河南林业农业物联网水肥一体化

先上视频

彩虹一般的农业大田喷灌

河南省土壤肥料站 stationary principal Wang Junzhong, experts from the Henan Province Water Resources Bureau, and professors from Henan University of Agriculture and Technology are all examined.

水肥一体化-蓄水池

水肥一体化-大流量喷头

新型大流量大喷头水肥一体化示意图

该系统由给水系统（储水池）、施肥区域、供水泵站以及主干道（主管）、分干道（支管）布置而成。其中主干道与分干道布置在地下区域，并采用灵活更换的竖向管道及末端喷灌设备。

1基础设施部分

1.1该系统有如下特点：

喷嘴采用了创新设计且更换灵活；该喷嘴采用Y型对称结构；水流反作用力推动其旋转；该套件具有良好的稳定性，在非PVC材质下无需额外固定；可根据作物高度更换不同长度的竖管。

（2）布置得较为宽泛的喷头间距能够有效提升效率，在灌溉系统首个水泵能提供足够的水压与流量的前提下（当灌溉系统首个水泵能提供足够的水压与流量的前提下），每个喷头的有效覆盖范围为25至30米（每个喷头的有效覆盖范围为25至30米），布置时相邻喷头之间的距离通常控制在30至50米之间（布置时相邻喷头之间的距离通常控制在30至50米之间）。这种设置既能适用于大型农机具在田间作业而不受影响的情况（既能适用于大型农机具在田间作业而不受影响的情况），又能大幅减少管道安装所需的施工 effort（从而大幅减少管道安装所需的施工 effort）。

（3） 喷嘴流量设计较大且节水性能优越。喷嘴直径要求≥8mm时过滤系统可选性较低。单个喷嘴的供水量范围为15至20立方米/小时，在正常操作下每个灌溉单元通常能在40至60分钟内完成一次循环作业，并保证整个园区日均灌溉面积超过100亩

喷灌技术表现出良好的效果。均匀分布于地面的水滴尺寸适中，并未对作物造成损害。

（5） 使用年限较长。喷嘴设计简捷实用，材质主体以不锈钢为主，在无可更换的小零件的情况下因而更加坚固耐用，并且使用寿命能够达到20年以上。管道连接件全部选用承受压力超过1.0MPa的PVC或PE材质，并且其强度足够使其使用年限能够达到10年以上。

施肥系统使用简便，在蓄水池旁另外建立了施肥池。通过快速溶解常规肥料后能够进入管道系统，并实现了喷灌与施肥同步进行的效果。

（7） 该系统的运行简便。该系统的灌水单元设计科学合理；通过地埋式的阀门调控实现；其控制方式既简便又高效；该系统可与自动化控制系统无缝衔接。

本喷灌水肥一体化系统能够覆盖小麦、玉米等多种大田作物以及蔬菜 garden, 果树, 茯苓园, 茉香园等区域，在实施浇水与施肥的过程中伴随进行环境治理作用，并经常会出现一道独特而壮丽的彩虹奇观

1.2大流量大间距喷灌系统的设计与组成各部分的要求

（本系统设计以灌溉100-400亩连片地块为例）

水肥一体化喷灌系统通常由水源工程、首部枢纽和田间管网构成。其中水源可以是地下水、池塘水或江河湖泊的水，并需满足灌溉水质的技术指标要求。首部枢纽主要由动力机械与水泵两大部分组成，并配备施肥（药剂）装置用于补充肥料（农药）。此外还配置了控制量测和保护装置以确保系统的正常运行，在输送到田间的环节需要定期定量输送到管网中，并承担着全系统驱动运行的压力调节以及安全防护等功能管理作用。而田间管网则指的是从水源到田间输水所需要的干管系统包括支管、毛管以及所需的连接配件和调节设备。

（1）水源选择与布置部分。若为河流、湖泊或规模较大的塘坝，则可直接利用其作为灌溉首部系统布设于岸边；若为地下水或地表水流，则需另建一座容量不小于48立方米的地下/地表水源储存设施，并通过2至3口进水井与其连接；该储水量需满足每小时至少80立方米的需求；对于小型池塘区域，则需额外配置取水与输送系统以确保储水量满足需求；储水量监测控制系统将被安装于该设施内部以实现对储水量的实时监控

（2）首部枢纽部分

主水泵。一般为离心泵，流量每小时80m3以上，扬程80m以上，口径4

将两个施肥药液池设置于蓄水池旁的地面上，并排布置。每个施肥药液池尺寸为1.5米乘以1.5米乘以1.5米。其中一个作为工作用泵房储存肥料溶液并进行循环处理；另一个配备自动溶解系统用于直接溶解肥料并输出至主泵房中。在施肥药液池内部配置一台小型离心泵用于促进水中肥料的循环溶解作用；肥料液体通过管道直通至主泵的进水端。另外，在每个施肥药液池内部配备了液位监测装置，并通过控制阀值来精确调节每次投加肥料的量。

（3）管道部分。田间主管与支管全部采用110PVC材质制作，并具备抗压强度超过0.8兆帕的能力。开沟后每米长度需以一定深度插入至土壤底部以稳固地基。每个支管通常配备5至6个喷嘴以满足灌溉需求

（4）竖管和喷头系统。竖管使用63PVC管材，并且能够承受压力超过1.2兆帕。其尺寸范围为0.5米至2.5米。喷嘴配置为对称式大流量设计以确保均匀水流分布。

2物联网系统部分

该系统包含泵站调控装置、智能施肥装置、土壤墒情监测装置、灌区调控装置以及PC端软件和微信端软件；其中每一组设备均可实现并行扩展。

2.1系统功能介绍

2.1.1软件系统

物联网水肥一体化云灌溉软件

物联网水肥一体化云灌溉监控中心

物联网水肥一体化云灌溉终端

软件系统包含微信管理平台和PC端管理平台，在线可实时采集灌区墒情数据及用水量信息，并支持远程操控灌溉设备并实施精准施肥方案。

2.1.2水泵控制单元

水泵控制系统由远程操控装置与现场调控装置两个主要组件构成，在线用户可通过智能手机或电脑进行操作以启动水泵设备，并可在操作台面上通过手动开关实现启停功能。

2.1.3智能施肥单元

智能施肥单元由多个功能组件构成，具体包含有定量喷施装置、常规喷施设备、肥料存储与液位监控系统、压力监管装置以及流量监控系统等设施。

在进行施肥操作时，请您可以通过手机或电脑远程设置每期的肥料用量；当当前肥料水平达到设定值后，则会触发系统自动关闭施氮功能。

管网压力监测系统基于收集的管网压力数据进行采集与分析，并自动执行关闭水泵操作或触发相关异常告警机制

主管道流量监测模块可以对系统的用水量进行数据监测。

2.1.4墒情监测单元

设置墒情监测单元后，在农业现场迅速采集并分析农田土壤的水分状况，并将这些数据即时反馈给农业生产决策者。

2.1.5灌区控制单元

通过部署灌区控制单元，用户远程通过手机、电脑即可完成灌溉操作。

王亚辉：13137722352/18657130371