资源的地域分布不均和季节分布不均,干旱缺水与水资源短缺已成为制约现代农业可持续发展的重要因素。一方面是水资源严重不足,一方面是不科学的灌溉方式,这不仅造成了水资源的浪费,更加剧了水资源的短缺。另一方面,气候变化及其影响也是现代化智能灌溉要面临的挑战。气候变化会导致水质的下降,水和土壤盐分的增加,进而加大灌溉需求,最终导致农业生产成本的提高。
农业智能化灌溉技术通过基于无线传感器技术的物联网技术、云计算技术、大数据技术以及人工智能技术等,集智能感知、智能预报、智能决策、智能分析为一体,为农业生产灌溉提供智能预测与决策方案,达到精确化灌溉的目的,是高品质农作物产品生产的重要一环。
因此,发展农业智能化灌溉技术,实施旨在改善水资源管理的技术创新,实现水资源的合理利用,同时,能够实施水肥一体的灌溉技术的革新,在大幅减少灌溉水用量的同时,能够降低农作物生产成本,提高作物的产量和质量,是目前我国农作物生产的一个战略目标。
1、我国农业灌溉技术的现状
灌溉行业发展迅速,在欧美发达国家已经有了成熟的应用。以滴灌、喷灌为主的水肥一体化灌溉模式在国外已经非常普及,但国内,农业生产企业总体上对于水肥一体化的认知程度还是不够。
我国大部分地区,特别是北部地区,由于干旱气候决定的资源性缺水比较严重,而中部地区则同时面临着严重的水质性缺水和资源性缺水。即使是南方地区,也存在季节性缺水的情况,给农业生产发展带来了阻碍。同时,气候环境、温室效应等因素也使得水资源的供需矛盾日渐显现,在一定程度限制了这些地区的经济发展和繁荣。
目前,农业生产灌溉技术主要采取滴灌、喷灌、微灌等节水灌溉措施,虽然相对于大水漫灌而言,已经实现了较高的效率,但从综合效果看,还无法根据农作物的生产环节进行按需灌溉,精细化程度远未满足当下生产的需要。公开资料显示,生产一公斤粮食耗水量高达800公斤,相对于先进国家,生产一公斤粮食耗水量约为500公斤,差距还是很明显。
传感器的兴起使农业生产更加精准和安全,比如,现在许多灌溉公司正在开发跟气候环境、土壤环境相关的传感器技术,通过物联网技术,来实现对农业灌溉的精细化管理和控制,但目前,特别是国内,对这些技术的应用,还处于探索初级阶段。
为了全面实现我国农业高效灌溉系统的建设,必须要大力推广基于物联网结合无线传感器技术的农业灌溉应用,建立基于物联网和传感器等新技术基础上的节水灌溉体系。
2、实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术的意义
2.1实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术,为实现我国从传统农业向现代化、集约化、规模化农业发展提供了一个强有力的.技术支持,是解决我国农业灌溉作业中水资源短缺问题的最佳途径。
2.2农业生产中,灌溉环节是最为重要、也是人力成本花费较高的环节。智能化物联网灌溉技术的应用,不仅能够节约灌溉用水,还能够最大化降低人力成本。
2.3实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术,能够对植物生长的各个环节进行精细化的监控,提高作物产量;另外,结合水肥一体灌溉技术的应用,还有利于提高和改善农作物的品质和产量,达到增产增收的效果。
2.4实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术,能够实现灌溉的自动控制、远程控制,减少人为操作的盲目性与随意性,提升农业灌溉的综合管理水平,改变原先粗放式的灌溉模式,全面提高农业生产的效率,为规模化、集约化农业生产奠定基础,有效地缓解我国灌溉水资源紧缺的问题。
综上所述,基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术,必然成为今后农业智能化灌溉发展的趋势。
3、现代化智能灌溉技术推广的困难
3.1商业型智能灌溉设备系统成本高昂,中小农业商户承担不起费用,无法使用智能灌溉系统,比如:典型商业传感器非常昂贵,因此提供可连接到节点的低成本传感器用于灌溉管理和农业监控系统,成为推广智能灌溉的一个挑战。
3.2不同土壤类型和土地所需的灌溉水量不同,如果没有因地制宜地实施灌溉方案,使用过多或过少的水量都有可能造成产量损失或质量达不到要求。在过多灌溉的情况下,径流会导致营养物的流失以及水资源的浪费;水量过少,无法满足农作物生长需求。使用智能灌溉调度系统可以帮助用户确定最佳的灌溉方案,有效提高生产力并减少这些不利的环境影响,也是农业灌溉智能化地必要途径,由于前期需要高投入,农民地积极性很难被调动,致使新技术的实施进展缓慢。
3.3基于物联网和无线传感器的智能灌溉技术,涵盖了农业科学,电子科学,计算机信息科学,环境科学等多学科技术,比如,不同类别的的作物对土壤环境和温湿度环境的要求是不同的、地下根部分和地上茎叶部分对水分要求也不同,有的作物的价值在根部,有的作物价值在叶部,因此,就需要灌溉系统根据不同的要求采用不同的灌溉方式。因此,智能化灌溉技术的实施,有比较高的挑战。
4、现代化智能灌溉技术的发展方向
基于物联网和无线传感器等智能感知技术的现代智能灌溉技术,利用无线传感器技术,采集土壤的温度、湿度、酸碱度以及土壤的水分含量、二氧化碳浓度等土壤墒情信息,结合气候环境传感器采集的温湿度、光照强度等环境信息,实时监测周围环境的变化,甚至能够监测到作物表面的水分等作物生理信息,并通过物联网无线通讯网络,将采集的原始信息传送到云端数据中心进行处理、存储,实现信息互通与共享。再通过大数据技术对这些信息进行综合对比分析,根据分析结果对灌溉实行智能化的判断,制定出最适宜作物生长的灌溉方案,根据需要实时、自动驱动相应的灌溉设备,对农作物实施智能化、精细化的灌溉,灌溉阶段完成后,作物生长监控系统可以对灌溉结果进行对比分析,提供更合理的灌溉调整方案,形成闭环,最大化减少人工干预,使得各功能模块达到互相协作的目的,有效帮助农业生产者计划和管理灌溉的时间、灌溉的频率和用水量,将作物生长需要的水分和土肥环境调整到最优状态,减少水的浪费,节约生产成本,并最大程度地减少过量灌溉,从而确保灌溉的准确性与高效性。另外,通过土壤传感器对土壤成分的分析,进行灌溉系统施肥操作,实现水肥一体的灌溉作业,是现代化智能灌溉技术的发展方向之一。
随着农业物联网平台的建设的不断推进,结合气候预报信息和相关传感器收集的气候信息,对可能发生的气候灾害采取预防性措施,例如:针对干旱气候,可以提前布局,储蓄水量,以备干旱来临,有充足用水,实施预防性灌溉,提高农作物抵抗灾害的能力。
综上所述,构建一个多功能,高效率、低能耗的基于智能灌溉技术的节水灌溉平台具有十分重要的意义,也是未来物联网智能化灌溉发展的必然趋势。总之,随着科技的发展,新的技术不断出现,智能灌溉技术融合到农业生产的整个过程,形成完整的闭环系统,不断提升农业生产管理水平,是现代化智能灌溉技术发展总的方向。
5、结论
物联网结合无线传感器技术作为新一代信息化技术的高度集成与综合性应用,已经成为了当今科技发展的战略发展方向之一。我国农业生产规模的不断扩大和农业发展的需要,水资源管理至关重要。物联网与农业的相结合,为农业信息化技术与农业产业的发展,提供了新的机遇和挑战,同时农业生产也为互联网技术提供了一个广阔的应用平台,尤其是智能灌溉技术的应用,可以直接有效地解决当前农业发展中遇到的问题,为农业的现代化进程提供强劲的动力,实现高效的精准化灌溉,全面提高农业生产效率。
建设我国农业高效智能化灌溉体系,必须要大力推广基于物联网结合无线传感器技术的农业灌溉应用,以提高农业生产效率和水资源的利用率,保证粮食生产和消费用水的充足和节约。
6、参考文献
[1]赵庆建,王昌海,丁胜,等.农业智能灌溉系统关键技术研发[J].江苏科技信息,2018(2):59-61.
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水权制度是水权理论的一项重要内容,建立健全水权制度是实现水资源优化配置的必然途径。由于水权制度涉及的内容十分广泛,本文结合江苏的实际就水权制度在促进节约用水方面所发挥的作用作一些探讨。一、水权制度能够实现对水资源的优化配置(一)当前水资源浪费的原因分析我们江苏的淮北地区是省内主要的缺水地区,新中国成立以来,我省兴建了跨流域调水工程,成功地实现了引江济淮、引淮济沂、江淮沂互济互调。但是,用今天资源水利的观点来看问题,在节约用水的问题上还没有引起足够的重视,用水浪费的现象比较严重。浪费水的原因固然很多,如生产方式落后、节水工程投入不足、节水设施不配套等等。从深层次进行分析,主要有以下三个原因:1.调水主要表现为政府行政职能,不计成本。因为江苏的调水工程是在计划经济时期兴建的,其管理体制和运行机制也是在计划经济体制下形成的,实施跨流域调水主要考虑的是社会效益,满足经济、社会各方面的用水需求,供水单位自身没有经济核算,没有考虑成本。而用水者强调的是用水的权力,不需考虑投入和产出的关系。农民每逢灌溉季节,只知道政府应该供水,不知道调水所花费的代价。2.低价位收费和不完全计量收费造成了事实上的喝大锅水。改革开放以来,我省在水价上已经跨了四步,然而,到目前为止,跨流域调水的水价离成本差距仍然很大。根据对苏北地区5个市22个县调查分析的阶段性研究成果,现行水价只占到平均供水成本的10%左右。省财政每年用于调水的运行补助就达1亿元以上(主要是支付电费),供水工程更无法实现维护、更新的良性运行。在水费收取的方式上,还没有完全施行计量收费,这就在客观上给用水户造成了用多用少一个样,大锅水还在喝。3.在水资源分配上,采用了以需定供的方式。苏北地区跨流域调水工程在调水规模和水量分配上主要考虑的是以需定供,根据苏北地区人民生活和工农业生产对水资源的需求量实施调水。特别是在农业生产上,为适应苏北地区大面积的旱改水需要,实施了大规模的调水工程。这对于稳定和发展农业,尤其是首先解决人民的吃饭问题是完全应当的,但是,今天用社会主义市场经济和合理利用水资源的要求来对照,就存在许多不相适应的地方。(二)水资源优化配置的原则水权制度是以产权理论为基础的。产权就是在资源稀缺的条件下,人们获得使用某一资源的权力。因而,产权制度就具有高效率配置稀缺资源的功能。同样,水权制度具有高效率配置水资源的功能。所谓高效率就是优化配置,就是使有限的水资源尽可能获得最大的效益。从这个角度来看,水资源的优化配置是最根本、最有意义的节水。在这方面应当大有文章可做,至少可以从三个方面去研究:一是安全第一的原则。即在用水顺序上首先考虑人民的生活安全,其次是粮食安全,在此基础上再统筹考虑各行各业的用水以及生态环境用水。二是效率优先的原则。即在保障安全的同时,水资源的利用要突出效益为主,追求水资源使用的效益最大化,低效益的行业、部门、地区应当让给高效益的行业、部门、地区优先使用。三是以供定需的原则。即根据水的资源状况、供给能力和保障程度,确定经济的发展规模以及优先发展的部门和行业,调整产业结构和发展方向。(三)优化配置水资源应注意的问题根据江苏跨流域调水的实践,在建立水权制度,优化配置水资源的过程中,应当注重以下三个问题:一是被调入地区水资源的充分利用。在实施跨流域调水之前,首先应当对该地区地表水、地下水、过境水的情况进行全面评估,并且采取多种综合措施,尽可能加以利用。在这个基础上,再根据社会经济发展的需求,确定需要跨流域调水的规模。二是充分挖掘被调入地区的节水潜能。配置水资源必须建立在节水的基础上,就一个地区来说,水资源的拥有量是有一定限度的,但是,通过采取各种节约用水的措施,就有可能在较大的程度上增加可用水量,从而减少跨流域调水的需求。这就是“节流、开源并重,节流优先。”三是计算调水成本与用水收益。在社会主义市场经济体制下,实施跨流域调水除安全用水需要外,必须考虑经济效益。要全面核算调水的成本,分析调入的水用于什么,能够产生多少效益,确定是否需要调,调多少为宜。同时,从调水工程的建设体制上也要引入市场机制。二、水权制度必将对用水行为产生有效的制约(一)水权制度对用水的制约作用从理论上来讲,水权制度对用水的制约主要表现为两个方面:一是清晰的水权使公共物品变成私人物品。水资源的所有权属于国家,在对水资源的使用权进行明确界定之前,水事实上是一种公共物品,人们只要能够取得水资源,就可以毫无顾忌地去使用,而且使用得多和少,对于使用者来说没有任何利害关系。然而,一旦水权界定明确,用水者在获得水资源使用权的同时,也明确了这些使用权的各项权能和风险责任,这时,水权明确的水资源事实上已经成为用水者的私人物品,用多用少以及怎么用都跟用水者的利益直接相联系,因此,用水者就要考虑其用水行为是否适当。免费考研网