本書專注于滴灌工程技術(shù)與管理優(yōu)化，內(nèi)容覆蓋了滴灌工程從設(shè)計、計算、建設(shè)到優(yōu)化管理的各個環(huán)節(jié)，旨在通過科學(xué)的方法提升滴灌系統(tǒng)的運行效率和節(jié)水效果。書中不僅詳細闡述了滴灌工程的基本建設(shè)標準、性能評估指標以及工程建設(shè)路徑，還深入分析了新疆等典型地區(qū)滴灌工程實踐中遇到的挑戰(zhàn)與問題，特別是針對輪灌策略的優(yōu)化進行了深入探討。通過構(gòu)建和應(yīng)用多種輪灌組模型，結(jié)合群體智能算法等現(xiàn)代優(yōu)化技術(shù)，本書展示了如何在不同應(yīng)用場景中實現(xiàn)輪灌組的精準布局與智能管控，從而滿足各種灌溉需求。此外，書中還重點探討了如何通過優(yōu)化策略實現(xiàn)水資源的有效節(jié)約、降低運營成本，并提升計算效率，為滴灌系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供了重要參考。同時，本書對遺傳算法在滴灌系統(tǒng)優(yōu)化中的應(yīng)用進行了深入研究，構(gòu)建了基于實際需求的多樣化優(yōu)化算法架構(gòu)，為滴灌管理系統(tǒng)的設(shè)計與實施提供了理論基礎(chǔ)和思路。
本書可為深入研究滴灌技術(shù)、探索滴灌系統(tǒng)優(yōu)化路徑的專家學(xué)者提供豐富的理論資源和實際案例，有助于推動滴灌技術(shù)的理論創(chuàng)新與實踐應(yīng)用；對于從事農(nóng)業(yè)水利規(guī)劃、設(shè)計、施工與管理工作的技術(shù)人員而言，本書能夠幫助他們更好地掌握滴灌工程技術(shù)與管理要點，提升工作效率與灌溉效果；農(nóng)業(yè)院校相關(guān)專業(yè)師生可將本書作為教學(xué)參考書或課外讀物，以了解滴灌技術(shù)的最新進展與實際應(yīng)用情況，為未來的學(xué)習(xí)與工作打下堅實基礎(chǔ)。

我國雖是農(nóng)業(yè)大國，但水資源短缺與分布不均的問題尤為突出。在干旱、半干旱地區(qū)，如新疆等地，農(nóng)業(yè)灌溉用水需求巨大，而傳統(tǒng)的大水漫灌方式不僅浪費嚴重，還易導(dǎo)致土壤鹽堿化、生態(tài)環(huán)境惡化等問題。滴灌技術(shù)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的典范，以其高效節(jié)水、精準施肥、提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)等優(yōu)勢，在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用與推廣。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術(shù)的快速發(fā)展，以及滴灌工程規(guī)模的不斷擴大與應(yīng)用場景的日益復(fù)雜，如何根據(jù)作物生長需求、土壤水分狀況、氣候條件等因素，科學(xué)合理地制定輪灌策略，進一步優(yōu)化滴灌系統(tǒng)的設(shè)計與運行策略，實現(xiàn)水資源的最大化利用，成為當前農(nóng)業(yè)水利領(lǐng)域亟待解決的重要課題。
本書旨在通過系統(tǒng)深入的研究，為滴灌工程的優(yōu)化設(shè)計與高效管理提供全面的理論支持與實踐指導(dǎo)。本書共分為十章，內(nèi)容涵蓋滴灌工程的基礎(chǔ)理論、設(shè)計建設(shè)、輪灌策略優(yōu)化、自動控制、成本效益分析以及智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)等多個方面。第1章引言部分，詳細闡述了研究的背景、目的和意義，以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，為后續(xù)章節(jié)的展開奠定了基礎(chǔ)。第2章至第4章重點介紹了滴灌工程的基本建設(shè)標準、設(shè)計原則、組織實施與運行管護等內(nèi)容，并深入分析了手動控制場景中輪灌組劃分與調(diào)度優(yōu)化的方法與策略。第5章和第6章則進一步探討了自動化滴灌系統(tǒng)的設(shè)計方案、輪灌組劃分算法以及基于輪灌組的精準灌溉模型，展示了現(xiàn)代科技在滴灌工程優(yōu)化管理中的應(yīng)用成果。第7章至第9章，則從成本效益分析、智控用水決策系統(tǒng)研究以及智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)可行性等多個角度，對滴灌工程的綜合效益與未來發(fā)展進行了深入探討。最后一章，總結(jié)了全書的研究成果，并對未來的研究方向進行了展望。
本書的特色在于：一是理論與實踐相結(jié)合，既注重滴灌工程基礎(chǔ)理論的闡述，又緊密結(jié)合實際案例，提供了實踐經(jīng)驗和操作指南；二是技術(shù)先進性與實用性并重，充分吸收了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術(shù)的最新成果，為滴灌系統(tǒng)的優(yōu)化管理提供了強有力的技術(shù)支持；三是研究視角廣泛而深入，不僅關(guān)注滴灌工程本身的優(yōu)化問題，還從成本效益、智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)等多個角度進行了綜合考量，為滴灌技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了全面的參考。
在編寫過程中，獲得了陳偉能教授、趙慶展教授，以及李寶珠、林萍、丁連軍、曹兵等專家學(xué)者的寶貴意見與建議，本人深感榮幸；同時感謝鄧紅濤、黃文華等，他們提供的技術(shù)資料與數(shù)據(jù)使本書內(nèi)容更加豐富、嚴謹且具有實際應(yīng)用價值。在此，向所有為本書編寫提供審閱與指導(dǎo)幫助的專家學(xué)者表示最誠摯的感謝。
因水平有限，書中疏漏之處在所難免，望廣大讀者批評指正。

李偉
2024年9月

第1章 引言1
1.1　研究背景1
1.2　研究目的和意義3
1.3　國內(nèi)外研究綜述4
1.4　小結(jié)14
參考文獻15

第2章 滴灌系統(tǒng)工程基礎(chǔ)21
2.1　常用術(shù)語21
2.2　工程項目概述22
2.3　滴灌工程設(shè)計34
2.4　組織實施與運行管護60
2.5　自動化滴灌設(shè)計方案70
2.6　小結(jié)83

第3章 滴灌輪灌分組優(yōu)化模型與算法研究84
3.1　輪灌組問題研究思路84
3.2　輪灌組調(diào)度優(yōu)化模型86
3.3　模型求解89
3.4　算例分析92
3.5　小結(jié)99
參考文獻100

第4章 手動控制場景下多目標輪灌組優(yōu)化研究103
4.1　手工控制場景下輪灌組問題及研究思路103
4.2　模型構(gòu)建105
4.3　模型求解108
4.4　算例分析112
4.5　小結(jié)116
參考文獻117

第5章 自動化滴灌輪灌組劃分算法121
5.1　自動化場景輪灌組問題及研究思路121
5.2　模型構(gòu)建122
5.3　模型求解125
5.4　實驗分析129
5.5　小結(jié)135
參考文獻135

第6章 自動化滴灌精準施水模型和算法研究138
6.1　基于輪灌組的精準灌溉問題及研究思路138
6.2　模型構(gòu)建139
6.3　模型求解142
6.4　實驗分析143
6.5　小結(jié)145
參考文獻145

第7章 滴灌工程成本優(yōu)化問題研究思路147
7.1　背景和研究意義147
7.2　總體目標148
7.3　滴灌工程成本概算與效益分析149
7.4　研究內(nèi)容156
7.5　實施方案和技術(shù)路線156
7.6　小結(jié)160
參考文獻160

第8章 響應(yīng)式滴灌智控用水決策系統(tǒng)研究思路162
8.1　背景和研究意義162
8.2　研究思路165
8.3　研究內(nèi)容165
8.4　實施方案和技術(shù)路線166
8.5　小結(jié)176
參考文獻176

第9章 智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)可行性研究182
9.1　研究背景182
9.2　建設(shè)目標185
9.3　建設(shè)內(nèi)容186
9.4　效益分析186
9.5　系統(tǒng)功能分析187
9.6　系統(tǒng)性能分析188
9.7　智慧農(nóng)業(yè)總體架構(gòu)191
9.8　智慧農(nóng)業(yè)保障措施213
9.9　項目風險與風險管理214
9.10　環(huán)保、消防、職業(yè)安全衛(wèi)生217
9.11　項目建設(shè)可行性218
9.12　經(jīng)濟及社會效益219
9.13　小結(jié)220

第10章 研究結(jié)論與展望221
10.1　研究結(jié)論221
10.2　研究展望222
10.3　研究的不足之處及進一步研究方向230
10.4　小結(jié)231