农田环境检测系统

农田环境检测系统（精选11篇）

农田环境检测系统 第1篇

2013年1月,2013年中央一号文件首次提出发展“家庭农场”的政策。家庭农场可实现规模经营与精细化管理的有机结合,实现收益最大化,避免了规模小而无效、规模大而不精的双重弊病[1,2]。目前,家庭农场已成为我国研究和讨论的热点,而家庭农场不可避免要设计到“精细农业”。精细农业是一个系统工程,基本的工作流程主要由三部分组成:农田环境参数采集、智能决策、田间管理,三者相互作用,构成一个整体[3]。农田环境参数采集、数据处理、管理决策、智能控制等问题,己成为国内外机构所研究的重点。

实现精细化农业必须首先弄清楚农田的环境参数,根据农田的环境现状指导农业生产,所以,实时、准确的获得农田环境参数信息是实现精细农业的基础。然而农业具有地域分散、对象多样和环境参数不确定等特点,面向农业生产者应用的信息获取及通讯技术研究仍然十分匾乏。传统的农业生产主要是凭借人的经验或人工现场采集数据,这种方式浪费人力物力,实时性差,无法实现远程监测,无法对农业生产全程进行实时精准监控,无法实现最优化的生产和最大的效益。

因此结合先进的通讯技术设计一款结构简单、实时性高、控制性能强、工作稳定、操作简便、成本低廉的农田环境监测系统对农田环境参数进行监测是十分必要的。

2 系统整体结构

该监测系统以单片机为控制核心,可以实现多种农田环境参数采集,包括温度、湿度、光照、风速、土壤盐分、降水量、蒸发量、土壤PH值(本次设计只以田间环境温湿度采集对象)等,把采集到的环境参数数据传送单片机的进行处理,将信息实时显示在LCD显示屏上,同时对预设的环境参数进行超限判断,在环境参数超限时,利用GSM(Global System for Mobile communication全球移动通信系统)进行数据传输到工作人员手机,能够使工作人员实时掌握农田环境信息,实现无线远程监测。系统整体结构图如图1所示。

3 硬件设计

本控制系统针对目前农田环境参数监测中存在的问题,利用相关的通信网络、计算机技术和传感器技术,以短信息为基本控制指令和数据信息传送方式,实现农田环境信息的自动采集、传输、存储和显示功能,包括传感器模块、控制器模块、显示模块、无线通信模块等。主要电路如图2所示。

(1)环境参数检测模块

环境参数检测模块的作用是在满足一定的精度和准确度情况下,通过各种传感器对农田环境参数信息进行检测,主要包括温度、湿度、光照、风速、土壤盐分、降水量、蒸发量、土壤PH值(本次设计只以田间环境温湿度为采集对象)等信息,将这些物理量按照一定的规律转换成数字量,传送给控制器模块;本监测系统采用DHT21型数字式温湿度传感器,其内部包含一个湿度敏感元件和一个温度敏感元件,能够直接输出校准过的数字信号,信号传输距离可达20米以上,具有抗干扰能力强、性价比高等优点。

(2)控制器模块

控制器模块以单片机为核心芯片,包括时钟电路、复位电路等外围电路,以及防止控制器程序跑飞、死机的看门狗电路,通过对多个环境传感器检测数据进行采集、处理、显示、传输,同时在参数超限的情况下,输出报警信号;本监测系统采用的是STC89C52型单片机,该单片机具有8K在系统可编程Flash存储器、32位I/O口线、3个16位定时器/计数器、4个外部中断、全双工串行口等标准功能,指令和引脚上与MCS-51单片机完全兼容,能够满足系统需要[4,5,6]。

(3)无线传输模块

无线传输模块可以将农田环境参数信息发送到工作人员的手机上,使工作人员及时掌握农田状况。无线传输模块采用西门子公司生产的TC35-GSM通用模块实现,TC35模块是德国SIEMENS(西门子)公司的一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块,电压范围为直流3.3~4.8V,休眠状态电流消耗为3.5m A,空闲状态为25m A,发射状态为300m A(平均),2.5A峰值;它支持Text和PDU格式的SMS(Short Message Service,短消息),可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复,该模块与单片机通信遵循RS232通讯协议,可以快速、安全、可靠的实现环境参数数据通信服务[7,8,9,10]。其与单片机的接口电路如图3所示。

总之,本监测系统借助已经全面覆盖的GSM网络,能够实现农田环境参数的随时随地监测;使用简单,系统所有数据都以短信形式发送,用户手机作为一个便携式监测终端,能够及时了解到农田环境参数数据。系统能够为用户提供一个简单可靠、安全经济的农田环境监测平台。

4 软件设计

系统上电后单片机主程序首先调用系统初始化子程序,该子程序完成对I/O口、LCD、串口、GSM模块等进行初始化工作并创建系统文件,待初始化工作结束后,主程序将调用基本参数设置子程序,在该子程序运行过程中,用户可通过红外遥控键盘进行一些基本参数(包括时间、温湿度上下限、报警手机号码等)的设置,待设置完成后按下确认键,系统将保存设置,并在LCD上显示相应的信息,之后进入总循环。在总循环中,系统首先调用温湿度传感器数据采集子程序进行温湿度数据采集,后判断是否有请求命令,有则发送实时数据,没有则判断温度和湿度当中是否有数据超限,若温度和湿度中至少有一个超限有则调用GSM模块短信报警子程序发送报警短信,同时声光报警,反之则返回总循环的开始处执行新的一次循环。主程序流程图如图4所示。

5 系统调试与测试

5.1 系统调试

(1)按下电源开关通电源,LCD通电点亮显示系统初始化界面如图5所示,此时GSM模块指示以每500毫秒间隔闪烁,直到以1秒间隔闪烁为止,此时说明GSM模块已经正常接入网络。

(2)进入系统运行界面,当GSM模块初始化成功后,系统立即跳转至运行界面,此时可通过红外遥控器进行时钟设置时间。利用红外遥控器功能键CH键可遥控界面在主界面和温湿度参数及报警手机号码的界面进行切换。当调试好后,按下确认键即可自动进入运行模式。参数设置界面如图6、图7所示。

(3)当环境温度达到所设定的参数上限或下限任意一个值时,GSM模块立即向手机发送当前的温湿度参数值,延时一段时间(这里程序设计时默认设定为1分钟,)后,如报警参数任然上升处于报警范围,那么立即再发一条短信,直到报警参数恢复正常温湿度值。在报警未解除期间,系统主板上会发出持续的声光报警信号,即红色报警指示灯亮,蜂鸣器发声。报警短信接收如图8所示。

5.2 实地测试

(1)测试方案

在系统调试完毕后,进行实地测试。实地测试主要是测试系统在实际的农田环境下的工作性能。首先将系统电路板安装在某农地的空地处,测试现场如图9所示。通过前文描述的传感器检测环境温度、湿度等环境参数,在12864液晶上显示出来,然后与专业测量工具在同等条件下测试结果进行对比,根据测量结果,优化传感器性能。

(2)测试过程

设定温度范围为:14℃~30℃;湿度范围为:40R H%~85RH%;短信报警间隔2分钟;温度允许误差±0.5℃,湿度允许误差±2RH%,将传感器测试数据取值与专业温湿度计测量值进行对比,每隔30分钟记录一次数据,测试结果见表1所示。

(3)结果分析

经过分析,发现控制系统采集数据和专业测量工具测量数据误差较小,温度最小误差为0,最大误差0.2℃,湿度数据最小误差为0,最大为1.1RH%;在超过设定值时,声光报警装置工作,报警短信2s内发出。测试结果表明,本监测系统在实际工作中,运行情况稳定,温湿度测量误差较小,报警功能正常,较好的达到了设计要求。

6 结束语

本文结合计算机技术、GSM通信技术及传感器技术,设计了基于基于GSM的农田环境监测系统,具有农田环境参数的实时显示、短信报警等功能。最后经过对开发出的样机进行试验测试,结果表明,本系统的温湿度传感器数据采集性能良好,短信息发送及时,能够实现环境参数的实时监测及远程报警,极大的降低了中小农户人工成本,具有应用价值高,实用性强等特点。

摘要：农田环境参数采集的实现精细农业的重要步骤。为解决传统的采集方式存在的费时费力、实时性差等问题,结合GSM通信技术,以单片机为核心处理器,设计了一种基于GSM的农田环境监测系统。其具有环境参数的采集、显示、超限报警、实时查询等功能。实验结果表明,该监测系统测量误差较小,数据通讯正常,操作方便,具有良好的稳定性和可靠性,可以满足农田环境监测的实际需求,具有较好的社会效益和经济效益。

关键词：GSM,单片机,传感器,环境监测

参考文献

[1]岳正华,杨建利.我国发展家庭农场的现状和问题及政策建议[J].农业现代化研究,2013,34(4):420-424.

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[4]王琰,郭燕.基于C51单片机的智能循迹小车设计与实现[J].机电一体化,2013,(8):72-76.

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[9]杜英.基于GSM的土壤湿度监测系统的研究[J].山西农业大学学报(自然科学版),2014,34(1):81-83,92.

[10]毕宁强,朱瑞祥.基于TC35I的GSM土壤信息远程监测系统[J].仪表技术与传感器,2012,(3):187-190.

农田环境检测系统 第2篇

1.说明

西气东输工程是我国西部大开发的一项重要工程，西气东输工程全长4000余公里，管径1016mm。该条管线是我国境内目前管径最大、距离最长的输气管道，沿途经过新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、上海等省市自治区。管道沿线所经地形地貌有沙漠、沼泽、戈壁、山地、平原、农田、河流、湖泊、沟渠、水网等。管道施工必然对沿线的地貌造成一定的破坏，根据环保要求，在施工过程中，必须采取措施，进行一定的保护，使管道施工对环境的影响最小，在施工结束后，对沿线地貌及农田设施进行恢复，以达到环境保护的要求。

2.管道工程对生态环境的影响

铺设天然气管道是将钢管由管场运至现场，在施工现场进行组装焊接、补口 并将管道埋入地下的过程。在这个过程中，要用设备、车辆进行运输，现场施工需用大量的施工机具，管道施工技术越先进，现场的施工机具就越多。要将这些机具运至现场，除了利用现有的铁路、公路外，还要修筑施工便道，在现场，所有的管子要逐根连接起来，这就必须平整场地，形成施工作业带，使施工设备能够通过，并将管子焊接成一条管道。设备通过会使地表植被受到破坏。为了将管道埋入地下，必须开挖管沟，在农田段开挖管沟，会将原有的灌溉系统切断；大开挖穿越河流，会将河道切断，两岸及河底的地质结构受到破坏。穿越公路，会使路面结构及交通受到一定影响。在丘陵及山区施工，易造成水土流失等影响。在自然保护区，会使野生的植物受到破坏、野生动物的生活规律受到一定影响。总之，建设管道为国家及地区的经济发展带来效益，也在一定程度上使生态环境受到影响。为此，必须对施工中存在影响生态环境的问题进行研究，并采取措施加以解决。

3.保护及恢复生态环境的措施

3.1地表植被及农作物

地表植物包括树木、杂草、灌木等，农作物根据地区的不同而不同。其它还有果树、花卉、苗圃等。

在施工之前必须对上述地表植被和农作物进行清理，一般情况下，施工应避开农作物生长季节，利用农闲时节进行施工，如果工期较短，或施工连续进行，不能避开，管道局西气东输施工联合体（三公司）19标段

应提前告知当地政府部门，当季不在作业带内种植，以减少损失。如果必须在农作物生长季节施工，应及时与当地政府及有关部门联系，商谈赔偿事宜。使农民及时得到补偿。

对于果树、树木、灌木等影响施工机具通过的植物必须清除，而后进行赔偿。对于花卉、苗圃等类型的苗木，应提前联系，能够移植到别处的进行移植，不能移植的苗木进行清除，而后进行赔偿。

在管线建设过程中，应兼顾线路走向与生态环境保护，尽量避开果园、苗圃、自然保护区等，以减轻对生态环境的破坏。关于改线与否，应进行方案比较，确定费用最小，对生态环境影响最小为好。

3.2农田水利设施

农田水利设施指小型水渠、小型提水泵房、排水管道、小型堤坝、垄沟、田埂等。在施工之前，与当地水利部门取得联系，征得许可。

对小型水渠，因施工设备必须通过，可采用埋设过水涵管，然后在涵管上覆盖一定的土或垫层使设备能够通过。也可制作钢过桥，使设备能够通过。

对于排水管道，应事先与当地有关单位联系停水事宜，在管沟开挖时将其切断，若是水泥管、塑料管，直接拆掉一节，待管道下沟后更换新管重新安装即可。

对于小型堤坝，如果管道是从堤坝下面穿过，那么在平整施工作业带时，直接将堤坝推平，管道下沟后，进行恢复。如果管道是从堤坝表面爬过，那么就不能破坏堤

管道局西气东输施工联合体（三公司）19标段 垫层

埋设涵管

坝，而应修筑坡道使施工设备从堤坝上面通过。

对于提水泵房或排灌站等构筑物，以避开为好，即使设计线路走向正好经过，也要想方设法绕过。例如，从泵房两侧300米外即开始按弹性敷设改变走向，可以很自然地绕过。如果场地受限制，不能用弹性敷设的方法绕过，可以采用加3~4个弯头或冷弯管而饶行。具体可以与设计、业主协商而定。

对于垄沟、田埂等田间设施，可以雇佣人工进行恢复，也可以由田地的主人自行恢复，由业主给予适当的补偿。

3.3 自然地貌（山区、丘陵、冲沟）

自然地貌的保护包括山区、丘陵、挡水墙保护管线示意图

季，雨水顺山坡而下，带走泥土，形成水土流失，严重的可引起山体滑坡，造成自然灾害。针对上述情况，可以在施工作业带两边修筑临时排水通道使水流从通道内流走。在比较陡的地段设置挡水墙。施工结束管道回填后，及时修筑挡水墙。作为永久性设施保留下来，并在施工作业带内洒种草籽或其它适宜的植物种子，使地表植被得到恢复。在横坡上铺设管道，一般是将山坡削掉一部分，使管道在断面上敷设。这个断面的植被完全被破坏，雨水会顺山坡蔓延流下，这会将断面冲毁，严重的可导致山体滑坡。为了避免事故，及时设置挡水墙，挡水墙的形式见图。施工结束后，这些挡水墙作为永久性设施保留下来。还要在施工作业带内洒种草籽或其它适宜的植物种子，使地表植被得到恢复。

管道穿越冲沟时，可采用砌护坡的形式进行水工保护。

3.4人工建筑物、构筑物、房屋

管道在选线时应尽量避开房屋、工厂、矿山等人口密集的地区。在施工中，如果发现线路经过，及时通过设计，进行改线。如果因场地限制不能改线，只能进行拆除，但要作好赔偿工作。

3.5水渠、河流

大型河流因为不能断流、不能截流，只能采用导流或非开挖方式进行穿越。小型河流、水渠的施工，尽量在枯水季节施工，或在不影响农田水利灌溉的前提下，采用大开挖方法进行穿越施工。在施工前，应与当地水利部门取得联系，征得许可。利用水网、船闸进行分流、截流，然后进行大开挖施工。施工完毕及时将设备、机具撤走，剩余用料拉走，做到工完料净场地清，对因施工造成的废料、废弃物及时

管道局西气东输施工联合体（三公司）19标段 线后管线

回收，减少污染。穿越完毕经验收合格后立即进行回填、恢复地形地貌，并砌筑护坡进行加固。

3.6文物保护区

在文物保护区施工，应根据文物保护法及时向当地文物部门报告。遇有地上或可见的文物、古籍、古建筑群时，通知业主、设计部门与文物部门联系，一般地应使线路饶过这些文物区。

在挖沟、穿越等土石方施工中，若发现有地下文物，应进行保护并立即向文物部门报告，配合文物部门妥善解决，并按文物部门的建议进行施工。

3.7自然保护区或野生动物保护区

管线通过自然保护区或野生动物保护区时，应事先与当地环保部门或野生动物保护部门取得联系取得管线通过权。按照他们的建议采取保护措施。

在沙漠、戈壁及无人区等地带施工时，由于可能存在野生珍稀动物，为了不影响野生动物的生活规律，应聘请动物专家或当地人员进行调研，掌握这些动物的生活和迁移规律，在适当的地方留出通道，以便野生动物的活动和迁移。

4．保护生态环境及农田设施实施办法

4.1应从组织上保证。成立相应的组织机构或指定专人负责此项工作。项目经理应充分的认识到，保护生态环境的重要性和意义。赋予此项工作人员一定的权利，以便他们开展工作。

4.2对全体施工人员进行教育。提高他们的环保意识和责任心，使他们在施工中能够自觉地作好环保工作，最大限度地减少对环境的损害。

4.3建立相应的制度。奖优罚劣，促使施工人员及单位作好环保工作。

4.4应对由于保护生态环境而对工程施工的影响进行评估，由此引起的工期延误及发生的费用应与业主协商分摊或在投标报价予以考虑。

4.5专职人员应经常进行巡视，及时发现和存在的问题，并妥善解决。共同把保护生态环境工作做好。

农田环境检测系统 第3篇

关键词：农田土壤；重金属；污染现状；修复技术

中图分类号：X53；X173 文献标识码：A DOI编号：10.14025/j.cnki.jlny.2016.10.061

随着工业技术的迅猛发展，化肥及农药在农业生产中得到了广泛应用，这就使得重金属可通过很多方式残留到农田中，导致农田土壤被严重污染。重金属污染物具有毒性大、不易降解等特点，因此极易在人体、动物、植物中沉积，从而给人体健康、食品安全及生态环境带来严重威胁。因此，必须不断探索与创新，努力研发出科学、环保、高效的修复技术，从而有效解决农田土壤重金属污染问题。

1 农田土壤重金属污染的现状问题

农业管理部门对我国多个城市的农田土壤进行了实验与分析，实验数据显示，大多数城市的农田土壤中As、Hg、Cd、Ni、Zn、Ph、Cu、Cr的单位含量都大大超过了土壤原来的背景值。防治农产品污染的农业部实验室对我国24个省市的农田土壤调查结果表明，有近330个重度的重金属污染区，总面积大概57824平方米，农产品被重金属污染的比重在被污染的农产品中占比高达80%。当前，我国很多城市郊区的农田均受到或轻或重的重金属污染，比如江苏南京的农田土壤受到了Hg、Cd、Pb污染，尤其Hg污染最为严重；2010年黄浦江沿岸地区农田土壤中Pb、Hg、Cd、Cr的含量依次超出土壤背景值的45%、68%、60%、67%；连续5年北京近郊农田土壤中的Pb、Cd、Hg含量都远远超过远郊；2010年深圳农田土壤采样点中有37%的Hg单位含量高于背景值，其中采样点中6%的污染程度在中度以上。此外，香港、重庆、海南、江西、广西、河北、福建、贵州等省市都存在一定程度的Ni、Zn、As、Cr、Pb、Cd、Hg污染。

2 修复农田土壤重金属污染的技术

当前我国很多省市地区的农田土壤不同程度地受到了重金属污染。而这些污染源都具有难以降解、毒性大、危害性大等特点。因此，必须勇于探索、大胆创新，努力寻找能高效、科学、环保的修复农田土壤重金属污染的技术，从而有效解决或降低重金属污染带来的危害性。

2.1 植物稳定修复技术

生物修复技术，指的是借助特定的生物技术降解、清除、转化、吸收农田土壤中的重金属污染物，以达到恢复生态效应、净化环境的目的。比如，植物稳定修复就是生物修复技术中的一种形式，其具有修复效果好、没有二次污染、操作性强、成本较低等优点，因此值得大范围推广应用。植物稳定修复技术，是借助很强的耐重金属的植物有效降低农田土壤中重金属的移动能力，从而减少重金属在食物链中富集的机会。植物稳定一般借助根部转化、沉积、积累重金属的方式，或者借助根部表面的吸附能力将重金属固定下来，从而大大减小了重金属扩散到周围环境及下渗到地下水中的风险系数。植物根部产生的分泌物可有效改变周围的环境，可改变As、Cr、Hg的形态与价态，减弱这些重金属的毒性与移动性。有研究表明，黑麦草对土壤中的Cd、Mo、Zn、Cu等有很强的吸附能力，并且这些重金属主要集中在黑麦草的根部，很少向叶与茎转移；东方香蒲对农田土壤中的Pb、Cd、As的吸附位置也主要在根部，并且累积量高达87.12mg.kg^-1、35.12mg.kg^-1、31.69mg.kg^-1，而叶与茎中只有20.18mg.kg^-1、2.83mg.kg^-1、2.06mg.kg^-1。所以，可用东方香蒲修复被Pb、Cd、As污染的土壤。当前，用红麻、荠菜、纤维大麻、五节芒、荻、芦竹、芦苇等经济植物修复被重金属污染的农田土壤，具有很大的环境效益与生态效益。

2.2 热脱附修复技术

农田环境检测系统 第4篇

精准农业[1,2]是基于信息和知识管理复杂农业系统的集成技术体系,它能以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入,并改善环境,高效地利用各类农业资源,获得经济效益和环境效益。精准农业代表了21世纪全球农业发展方向,作为农业科技革命的重要成果和农业知识创新工程的重要组成部分,已成为当今世界农业最富有吸引力的前沿课题之一。获取农田环境信息是精准农业实现的关键之一,由于农田覆盖面积较大、环境恶劣且多是无人值守区域等特点,需要在广阔的地域上进行信息获取及通信,有线通信所使用的线缆成本较高,并对耕作有影响,使得无线通信成为必然的选择[3]。采用常规的无线通信方式获取农田环境信息,其功耗高、时延长、安全性无保障等诸多限制性因素极大制约了精准农业信息资源准确实时的供给,难以实现精准施肥、灌溉、施药等措施。因此,应用一种新的信息获取及无线通信技术,解决精准农业上述难题显得尤为必要。

无线传感器网络(WSN)是一种全新的信息获取和无线通信平台,能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息,将其应用于农田环境信息监测领域有着广阔的应用前景[4]。国外研究者Morais[5]等将其应用于精准葡萄栽培,确保葡萄可以健康生长,进而获得大丰收。国内相关学者在节水灌溉和农田气象监测信息获取中应用无线传感器网络技术,文献[6]将无线传感器网络应用于农田土壤温湿度的监测,文献[7]将无线传感器网络用于温室监控,取得了较好效果。无线传感器网络节点通信能力有限,制约其实现农业环境信息的远距离传输。

现有的无线网络GPRS/GSM具有远距离通信的能力;但存在网络延时,适用于数据传输量较小、实时性要求相对较低的农业系统。然而,无线传感器网络与GPRS/GSM相结合是实现远程传输的经济、合理方法。采用低功耗ZigBee无线传感器网络数据收集和基于GPRS的长距离传输相结合的方式,在大范围区域通过布置传感器节点来实现动态采集农田环境信息,如土壤pH值、空气温湿度、光照强度、土壤温湿度等。兼顾短距离通信与长距离通信的无线网络构架必将在数据采集和农业控制领域中占据重要的地位。为此,设计了基于GPRS与无线传感器网络的农田环境监测系统。

1 设计原理及系统结构

农田环境监测系统由ZigBee微型传感器节点、嵌入GPRS的ARM网关和上位机软件组成,系统整体结构如图1所示。基于ZigBee的微型传感器节点以CC2530为核心,控制多个传感器(土壤pH、空气温湿度、光照、土壤温湿度传感器等)实现数据采集、数据处理、数据存储,以树形拓扑的Zigbee网络向协调器发送数据。ARM网关集成ZigBee协调器和GPRS模块,通过协调器收集微型传感器节点采集的数据,利用ARM网关实现ZigBee网络与GPRS网络、Internet的信息交互,将数据转发至远程监控中心。上位机软件以及服务器从ARM网关接收信息,完成数据解析、处理、存储、查询、统计以及图表绘制等,并可以通过ARM网关发送控制指令至底层传感器节点完成远程参数设置,使得客户端在任何时间地点只要登陆系统服务器,即可在线实时监测信息和远程设置参数。本文采用QT实现了上位机对ARM网关的控制,上位机和ARM网关之间采用GPRS无线通信方式进行数据传输。

2 系统的硬件设计

2.1 微型传感器节点设计

微型传感器节点负责采集区域的农田环境信息,并将其转换为数字信号。农田环境监测系统结构如图2所示。它由传感器、信号调理电路、A/D转换器、微处理器、射频通信及电源模块组成。对于每种监测对象,选择相应的传感器(包括土壤pH值、空气温湿度、光照强度、土壤温湿度等)对农田环境信息进行采集。在选择传感器的过程中,主要考虑能耗、测量范围与精度、成本与功耗等因素。微型传感器节点通过相互协作的方式完成农田环境信息收集,最终将数据汇聚到无线传感器网络的协调器。传感器采集的信号通常为电阻或电压,可以利用经验公式计算或标定的方法得到实际的参数。

2.2 ARM网关设计

ARM网关硬件结构如图3所示。其主要由ZigBee协调器、GPRS模块及ARM控制器3部分组成。ZigBee协调器以CC2530为核心,配置一些接口,如串口以及通用IO接口。ZigBee协调器与微型传感器节点基本类似,两者的区别主要在软件上。GPRS模块选用集成的SIM300模块,其内置TCP/IP协议,支持AT指令集。ARM控制器负责ZigBee协调器与GPRS/GSM网络的信息交互,同时控制一些存储器、串行口、以太网接入等功能模块。

3 系统软件的设计

农田环境监测系统软件包括两部分:一是硬件驱动程序;二是上位机软件。硬件驱动程序包括ZigBee网络数据采集、传输程序以及ARM网关驱动程序两个部分。上位机软件采用Qt开发了一个数据显示、存储查询和按钮控制的监测界面,实现人机交互及远程监测。

3.1 ZigBee网络数据采集及传输程序

1)微型传感器节点数据采集及传输流程。微型传感器节点数据采集及传输是在ZigBee 2007 PRO协议栈的基础上设计相应的应用程序,实现传感器数据采集与传输。ZigBee网络建立之后,微型传感器节点对农田环境信息进行周期性采集,每次采集过后,进入睡眠模式,以降低功耗;采集到的参数进行相应的打包,并通过树形拓扑的ZigBee网络发送给协调器。具体流程图如图4所示。

2)协调器数据收集流程。协调器负责建立网络,当协调器成功建立网络后,将会给应用程序任务发送一个系统消息,通知其网络已建立成功(状态已改变),在此并不对协调器安排任何工作,只令其等待接收微型传感器节点传来的数据。协调器每次收到微型传感器节点传来的参数数据后,进行格式打包,并通过UART将数据包转发。ARM网关将协调器发来的数据包转发到GPRS网络或以太网。具体流程,如图5所示。

3.2 ARM网关驱动程序

ARM网关驱动程序实现ZigBee网络与GPRS网络、Internet的信息交互。ARM网关驱动程序流程图如图6所示。ARM网关驱动程序的主要流程为:ARM控制器对SIM300C串口、协调器串口进行配置,实现Zig Bee网络与GPRS网络、互联网进行信息交互。同时,也可以利用通信接口让数据在本地PC机上显示、存储结果。ARM网关植入了Linux2.6.32.2嵌入式操作系统,交叉编译器arm-linux-gcc4.1.2。驱动程序采用Qt库文件开发。SIM300C内嵌TCP/IP协议,在传输之前自动添加帧头和帧尾结构,为了提高数据传输效率和减轻ARM的工作负担仅在相应数据之前添加传感器节点采集数据、ZigBee网络拓扑信息等。

3.3 上位机软件设计

基于Windows7操作系统和Qt应用开发框架,开发了上位机软件。上位机软件主要包括数据管理和远程信息监测两个功能模块。

1)数据管理模块:包括数据接收、解析、存储和处理等功能。数据接收采用Qt的Socket技术编写,通过监听服务器端口,将ARM网关传输的数据按照自定义的数据帧协议解析后存入数据库。

2)远程信息监测模块:包括数据实时显示、信息查询、图表自动绘制等功能模块,可以为用户提供信息浏览和数据查询等服务。同时,设计了远程参数设置模块,各传感器节点的工作模式、数据采样时间等系统参数可以通过上位机远程监测界面完成。

4 农田环境监测系统测试结果

为了验证系统的正确性,设计10个基于ZigBee的微型传感节点和嵌入GPRS的ARM网关。为了简单而又不失一般性,传感器节点1~4配置温湿度传感器,其他节点仅有光照传感器。利用上位机软件接收、处理及显示温湿度数据。测试时,对传感器周围环境进行人工干预,即改变温湿度值,观察温、湿度能否做出相应的变化,测试结果如图7所示。将测试结果与实际值进行比较,以判断数据是否正常。实验结果表明,系统能实时采集、远距离传输以及显示数据。

5 结论

本文从硬件和软件两个方面设计了基于GPRS和Zig Bee无线传感器网络的农田环境监测系统原型,给出了无线传感器网络中传感器节点、ARM网关的硬件设计以及它们各自的软件流程。传感器节点组成树形拓扑的ZigBee网络,将采集到的数据传输到ARM网关的协调器,通过GPRS网络发送采集的农田环境信息,实现远程监测。本系统是农田环境信息远程传输的经济合理方法,具有良好的市场前景。下一步工作将对采集数据的有效性和网络的稳定性进行验证和测试,以提高了整个系统的应用价值和范围。

参考文献

[1]汪懋华.精细农业发展与工程技术创新[J].农业工程学报,1999,15(1):1-8.

[2]赵春江,薛绪掌,王秀,等.精准农业技术体系的研究进展与展望[J].农业工程学报,2003,19(7):7-12.

[3]吴华瑞,赵春江,张海辉.农田无线传感器网络中的簇首轮换机制[J].农业工程学报,2009,25(增刊2):170-174.

[4]J.Yick,B.Mukherjee,D.Ghosal.Wireless sensor networksurvey[J].Computer Networks,2008,52(12):2292-2330.

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农田水利工程滴灌系统的设计 第5篇

摘要：滴灌技术是农田水利工程节水灌溉技术中的一种，因其节水效果突出，适应性强，近年来在干旱少水地区得到推广应用。鉴于滴灌系统设计与灌溉效果紧密相关，因此本文对这部分内容进行了探讨。

关键词：农田水利工程；滴灌系统；设计

水是生命之源，然而我国淡水资源人均仅有2300m3，约为世界平均水平的1/4，但同时我国又是世界上用水量最多的国家，所以节水不仅是我国的现实需要，更是社会经济可持续发展的必然要求。农业是用水大户，我国许多地区农业生产却一直面临着干旱缺水的问题，而传统地面灌溉方式用水量很大，水资源浪费现象十分严重，故采用先进的灌溉方式非常迫切。滴灌技術具有节水、节能、省肥、省工、改善品质、提高产量、适应性强等突出优势[1，2]，因而成为农业节水灌溉的首要选择。合理设计是发挥滴灌技术优势的前提，因此本文结合实际应用对滴灌系统的设计进行了探讨。

1 滴灌系统的设计流程与方法

1.1设计流程

滴灌工程涉及范围广、专业多，系统复杂，工作量大，遵循合理的设计流程有利于提高设计质量和效率。基本流程如下：接受设计任务→调查研究与获取基本资料→水源规划→首部枢纽与输配管网规划→毛管、灌水器选择及灌水小区水力设计→管网布设→滴灌系统工作制度设计→管网水力计算并确定干管及支管管径→首部枢纽设计→滴灌系统设计复核→滴灌系统土建设计→滴灌系统投资效益分析→技术经济评价→提交设计成果。下面对主要环节进行简要说明。

1.2调查研究与获取基本资料

接受设计任务后，需要收集如下基本资料：（1）灌溉区地形图，农田灌溉面积、水源位置及交通、电力等情况；（2）农田土壤性质指标；（3）种植的作物种类、品种、分布、需水量、灌溉制度等；（4）当地气象条件，温湿度、降水量、蒸发量等参数；（5）农业生产管理条件等。

1.3水源工程规划

滴灌系统必须保证有充足可靠的水源，滴灌用水主要来自地表水和地下水，前者通常泥沙杂质较多，需投资沉淀过滤系统较；后者一般水质较好，但大量抽取地下水会造成地面沉陷、沿海地区海水倒灌等地质灾害，所以应作全面评价。确定水源后还要考虑配套工程，如取水、提水、蓄水、输水等工程。

1.4电能规划

当地电力资源丰富，可从电网接电，但作为节水工程还应有节能需求，可考虑风能、太阳能等可再生能源作为补充，以降低运行成本。

1.5首部枢纽与输配管网规划

首部枢纽是指从水源取水，加压，注肥，然后送入管网和灌水器的设施及控制保护装置，是滴灌系统调配控制的核心，如由地表灌渠取水，可考虑设有三级过滤器的首部枢纽，再配置施肥罐、控制量测设施及保护装置。管网由干管、支管、辅助支管（辅管）、毛管及连接管件、调控设备组成，布置时应从经济、施工和维护角度出发。线路走向尽量沿现有道路敷设，便于施工和维护管理，还应少占耕地以节约土地资源。

1.6毛管、灌水器选择及灌水小区水力设计

毛管和灌水器的布置主要依据灌溉对象。毛管长度影响灌溉效果和投资，通常毛管越长，支管间距越大，支管数量越少，投资愈少，但滴灌效果也会变差，所以毛管长度要结合灌水均匀性和水力计算确定。灌水器被称为滴灌系统的心脏，所以必须合理选择，主要依据作物种类、种植模式、土壤性质、工作压力、流量压力关系、制造精度、温度变化敏感性、淤堵敏感性、价格等因素选择。灌水小区是构成管网的基本单元，小区内压力和流量偏差应符合相关规范规定要求。

1.7管网布设

确定毛管、灌水器参数并完成灌水小区水力设计后，就可进行管网设计了。对于大田滴灌系统，管网布设可采用“抓两头、攻中间”的方法，“两头”是管网的始端干管和末端毛管，“中间”就是分干管和支管，确定了“两头”整个系统边界条件就界定了，然后再“攻中间”就具有较大弹性和灵活性。

1.8滴灌系统工作制度设计

大田滴灌系统一般采用轮灌工作制度，由于不同的轮灌运行方式水流途径不同，管网水力状态也不一样，为了满足灌水均匀度要求，要对不同水力状态的节点压力进行均衡验算，同时不同的轮灌方式对投资也有一定影响，如某工程支管轮灌和辅管轮灌造价相差数万元[3]，故应合理选择轮灌工作制度。

其他环节结合应用案例进行说明。

2 滴灌系统的设计应用

2.1 工程概况

某小型灌溉工程用于山区绿化，绿化面积约176hm2，总投资约1.3千万元。整个滴灌工程由取水、输水、田间配水三个分系统组成，其中田间配水分系统分为滴灌区和喷灌区。滴灌区利用自压滴灌，从支管取水，并分为分支管、毛管和灌水器3部分。毛管对称布置在分支管两侧，灌水器均匀分布在毛管上。

2.2 滴灌系统参数设置

分支管采用内径40mm、壁厚1.2mm的PE管，每条长约32m，耐压0.4MPa，设计流量8m3/h。灌溉对象为乔木，株行距为1.2m×3.5m，确定毛管沿树木种植行布置，每行1条毛管，每条分支管上有8对毛管。毛管设计长度75m，采用内径16mm的管道，耐压0.4MPa，设计流量为500 L/h。灌水器根据树木株行距进行布置，每条毛管设61个，间距1.2m，流量取8L/h，工作压力10～30mH2O，压力流量关系为，均匀度系数为0.92，流量偏差率=17%。

2.3 滴灌系统水力计算

分支管、毛管等距布置，经计算分支管沿程压力损失=0.92mH2O，局部压力损失=0.092mH2O，总损失=1.01 mH2O；毛管=1.41 mH2O，=0.28 mH2O， =1.69 mH2O。分支管进口压力=11.90mH2O，毛管=11.14mH2O。

2.4 滴灌系统复核计算

滴灌区允许压力偏差=2.9 mH2O，其分配至分支管和毛管=0.45， =0.55。分支管和毛管允许压力偏差=1.30 mH2O， =1.60 mH2O。因=2.7 mH2O<= 2.9mH2O，故滴灌区允许压力偏差满足要求。毛管极限长度=112m>75m，故设计长度满足要求。毛管极限孔数计算为=81个>61个，故设计孔数满足要求。分支管和毛管最大工作压力<40 mH2O<0.4MPa，故管道承压满足要求。

2.5 滴灌系统节点设计

过滤器选择GL41H-16-DN40，内置100目网，压力损失0.2 mH2O。其他配置：闸阀DN40，除锈罐DN40，压力表1/4″等。

2.6 滴灌系统经济效益分析

滴灌用水定额为100m3/667m2，传统地面灌用水定额为300m3/667m2，滴灌用水系数为0.95，所以滴灌方式可节水50%～100%。滴灌方式以管道代替明渠，所以可比地面灌节地7%～15%。滴灌系统可采用自动化控制，省去机械或人工追肥，所以可节省人力50%。滴灌均匀度达80%～90%，在同等农业措施下，可提高作物产量10%～20%。

3 结语

滴灌技术是目前世界上最先进的灌溉方式之一，不仅具有节水、节能、省肥、省工的优点，还是实现农业可持续发展及农田水利现代化的必经途径，因此其应用前景是非常光明的。设计时应多借鉴成功案例，再结合工程具体情况，选择技术经济效果好的方案，那么滴灌技术优势就能够充分发挥出来。

参考文献：

[1] 杜艳珍，覃大庞. 来宾市三利灌片高效节水灌溉工程设计[J]. 广西水利水电，2015（4）：19-21.

[2] 吴玉梅. 农田水利工程滴灌系统设计研究——以阿瓦提农田水利工程为例[J]. 黑龙江水利科技，2013，41（5）：68-70.

农田环境检测系统 第6篇

1 上海市概况

为了使这项研究的结果更加的准确, 本文就选取了我国东部重要的城市-上海作为研究对象。上海市地处北纬30°40′至31°53′, 东经120°52′至122°12′之间, 位于亚洲大陆的东沿, 东部与太平洋相连, 属于亚热带季风性季候。全市陆地总面积为8359.12km2, 其中, 耕地面积1897.59km2, 到现今为止, 上海市共有16个辖区、1个县2、个乡, 108个镇, 人口总数为2415.24万人。

2 研究方法

2.1 确定评价指标与标准化

在农业生产的过程中, 有很多的环境因素会对其造成影响, 如水污染的问题、土壤污染的问题、地质灾害等, 因此, 为了使研究能够顺利的进行下去, 在进行本次的研究时, 就要从多方面的角度出发, 将这三个因素作为研究对象, 将其敏感性作为研究的指标, 从而确定环境对基本农田保护区规划的影响[1]。为了使研究能够更好地进行, 就要将研究的各项因素标准化, 在这一过程中, 就要在不同分布图的基础上, 并结合相关的评价标准来进行, 在水资源的标准化中, 可以根据水资源区域的不同可以将其划分为4个等级, 从上到下分别为湖泊与骨干河道、重要河道、一级河道以及其他水资源区域, 在每一等级的水资源区域中, 还包括了其附近1km之内的范围, 从上到下的敏感度分别为高度、中度、低度与不敏感, 所占比重分别为16.69%、23.89%、32.04%、27.39%;在地质灾害标准化中, 根据灾害易发程度的不同可以将其分为4个等级, 分别为高易发地区、中等易发地区、低易发地区、不易发地区, 其敏感程度依次为高度、中度、低度与不敏感, 占据的比重分别为45.20%、24.86%、29.92%、0.02%;在土壤标准化中, 根据土壤的质量不同, 可以将其分为超三等、三等、二等、一等四个等级, 敏感度从上到下依次为高度、中度、低度、不敏感, 占据的比重分别为1.41%、3.64%、60.27%、34.68%[2]。

2.2 环境敏感性的综合评价与情景的设置

在当前阶段中, 对环境敏感性评价的方法有两种, 分别为加权计算与指数计算, 在进行计算的过程中, 对各项因素的权重进行确定较为繁琐, 因此, 在本次研究中, 采用的是指数计算的方法, 可以得到公式:, 其中, SU表示环境敏感性的综合指数, CUi表示某个因素的敏感程度, n表示研究因素的个数。在研究过程中, 将上海市现行的基本农田保护区规划作为对照, 并分别向外增加100m、200m、500m, 向内缩减100m、200m, 构建出相应的缓冲区, 按照顺序将其设置成情景1~5, 前三个场景对基本农田保护区扩大后的影响进行了评估, 后两个场景对基本农田保护区缩小后的影响进行了评估[3]。

3 研究结果

在评价的结果中可以发现, 在整个研究的基本农田中, 不论是水污染, 还是地质灾害、土壤污染, 80%以上的区域环境不敏感, 或者是敏感程度较低, 这就体现出现行的规划对农田起到了一定的保护作用。在不同的情景模式中可以发现, 在规划区域不断扩大的过程中, 对环境敏感程度带来的影响具有一定的波动, 扩大的面积越大, 对敏感程度的影响也越大, 一旦扩大的面积超过一定的范围, 就会使规划的保护作用降低;在规划面积缩小的过程中, 随着规划面积的不断缩减, 处于高度敏感性区域的农田不断的减少, 增加了规划的保护作用, 但是, 减少的面积要适应, 以免与国家的相关政策产生冲突。

4 结语

为了使我国农业生产工作更好地进行, 对基本农田保护区规划环境影响评价方法进行研究具有重要的意义。而在我国当前阶段中, 对这项研究的起步较晚, 刚刚处在起步的阶段, 研究的成果还不是很好, 还存在很大的提升空间。因此, 在我国社会的发展过程中, 就要不断的对其进行研究, 逐渐的将其完善, 使其在农业生产中起到更大的作用, 更好的促进我国社会的发展。

参考文献

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农田环境检测系统 第7篇

1.1 我国法律关于土壤污染防治主体的规定

《环境保护法》 (1989年施行) 作为我国环境保护的基本法对土壤污染作出纲领性、原则性的规定:第二十条规定“各级人民政府应当加强对农业环境的保护, 防治土壤污染、土地沙化、盐渍化、贫瘠化、沼泽化、地面沉降和防治植被破坏、水土流失、水源枯竭、种源灭绝以及其他生态失调现象的发生和发展, 推广植物病虫害的综合防治, 合理利用化肥、农药及植物生长激素”;第二十四条规定“产生环境污染和其他公害的单位, 必须把环境保护工作纳入计划, 建立环境保护责任制度;采取有效措施, 防治在生产建设或者其他活动中产生的废气、废水、废渣、粉尘、恶臭气体、放射性物质以及噪声振动、电磁波辐射等对环境的污染和危害。”在《环境保护法》中, 各级人民政府和产生环境污染及其他公害的单位是土壤污染防治的主体。

《农业法》 (1993年颁布, 2002年修订) 第五十八条规定:“农民和农业生产经营组织应当保养耕地, 合理使用化肥、农药、农用薄膜, 增加使用有机肥料, 采用先进技术, 保护和提高地力, 防止农用地的污染、破坏和地力衰退”;第六十六条规定“县级以上人民政府应当采取措施, 督促有关单位进行治理, 防治废水、废气和固体废弃物对农业生态环境的污染。”在《农业法》中, 农民和农业生产经营组织和县级以上人民政府是土壤污染防治的主体。

《土地管理法》 (1999年施行) 第三十五条规定“各级人民政府应当采取措施, 维护排灌工程设施, 改良土壤, 提高地力, 防止土地荒漠化、盐渍化、水土流失和污染土地”。在《土地管理法》中, 各级人民政府是土壤环境保护的主体。

《中华人民共和国水土保持法》 (2010年修订) 第四条规定“县级以上人民政府应当加强对水土保持工作的统一领导, 将水土保持工作纳入本级国民经济和社会发展规划, 对水土保持规划确定的任务, 安排专项资金, 并组织实施。”第八条规定“任何单位和个人都有保护水土资源、预防和治理水土流失的义务, 并有权对破坏水土资源、造成水土流失的行为进行举报。”在《中华人民共和国水土保持法》规定中, 县级以上人民政府和任何单位及个人都是土壤环境保护的主体。

国务院颁发的《基本农田保护条例》 (1999年施行) 、《农用污泥中污染物控制标准》 (1984年) 、《农药安全使用标准》 (1990年) 、《农田灌溉水质标准》 (1992年) 、《水污染防治法实施细则》 (2000年) 、《土地复垦规定》 (1989年施行) 、《危险化学品安全管理条例》 (1987年颁布、2002年修订) 、《农药管理条例》 (1997年颁布、2001年修订) 、《工业污染源监测管理办法 (暂行) 》 (1991年) 、《城市生活垃圾管理办法》 (1993年颁布、2007年修订) 、《农药限制使用管理规定》 (2002年) 、《废弃危险化学品污染环境防治办法》 (2005年) 中规定了各级人民政府和相关行政部门在土壤污染防治中的主体职责。

1.2 我国关于农田土壤污染防治法律主体问题分析

从现有的法律规定看, 土壤污染防治的法律主体包括各级人民政府、产生环境污染和其他公害的单位、农民和农业生产经营组织、公民个人等。

各项法律规定均将人民政府作为土壤环境保护的法律主体, 在农田土壤环境保护中人民政府依然要担任最重要的主体角色吗?答案是否定的。人民政府和国家在环境利用中担负双重主体身份, 人民政府依法赋予企事业单位、社会组织和公民开发利用资源、向环境排污的权利, 同时制定法律和政策保护环境, 当环境侵害给国家造成损失时, 人民政府有权提出损害赔偿。人民政府在农田土壤环境保护中应当发挥规划、决策和监督作用, 而不能成为农田土壤环境保护的实施主体。如果将人民政府放在农田土壤环境保护第一责任主体的地位上, 必将造成农田土壤环境保护依赖于人民政府的假象, 实际造成农田土壤无人实施保护的尴尬境地。

从现有的法律规定看, 多元化法律主体分工不明, 权利义务责任关系模糊, 缺乏明确具体的执行机制与责任追究机制。环境保护寄希望于自觉遵守, 而缺乏法律追究机制, 造成污染企业与个人往往能够逍遥法外。政府部门因为职责不清、分工不明, 相互推诿;污染者因为受处罚力度不大, 污染成本远远小于利润, 在利益的驱使下宁愿受罚也要坚持排污。这种现象有政府官员与经济实体之间的利益勾结问题, 但关键的是法律法规的责任追究机制不健全、处罚力度不大。这已经成了解决环境污染问题的一大顽症, 也是农田土壤环境日益恶化的制度根源。

2 我国农田土壤环境保护法律主体的构建

农田土壤环境保护受到社会各界的广泛重视, 专家学者呼吁尽快制定颁布《土壤环境保护法》, 我国的立法部门也正在研究起草《土壤环境保护法》。法学界学者在制定《土壤环境保护法》的问题上意见基本一致, 并对土壤污染防治的立法原则、各项具体制度等进行了探讨。但要使得未来制定的《土壤环境保护法》能够有效实施, 首先必须科学构建该项法律的主体制度。法律主体是指活跃在法律之中, 享有权利、负有义务和承担责任的人, 法律主体是法律制度建立的基础和前提。在农田土壤环境保护法律规定中只有明确谁来保护土壤环境、谁来监督保护成效, 才能使农田土壤的污染防治落到实处。

农田土壤是指与农业生产相关的土地, 其功能服务于种植业和养殖业, 与其直接相关的主体有农业生产经营者、农业行政部门、环境保护部门、市场技术和金融服务组织等等, 简单地归类即为农业生产经营者、服务组织和国家行政部门三大主体。农田土壤环境保护的法律主体应当包括国家 (人民政府) 、服务组织和农业生产经营者, 三者的主体地位作用不同, 应当予以理清。

2.1 弱化国家 (人民政府) 作为农田土壤污染防治的主体地位

环境问题产生于个体利益与社会公益的矛盾, 是人们追求私利而出现的“公地的悲剧”。为解决环境问题而诞生的环境法被学者界定为第三大法域—社会法。所谓社会法, 按照美国学者海伦·古拉克在其所著的《Social?Legislation》一书中的解释为:“为一般社会福利而立法”。社会法是作为公法与私法相融合而产生的第三法域, 并以社会利益为本位, 通过社会调节机制追求社会公共利益最大化及社会安全。因此, 社会法领域形成了独特的规制对象、调整原则、权利体系、调整方式以及法律责任。在法律层面, 解决环境问题可以有两种选择:公法手段和私法手段。由于环境法是社会法, 因此人们更为推崇公法手段的运用, 环境保护的公法手段极为发达。在现有的各项法律规定中, 国家在环境保护中充当了十分重要的角色, 是环境保护的推动者、实施者、监督者和裁判者。尽管强调保护环境人人有责, 但是国家公权的身影在环境保护法律法规中无处不在, 给人民大众带来的直觉便是环境保护责任在于国家, 国家应当承担起环境保护、环境改善的重任。

尽管国家公权在环境保护中具有一定的优势, 但是其弊端亦不容忽视。国家公权是靠一定行政机制来实现的, 行政机关出于种种原因可能产生“政府失灵”, 很可能为了区域利益集团利益甚至长官利益而牺牲社会公共利益;国家公权在环境保护中体现的是管理者与被管理者之间的对立关系, 僵硬死板的程序以及主体的有限性, 难以充分发挥相对人的主动性、积极性和创造性;国家公权是靠国家工作人员的责任感, 是消极的、被动的、依命令而作出的行为, 不是主动地参与和付出, 其力量是有限的。国家公权应当理性回归其在环境保护法律规范中的应有地位, 弱化其作为实施环境保护的主体地位, 真正担负起环境保护严格执法和公正执法的重任, 发挥好环境污染防治失范的监督救济作用。

2.2 强化农业生产经营者在农田土壤污染防治中的主体地位

农业生产经营者包括农村和城镇农业经营户和农业生产经营单位, 是指在农业用地和单独的设施中经营农作物种植业、林业、畜牧业、渔业以及农林牧渔服务业的单位和个人。根据物权法的规定, 农业生产经营者是农田土地用益物权人, 拥有对农田土地的占有、使用和收益的排他权利。我国农田土地采用集体所有制和全民所有制, 《宪法》第十条规定:“农村和城市郊区的土地, 除由法律规定属于国家所有的以外, 属于集体所有;宅基地和自留地、自留山, 也属于集体所有。”农业生产经营者不是农田土地的所有权人, 对农田土地无处分权。农业生产经营者享有土地承包经营权, 是用益物权的一种权利类型。土地承包经营权是承包人 (个人或单位) 因从事种植业、林业、畜牧业、渔业生产或其他生产经营项目而承包使用、收益集体所有或国家所有的土地或森林、山岭、草原、荒地、滩涂、水面的权利。因此, 农田土壤是农业生产经营者行使承包经营权的载体, 农田土壤是农业生产经营者开展农业生产的基础, 是农业生产经营者的财富之源。农田土壤与农业生产经营者的利益休戚相关。

农业生产者是土地的守护神, 是农田土壤的守护神, 农业生产经营者作为农田土壤的直接占有人、使用人, 具有方便看管农田土壤的权利和义务;农业生产经营者作为农田土壤的受益人, 应当对农田土壤健康状态具有保护的权利和义务。物权法缺乏环境保护的立法理念, 仅仅规定土地承包经营权人的占有、使用、收益、转让等基本的权利, 而忽视了关于土地承包经营权人对农田土壤环境保护的监护权, 因此淡化了农业生产经营者对农田土壤环境加以保护的权利和义务, 造成农业生产经营者只关注农田土壤的利益最大化, 而忽视了土壤自身的健康和可持续利用。要彻底扭转农田土壤被污染的状况, 必须发挥农业生产经营者的积极性和主动性, 强化农业生产经营者在农田土壤污染防治法律规定中的主体地位, 让农业生产经营者成为农田土壤污染防治的实施主体。

2.3 增加社会服务组织在农田土壤污染防治的主体地位

农田土壤污染防治是一项系统工程, 在技术和金融等方面也应当借助市场上相关服务组织的力量, 如食品监测、环境监测、环境污染鉴定机构、环境保险、环境金融机构等第三方组织, 发挥市场上服务组织在污染防治技术、资金融通和风险分担上的优势。在未来的农田土壤环境污染防治法律法规中应当增加社会服务组织主体, 作为农田土壤污染防治主体的有益补充。

3 我国农田土壤环境污染防治法律主体的权利义务体系

我国在农田土壤污染防治法中应当明确三大法律主体, 国家行政机构、农业生产经营者和社会服务组织。农业生产经营者是农田土壤污染防治的核心力量, 是主体中的主体, 国家行政机构是农田土壤污染防治的舵手和监督力量, 服务组织是农田土壤污染防治力量的有益补充, 三大法律主体具有不同的权利义务责任。

3.1 国家行政机构的权力责任体系

3.1.1 负责完善农田土壤环境质量标准。

土壤环境质量标准是土壤中污染物的最高容许含量, 是指导农田土壤污染防治的最基本尺度。1995年我国颁布了《中华人民共和国国家标准土壤环境质量标准》, 截至目前, 环境领域的专家学者对该项标准提出许多诟病, 提出诸多修改建议。因此国家环保部门和农业部门应当尽快联合修订我国农田土壤质量标准, 为我国开展农田土壤环境保护提供科学依据。

3.1.2 对农田壤污染的监测与调查。

国家农业行政部门和环境行政部门应当在全国范围内全面开展一次详细的农田土壤污染调查, 发布农田土壤污染白皮书, 并将首次全面开展的调查数据予以存档, 同时将数据反馈给农业生产经营者;以后每三年对农田土壤展开一次调查, 分析农田土壤污染变化动态, 并及时将农田土壤污染状态反馈农业生产经营者。

3.1.3 对农田土壤污染防治的监督和处理。

国家环境行政部门和农业行政部门对造成农田土地污染恶化的生产经营者提出污染治理的要求, 如不限期积极治理, 可以对农业生产经营者采取罚款和限耕措施, 更严重的情节, 可视为农业生产经营者未尽看管土地质量的义务, 违背了土地承包经营的宗旨, 建议发包方取消土地承包合同。

3.1.4 对农田土壤污染防治提供环境补贴。

对于农业生产经营者积极采取措施防止农田土壤污染和积极治理非人为因素而造成的污染产生的合理费用, 国家环境行政部门可以核实情况, 根据治理成效酌情给予农业生产经营者治污补贴。

3.1.5 开展绿色农业生产技术培训。

国家农业行政部门应当积极开展科技支农, 成立农民教育培训基地, 定期对广大农业生产经营者开展免费的培训, 重点培训农田土壤污染防治的知识, 基层广大环保工作者和农技推广人员要深入田间地头指导农业生产经营者开展绿色农业生产。

3.2 农业生产经营者的权利义务体系

农田土壤污染防治既是农业生产经营者的一项权利, 又是农业生产者的一项义务。权利与义务相互交融, 共同促进。

3.2.1 在农业生产中避免农田土壤污染的权利义务。

农田土壤污染防治的关键取决于农业生产者的作为。农业生产经营者要掌握农田土壤环境质量标准, 要主动接受绿色环保农业生产的各项技术指导和培训;农业生产经营者要从国家环保部门和农业部门认定的机构购买化肥和农药, 从而保证化肥和农药的品质符合基本的要求;在使用化肥和农药时, 要掌握科学的方法, 尽量发挥化肥和农药的最大功效, 减少化肥、农药和地膜的残留;在引水灌溉时, 农业生产者应当首先邀请环保部门开展水质鉴定, 只有鉴定合格的水源方可作为农业用水;其他对农田土壤有害的物质一律不准输入农田土壤。农业生产者逐步成为新时代懂技术、懂科学、有道德、有责任感的职业阶层, 把农田土壤环境保护当成自己的事情来做。

3.2.2 对他人造成农田土壤污染的侵权行为有保护的权利和义务。

保护农田土壤环境是权利又是义务, 农业生产经营者有权追究造成农田土壤污染的侵权行为人, 有权要求其停止污染、治理污染、恢复原状、赔偿损失, 这项追诉权是不可以放弃的, 权利人一旦放弃追诉, 视为本人行为引发的农田土壤污染, 将承担国家行政部门的处罚结果。

3.2.3 改良农田土壤环境的权利和义务。

农田土壤是农业生产经营者的财富之源, 农业生产经营者有权主动改良农田土壤;同时, 改良农田土壤也应当成为农业生产经营者的一项义务, 要实现“代际公平”, 让子孙后代可持续利用农田土壤, 当代的农业生产者就必须边利用农田土壤边改良农田土壤, 否则无法实现人类的可持续发展。

3.2.4 获取农田土壤污染防治的环境补贴的权利。

农业生产经营者以环境保护为大局, 针对非人为因素 (诸如大气升降、海啸、酸雨等自然因素) 带来的农田土壤污染, 主动开展了农田土壤污染的治理工作, 并且治理成效得到环保部门的认可, 其产生的污染治理费用应当有权获得政府部门的补贴。

3.2.5 接受免费教育培训的权利和义务。

要实现农业现代化, 建设社会主义新农村, 合理利用农田土壤资源, 必须提高农业生产经营者的文化素质和科技水平。农业生产经营者有免费接受教育培训的权利, 同时也是一项义务, 即必须参加国家相关部门针对农业生产者开展的教育培训。只有不断开展农业生产教育培训, 才能增强农业生产经营者对农田土壤环境保护的自觉性和自律性。

3.3 市场服务组织的权利义务体系

3.3.1 提供合格的农资产品。

农田土壤污染防治需要科技支撑, 尤其是从事农资行业的企业组织应当从环保的角度研制污染小的肥料、农药等产品, 所有流入市场的农资产品必须反复试验, 经过国家环保部门认证的产品方可流入市场;环保部门可以联合质监部门对未经过环保认证开展市场交易的农资企业展开调查, 并给与相应的行政处罚。

3.3.2 提供公正的鉴定意见。

环评公司、环境监测站、食品安全监测等组织在开展农田土壤污染和农产品污染鉴定时, 应当实事求是, 按照科学的鉴定程序出具公正的鉴定意见, 针对农业生产经营者的咨询, 应当使用通俗易懂的语言告知详细的情况。

3.3.3 提供合理的金融服务。

保险公司设立农田土壤环境污染责任险, 接受农业生产经营者的主动投保, 为农业生产经营者分担第三者造成农田土壤污染而产生的经济损失。保险公司在收到承保人的报案后, 应当及时调查情况, 根据情况及时地予以理赔。

4 国家政策配套推进农田土壤污染防治主体制度的实施

农田土壤污染防治主体制度的建立能够明确农田土壤保护的权利义务责任关系, 做到权责明确, 但是要推进农田土壤制度的顺利实施却需要国家相关政策的配套, 需要有政策支持和资金支持。

4.1 加大农业财政支持力度

农业是国民经济诸产业中的弱质产业, 在市场竞争中处于不利的地位。在国家的宏观调控中, 农业是需要特殊保护和扶持的产业。“十一五”期间, 中央财政用于“三农”的投入近3万亿元, 是“十五”时期的2.6倍。2011年中央财政用于“三农”的投入超过1万亿元。目前, 按较宽口径计算, 中央财政用于“三农”支出约占财政支出的10%。但是如果再考虑土地出让收益的分配, “三农”投入在整个财政支出所占比重是偏低的。要在农田土壤污染防治中增加对农业生产者治理农田污染的环境补贴, 需要设立专项资金, 中央和地方财政必须拿出专款作为环境治理成本。为了进一步改善农田土壤的环境质量, 实现农产品生产高产优质, 需要国家中央政府和地方政府出台政策进一步加大对农业的财政支持力度。只有国家设立了农田土壤污染治理专项环境补贴, 农业生产经营者治理农田土壤污染才会有积极性和主动性。

4.2 加大农业科技支撑

农田土壤污染防治需要健全的法制, 更需要强大的科技支撑。国家应当加大农业领域的科研攻关力度, 重视土壤和植物营养基础理论研究, 加强高效农业、设施农业的技术研究与开发, 大力研究规模养殖、循环农业、农产品安全监测与加工等关键技术, 为现代农业提供强大的科技支撑。要加大科技成果转化力度, 促进农业生产力快速提升, 以更贴近生产需求的技术成果, 更直接地促进“三农”发展, 实现更好的经济效益和生态效益。国家加大农业科技投入为农田土壤污染防治提供强大的技术支持。

4.3 加大农民的教育培训

据资料显示, 我国农村劳动力的95%以上仍属于体力型和传统经验型农民, 不具备现代化生产对劳动者的初级技术要求。这一状况极大阻碍了新农村建设的步伐, 极大地阻碍了农业现代化的实现, 极大地阻碍了农田土壤污染防治工作的推进与实施。为了有效增加农民收入, 加快社会主义新农村建设步伐, 必须加大对农民教育培训力度, 开展针对性强、务实有效、通俗易懂的农业科技培训, 实施绿色证书等培训工程, 培养有文化、懂技术、会经营、有环保意识的新型农民, 为建设社会主义新农村作出更大贡献。

4.4 规范农资行业和市场

农资行业和农资市场与农田土壤环境保护息息相关, 规范的农资行业和市场是绿色农业的基础。在农资行业, 无论是对于生产企业还是经销企业来说, 假冒伪劣一直以来都是“心头之痛”。国家各级工商机关坚持集中整治与日常规范相结合、检查整改与健全长效监管机制相结合, 提升农资市场监管效能;加强行政指导, 促进农资经营企业自律;督促农资经营企业加强内部管理, 建立健全内部风险押金等管理制度, 落实承包人责任, 做到谁出问题谁负责, 促进农资市场规范有序发展。

4.5 健全环境污染保险市场

保险在服务农村经济社会发展方面发挥着越来越重要的作用, 鼓励和保障了农民对农业生产的投入。但由于发展历史起点低、经营风险复杂, 农业保险发展仍面临很多困难和问题。国家要从政策上关注农村的保险, 建立以政策性农业保险为主、商业性保险为辅的农业保险体系, 加快推进农业保险专门立法工作。在推进农业保险专门立法时, 综合考虑农业环境污染保险, 建立健全农田土壤污染环境责任险。

摘要：我国农田土壤污染形势严峻, 现有关于农田土壤环境污染防治的法律规定分散、责任主体混乱。在未来制定的《土壤环境保护法》中, 可根据现有土地权利体系, 适当弱化人民政府的主体地位, 强化农业生产经营者的主体地位, 增加社会服务组织的主体地位, 农田土壤污染防治以农业生产经营者为实施主体、以人民政府为监督主体、以社会服务组织为补充力量, 在主体制度中明确权利义务责任。为保证农田土壤污染防治法律主体制度的实施, 国家应当从农业财政、农业科技、教育培训、农资市场和农业保险五个方面给予政策配套支持。

关键词：农田土壤,农业生产经营者,法律主体,国家政策

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农田环境检测系统 第8篇

随着近年来无线网络传感器技术广泛的应用于各行各业, 采用无线公共网络和无线传感器网络等无线通讯方式对农业设施进行自动化监控和管理已经成为国内研究的热门。目前利用无线网络进行农业信息的远程监测主要有以下方法:利用GPS为核心的农业信息数据远程采集系统、利用GPRS农业设施环境参数监控系统和农田信息远程采集系统以及将PDA/GPS/GIS等无线公共网络技术应用于农业设施监控和管理的研究, 并且形成了有较为成熟的产品。这些无线通信技术在农业中的应用优点是传输信息量大、速度快、可靠性好, 但它们共同的缺点就是通信费用高, 很难将其推广应用于农业设施的检测与控制系统。Zig Bee作为低功耗、低成本、低复杂度的无线网络通信技术的出现, 为农业设施远程测控系统从示范到实用的研究搭建了一个不可多得的技术平台。本文设计了一个基于Zig Bee的农田环境监测系统, 为农业设施的远程监控和管理提供了较好的解决方案。

2 系统整体设计

本系统用多个Zig Bee终端节点、路由器节点和一个Zig Bee中心节点 (协调器) 实现了一个数据采集系统, 终端节点上的多种传感器采集环境中的各种信息并由终端节点发送 (距离较远时, 可放置路由器节点, 通过其转发) 到中心节点, 中心节点将接受到的信息及时反馈到上位机的监控软件, 监控软件能够对所有的信息进行存储和实时显示, 绘制Zig Bee网络拓扑图, 并根据预设的阀值进行本地报警显示和远程GPRS短信告警。

3 系统的具体实现

3.1 系统的网络节点

本设计中采用基于CC2430芯片设计无线传感网络模块, CC2430基于单片机的芯片, 它无论是处于协调器位置的网络节点, 还是处于网络末梢的传感器节点, 其硬件结构都非常简单、实用、可靠。带有多种传感器的网络节点。它通过温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器和光照传感器采集农田的环境参数, 进行A/D转换送入CC2430芯片中, 然后利用Zig Bee网络向上位机进行传输。本文设计选用A/D转换器是ADC0809, ADC0809的优势是抗干扰能力强和转换精度高, 并且可以通过软件编程直接实现温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度的参数之间的转换。

3.2 Zig Bee网络的构建

Zig Bee网络一般有三种网络拓扑结构:星形、簇树形和网形。每个Zig Bee网络都由FFD作为网络协调功能或者路由功能, 由RFD作为网络终端。由于传输的距离较远, 本文设计的系统是利用的Zigbee的树形结构, 它主要由协调器、路由器和终端设备组成。其中FFD充当网络协调器和路由器的功能, RFD作为终端把采集的数据传向路由器, 然后由路由器向协调器FFD发送。组网的流程如下:

3.2.1 Zig Bee网络的建立

Zig Bee网络的建立是由网络协调器发起的, 首先进行能量探测和主动扫描, 选择合适的信道, 然后确定自己的网络短地址、网络的PAN标识符、网络的拓扑参数、信标周期、超帧激活周期。各项参数确定后, 网络建立完成, 此时, 网络可以接收其他节点进入网络。

3.2.2 节点的加入

当协调节点建立Zig Bee网络后, 其他Zig Bee节点就可以加入新建立的网路中。节点初始化上电后, 首先会扫描查找周围网络的协调器, 判断通信范围内是不是有网络。如果没有, 节点入网失败;如果有找到网络, 节点根据所获得的网络信息, 向协调器发送入网请求信息, 等待父节点响应。协调器收到入网请求后回复一个确认的帧 (ACK) , 根据自己的资源情况确定是否让节点入网。如果资源足够, 协调器会给节点分配一个16位的短地址, 并将短地址信息和连接成功的状态信息发给此节点。

3.2.3 树状路由

系统由于传输的距离较远, 因此需要利用路由器进行中转。本文利用的是树状路由算法, 该算法不需要路由表支持, 实现比较简单。算法流程如下:当某个节点有数据发送时, 将数据分组发给父路由器节点转发。假如网络地址为A, 网络深度为d的路由节点收到自己子节点转发过来的目的地址为D的转发数据分组时, 路由节点首先判断目的地址D是否为自己的子节点, 当A

否则目的节点不是自己的一个后代节点, 本路由节点将把该数据分组转交给自己的父节点处理, 如此一次判断, 就可以到达目的节点。

3.3 上位机软件的设计与实现

上位机软件用Qt 4.7.0开发, 利用SQLite数据库进行数据的存储。上位机软件分为两个部分:监控程序主进程和监控程序的子线程。监控程序主进程用于和用户的交互操作, 比如放大缩小视图, 移动物理视图中节点位置, 查看日志, 设置参数等;监控程序的子线程负责在串口监听节点传上来的数据, 并解析数据包, 然后根据数据包内容执行相应的响应, 如更新数据显示, 触发报警和将数据存储在数据库中。

4 实验与测试

首先进行组网测试, 然后进行功能测试。Zig Bee协调器首先创建网络, 之后相应的设备节点再加入到这个网络中, 测试结果如下图1所示:红球为协调器节点, 黄球为路由节点, 紫球为终端节点。图1 (a) 表示Zig Bee系统网络架构图。如图1 (b) 所示, 为农田环境参数实时采集显示数据。从测试结果可以看出, 完成数据实时显示, 储存以及告警事件的处理。

5 结语

随着传感技术、计算机技术和自动控制技术的在农业生产中的应用, 使得农业生产监测和管理变的更加自动化、智能化。本文实现了一种基于Zig Bee的农业设施监测系统, 结合GPRS移动网的优势, 充分利用Zig Bee技术低功耗、低成本和高安全性等特点, 可以对农田中的温度、湿度、二氧化碳的浓度以及光照度进行实时的监测, 并利用Zigbee组成的无线网络把监测结果传输给上位机, 上位机可以画出整个网络的拓扑图, 并对异常情况进行记录报警, 并通过GPRS远程报警。经过测试, 该系统的方案实时性好, 稳定高效, 具有广泛的实用性。

摘要：针对目前农田环境监测和管理具有高成本和大量的劳动力的问题, 提出了一种基于ZigBee无线技术和嵌入式控制技术的无线远程监测系统, 构建了结构相对灵活、价格相对便宜的农田环境监测网络系统。整个系统经过测试, 性能稳定, 实时性好, 能够通过改变环境参数来获得作物生长的最佳条件, 从而达到增加作物产量和提高经济效益等目的。

关键词：Zigbee,传感器,无线网络,农业监控

参考文献

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浅谈剑川县农田环境保护现状及对策 第9篇

关键词：农田环境保护,生态农业,防治对策

剑川县位于云南省西北部,位于滇西北横断山脉中段,是一个传统农业县。县境内最低海拔2047m,最高海拔4247.2m,呈环境立体气候,自然资源丰富、物种繁多。农作物品种主要有水稻、玉米、马铃薯、芸豆、烤烟、蚕豆、地参、油菜、苦荞、燕麦、蔓菁。中药材续断、灯盏花、附子、重楼等强势兴起。野生菌品种繁多,松茸、牛肝菌、鸡纵菌等野生食用菌产量高,品质好。随着经济社会的发展,剑川县各级党委政府高度重视农田环境的保护工作,积极采取各种措施防治农田污染,取得了一定实效。

1剑川县农田环境保护现状

1.1创建出口农产品质量安全示范区,发展生态农业

剑川县出口农产品质量安全示范区于2014年12月通过了省商务厅、农业厅、云南出入境检验检疫局等部门组织的评审验收,综合评判分数87分,居验收最高分。剑川县成为云南省第七家、大理州第二家通过验收的项目县。截止目前,建成以马铃薯、芸豆、松茸、续断、玛咖、香葱、地参、黑木耳、大蒜、金铁锁10个品种为主的标准化种植基地0.365万hm2。出口农产品示范区的创建,提高了农产品质量,扩大了农产品出口规模,提升了企业利润,带动企业发展生态农业,减少了农业生产对农田环境的污染。

1.2开展城乡“三清洁”,减少农田污染源

自2014年在全县开展以“清洁水源、清洁田园、清洁家园”的“三清洁”工作以来,积极推行“户清扫、组保洁、村收集、乡清运、县处理”的长效工作机制和通过“一事一议”向村民收取垃圾清运费、实行农村垃圾集中清运的工作机制,改变了过去乱丢乱倒生活垃圾的习惯,减少了生活垃圾对农田的污染。

1.3综合整治农村环境,改善农村环境质量

近年来,随着生活污水的水质日趋复杂,农村水体对生活污水的自然降解能力降低,迫切需要污水处理设施处理污水。剑川县充分利用中央、省、州的专项资金和县自筹资金开展农村环境综合整治,目前正在开展剑川古城村落污水改造、剑湖东南片区环湖截污、沙溪镇寺登村、石龙村村落污水收集处理工程,这些项目的实施将大大降低污水灌溉面积,从而减少污水对农田的污染。

2存在问题

2.1农业生产方式比较粗放

生产中化肥使用比重较大。种植方式仍以化肥加农药的耕种方式为主,各种高效化肥替代了传统有机肥,化肥大量使用现象还未完全转变,导致土壤有机质含量较低,土壤结构被破坏。农膜造成的白色污染难以处理。剑川早晚温差较大,农业生产中大面积使用农膜来保温保水。在自然条件下,废膜很难分解,对农田造成直接污染,以致土壤通透性差,妨碍农作物根系正常生长发育,破坏生态环境。

2.2农田生态环境破坏

目前对农田生态环境破坏主要有2方面,污水灌溉。剑川县虽积极开展农村环境综合整治,集中处理居民生产生活污水,但由于财政资金有限,难以做到全覆盖,农田污水灌溉难以避免;水土流失。剑川山区耕地比较多,水土流失现象较严重。

3防治对策

3.1大力发展生态农业

充分利用剑川得天独厚的地理气候优势,发展高原特色生态农业。在山区、半山区大力发展中药材种植;发挥剑川马铃薯、高原粳稻的传统种植优势,形成规模,增强市场竞争力;发展以“高原猪、特色羊、地方鸡、优质牛”为主的特色生态养殖业,扶持农业加工龙头企业、家庭农场、专业合作社,把种植业和林业、牧业以及加工业有机结合起来,建立新型综合农业体系,走循环经济之路。

3.2减少农用化学品的使用

降低化肥、农药、农膜的使用,减少其在农田中的残留,提高有机肥使用,才能保护农田生态系统。提倡科学施肥。强化宣传,使人们意识到化肥污染的危害性;推广配方施肥技术,通过施用有机肥,增加土壤有机质、土壤微生物,改善土壤结构。加强农药监管。由专业机构定期抽检农药;定期安排植保专家对农资经营人员开展农药安全使用知识培训。加强废旧农膜的回收利用。在农业生产中,推广应用易降解的地膜。对于废弃农膜,要强化废弃膜回收利用,减少农膜对土壤的破坏和污染。

3.3合理规划、加大投入,改善农村生态环境

各级政府要积极落实“多规合一”政策,从小城镇的布局、建设规模、发展方向等方面对农村城镇建设规划;统筹资金,搞好乡镇的污水处理和垃圾处理等建设问题;从生态学角度出发,改善农村生态环境,保护农田生物物种多样性,才能保证农田持续产出,走可持续发展道路。

参考文献

农田环境检测系统 第10篇

关键词：农田建设；项目管理；信息系统

中图分类号：C931.6

推进现代标准农田建设是广东省委、省政府贯彻落实科学发展观、实施统筹城乡发展战略、加快推进广东省现代农业和新农村建设、提高农业综合生产能力的重大战略决策。《关于推进现代标准农田建设的意见》明确了现代标准农田建设的原则、目标、部门职责和具体要求。为强化现代标准建设项目管理，确保项目资金安全，充分发挥项目效益，广东省农业厅组织开发了广东省现代标准农田建设项目管理信息系统。

1.系统结构

广东省现代标准农田管理信息系统由信息发布子系统和审批管理子系统2部分组成。信息发布子系统发布各年度项目申报通知、政策法规、新闻信息以及统计报表等标准农田建设信息。审批管理子系统实现了标准农田建设项目申请信息在线填报和省市县各级主管部门对项目从材料审核、审批立项、项目下达、竣工验收、绩效评价的全流程监管，省市县三级管理机构及申报单位间数据信息可以互联互通、协同互动、数据共享。

2.功能实现

广东省现代标准农田建设项目管理系统功能主要包括：项目申报、审核材料（区县级）、审核材料（地市级）、地点审查（省级）、材料初审（省级）、专家评估（省级）、立项下达（省级）、设计批复（省级）、绩效评价、运行管护、专题呈现、信息查询、统计报表、收发管理、系统管理（见图1）。

2.1系统管理

项目管理系统提供基础数据初始化功能，主要包括各行政地区资料等：管理系统用户操作权限，省级管理部门可管理授权地市级管理部门的操作权限，地市级管理部门可管理辖区内的县市区管理部门的操作权限。

2.2项目材料在线填报

符合条件的项目申报单位，通过系统在线提交相关的申请材料电子文档，其中：项目概况以在线填写的方式进行提交，其他材料如建议书、可行性研究报告、初步设计等制作成doc、pdf等格式的文件以附件形式提交。项目申请提交成功后，可以进行受理信息查询，在县级主管部门进行审核之前，还可更正申请材料。

2.3项目材料初步审核

县级项目主管部门的审核人员登录系统后，可对管辖区内用户所申报的项目申请材料进行在线初步审核，审核未通过的退回申报单位，申报单位修正错误后可以重新提交材料，审核通过后项目材料上报给地市级主管部门审核（见图2）。地市级项目主管部门的审核人员登录系统后，可对管辖区内需要审核的申报材料进行在线审核，审核未通过的退回相应县区级主管部门处理，审核通过的上报省级主管部门处理。

2.4项目省级审批与下达

经过市县2级初审通过的项目申报材料上报到省级后，首先进行地点审查和材料初审，地点审查主要看项目是否与已经投资建设的项目存在重复，材料初审主要材料格式是否准确充分、要件是否真实完整。经过地点审查和材料初审的项目由省级农业和财政主管部门联合组织专家评估，主要评估项目是否可行、设计是否合理、预算是否科学并给出是否予以立项的结论。

省级农业主管部门根据专家评估结论，结合地方基本农田、农业生产等客观因素，按照项目投资控制额度和标准，科学平衡的拟定项目安排方案，并经省级财政部门审核同意后，由财政部门下达项目资金，由农业部门下达项目计划。项目组织实施单位根据省级下达的资金和项目计划开展项目设计，审计必须经过省级农业主管部门审批同意后方可组织实施。

2.5信息查询统计与地图

2.5.1项目信息查询

项目管理信息系统的信息查询项目包括：项目类型、项目级别、所在市级、所在县级、所在乡镇（街道办）、项目年度等。查询信息实行分级显示，一级为项目简要信息，包括项目编码、项目名称、组织单位、承担单位、建设地点、总投资、建设内容、竣工验收、绩效评价、运行管护等信息；详细信息使用二级栏目显示，使用超链接或程序命令形式查看。信息系统具有汇总、导出、打印、浏览等功能。

2.5.2项目地图

项目信息可以呈现分级地图。如果鼠标移动到某市（县）则弹出批注框显示该市各类项目数和投资总额，再点击该地点则弹出清单列表显示所有的项目。在地图当前图层为地级市图时，当鼠标移动到地图上的某市，则弹出批注框显示该市各类项目数和投资总额（见图3）。双击鼠标右键（点中某一地级市），系统进入县级图层，移动到地图上的某县时，则弹出批注框显示该县各类项目数和投资总额（见图4）。

双击鼠标右键（点中一县），系统进入县级图层，移动到地图上的某县时，则弹出批注框显示该县所有项目清单（见图5）。继续点击项目清单中的定位，可以在地图上定位项目所在位置，也可以点击项目名称显示项目明细资料。定位后，当鼠标移动到地图上的某项目时，则弹出批注框显示此项目的明细资料，实现双向查询功能（见图6）。

2.5.3统计报表与文件收发

项目管理系统提供省、市、县各级主管部门需要的管理报表，包括专业的统计表和分析图表，可以生成多种格式的报表文件。各级用户均可以向上级或下级传递公文、通知、告示等，省级用户可向全省传递，市级可向省级或市属下级单位传递，县级可向市级或省级传递。

3.结语

现代标准农田建设是实施统筹城乡发展战略的重要内容，是提高农业综合生产能力和实现农业现代化的基础性工程。现代标准农田建设的实施是以项目为载体的，必须严格按照国家、省有关项目管理的规定进行管理，确保项目管理法制化、标准化和自动化，确保项目资金安全，确保项目执行公平、公开、公正。广东省省农业厅组织组织开发了广东省现代标准农田建设项目管理信息系统。

该系统功能结构合理，各子系统功能明确、重点突出。系统开发调试完成后在广东省进行了推广应用，从应用情况来看，系统运行稳定、功能结构合理、监管流程设计科学、统计分析准确直观。系统的开发应用提升了标准农田建设项目的信息化水平，具有较高的推广价值。同时，该系统也可用于一般的农业项目管理，具有良好的可拓展性。

农田环境检测系统 第11篇

农田水利工程的效益按工程建成后的直接效益与间接效益计算。

(一) 直接经济效益及费用

农田水利工程的直接效益是工程建成后, 提供或改善水利条件而获得的效益, 本次规划直接效益计算采用分摊系数法进行估算, 分摊系数根据调查和历史统计资料确定为0.6。本次效益估算, 水稻价格按2.1元/kg计算, 玉米价格按1.5元/kg计算, 蔬菜大棚 (黄瓜) 按年增产2000kg/亩计算, 价格按2.5元/kg计算, 果树滴灌 (苹果梨) 按增产1000kg/亩, 价格按4元/kg计算;费用估算, 电价按0.525元/度计算, 耗电量按设计系统最大运行时数估算, 管理人员工资按工程运行期500元/月计算, 其他按市场调查价。

(二) 间接经济效益及费用

农田水利工程的间接效益是该项目为国民经济其他各业带来的效益, 本次规划主要考虑农村饮水安全工程解放农村劳动力, 增加务工时间多创造的财富, 减少农民医药费用支出及发展庭院经济等带来的效益。

二、社会效益和生态效益

1.社会效益

农田水利规划实施后, 区域水资源得到综合开发利用, 基本农田抵御自然灾害能力不断提高, 农田灌溉、排水格局进一步完善, 农作物旱情得到了缓解, 涝区农作物稳产、高产有了保障, 农业生产条件得到了改善, 农民生活水平不断提高, 促进当地经济发展, 社会和谐。农田规划实施后, 粮食增产42.42万吨, 蔬菜增产4.2万吨, 水果增产1.02万吨, 农民人均收入提高298元。农田水利工程的实施, 对拉动就业, 减少矛盾, 缓解社会压力, 促进农业稳定发展, 具有重大现实意义。

2.生态效益

农田水利规划实施后, 区域内水源工程得到加强, 同时治理小流域48.1万亩, 缓解了水流冲刷作用, 造林2.8万亩, 减小水土流失9800吨/年, 同时可以调节空气湿度, 发挥防风减尘、吸收SO2的作用, 对改善碳氧平衡、调节区域小气候起到一定积极作用。

三、国民经济评价指标及方法

1.国民经济评价指标

农田水利工程建设项目的国民经济评价以内部收益率 (EIRR) 为主要指标, 以经济净现值 (ENPV) 及经济效益费用比 (EBCR) 为辅助指标。

国民经济评价的补充指标有:渠系水利用率和灌溉保证率的提高, 新增灌溉面积, 新增粮食生产能力。新增农业产值, 节水量, 新增引输水能力、亩投资额。

2.国民经济评价

项目经济评价, 是在投资估算的基础上, 对效益进行估算, 同时对年费用进行估算, 通过估算, 年毛效益40476万元, 年运行费用包括折旧、维修、燃料动力费及管理人员工资等。评价指标为经济内部收益率、经济净现值、经济效益费用比。社会折现率采用8%, 计算分析期按20年考虑, 通过对上述指标的评价, 分析项目建设在国民经济中盈利能力。

根据以上的评价, 从经济效益方面考察, 本项目经济指标良好, 说明项目在经济上是合理的。

四、环境影响评价的内容与方法

1.环境影响评价的内容

(1) 施工期环境影响评价

(1) 占用耕地, 影响农业生产

工程实施期间, 不可避免占用耕地, 特别是水田、旱田灌溉工程实施过程中, 由于季节因素, 施工期间正是农忙季节或农作物生长期, 因此, 对农业生产有一定影响, 而地表水源工程占地较集中, 对农业生产影响不大。

(2) 破坏植被, 造成水土流失

工程施工期间, 由于建筑材料堆放, 车辆及人员通行, 较大型工程集中施工, 都会对地表植被产生程度不同破坏, 造成水土流失。

(3) 施工现场噪声污染

工程施工期间, 特别是混凝土浇注工程, 材料运输、基坑开挖、混凝土半和等都离不开大型机械, 机器轰鸣、人员嘈杂, 打破了昔日的宁静, 产生噪声污染。

(4) 扬尘及废物的污染

工程施工期间, 人员、机械集中在施工场地, 车辆行使产生扬尘, 同时产生工程弃料、生活垃圾等废物污染。

(2) 工程竣工运行后环境影响评价

(1) 对区域水文水势影响评价

工程竣工后, 重新规划了区域水利工程拦蓄地表水功能, 增加了区内水利工程对水资源调节能力, 使区域水资源配置趋于均衡, 同时合理开发利用地下水, 使开采与补给实现动态平衡, 对区域水文水势有积极作用。

(2) 生态系统影响

本次规划, 治理水土流失面积140万亩, 区域多年平均降雨量380~560mm, 降雨年际变化大, 时空分布不均, 自然灾害频繁。该项目工程建成后, 增强了地表蓄水能力, 缓解了局部冲刷, 减少了水土流失, 特别是蔬林地造林, 不仅吸纳水分, 通过光合作用, 还可以吸收二氧化碳, 释放氧气, 是恢复生态平衡主要手段。

(3) 土壤系统影响

项目的实施, 改善了土壤、水、肥、气、热状况, 使土壤结构向更有利于作物生长的方向发展, 同时可防止土壤产生次生盐碱化。

(4) 社会经济环境影响

工程项目建成后, 农业生产条件得到极大改善, 随着当地农民收入的增加, 生活水平不断提高, 人们的文化素质也逐渐提高, 社会日益和谐, 投资软环境得到改善, 将吸引域外企业家纷至沓来, 促进当地经济飞跃发展。

2.环境影响评价的方法

农田水利工程环境影响评价的方法采用工程前后对比法。

工程施工前, 区域水利基础设施薄弱, 径流调节能力低下, 特别是南部半山区, 林地稀疏, 山坡被围垦成耕地, 植被破坏严重, 污染物受水流冲刷作用极易扩散, 不仅当地经济发展缓慢, 文化生活达不到社会平均水平。受区域经济发展水平所限, 水资源开发利用程度较低, 农作物产量低而不稳, 严重影响农民种粮的积极性, 社会矛盾日益突出, 投资环境日趋恶化。因此, 工程施工前, 区域现状环境较差。

工程施工后, 强化了农田水利基础设施建设, 区域水资源综合开发利用全面而系统, 农业生产条件得到极大改善, 粮食增产, 农民增收, 生活水平显著提高。特别是水源工程的实施, 不仅满足农村人畜饮水, 同时农业灌溉用水也有了保障, 发展旱田高效节水灌溉工程, 提高了灌溉水利用系数, 是发展农田灌溉面积必然趋势。减少污染, 降低能耗, 植树造林, 恢复昔日的秀美山川, 是农田水利工程建设重要成果。

综上所述, 农田水利规划对环境有利影响是主要的, 不利影响是次要的, 采取相应措施, 是可以降低或避免的。

摘要：通过经济影响、社会效益和生态效益、国民经济评价指标及方法、环境影响评价的内容与方法等方面对农田水利工程规划经济和环境影响进行评价和分析。

关键词：农田水利,规划经济,环境影响,评价分析

参考文献

[1]《双辽市农田水利工程规划》, 2010.

[2]《双辽市十二五规划》, 2011.