农田实时灌溉制度理论研究及管理系统研发

• 作 者: 许龙宾
• 机 构: 华北水利水电学院
• 出 处: 华北水利水电学院
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 农田实时灌溉制度 管理系统 功能模块 软件开发

水是生命之源，生存之本。随着工农业生产的发展，各部门用水量急剧增加，再加上我国水资源时空分布不均及水资源利用效率低下，使我国农业水资源供需矛盾日趋突出。节水成为人类的共识，灌溉管理自动化是发展高效农业的重要手段。国内外的实验表明：科学的用水管理可节水20％。　　本文通过引进国外先进的软硬件技术产品，借鉴澳大利亚的EnviroScan/WaterSense的成功经验，在学习、消化和吸收的基础上进行开发和转化，研制了农田实时灌溉管理系统，用以改善旱区农业水资源优化配制手段，提高我国水资源利用率。　　本文针对目前我国国内在农业灌溉管理方面尚缺乏基于Web的跨平台跨系统的在线实时灌溉管理系统及配套设备和技术的情况，以Java为开发语言，MyEclipse为集成开发平台，应用J2EE平台技术，采用Struts、Spring和Hibernate框架的三层架构，研究了系统的开发模式，确定了研发系统的总体设计和开发思路，运用非充分灌溉理论，结合作物需水规律和水量平衡原理，最终构建了面向Web的B/S模式农田实时灌溉管理系统。本系统基于国家水利部948项目的硬件设备，通过实时定时自动录入华北水利水电学院节水试验田的观测数据，并进行模型模拟和参数率定，通过模拟值和实测值的对比，得到较为合理的结果，并结合实际情况对Kc进行实时修正。系统包含9大功能模块，具有实时监控、远程控制及实时在线优化的特点，可为北方灌区的干旱综合评价提供理论依据和决策参考。　　本文首先概述了系统开发的背景、目标、意义；其次论述了国内外有关灌溉制度和灌溉系统的研究现状，指出了存在的问题及发展趋势，概括了本文的技术路线及主要研究的内容；再次，对国外的系统和本系统进行了对比分析；然后，抽象出了本系统的需求分析、总体的设计目标、系统流程图和功能结构图，初步搭建了系统框架，并对各模块的相关功能及层次进行了设计；进而，在系统框架的基础上，建立了实时灌溉预报模型及在线优化分配的数学模型，并结合实际情况对模型进行实时修正；最后，对本系统所涉及的技术体系及各功能模块的实现情况进行了总结，并提出了展望。