土壤墒情自动监测预报系统的开发与研究

论文摘要

现阶段,北方大部分地区的缺水形势变的越来越严峻,要想解决目前的缺水问题,大力提倡节水灌溉、节约农业用水是行之有效的方法。国内外的试验表明:科学的用水管理可以节水20%。土壤墒情监测预报系统的建设可以为灌区用水管理、编制动态用水计划、实现灌区综合节水战略目标提供强有力的手段。以实时灌溉预报来指导灌溉用水,使灌区作物得到“适时”、“适量”的灌溉,将有利于节约农业用水,满足现代化农业要求,对实现灌区水资源的可持续利用具有重要意义。本文以清徐县为载体,旨在建立一个可以指导农业灌溉的操作简便、界面友善的土壤墒情监测预报系统。系统开发平台为Microsoft Visual Basic 6.0与SQL Slever2000集成的开发平台。系统主要实现了:土壤墒情信息的自动采集。本系统在清徐建立覆盖全县范围的土壤墒情信息采集系统,主要是通过全球定位系统和固定的土壤墒情信息采集点收集土壤墒情信息。参考作物需水量的预报。本文基于联合国粮农组织推荐的彭曼法来计算时段内的参考作物需水量。作物年灌溉需水量的预报。本文基于历史气象资料和历史作物需水量观测资料计算得到不同作物多年平均的整个生育期的需水量;基于多年降雨资料可以得到不同水文年份作物整个生育期的降雨量;基于多年地下水资料可以得到作物整个生育期的地下水补给量。然后根据水量平衡方程可以得到作物不同水文年份的年灌溉需水量。作物时段灌溉需水量的预报。根据时段的长短采用不同的方法。若时段较长,则采用历史气象及观测资料,按照计算年灌溉需水量的方法计算;若时段较短,则采用天气预报信息,按照实时灌溉预报中的方法计算。实时灌溉预报。本系统基于短期及中长期天气预报中的气象信息来计算每天作物需水量,在根据经验公式得到每天的有效降雨量和地下水补给量,进而逐日循环计算作物计划湿润层内的有效含水量,当计划湿润层内的有效含水量降低到一定程度时,就必需要进行灌水。系统特点为:1、对农田土壤墒情实时监测。监测的内容主要为农田土壤系统。实时监测的意义在于通过实时快速先进传感与实时信息处理技术的支持,动态地、实时地获取农田土壤墒情信息;对农田灌溉系统进行动态评价和有效监督,科学指导农田灌溉,提高农田水分的利用率。2、高新技术的集成利用,系统的设置充分,吸收国际上先进实用的技术,包括监测技术、数字通信技术、计算机辅助决策支持、远程控制等先进技术。3、系统功能实用,精度可靠。4、系统功能可扩展,界面友好。本文以指导灌区用水管理为主要出发点,目的是提高农业用水的利用效率、减少农业用水量,但是由于问题的复杂性和方法手段的局限性,使得许多方面的问题还未得到解决,需要进一步的深入研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出与意义
• 1.2 国内外研究与建设现状
• 1.3 技术方案
• 1.4 本文的重点
• 第二章 项目区的基本情况
• 2.1 自然概况
• 2.2 社会经济概况
• 2.3 水利工程现状
• 2.4 节水灌溉工程
• 2.5 水资源概况
• 2.6 清徐县节水高效农业灌溉预报系统建设已具备的条件
• 第三章 清徐县土壤墒情自动监测系统建设方案设计
• 3.1 总体结构设计
• 3.2 系统功能
• 3.3 主要仪器介绍
• 3.4 墒情监测点的布置
• 3.5 监测制度
• 第四章 作物需水量的预报
• 4.1 预报方法和模型的选择
• 4.2 参考作物需水量的计算
• 4.3 作物系数的确定
• 4.4 作物需水量预报
• 第五章 灌溉预报
• 5.1 灌溉需水量的预报
• 5.2 年灌溉需水量的预报
• 5.3 时段灌溉需水量的预报
• 5.4 实时灌溉预报
• 第六章 墒情预报系统的功能与编程的实现
• 6.1 系统登陆界面的设计
• 6.2 预报作物整个生育期的耗水量和不同水平年的灌溉需水量
• 6.3 预报一段时间作物需水量以及灌溉需水量
• 6.4 预报灌水日期
• 6.5 辅助功能
• 6.6 设置
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间所获得的成果