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出版者:科学出版社

作者:马吉明

出品人:

页数:584

译者:

出版时间:2004-9-1

价格:42.00

装帧:精装(无盘)

isbn号码:9787030133052

丛书系列:

图书标签:

• 水利水电工程
• 水利工程
• 水电工程
• 工程建设
• 水资源
• 水力学
• 工程水文学
• 水工结构
• 水资源管理
• 电力工程

现代农业灌溉系统设计与优化 图书简介 本书旨在深入探讨现代农业灌溉系统的设计、规划、运行与优化管理，全面覆盖了从基础的水力学原理到先进的智能灌溉技术等一系列核心内容。面对全球水资源日益紧张和气候变化对农业生产的严峻挑战，高效、节水的灌溉技术已成为保障粮食安全和实现可持续农业发展的关键。本书不仅是高等农业工程、水利工程专业师生的重要参考教材，也是从事灌溉工程设计、农田水利管理、农业节水技术推广的工程技术人员的实用手册。 --- 第一部分：灌溉工程基础与水资源评估 本部分奠定了理解现代灌溉系统的理论基础，重点关注水资源的合理评估与农田需水量的精确计算。 第一章 农业水资源的综合评价 首先，系统介绍了全球及区域水资源分布的现状与趋势，特别强调了农业用水在水资源分配中的主导地位及其面临的压力。内容涵盖了地表水、地下水的补给机制、水量平衡分析。在此基础上，引入了水资源承载力的概念，指导读者如何科学评估特定区域的灌溉发展潜力。详细阐述了水质对灌溉的制约，包括盐碱化、重金属污染的监测与处理基础知识。 第二章 农田需水与水分平衡 本章是设计灌溉系统的核心理论基础。详细解析了作物生理需水机制，重点讲解了作物系数（Kc）、参考作物蒸散量（ETo）的计算方法，包括经典的FAO-56 Penman-Monteith公式的应用与区域参数修正。随后，深入探讨了土壤水分运动规律，包括入渗、持水、有效水、凋萎点等关键指标的测定方法。最后，构建了农田水分平衡模型，用以确定灌溉需水量（IRR）与灌溉量（IW），确保灌溉既能满足作物需求，又避免过度耗水。 第三章 灌溉气象学与气候影响 气候因素是影响灌溉决策的重要变量。本章聚焦于灌溉相关的气象要素，如降雨量、日照时数、风速、相对湿度等数据的采集、处理与分析。详细介绍了短期气候预测技术在灌溉调度中的应用，以及极端天气事件（如干旱、洪涝）对灌溉系统的适应性设计要求。同时，简要讨论了气候变化背景下，区域水文情势改变对未来灌溉规划的长期影响分析方法。 --- 第二部分：灌溉系统规划与设计原理 本部分侧重于将理论转化为具体的工程实践，涵盖了灌溉系统从宏观规划到微观部件选型的全过程。 第四章 灌溉系统总体规划与选型 灌溉系统规划需遵循集水、提水、输水、配水和用水的整体优化原则。本章首先介绍灌溉大、中、小型工程的层级划分与功能定位。重点讨论了不同灌溉制度（如季节性灌溉、常年灌溉）下的系统容量确定。详细比较了传统大田灌溉、喷灌、滴灌等不同灌溉方式的技术特性、适用条件、经济性与环境效益，指导读者根据土壤类型、作物种类、地形地貌和水资源条件进行科学的系统选型。 第五章 灌溉水力学与管网设计 水力学是输配水的基础。本章详细阐述了渠道、管道中的水流运动规律，包括沿程和局部水头损失的计算。针对压力管道系统，深入讲解了管材选择（PE、PVC、钢管等）、管径优化设计、水泵选型与水泵站的布置原则。特别强调了压力平衡、水锤防护措施在大型灌区设计中的重要性。对于渠道系统，则侧重于明渠的水力设计参数确定、防渗与防冲刷设计规范。 第六章 灌溉设施的材料与施工标准 本章关注工程质量与耐久性。详细介绍了各类用于灌溉的材料性能标准，如混凝土、HDPE材料的抗老化、耐压性能。内容覆盖了水库、水闸、渠道衬砌、泵站机电设备的安装规范。对于现代节水灌溉，重点阐述了滴灌带、喷头、压力补偿器的质量控制标准与田间安装技术要求，确保系统的长期稳定运行。 --- 第三部分：先进节水灌溉技术与应用 本部分聚焦于当前国际领先的、以节水增效为核心的灌溉技术体系。 第七章 喷灌系统设计与优化 喷灌是实现均匀灌水的有效手段。本章详细介绍了喷灌系统设计流程，包括田间布局、供水管网的压力计算与优化，以及喷头型号的选择与布置间距的确定，以达到最大的灌水均匀度系数（DU）。重点分析了不同类型喷头（如冲击式、旋转式、低压滴灌喷头）的工作特性及其对作物微气候的影响。内容还涉及大型移动式喷灌机（如中央轴中心支轴式）的设计与运行能耗分析。 第八章 滴灌与微灌技术 滴灌作为最节水的灌溉方式，是本书的重点内容之一。深入讲解了滴灌系统的水力学特征，如压力补偿滴头的设计原理、滴头间距与流量的匹配。详细阐述了过滤系统的设计与维护，包括网式、砂滤、文丘里施肥器的选择与配置，以防止滴头堵塞。本章还涵盖了压力补偿式滴灌、渗水管技术以及膜下滴灌在经济作物和温室中的应用实例分析。 第九章 灌溉水肥一体化技术（Fertigation） 水肥一体化是现代农业高效生产的必然趋势。本章系统介绍了灌溉与肥料施用结合的理论基础和工程实现。详细分析了各种施肥装置（如压力罐、计量泵）的工作原理、精确度要求以及不同肥料（水溶性化肥、酸液）在灌溉水中的溶解、输送特性。重点探讨了基于作物需肥规律和灌溉周期的水肥配方设计方法，旨在提高肥料利用率，减少环境污染。 --- 第四部分：灌溉系统的运行管理与智能化 本部分关注灌溉系统的现代化管理模式，强调基于数据的决策和自动化控制。 第十章 灌溉调度与用水管理 科学的灌溉调度是节水增效的保障。本章介绍了传统经验法、持水率法、张力计法等经典调度方法的原理与局限性。随后，重点引入了基于传感器数据和模型预测的决策支持系统（DSS）。详细阐述了土壤水分监测网络（TDR, FDR, 中子仪）的部署、数据采集与校准技术。内容包括如何利用气象预报和作物生长模型进行长短期灌溉计划的制定，实现基于需求的精准灌溉。 第十一章 灌溉自动化与智能化控制 本章面向未来的智慧农业发展方向。系统介绍了灌溉控制系统的架构，包括现场执行器（电磁阀、变频泵）、数据采集单元（PLC/RTU）和上位监控软件。详细解析了物联网（IoT）技术在灌溉监测中的应用，如基于无线传感网络（WSN）的远程数据传输与故障诊断。涵盖了自动化灌溉系统的远程开启/关闭、流量和压力在线监测，以及实现联动控制的编程逻辑与安全冗余设计。 第十二章 灌溉系统监测、评估与经济性分析 本章旨在对已建成的灌溉系统进行绩效评估与持续改进。介绍了评估灌溉效率（用水效率、灌水效率）的现场试验方法（如水量平衡法、水量计量法）。对于大型工程，详细讲解了遥感技术（卫星、无人机）在作物长势监测、灌区墒情制图中的应用。最后，从工程造价、运行能耗、节水效益和作物增产效益等方面，构建了灌溉项目的综合经济性评价模型，为投资决策提供科学依据。 --- 本书内容严谨、图文并茂，结合大量的工程案例和最新的科研成果，力求理论深度与工程实用性并重。通过对现代灌溉工程全生命周期的系统梳理，培养读者解决实际工程问题的能力，推动我国农业节水灌溉技术的持续进步。

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