粮食安全视角下农田灌溉系统的功能演进、现实困境与治理对策

粮食安全是建设农业强国的必然要求,农田灌溉系统是保障粮食安全的基础,二者在乡村社会的交织,体现为农田灌溉系统的多重属性。以“物质-技术-制度”的多重属性为理论基础,探究农田灌溉系统的对粮食安全的作用机制,明确农田灌溉系统的功能演进和现实困境的本质,对于实现农业可持续发展和乡村治理有效具有重要意义。我国农田灌溉系统的功能演进体现在“数量-质量-生态”物质属性功能的渐进发展、“水-能-粮耦合”技术属性功能的体系建构、“多元参与”制度属性功能的建设格局,现实困境表现为气候变化引致的设施脆弱性困境、“大国小农”引致的技术推广困境、主体缺位和机制失灵引发的管护困境。为此,全方位夯实粮食安全根基,必须以综合可持续为目标建设农田灌溉设施,以产权和价格机制为杠杆提升农田灌溉系统市场化供给水平,以协同治理为抓手加强农田灌溉系统管护,从而促进农田灌溉系统的效能发挥。

农田灌溉系统网络安全模型的设计

以农田灌溉系统数据传输过程为研究对象,基于无线网络通信传输的方式,搭建灌溉系统数据交互系统。利用温湿度传感器对农田区域内的土壤湿度进行监测,监测数据经通讯网络发送至上位机,与设定阈值比对后生成灌溉控制指令。运行试验数据表明:系统运行过程稳定高效,数据传输安全,在农田灌溉过程中具有较高的实用性。

农田灌溉系统中水肥一体智能控制技术的优化与应用

本文研究了农田灌溉系统中水肥一体智能控制技术的优化与应用。通过深入分析,提出了一种高效的智能控制方案,实现了水肥一体的协同管理,显著提高了农田水肥的利用效率。优化后的系统结合先进的传感技术和智能算法,实现了精准的灌溉和施肥,为农业生产提供了可持续的支持。

水利节水技术对农田灌溉系统的影响及可持续发展策略研究

随着我国对水资源利用的日益关注和持续的经济发展,水资源的紧缺和农田灌溉的需求之间形成了严重的矛盾。在这样的背景下,本研究探讨了水利节水技术在农田灌溉系统中的影响以及相关的可持续发展策略。研究方法主要分为实验阶段和模拟阶段,实验阶段通过多层次的田间试验,测量并比较了不同水利节水技术下的农田灌溉效果;模拟阶段则是基于获取的实验数据,构建了一个农田灌溉系统的数学模型,以进一步探讨各种节水技术对农田灌溉的综合效果。研究结果显示,采用先进的节水技术可以显著提高农田灌溉的使用效率、降低农田作物对水资源的依赖,从而减少农业用水量。研究提出的可持续发展策略,包括改进水利设施,完善灌溉管理,推广节水农艺措施等,有助于实现农田灌溉系统的高效和可持续发展。这对于当前我国面临的水资源短缺问题和农业可持续发展具有重要的现实意义。

基于网络分析法的农田灌溉系统均匀性设计

针对传统的灌溉方式水资源利用率低和均匀性较差的问题,基于网络分析法对农田灌溉系统的均匀性进行研究。系统主要组成包括感知层、传输层和应用层,根据网络分析法理论,对灌溉系统的智能灌溉预测控制算法进行了设计。对灌溉系统进行BP神经网络和灌溉预测模型设计,以达到精准灌溉,提升灌溉均匀性的目的。为了验证该灌溉系统的有效性,对其进行灌溉均匀性试验,结果表明:系统达到了均匀性灌溉的目的,且能有效降低用水量。

制度能力、合作水平与农田灌溉系统供给——基于黄河灌区6省调查数据的分析

文章阐释了村庄制度能力与农田灌溉组织内部合作水平对农户自组织供给农田灌溉末端系统的作用机理,并利用黄河灌区6省(自治区)883份农户数据,实证检验了制度能力与合作水平对农户供给农田灌溉系统意愿和程度的影响效应及作用路径。研究表明,村庄空间领域内的知识资源、关系资源和动员能力三方面制度能力因素对农户参与农田灌溉系统供给意愿和供给程度产生显著正向影响;农田灌溉组织内部的纵向合作水平和横向合作水平对农户参与农田灌溉系统供给意愿和供给程度产生显著正向影响。研究进一步证实,农田灌溉组织内部合作水平在村庄制度能力与农田灌溉系统供给之间具有调节作用,农田灌溉组织内部合作水平越高,制度能力对农户参与农田灌溉系统供给意愿和供给程度的影响越强。基于该研究结论,建议重视村庄制度能力建设、强化农田灌溉组织内部合作意识以提高农民自组织供给农田灌溉末端系统水平。

基于先进通信技术的农田灌溉系统研究

针对传统灌溉方式浪费水资源的问题,基于电力线设计了自动灌溉系统,由一个主模块和N个从模块构成,以单片机为控制中心。系统通过电力线进行通信和远程控制,采用灰色预测模糊PID控制算法控制灌溉系统的需水量。为验证该系统的性能,对系统进行了灌溉试验。试验结果表明:系统可以完成灌溉系统数据的稳定传输,能够稳定控制灌溉过程的水流量,且灌溉系统运行稳定,工作性能良好。

制度能力对农田灌溉系统治理绩效的影响——基于黄河灌区六省调研数据的研究

基于陕西、甘肃、宁夏、内蒙、河南、山东6省(自治区)农户微观数据,依据制度能力三层次分析框架,采用OLS回归和分位数回归方法从知识资源、关系网络和动员能力三方面实证分析了制度能力对农田灌溉系统治理绩效的影响。研究表明,制度能力因素与农田灌溉系统治理绩效之间具有明显相关关系,知识资源、关系网络和动员能力对农田灌溉系统治理绩效存在显著正向作用。知识资源层次的灌溉设施供给制度和关系网络层次的农户使用灌溉设备支持力度对农田灌溉系统治理绩效影响不具有长效性;知识资源层次的灌溉设施维护制度、灌溉管理条例监督执行,关系网络层次的灌溉信息获取容易程度和动员能力层次的灌溉目标掌握情况及联户促进灌溉有关集体行动能力对农田灌溉系统治理绩效具有长效促进作用,且灌溉管理条例监督执行表现出“倒U”型变化的边际效应,村委会或水利协会对农户灌溉目标的掌握表现出“倒V”型变化的边际效应,村委会或水利协会通过联户促进灌溉有关集体行动能力表现出明显的后发优势。

农户分化、制度变迁与基层农田灌溉系统治理绩效研究

通过归纳基层农田灌溉系统治理的历史经验与当代经验,结合农户分化的作用渠道确立制度设计思路,本文的落脚点在于提出多层次的制度安排,对不同类型的农田水利使用主体进行界定,对不同类型农户的生产需求差异与各地的实际生产环境差异进行识别,引导和推动农田水利运行制度的适应性变迁,以期提升农田灌溉系统治理绩效,提出农田灌溉系统长效运行机制,保障国家粮食安全与农村秩序稳定,推动农田水利建设与农业现代化的有效衔接,破解中国农田水利公共事务“社会失灵”的集体困境,助力“乡村振兴”,为基层治水体系的变革和发展提供决策参考。

通信技术在农田灌溉系统中的应用思考

随着通信技术的发展,信息数据传播的效率越来越快,这也为实现农业微服务化与数据治理奠定了基础。本文集中探讨了在通信技术的支持下,实现对农田水利灌溉系统远距离检测与控制的相应对策,并结合两种技术的优势,为提高农业生产力与促进农业化现代发展提供参考。

群体认同、关系网络与农田灌溉系统治理——基于农户间行为协同的视角

农田灌溉系统对实现农业可持续发展、保障国家粮食安全具有重要意义。本文以协同治理理论为基础,探讨群体认同、关系网络与农户治理农田灌溉系统协同行为的逻辑关系和作用机理,并利用湖南省6县市602份微观数据进行实证检验。研究发现:(1)群体认同对农户治理协同意愿有显著正向影响,而对农户治理协同程度影响不显著,可能的解释为农户群体认同度并未完全达成一致而表现出治理程度不够深入;(2)关系网络对农户治理协同意愿和协同程度均有显著正向影响,但协同程度的显著性受家族成员消极态度或社会原子化现象影响有所减弱;(3)关系网络在群体认同对农户治理协同意愿及程度的影响中存在中介作用。研究结论为缓解我国农村公共事物治理危机、促进乡村振兴有重要的理论及实践参考价值,建议通过培育和强化农户乡土情节与集体行动荣誉感、重视与维系农户和谐关系等提升农户治理农田灌溉系统的协同行为。

水泵变频驱动的农田灌溉系统仿真研究

针对农田灌溉系统中电能消耗高且利用率低的问题,根据管道灌溉系统的特点,将变频调速技术引入水泵电机的节能控制。分析了包含变频器异步电机、水泵和管网的灌溉系统构成和节能基本原理,构建各部分数学模型,并在MATLAB/simulink平台上进行系统仿真。仿真案例结果表明:引入变频调速装置,可实现水泵出水口流量或扬程0~1的连续变化,节能率达56.6%;采取出水端扬程或者流量闭环控制,可以实现变频器的输出频率调制,进而控制水泵电机的运转。

制度能力对农户合作供给农田灌溉系统的影响分析——基于黄河灌溉区6省份的调查数据

本文基于黄河灌溉区农户微观调查数据和制度能力三层次分析框架,利用双栏模型分析了知识性资源、关系性资源和动员能力三层次制度能力因素对农户合作供给农田灌溉系统行为的影响。研究表明,黄河灌溉区农户以投资方式合作供给农田灌溉系统的支付意愿水平为每年每户77.6~232.4元,以投工方式合作供给农田灌溉系统的支付意愿水平为每年每户1.8~4.6天;知识性资源、关系性资源和动员能力三层次因素对黄河灌溉区农户合作供给农田灌溉系统的意愿具有显著影响,其中,村庄的灌溉规则执行情况、村委会或水利协会对农户使用灌溉设备的支持力度、对农户参与灌溉系统供给的尊重程度和组织农户学习有关灌溉技术的强度因素显著影响农户投资灌溉系统的合作意愿程度;村庄灌溉设施供给规则、村委会或水利协会对农户使用灌溉设备的支持力度、联户促进灌溉有关的集体行动能力、为灌溉系统供给争取财政补贴的能力、组织农户学习有关农田灌溉技术的强度和农户获取灌溉信息的容易程度因素显著影响农户投工农田灌溉系统的合作意愿程度。

农田灌溉系统治理绩效增进及组态路径——基于多因协同联动的QCA方法

作为中国农村广泛存在的公共设施,农田灌溉系统的有效治理对实现农业可持续发展,促进农业农村现代化具有重要意义。本文运用定性比较分析(QCA)方法探讨了资源禀赋、制度规则、社会文化、社会资本4个因素对农田灌溉系统治理绩效的协同影响,挖掘了农田灌溉系统治理绩效差异化的组态路径。研究发现:①单个独立因素并不能形成高与非高水平的农田灌溉系统治理绩效。②高水平农田灌溉系统治理绩效可归为文化主导下制度与社会资本驱动型、资源主导下文化与社会资本驱动型、制度主导下社会文化驱动型3大类路径;非高水平农田灌溉系统治理绩效有资源-文化抑制型、资源-制度-社会资本抑制型2条路径。③高与非高水平农田灌溉系统治理绩效路径存在非对称关系,不能简单运用高绩效原因的反面解释非高绩效;对比发现社会文化和社会资本对农田灌溉系统治理高与非高绩效的影响更普遍。④高水平农田灌溉系统治理绩效路径中激励制度与约束制度存在替代关系;社会文化、制度规则对资源禀赋存在替代作用,是克服资源禀赋约束,提高治理绩效的可行手段。研究结果不仅为多因素联动影响农村公共事物治理的研究提供新分析思路,还可为促进乡村振兴提供重要理论与实践参考。

农田灌溉决策支持系统与地理信息系统的集成化研究

以农田灌溉决策支持系统为案例 ,对决策支持系统与地理信息系统的集成化技术进行研究。在系统中 ,采用了电子地图引擎、统一数据结构和对标识号 (ID)的多维索引 ,实现信息的快速查询以及地理信息库与决策信息库之间的关联。农田灌溉决策支持系统充分利用地理信息系统灵活多变的地理分析能力 ,帮助农田用水管理人员有效地进行限制条件下的灌溉水量最优分配和灌溉调度 ,实现节水增效的目标。参 6。

农田灌溉系统下的现代灌区规划设计分析

文章对呼图壁县军塘湖灌区规划设计进行了分析。

非接触式IC卡农田灌溉计费系统的研制

针对目前农村农田灌溉的现状,研制了一种低成本、高可靠性的非接触式IC卡农田灌溉计费系统,介绍了其工作原理及软硬件设计思路。

基于dwMDS算法的农田节水灌溉系统设计

随着我国精细农业的发展,先进的科学技术不断应用于农业工程,针对我国农田灌溉技术落后,用水量大和自动化水平低的现状,提出一种利用无线传感网络来采集和传输农作物实时信息的方案,该方案可有效解决实时传输的数据多、传输数据难等问题。将一种分布式加权多维尺度定位算法(dwMDS)和我国农田灌溉的实际情况相结合,设计了一套切实可行的农田灌溉无线传感网络监测系统,该方案从根本上解决了网络结构、网络节点定位算法、节点的硬件构成和节点间通信等问题。

农田水利灌溉系统工程现状及改进措施

通过列举现阶段我国农村水利灌溉系统工程现状,分析认为,贯彻中央"三农"政策,必须稳固农业发展的"基础之基础"——农田水利灌溉系统工程。只有正视农田水利灌溉系统工程存在的问题,并且进行科学有效的改进,才能确保农业产业化的顺利进行。

农田水利灌溉渠道工程运行维护及管理研究

农田水利灌溉渠道工程是人工补充土壤所需水分并且对农田中水分进行排出的一种水利基础设备,其中具备灌区饮水、输水、配水、退水等多个环节的渠沟和管道。其与国家的粮食安全和社会经济发展等方面有着直接的关系。因此,为了带动农业的进一步发展,开始建立农田灌溉系统,但是其中设施在使用的过程中,存在缺少维护和管理等工作的问题,导致农田水利灌溉渠道工程的建设效果难以发挥。因此,就要对农田水利灌溉渠道工程中存在的问题进行分析,根据分析结果制定相应的措施。通过这样的方式,实现推动农业发展的目的,保障国家的粮食和社会经济等多个方面的安全,推动国家的进一步发展。