農業設計論文范文

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第1篇

論文摘要：立足甘肅干旱缺水、農業水資源利用率較低的實際，提出了發展節水農業的目標任務、措施設計要點和完善對策。

干旱缺水是21世紀面臨的全球性環境生態問題。甘肅地處中國西北內陸，屬典型干旱半、干旱氣候區，省內大部分區域降水稀少，且季節分配不均，干旱缺水問題則更為突出和嚴重，農業生產經常面臨春旱、秋旱和伏旱的威脅。解決甘肅的干旱缺水問題，改善生態環境，涵養水源是根本出路。目前，應立足農業灌溉用水量大、浪費嚴重，自然降水攔蓄不充分，水資源總體利用效率較低的實際，將節水的重點放置到農業、農村，積極發展節水農業，提高農業灌溉用水利用率和農村田野天然降水攔蓄能力，這既能有效實現節水目標，也是促進農業農村可持續發展的重要保障。

1節水農業的目標和任務

節水農業是灌溉農業和旱作農業的有機結合，是節水與蓄水并舉，變被動抗旱為主動防旱的農業管理體制的創新和節水技術措施的整合。發展節水農業的總體目標是逐步建立節水型高效農業水資源開發利用體系，實現水資源可持續利用、農業可持續發展、農民可持續增收。當前發展節水農業的基本思路和主要任務是以合理開發、優化配置、高效利用、有效保護現有水資源為出發點，整合和推廣應用各種節水農業工程措施與技術手段，建立并不斷完善節水農業措施和制度，切實解決農業灌溉用水和自然降水利用率低的問題。

2節水農業措施的設計

根據當前節水農業發展的總體目標和農業與水利管理部門分家體制的現狀，結合農業發展的需要，農業部門在節水農業措施的設計中，可從以下幾個方面入手：

2.1土地整理設計根據田面的平整度、地面坡度、土壤類型和農作物種植情況，以及不同灌溉方式和耕作方式的要求進行土地整理設計，可整平的田面盡量要求整平，地面坡度較大的規劃后修成水平梯田、隔坡梯田，面積較大的地塊應合理規劃溝畦，開溝起壟分畦，以增加入滲，減少流失損耗，提高灌溉均勻度和效率。

2.2深耕與深松設計根據不同土壤質地與土地構型、原有耕作基礎，設計節水農業所要求的耕層厚度和有效土層厚度，通過逐年深耕改土，加深耕層，加厚土層達到設計要求，改善土壤的透水性，增加入滲深度，提高蓄水能力，減少流失和蒸發。同時可以促進作物根系發育，擴大根系的吸肥吸水范圍，增強植物抗旱、耐肥、抗倒伏能力。設計中一般要求活土層應保持在30～45cm之間，深耕次數一年一次或隔年一次，深耕時間由冬閑前移至晚秋或后移到早春，深耕后當即耙耱、鎮壓，保護墑情。

2.3淺耕與覆蓋保墑設計通過地表淺耕、降低土壤毛細管作用、控制田間雜草，或覆蓋塑料薄膜、秸稈等，抑制土壤蒸發，減少地表徑流，保持土壤水分，提高水資源利用率。干旱山區尤其應大力推廣全膜覆蓋雙壟溝播技術，并注意盡可能在秋季雨后田間墑情最好時立即覆膜。

2.4化控抗旱劑的推廣使用設計目前我國已成功研制出抗旱保水劑、土壤蒸發抑制劑和植物抗蒸騰劑等三大類化控抗旱劑，并在較大區域、多種作物上推廣應用。各地應根據當地土質和作物種植情況大力推廣選用。拌種包衣選用適合的抗旱保水劑，地表噴施土壤蒸發抑制劑，作物葉面噴灑植物抗蒸騰劑。

2.5節水種植制度的設計在注重市場與效益原則下，根據當地降水分布、干旱發生規律，選擇設計優質、高效、節水的種植制度和作物結構。重點應因地制宜調整種植結構，大力發展節水作物，將過去糧經二元種植結構調整為糧經飼（草）三元種植模式，擴大種草面積，減少灌溉次數，降低用水量。實行間作、套種、寬窄帶狀種植，減輕單位面積土壤水分供需不足的矛盾和壓力。

2.6節水栽培技術的設計包括抗旱節水優質高效作物品種的選擇，機械或人工精量播種、溝播、膜側播等播種技術的推廣，不同作物或同一作物不同生長期需水、供水的控制等。

2.7節水灌溉制度的設計節水灌溉制度既是農業節水措施綜合效果的體現，也是農業節水、工程節水和管理節水三部分的結合點，所有節水效果都要落實到灌溉制度的擬定量化指標上來。節水灌溉制度的設計，首要任務就是應通過對不同區域、不同作物品種需水量科學分析，確定出最佳灌溉用水定額與產量之間的關系，以此作為衡量節水效益的量化標準，指導和規范節水灌溉工作；其次，在灌溉方式上應做到“五改”，即改大水漫灌為壟畦溝灌、改大畦灌溉為小畦灌溉、改長溝灌溉為短溝灌溉、改冬灌為春灌，有條件的地方應積極實施噴灌、滴灌和隔行交替灌溉。

3節水農業措施的完善

3.1注重農業與水利部門的相互協調與配合發展節水農業，應努力克服目前農業、水利兩家一定程度上的脫節，把旱作農業節約天然降水與灌溉農業節約灌溉用水統一到同一個節水農業的系統之中，形成具有完整意義上的節水農業體系。

第2篇

君豪現代生態農業園位于襄城縣，隸屬于河南省許昌市，距離許昌市區30余公里，距平頂山市20余公里，位于中原城市圈范圍之內。襄城縣新的城市建設理念是“城在水中、水繞城流、城水相依、人水親和”，其環境優雅，城秀人和。園區規劃建設面積10hm2，地形豐富。園區地處北汝河北岸，與氾河交匯其周邊為農田，地勢較低水位較高。氾河在區域水系規劃定位中為永久性水系，項目所在地是北汝河水系景觀規劃中重要節點。其周邊秀麗的風光和的充足的水資源為園區的建設提供了豐富的資源。

2項目分析

2．1優勢分析

交通便利。園區位于襄城縣以東，北臨省道，南依汝河觀光大堤。在城市規劃的外環之內。田園風光秀麗迷人，溫泉資源豐富，周邊鄉村風情、果品采摘、農事體驗等鄉村民俗旅游基礎較好，休閑服務市場潛力巨大。隨著客源輻射范圍及腹地不斷擴張，有利于聚集人氣與營造通暢的服務網絡。地形豐富。園區外部與城郊地勢平坦的農田野林和城市外部河流接壤，其內部地勢低洼，水位較高。利用原有地形基礎，挖低成河、加高成山，挖湖堆山、塑造空間。打造秀美的山水格局，營造清新桃源的優美意境。良田美景。襄城縣氣候溫和，四季分明，光照充足，屬暖溫帶大陸性氣候。農業種植歷史悠久、資源基礎良好，農田和果園有著都市農業發展的必要基礎。呈現著一派迷人的田園風格。基于如此良田美景，可結合規劃項目對其進行必要的梳理和整合，多樣化發展，充分發揮潛在優勢。豐盈水系。園區南依北汝河堤，北汝河起源伏牛山脈，自古水清勢淼，文人墨客倍相詠之。有唐代毆陽詹的《汝州行》:“湛湛清流九曲灣，浮沉澈底似拖藍。扁舟一葉無人系，風動橫移向碧灘。”如今的北汝河堤已建成防洪堤壩和防護林帶。行于河堤之上，其綠樹成蔭花競相放，不見西湖柳岸卻聞汝河鶯啼。

2．2存在的問題分析

任何項目的開發和運作都可能帶來一些不利影響，對生態農業園進行分析可以防止一些消極現象的產生。農產品的生產、加工、銷售受時間、空間、勞動力的制約，旅游觀光業主要受時間制約。在花果期后游客的數量減少，旅游接待設施閑置，與旅游相關的企業收入減少，不利于吸納企業資金的再投入，限制了觀光旅游規模的擴大［2］，因此如何在發展農業生產的基礎上發展旅游業，豐富產品種類，拉長服務鏈，提高單位土地的收益，增加農民的收入，是解決問題關鍵。依據國家土壤分類標準。將許昌市土壤劃分為6個土類，13個亞類，24個土屬，45個土種。總土壤面積38．41萬公頃，其中中低產田有6．78萬公頃。主要分布在褐土和潮土土壤類型上［3］。規劃區域其壤存在的主要問題是耕層淺、土壤有機質含量低、有效養分含量低，因此應合理有效的采取措施改善農田的土地性質。人為因素的入侵，交通工具的氣體排放，以及噪聲污染，會破壞生境斑塊。而農業生產同樣存在污染，主要來源是農村居民生活廢棄物和農村農作物生產廢物，其位置、途徑、數量不確定，隨機性大，分布范圍廣，防治有難度。在生態農業園創建的過程中應著重環境的治理和保護。

3總體規劃設計模式

3．1規劃設計模式的理念

君豪生態農業園規劃理念為“農業生產為核心”的以循環農業、休閑、生態綜合模式的有機融合。突顯“青綠新襄、桃園新境”的主題。在保障農業生產的基礎上展現觀光園區的景觀特色。通過“以農業帶休閑、以觀光促生產”的模式，發揮農業生產的基礎作用，與觀光產業相輔相成，營造園林式的生態農業園區，以探索創意農業的綜合新模式。

3．2規劃設計模式原則

3．2．1生態性原則在農業園中，主張施用有機質肥料，在“自然”狀態下種植、養殖;利用各種可再生能源的外部“低輸入”。實現以科技為先領，以生態環保、規模適當為準則，生產綠色產品，探索式發展。生態性原則是創造園區恬靜、適宜、自然的生產生活的基本原則，是提高園區環境質量的基本依據［4］。

3．2．2經濟性原則觀光生態農業的興起必然帶動產業結構的調整。其以農業和旅游業為基礎，帶動了服務業、交通運輸業、加工業、建筑業等行業的協調發展，繁榮了農村市場與農村經濟［5］。在規劃設計中把經濟生產融入到園區的建設中，充分發揮采摘園帶來的經濟效益，同時注意非采摘季節的景觀規劃吸引游人，提高農業園區的經濟效益。

3．2．3特色性原則農業園的開發應具有地域性和季節性，規劃設計要與實際結合，因地制宜［6］。景觀規劃為園區服務，突出區域的特色，為園區帶來更多的旅游價值和經濟效益。

3．2．4多樣性原則農業園以滿足園區經濟效益和消費者需求為導向，注重園區多樣化的發展，建立以農業生產為主體，休閑服務為輔助的雙向經營方式。拓寬農業和旅游業的廣度，為旅游活動增添新景觀，豐富園區品種，使園區具有多樣性的特點。

3．3園區空間結構園區設計模式

與襄城縣打造“清綠新襄、市秀人和”水系新景觀的舉措相符合，設計注重體現中原良田美景的元素，如花果繁茂的果園、速生闊葉林地、魚荷共存的池塘、色彩豐富花園等，彰顯中原現代生態的特色。通過地形整理、集雨灌溉、挖湖堆山、養魚種樹的措施，形成園林式現代綜合性生態農業園區。

3．4功能分區

結合不同的設計手段將豪放秀麗的山水風貌強化，形成“山水情懷、桃園意境”的格局。即“一帶三區”的空間布局(如圖2)。中部—清理河道，整修水形;西部—平地建筑、交通集散;東部—納土造嶺、再造丘陵果園;南部—風景防護林。“一帶”—水系景觀帶:主體水系流向為從南至北，水系支流環繞園中局部，形成園區大的山水格局和小的林蔭花溪。圍繞水系布置景觀，自成天然之趣不煩人事之功。結合給排水設計和水體生態處理，符合生態、節能、環保的理念。“三區”—現代農業示范區:中、高檔水果種植、觀賞、婚紗外景和休閑餐飲;休閑娛樂觀光區:休閑采摘、水上游樂、濕地景觀、戶外休閑、野炊燒烤;林景休憩區:林中小居、花園休憩、迷你健身。

4規劃設計模式策略

4．1以農業生產為基礎

君豪生態農業園以農業生產為基礎，通過建設調整優化農業結構，科學制定全區農業結構調整規劃，發展特色農產品，形成生產、加工、觀光、風味餐飲一條龍產業。讓人們體驗“農”的氛圍，參與“農”的生活，享受“農”的風和文化。加大現代科技農業、農業科研基地、示范基地、培訓基地的開發建設力度，同時結合休閑旅游，實現農業生產經營，休閑體驗的活動綜合服務園區，營造人與自然和諧的生態農業。對原始農業進行新包裝，引領農業景觀由鄉土走向時尚［7］。

4．2注重休閑、景觀功能的體現

在農業園規劃中可以根據實際情況將某種農業元素放大，農業主題公園、植物專類園、農林作物主題文化園等均是將農業、景觀與旅游相結合，以主題特色為依托的休閑觀光農業園的體現形式［8］，既具有農業景觀、林地景觀的農業本質，又具有藝術景觀、水體景觀、園林文化等的創新特性［9］。本項目根據生產的重要性和活動的性質把園區分為6個功能區，即文化餐飲區、節慶活動區、歡樂水谷區、休閑采摘區、林園小憩區、江南庭院區。文化餐飲區。文化餐飲區包括游客服務中心、餐飲住宿、生態停車場、珍奇花果樹木展示。文化餐飲區是進去園區后的第一站，包含游客服務中心、餐飲住宿、生態停車場。以君豪商務餐廳和生態餐廳為主體建筑，設有游客服務中心，具有前臺接待、科普展示、水果品嘗、采摘打包結算、辦公室等功能。其次具有珍奇花果樹木欣賞區域，參與園藝藝術的趣味活動。節慶活動區。此區域地勢平坦、道路和廣場較多，緊鄰餐廳。有玫瑰花園、噴泉、觀魚池、歐式小火車、鐵軌道、瓜果長廊、音樂休閑吧、靈犀噴泉廣場等。設計中有玫瑰、薰衣草等構成浪漫的基調，花海中設置有景觀構筑物，如:即如走進了一個浪漫的世界，這里即將成為一處表達愛情、婚慶、求婚等節慶活動，還有企業聚會、壽宴、慶典、戶外會議等商務活動。歡樂水谷區。利用周邊的高地形和中間變化多樣的水體形成歡樂水谷區，其起點為噴泉、歡樂壁泉、林影花溪、荷花池，經過虹橋、情人島、月光平臺、水上游樂、板橋，到達椰林盛景、白沙灘、抓魚池、蘆葦蕩等，翻越出水閘而出。一路景致漣漪、一谷歡歌笑語。休閑采摘區。休閑采摘區有爬坡上山、游覽觀光、休閑采摘、漁翁垂釣、濱水游樂、自助野餐等。利用水系、山體和植物營造山水、桃園、新境的美好愿景。以桃樹、梨樹、葡萄、櫻桃、冬棗為主，具有較長的采摘期;樹下的黑皮花生、紫紅薯、草莓等保健農作物也豐富了休閑采摘活動。林園小憩區。它處于園區的東南角，一個相對獨立的區域。內容有林園小居、林內娛樂、林下小觀。它是園區的高端游憩產品，能夠獨自運營接待游客。同時，作為園區一部分，整體風貌也于其它區域相統一，整體景觀同樣是以林木果樹和少量花卉來營造，打造一個環境優雅的林下浪漫意境。主要項目有:林園小居、林內娛樂、林下小觀。江南庭院。江南庭院相對獨立，服務于賓館人群。有江南竹韻、凌霄花架、頑石迎賓等。以江南特色為主打造恬靜的景觀，供游人欣賞。

4．3注重生態建設

園區的建設必須遵循自然生態的規律，在保護、開發、利用資源的過程中，確保景觀格局的連續性、完整性，達到整體生態協調、功能連通和景觀和諧［10］。君豪生態農業園中通過運用生態系統、持續經營、物質循環、食物鏈、立體種養殖等理論和技術，形成“果園－瓜菜”、“果園－保健作物”，水體種荷養魚，水與廢棄物循化利用等各種優化的生態農業模式，提供綠色、無公害農產品。通過防護圍墻的立體綠化、游泳館的半地下建設、賓館建筑的高林遮蔭、溫室的內部種植、戶外小筑引入林下等等措施，創造農業園優美自然的生態環境。

5結語

第3篇

1.1主控系統

主控系統采用歐姆龍公司的可編程控制器CP1H型PLC，該類型的PLC具備與各種組件連接的相容性，因為它的工具有USB端口，還可以擴展2個串行端口，可方便同時連接多種組件。最大可安裝2個串行通信選件板（RS－232C×1端口或RS－422A／485×1端口）。

1.2多傳感器系統

1.2.1水位控制系統全量機械液位計WFH－2編碼型傳感器是通過浮子感測水位的，該儀器根據軸角編碼進行編碼。在進行閘門上下游水位測量時，安裝一個浮子，作為水位傳感元件；當水位變化時，浮子水位產生變化，從而帶動水輪做圓周運動，并準確地轉成相應的角位移量；水輪轉動軸編碼器是一個輸入軸，所以當水輪旋轉時，軸編碼器的電平已轉換成相應的數字代碼D，這種數字代碼D通過多芯電纜并行輸出，并在監測站的顯示器上顯示，即在人機界面上顯示。該浮子在轉換過程中采用的機械編碼是格雷碼轉換，測量范圍為40m，分辨率為1cm。1.2.2溫濕度控制系統PT100鉑熱電阻溫度傳感器精度高、穩定性好，使用方便，溫度范圍為－200℃～650℃。IH3605型濕度傳感器測量相對濕度（RH）范圍為0％～100％，環境溫度為0℃～85℃。該電路配有集成放大電路，輸出電壓為0V～10V，具有溫度補償和調零功能。其工作原理都是把電阻值轉化成電壓或電流再顯示。其系統信號傳輸流程如圖2所示。1.2.3電壓電流控制系統電流、電壓傳感器均選用珠海儀器儀表公司生產的HR－WP－AC系列交流電壓表、電流表。電機電壓電流的測量、溫度的測量、濕度的測量以及管道壓力的測量都是由PLC通過擴展I／O單元口采集傳感器送來的信號，然后進行A／D轉換和標度變換。以4mA～20mA模擬信號輸出為例，其A／D轉換如圖3所示。4mA～20mA的電流輸入對應于16進制數（10進制數）為0000～1770（0000～6000）。完整的數據輸出范圍是16進制數FED4～189C（對應的10進制數為－300～6300）。軟件編程時輸入電流在3．2mA～4mA之間時使用補碼來表示轉換數據。如果輸入的電流小于3．2mA時，斷線檢測功能將被激活并且轉換數據變為8000。

1.3系統人機界面的設計

1.3.1人機界面畫面設計和數據管理（1）電氣參數界面：顯示測得的水泵電壓、電流和轉動頻率。（2）參數設定界面：設定采集數據的標準值以及模擬數據采集。（3）數據采集界面：顯示從外界采集并且處理完的相關數據，包括1＃、2＃、3＃田的溫度、濕度和農田中水源的水位。（4）歷史數據顯示畫面：顯示采集的1＃、2＃、3＃田的溫度、濕度，并以表格的形式顯示出來，在此畫面上，還設置了可以通過下拉菜單選擇日期查看前一天和當天的歷史數據，以及可以跳轉到趨勢圖畫面的功能。（5）田間情況界面：該畫面可以看到農田中的總體情況和農田的整個畫面。（6）監控狀況界面：該界面主要實現對田間的相關設備如水泵、電動閥的開和關設置以及相關的報警顯示的設置。（7）歷史數據趨勢界面：該界面主要顯示采集到的歷史數據的趨勢圖，從而有助于分析采集到的數據，使得采集到的數據更形象化地呈現在用戶面前。1.3.2人機界面的報警設計人機界面中的報警設置使用事件登錄來進行系統報警。例如事件記錄文件名稱為EL＿20070915．evt，即表示此文件記錄2007年9月15日所發生的事件。1.3.3人機界面的通訊MT8000所提供的穿透通訊功能允許PC上的應用程序透過HMI直接連接PLC，此時HMI所扮演的角色類似轉接器（converter），具體通訊如圖5所示。數據目標端口（DestinationCOMPort）是指MT8000與PLC連接的端口，數據來源端口（SourceCOMPort）是指MT8000與PC連接的端口。在使用穿透功能時，需正確設定這兩個端口的屬性。串行通訊口使用的是9針D型公座。PLC軟件設置時需要設置通訊端口的通訊協議為Hostlink。

2軟件系統設計

2.1系統軟件總體設計結構

該軟件部分功能如下：先采集外部各傳感器的信號并在人機界面上顯示相關數據，然后判斷是手動還是自動；如果是手動，則執行手動部分的程序；否則，則執行自動部分的程序。總的軟件流程圖如圖6所示。

2.2各參數檢測軟件設計

在該系統中的自動控制模式下，由水位傳感器將田間水位參數變化成格雷碼形式輸出，傳到控制單元，然后將此格雷碼送入PLC中經兩步轉換后成為BCD碼與設置的水位上下限（BCD碼）進行比較，如果實測田間水位小于設置的啟動水位，則閥門開啟，過45s閥門全開之后再自動開啟泵；如果實測田間水位大于設置的停止水位，則此時泵關閉，閥門經過45s延時后全關閉。在手動控制系統模式中，只需將相應的閥門開關按鈕按下即可控制閥門的開啟和關閉，同時閥門開啟之后才能開啟泵。在實際系統中，為防止泵開啟之后管道壓力過大造成管道破裂，可以設計成閥門開啟至少3臺之后才能開啟泵，從而實現保護管路的效果。其他參數如溫度、濕度、電壓電流的采集及軟件處理和水位的檢測方法類似。軟件編程系統外部總接線圖如圖7所示。

3測試結果