阜阳市水资源的现状特征
我市目前从总体上看对农村水污染的问题还不够重视。事实上,造成我市农村环境污染种类繁多,污水产生量大、分布面积广,许多问题的解决已是刻不容缓。一、农村水环境存在的主要问题
众所周知,工业企业的污水排放、化肥、农药不合理使用所导致的农村水源污染、迅速发展起来的集约化养殖场的污染以及居民生活污水和废弃物的乱排乱堆等都对水环境造成了严重影响,除此之外,水土流失、旱涝灾害、工程施工、农业垦殖与秸秆焚烧对水环境的污染的影响越来越大。
二、水土流失与土壤侵蚀
水土流失是在水力、重力、风力等外营力的作用下,水土资源和土地生产力的损失和破坏,包括土地表层侵蚀及水的损失。这造成了非点源污染的进一步加剧,而非点污染源分散、范围大、难于监测和控制,具有不能用排放标准来衡量的特点。非点污染源的载体主要集中在地表径流,污染物质主要是氮、磷等营养物质和农药。
水土流失与土壤侵蚀直接影响水环境的水量和水质两个方面,主要集中在:
1.侵蚀泥沙本身就是非点源污染物,造成江河湖泊泥沙淤积,水体浑浊,降低了江河湖泊的防洪泄洪功能;
2.侵蚀径流和泥沙携带大量的化肥农药等污染物进入水体,造成水体富营养化引起水环境恶化;
3.由于侵蚀泥沙和所携带的化肥、农药、病菌等污染物的进入,影响了水生生物的生存环境,进而影响了水生生物的生长。因此,水土流失不仅使得农业资源遭到破坏引起土壤退化,降低土地生产力,而且造成水环境的非点源污染和水质的恶化,已经成为当今农村水环境面临的主要问题之一。
三、旱涝灾害频繁加剧农村水环境恶化
我市自然灾害频繁,降水量的70%主要集中在汛期,甚至是汛期当中的几场大雨,而且年际丰枯变化很大,容易形成非涝即旱、旱涝交替发生的局面。有些支流污染较为严重,随着农民生活水平的不断提高,塑料、玻璃、废旧电池,破旧衣物等不可降解物大量产生,村道两旁、田边地头、水塘沟渠等随处可见;同工业垃圾一样,生活垃圾利用率极低,大部分都露天在城郊和乡村堆放,这不仅占去了大片的可耕地,还可能传播病毒细菌,其渗漏液污染地表水和地下水,导致水环境恶化。枯水季节这些居民生活污水和废弃物在河槽内积蓄,而到汛期雨洪而引发大部分支流积蓄的劣质水、污染水集中下泄,使干流和沿河湖泊水质受到严重影响,污水的下泄还导致沿河的城镇供水和下游湖泊渔业养殖遭受影响。非点污染源在暴雨或暴雨后对水质的影响最大,特别是90年代几次大洪水期间,洪水淹没了大面积的土地,基础卫生设施遭到严重破坏,灾区的粪便、垃圾、畜圈以及淹死的家禽和牲口造成环境和水源污染。
四、农村水环境保护与治理的总体思路
我市地处淮北平原,水资源相对充足,应进行水环境容量研究和核算,充分利用水体的自净能力,在此基础上对污染源进行治理。在制定水环境保护措施时,都应该结合自身的经济、环境特点,因地制宜,寻找适合我市的水环境治理和保护措施,只有这样,才能达到经济效益和环境效益的统一,才能达到治理和保护水环境的目的。
五、农村水环境保护与综合治理的对策
农村水环境保护:包括水量和水质两个方面,严格地讲,应当在满足一定水质目标要求的基础上,编制农村水环境保护规划,科学治水,节约用水,维护水体的良好水质,防止水源枯竭,实现水资源的合理配置。同时要加快区域水务管理体制改革,即水务体制改革,对供水、节水、排水、中水回用、污水处理等涉水事务进行统一管理,区域水资源统一管理是改革的必然趋势。
六、?加强水土保持的治理力度、走生态农业的道路
改变没有水土保持措施的传统耕作方式,防止土壤侵蚀,减少泥沙、养分和农药的流失。随着点污染源的严格控制和全面治理,在考虑水体污染控制时,非点污染源的控制是一个不容忽视的方面。但在治理非点源污染涉及政策、管理技术、市场调节、农民配合等方面,存在着技术困难、国情条件限制以及农民利益的协调等,在农业中又存在着化肥、农药的难以替代性等诸多限制因素。因此,必须加强非点源污染的治理力度、走生态农业的道路。首先应充分考虑农村区域特点,实行生态平衡施肥技术和生态防治技术,从源头上控制化肥和农药的大量施用;第二,有效的水土保持经营管理方式可以防止侵蚀,减少径流,控制水质的退化。第三,在解决水土流失问题上,必须把充分依靠大自然的自我修复能力作为核心的指导思想。即使搞人工治理,其目的也是为了更好地发挥大自然的自我修复能力。第四,结合节水灌溉技术,提高农业水、肥利用效率。
从根本上来讲,我市农业生产必须走生态农业的道路,搞好产业结构调整;同时采取工程措施、行政措施、技术措施等,为大自然自我修复创造条件,增强其自我修复能力。只有如此,才能有效遏制水土流失的发展趋势,实现我市水环境和农业的可持续发展
七、充分利用雨洪资源,兴利除害结合,防洪抗旱并举
坚持以人为本,科学防控,利用各种先进的预测预报技术和手段,充分发挥水利工程的作用,及时运用行蓄洪区和分洪河道,做到了“拦、分、蓄、滞、排”合理安排,严密防守、科学抢险,使洪水始终处于可控状态,实现了对洪水的科学有效防控。在水利专项规划中,不能侵占行洪河道,要注意给河道让出一定的宽度来,防止人为约束河道造成恶果;在堤防建设上,要统一规划,因地制宜,在防汛工作中,要加强分蓄洪区建设,科学合理地运用分蓄洪区。
从单纯的防洪减灾转变为在考虑防洪减灾的同时,如何充分利用雨洪资源,更多地为人类造福。首先就要保护宝贵的水资源。其次,要因地制宜应对干旱缺水,按照常规做法,解决时间分布不均,主要靠修水库、塘坝多蓄水。但是,必须清醒地认识到,我市农业、水利设施抗灾能力低,靠修水库与其他蓄水工程,不能从根本上解决水量短缺问题,建设节水型社会才是解决我市干旱缺水问题最根本、最有效的战略举措。
八、加大实施农村饮水安全专项工程
采取工程措施与非工程措施相结合,水质处理与水源保护相结合的综合防治措施,加强农村饮水水质监测,有效解决农村饮水安全问题。
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系统简介
水肥一体化智能控制系统通过与灌溉系统相结合,实现智能化控制。系统由物联网监控平台、气象数据采集终端、视屏监控、施肥一体机、过滤系统、阀门控制器、电磁阀、田间水管线等组成。
图为河南益民控股5G+智慧辣椒种植基地水肥一体化系统控制中心
概述
水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差),将可溶性固体或液体肥料,按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点,配兑成的肥液与灌溉水一起,通过可控管道系统供水、供肥,使水肥相融后,通过管道、喷枪或喷头形成喷灌、均匀、定时、定量,喷洒在作物发育生长区域,使主要发育生长区域土壤始终保持疏松和适宜的含水量,同时根据不同的作物的需肥特点,土壤环境和养分含量状况,需肥规律情况进行不同生育期的需求设计,把水分、养分定时定量,按比例直接提供给作物。
系统原理图
水肥一体化系统通常包括水源工程、首部枢纽、田间输配水管网系统和灌水器等四部分,实际生产中由于供水条件和灌溉要求不同,施肥系统可能仅由部分设备组成。
水肥一体机
水肥一体机系统结构包括:控制柜、触摸屏控制系统、混肥硬件设备系统、无线采集控制系统。支持pc端以及微信端实施查看数据以及控制前端设备;水肥一体化智能灌溉系统可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。系统由上位机软件系统、区域控制柜、分路控制器、变送器、数据采集终端组成。通过与供水系统有机结合,实现智能化控制。可实现智能化监测、控制灌溉中的供水时间、施肥浓度以及供水量。变送器(土壤水分变送器、流量变送器等)将实时监测的灌溉状况,当灌区土壤湿度达到预先设定的下限值时,电磁阀可以自动开启,当监测的土壤含水量及液位达到预设的灌水定额后,可以自动关闭电磁阀系统。可根据时间段调度整个灌区电磁阀的轮流工作,并手动控制灌溉和采集墒情。整个系统可协调工作实施轮灌,充分提高灌溉用水效率,实现节水、节电,减少劳动强度,降低人力投入成本。
施肥系统
水肥一体化施肥系统原理由灌溉系统和肥料溶液混合系统两部分组成。灌溉系统主要由灌溉泵、稳压阀、控制器、过滤器、田间灌溉管网以及灌溉电磁阀构成。肥料溶液混合系统由控制器、肥料灌、施肥器、电磁阀、传感器以及混合罐、混合泵组成。
4.1:输配水管网系统
由干管、支管、毛管组成。干管一般采用PVC管材,支管一般采用PE管材或PVC管材,管径根据流量分级配置,毛管目前多选用内镶式滴灌带或边缝迷宫式滴灌带;首部及大口径阀门多采用铁件。干管或分干管的首端进水口设闸阀,支管和辅管进水口处设球阀。
输配水管网的作用是将首部处理过的水, 按照要求输送到灌水单元和灌水器,毛管是微灌系统的最末一级管道,在滴灌系统中,即为滴灌管,在微喷系统中,毛管上安装微喷头。
4.2:环境数据采集器
4.2.1气象信息采集
环境数据采集器由低功耗气象传感器、低功耗气象数据采集控制器和计算机气象软件三部分组成。可同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射、照度等诸多气象要素;具有高精度高可靠性的特点,可实现定时气象数据采集、实时时间显示、气象数据定时存储、气象数据定时上报、参数设定等功能。
4.2.2土壤墒情采集
土壤检测仪可实现对土壤不同深度的温度、湿度、EC、 PH等数据监控,通过5G信号传输至AI农大数据平台,借助于大数据平台的综合建模分析,从而给出土壤土质的综合评级,并语音播报。
4.3:无线阀门控制器
阀门控制器是接收由田间工作站传来的指令并实施指令的下端。阀门控制器直接与管网布置的电磁阀相连接,接收到田间工作站的指令后对电磁阀的开闭进行控制,同时也能够采集田间信息,并上传信息至田间工作站,一个阀门控制器可控制多个电磁阀。
电磁阀是控制田间灌溉的阀门,电磁阀由田间节水灌溉设计轮灌组的划分来确定安装位置及个数。
4.4:灌水器系统
微灌按微灌灌水流量小,一次灌水延续时间较长,灌水周期短,需要的工作压力较低,能够较精确的控制灌水量,能把水和养分直接地输送到作物根部附近的土壤中去。
系统功能
5.1:用水量控制管理
实现两级用水计量,通过出口流量监测作为本区域内用水总量计量,通过每个支管压力传感采集数据实时计算各支管的轮灌水量,与阀门自动控制功能结合,实现每一个阀门控制单元的用水量统计。同时水泵引入流量控制,当超过用水总量将通过远程控制,限制区域用水。
5.2:运行状态实时监控
通过水位和视频监控能够实时监测滴灌系统水源状况,及时发布缺水预警;
通过水泵电流和电压监测、出水口压力和流量监测、管网分干管流量和压力监测,能够及时发现滴灌系统爆管、漏水、低压运行等不合理灌溉事件,及时通知系统维护人员,保障滴灌系统高效。
5.3:阀门自动控制功能
通过对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测,采用无线或有线技术,实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭。根据采集到的信息,结合当地作物的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵、阀门,实现无人职守自动灌溉,分片控制,预防人为误操作。
5.4:PC展示平台
通过物联网水肥一体化智能监测平台,能够为用户提供传感器数据、远程、采集、传输、储存、处理及报警信息发送等服务。该平台以集中式分区化的方式为用户提供便捷、经济、有效的远程监控整体解决方案。通过物联网智能监测平台,用户可以不受时间、地点限制对监控目标进行实时监控、管理、观看和接收报警信息。
5.5:移动终端
建立手机系统,客户直接采用微信客户端就可以控制和查看实时数据,手机端具有手动启动、关闭电磁阀,水泵等设备功能。
5.6:运维管理功能
包括系统维护、状态监测和系统运行的现场管理;实现区域用水量计量管理、旱情和灌溉预报专家决策、信息发布等功能的远程决策管理;以及对用水、耗电、灌水量、维护、材料消耗等进行统计和成本核算,对灌溉设施设备生成定期维护计划,记录维护情况,实现灌溉工程的精细化维护运行管理。
节水灌溉自动化控制系统能够充分发挥现有的节水设备作用,优化调度,提高效益,通过自动控制技术的应用,更加节水节能,降低灌溉成本,提高灌溉质量,将使灌溉更加科学、方便,提高管理水平。
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