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《华北水利水电大学》 2017年
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土壤墒情监测技术与PLC自动灌溉系统研究与应用

李欢欢  
【摘要】:以及时获取农田墒情信息、提高农业灌溉用水效率为目标,本文采用大田试验、理论研究、数值分析、系统设计与集成相结合的方法,深入研究了墒情监测技术、水分传感探头的布设位置、土壤墒情监测和灌溉自动控制模型以及系统设计等问题,取得以下主要成果:(1)以烘干法为标准,TDR和FDR法测得土壤含水率的变化趋势一致,TDR法测量精度更高。较TDR法,FDR法的平均绝对误差增大了1.45%,平均相对误差增大了10%,TDR和FDR法与烘干法测量结果的相关系数均高达0.98;采用KMO统计量和球形假设检验Bartlett’s确定了各土层含水量之间存在着一定的相关性,并通过主成分分析和因子分析确定了10cm、30cm、60cm、90cm四个深度埋设水分传感探头是合适的;通过研究0~100cm土壤水分动态确定了冬小麦和夏玉米在0~40cm土层范围内其土壤水分波动幅度最大,且随着深度的增加波动幅度逐渐减少。(2)明确了运用Penman-Monteith和郑州区域多年平均作物系数法计算作物需水量具有较高的精度。在有效降雨量、作物需水量等研究的基础上,根据农田水量平衡原理建立了墒情监测预报模型,并在墒情监测研究的基础上建立灌溉预报模型,灌溉预报模型包括预报灌溉水量和灌溉时间。(3)在土壤墒情监测技术、水分传感探头布设、土壤水分动态变化、作物需水量等相关研究的基础上,设计了系统的数据库、硬件及软件,并实现了集墒情信息采集、墒情信息处理、墒情预报、灌溉预报于一体的土壤墒情监测技术与PLC自动灌溉系统。并将该系统应用于杨桥灌区,其结果表明,整个系统运行较稳定。
【学位授予单位】:华北水利水电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S152.7;S274

【参考文献】
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