农田水利信息管理技术及应用实践 实例探讨.docx

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1、农田水利信息管理技术及应用实践摘要：随着科技的高速发展，信息技术普遍应用于各行业中。当前智能化、信息化农业是中国农业发展的新方向。该文重点研究在灌区节水灌溉工程中应用水利信息化技术，探索节水灌溉信息化系统在该灌区的具体应用，目的是为国家灌区灌溉节约用水提供参考。关键词：灌区；节水灌溉工程；水利信息化技术；应用实践近年来，随着现代信息技术在农业中的广泛应用，水利信息技术已应用于灌区节水灌溉工程，能够实现对灌区农作物的生长状况、土壤墉情等实时监控掌握;同时通过软硬件间数据信息交互平台，能根据作物实时反馈的数据信息进行灌溉方式的选取和灌溉水资源的调度用量，实现水资源的最佳配置，提高水资源利用效率。水

2、利信息化系统及设备能替代部分人工，节约灌区人力成本，大幅度提高灌区灌溉工作效率和工作质量。1灌区概述灌区位于省东北部，中游右岸、同江、富锦、抚远、饶河两市两县交汇处的三江平原腹地，灌区控制面积66.53X104hm2,设计灌溉面积53.52X104hm2,水源来自和地下水1。该文根据灌区的实际情况探讨水利信息化技术在节水灌溉中的应用。2国内外研究现状目前中国灌溉方式有传统的地面灌溉如沟灌、漫灌，现代农业微灌如滴灌、微喷灌等2。西方一些国家发展智慧农业较早，具有先进的理论基础和技术，例如，澳大利亚、日本、以色列、美国等国家拥有成熟的灌溉技术3。以色列的微灌技术发展比较早且技术先进，是智能节水灌溉

3、技术领域具有代表性的国家。当前，以色列基本实现将智能化、自动化和水肥一体化技术应用到本国农田的灌溉，将水和肥料定期定量地直接送到作物根部4。以色列经历几十年发展形成了适合本国国情和作物种植模式的特色节水灌溉技术方式5。美国的灌溉控制系统水平也非常高，在因皮里尔灌区(IlD)和科切拉灌区(CVWD)等灌区，智能灌溉控制系统实现全自动管理，减少输送水流失，提高了水资源利用率6。SeCkIerD对一项关于埃及节水的研究表明，埃及农业节水可划分为工程、技术和政策节水7。OkamotoH等对苏丹尼罗州传统灌溉与现代灌溉在灌溉效率上的差异进行比较，研究表明现代灌溉应推广使用节水灌溉技术8-9。S.莱西纳分

4、析了影响西班牙现代化灌溉的水资源状况，认为在用水需求管理上应对现代化灌溉、环境税补贴等进行补贴10。ManuelMartinROdrigUeZ等在研究西班牙旱作区时通过传统灌溉和节水灌溉对比的方法，定量评估节水灌溉对灌区的经济效益川。当下信息化技术正在中国灌区节水灌溉中开始广泛运用，黄治训12提出水利信息化技术在节水灌溉工程中能为灌区可靠运行提供及时精确的信息及技术支持，应根据不同地区的实际情况逐步实施信息化管理。盛德民1引指出目前水利信息化在灌区应用不够广泛，其管理方式存在一定的滞后性。孙景卫14提出水利信息化技术在灌溉工程中能为灌溉工程的实施提供准确数据，保证灌溉量的合理性，节约灌溉资源并

5、降低成本。郭泽生15建议灌溉用水信息化管理应以当前行业的先进科学技术为基础，实现更加智能化的管理。按各地具体情况采用相应灌溉技术，制定合理灌溉方案，走现代化灌溉之路。袁艳阳16提出推动灌区节水灌溉信息化技术持续长期发展要从机电一体化技术的运用和远程操作实现两方面进行。何志刚17分析灌区节水灌溉信息化系统的建设和优化策略，强调灌区应科学合理地利用信息化技术将有助于水资源利用等相关工作。盛寿勤18指出灌区高效节水灌溉工程建设需要合理优化水资源配置，应用信息技术加快灌溉工程建设，努力开创高效节水农业发展。潘磊19提出中国未来节水灌溉的发展方向将围绕互联网和云计算技术的结合。吴海燕、闵宇辉20等提出将

6、信息化技术与农业管理结合起来，利用光纤网络、Zigbee物联网实时视频监控以及远程操控等，形成一种多网融合的节水灌溉信息化管理系统。3水利信息化在灌区节水灌溉中的作用3.1 提高信息数据准确性灌区灌溉工程属于线长、点多、面积大等特点突出的工程项目。现阶段中国大部分灌区仍采用传统的电话模式、人工监测等方式传递数据信息，这些传统方式在数据信息传输方面存在一定的延迟，会影响数据的准确性。灌区属于北方灌区，在雨季，北方灌区常出现突降暴雨等极端天气，区域性显著。在灌溉区应用水利信息技术可以有效解决上述问题。尤其是在遇到特殊天气等自然灾害时，数据信息也能实现实时传输，准确性相比传统模式也会更高。3.2 节

7、约用水提高灌区灌溉效率目前，中国水资源短缺问题日益严重，将水利信息化技术应用于灌区节水灌溉工程能发挥灌区设备效益最大化，实现水资源的优化配置。灌区信息化系统数据实时性强，能精准快速的分析出各类数据，可以有效分配水资源，减少水资源浪费，大幅度提高灌区内水资源的利用率，与国家号召的节约用水相呼应。3.3 提高灌区水利灌溉系统管理水平将信息化技术应用于灌区中，既能够大力增加灌溉力度，也从管理层面重新优化当前水利工程结构，提高灌溉工作管理效率。灌区节水灌溉工程信息化系统运用计算机技术、通信技术、自动化技术等。将这些技术应用于灌区灌溉系统，能够实现节水灌溉系统的实时监控作物状态、精准监测作物数据信息、定

8、量调配水资源灌溉作物，在灌溉工作管理上更加透明化、相关灌溉信息能够及时公开、公示化。3.4 创新灌区水利灌溉工程工作方式将信息化技术应用到灌区水利灌溉工程中，能够弥补传统依靠大量人工记录作物各类数据的水利灌溉系统的不足，能使灌区工作人员的工作量大幅度降低，在智能化、信息化的灌溉平台下能及时掌握灌区最新的天气情况，并分析作物所需灌溉水量，大幅度优化提升工作效率，减少各类能源的浪费。3.5 降低成本灌区水利灌溉系统在构建初期需要大量资金的投入，但随系统投入使用后，系统能智能、自动化收集作物相关各类数据信息，替代灌区原本大规模人工采集作物信息，有效减少灌区投入工作人员量，以后只需团队维护、升级灌溉系

9、统的成本，从源头上降低灌区整体成本。4水利信息化技术在灌区节水灌溉工程中的具体应用结合上文对水利信息技术在灌区的运用分析，信息技术的发展推动了灌区灌溉系统工作效率的提升，优化和创新新型工作方式，促进水利灌溉工程现代化发展。下面对水利信息化技术在灌区灌溉具体应用策略进行分析。4.1 灌区节水灌溉信息化系统建设灌区节水灌溉信息化系统建设内容较为复杂，由多个环节相互呼应构成。灌区节水灌溉信息化系统以数据信息采集与动态管理和各类信息管理调度为两大核心。实现两个核心需要建设完善的节水灌溉信息化系统，主要从灌溉区域数据实时监测管理、灌溉实时预报及灌溉水资源调配、泵站与闸门实时监测控制、灌溉区视频监控管理、

10、灌溉数据存档及备份五大功能模块入手。灌区节水灌溉系统框图如图1所示。4.1.1 灌溉区域数据实时监测管理功能模块数据实时监测管理功能是对灌区内各类数据信息进行实时的监测，主要针对渠道水况信息监测、作物实时信息采集、气象信息实时监测、土壤墉情监测。通过该功能模块监测数据，工作人员可以时刻掌握灌区的天气及田间土壤和作物生长等情况，全方位、全天候监测可以减少灌区各类突发事件造成的损失，将损害降到最低。4.1.2 灌溉实时预报及灌溉水资源调配功能模块灌溉实时预报主要针对天气、作物灌溉状态、ETO进行预报，根据预报得出的结果进行渠道灌溉配水。灌区灌溉信息化系统中水资源的调配尤为重要，利用该系统可实时监控

11、水资源，并对相关用水数据进行分析，方便灌区工作人员做出更加科学、合理的水资源调配决策，达到节约水资源目的。4.1.3 泵站与闸门实时监测控制功能模块该功能模块主要针对泵站水泵及闸门进行实时监测与控制。根据渠道水资源调配数据，进行相应的水泵及闸门启闭控制，实时监测闸门前水位、开度，水泵流量等信息并向系统传回相应数据。4.1.4 灌溉区视频监控管理功能模块对灌溉区全天候实时视频监控，可及时掌握、记录灌区作物不同天气、时刻的状态，便于工作人员研究工作，智能化的视频监控能够为工作人员提供精准灌区情况，当灌区出现极端天气产生危险时能及时预警，保证工作人员下灌区安全。视频监控随着科技的进步，画面清晰度提升

12、能减少工作人员实地采集并记录作物状态信息工作量，降低人力资源浪费。4.1.5 灌溉数据库数据存档及备份功能模块构建系统数据库是灌区信息化系统中不能缺少的一环，它能够为工作人员提供实时精准数据，为水资源调配提供精准的数据支持。在云平台技术的支持下，能够将历史数据保存在云端，方便工作人员对比分析，提升优化灌区节水灌溉效益。4.2 利用信息化技术提高灌区灌溉的效率和质量采用信息技术能提高灌区灌溉设备运行的稳定性，大幅度提升灌溉工作效率和灌溉覆盖率。通过将信息技术、互联网技术、控制技术、自动化等技术融入到灌区灌溉工程中，实现灌区水资源管理一体化，减少灌溉废水、提高水利资源利用率。4.3 改进灌区管理方

13、式、建设灌区监督机制将信息技术融入到灌区后，灌区灌溉系统能智能化进行灌溉调度工作与水资源配置。能改进灌区监督机制体系，可以积极获取灌区基层用水单位的意见，并能调动灌区工作人员参与灌区建设的积极性，灌区各单位间信息交流更方便。4.4 提高灌区灌溉配水、降低灌区运行成本在灌区应用水利信息技术，提高灌区灌溉配水动态化、实时化。灌区工作人员能精准熟悉灌区整体用水量和各作物各时期灌溉用水量，从而大幅度节约用水，避免水资源无效浪费流失，降低灌区运行成本。5结论在灌区节水灌溉工程中应用水利信息化技术，能够促进灌区水资源灌溉工程现代化发展，提高灌区灌溉效率，响应国家节约水资源号召。灌区节水灌溉系统的建设，对灌

14、溉工程起着至关重要的作用。它能够收集、分析灌区灌溉数据、有效对水资源进行调度，提高灌溉工作效率，有效降低灌区的人力和工作成本。未来水利信息化技术在节水灌溉中的运用会更加普遍，技术也会更加成熟。灌区工作人员要积极学习、掌握水利信息技术，利用技术优势更好地服务于灌区的灌溉工作。参考文献：1单雪峰,李相莉,岳鹏.灌区灌排结合沟渠灌排反向断面设计方法JL水利科技与经济,2021,27(12):59-61.冶金明.干旱半干旱地区灌溉条件下的土壤水盐运移研究进展J1.安徽农业科学,2012,40(29):14246-14248+14258.刘开坤，韩立岩.中国污水灌溉的发展现状及对策JL现代农业科技,20

15、07(22):213-215.4蔚继承.温室灌溉控制与管理关键技术研究D.西北农林科技大学,2013.5)ThompsonTL,PANGH,LIY.ThePotentialContributionofSubsurfaceDripIrrigationtoWater-SavingAgricultureintheWesternUSAJ.JournalofIntegrativeAgriculture,2009,7(8):850-854.6屠国青.农业智能灌溉系统的设计与实现D.浙江农林大学,2016.孟伟.浅谈新疆农业节水发展J内蒙古水利,20U(03*243.8Ahmed,Elgilany,Sula

16、iman,etal.AssessmentandcomparisonofconventionalandmodernirrigationsystemstomanageirrigationwatersuppliesintheRiverNileStateofSudanJ.Desalination&WaterTreatment,2014.张金星,王修贵,黄韬幸,等.现代灌区进程评价研究J.中国水运(下半月),2017,17(11):181-184.10S.莱西纳,D.伊西多罗E普拉岩,等泗班牙灌溉现代化对水质和水量的影响研究J.水利水电快报,2011,32(3):7-13.11ManuelMartinR

17、odriguez,FranciscoJavierSaezFernandez.EvaluationofIrrigationProjectsandWaterResourceManagement:aMethod-ologicalProposalJ.SustainableDevelopment,2002(10):90-102.12黄治训.探究灌区节水灌溉工程中应用水利信息化技术的途径J.大科技,2016(30):160-161.口引盛德民.灌区节水灌溉工程中水利信息化技术的应用探究J.江西建材,2016(24):118+121.14孙景卫.水利信息化技术在灌区节水灌溉工程中的应用分析IJL建设科技,2

18、017(13):126.15郭泽生.灌区节水灌溉工程中水利信息化的应用分析J.乡村科技,2017(34):89-90.16袁艳阳.灌区节水灌溉工程中水利信息化技术的应用探究J.绿色环保建材,2017(4):207.17何志刚.论灌区节水灌溉工程水利信息化技术应用J.湖南水利水电,2019(3):103/04.18盛寿勤.灌区高效节水灌溉工程建设中存在的问题与对策分析J.农业开发与装备,2021(7):71-72.19:磊,何晓静,李勋章,等.智能控制系统在灌溉工程技术中的应用J.江苏水利,2021(11):51-56.20吴海燕,闵宇辉,沈冰.基于多网融合的节水灌溉信息化管理系统设计J.浙江水

19、利科技,2021,49(6):80-83.摘要：农业发展关乎到国计民生，是国民经济的重要组成部分，同时也会影响到农民群众的经济收入，对推动现代农业发展有很大帮助。加强农田水利工程的有效运用，能够大大提高农田的利用效率，提升农业生产质量和生产效率推动农业的现代化发展。新时期，将信息管理技术能应用到农田水利工程管理工作当中，能够切实发挥农田水利工程的管理作用，并实现对传统管理模式的有效调整和深化改革，提高农田灌溉质量和灌溉效率。该文结合实际工作经验，探讨了农田水利管理技术特点和具体的配套措施，论述了农田水利信息管理技术的具体应用，希望通过研究对广大同行有所帮助。关键词：农田水利；信息管理技术；应用

20、措施水利工程的建设投入使用关系到农田灌溉、蓄水和抗洪等各项工作，通过将信息管理技术应用到农田水利工程管理当中，能够有效转变传统水利工程的管理模式,使整个管理工程变得更加智能化。通过对数据进行有效的收集处理和应用，能够进一步明确农田水利信息的变化情况，不仅能够为农田作业提供自然条件变化数据，更能够精确测算水利工程的相关数据，进而更好地保证水资源的供给，为农业生产提供相应的数据支撑，提高农田水资源的利用效率。但由于农田水利工程和信息管理技术的有效整合是个十分复杂且系统性的过程，具体的水利设施现场控制设备是整个信息系统建设的关键环节，所以就需要掌握农田水利管理信息技术体系的实际特点，并加强各项设施的

21、有效匹配，确保水利信息管理技术能够应用到农田水利工程当中，切实提升水利工程的运行效率。1农田水利信息管理技术的特点相较于传统的农田水利工程管理模式，将技术充分应用其中能够大大提高农田水利工程的运行效率，同时也能够利用智能化的平台实现对各项信息的有效收集传输，更方便用户使用，方便信息检索。其技术特点主要包括以下几个方面：1.1 智能化搜集信息和传输信息相较于传统农田水利管理，借助农田水利信息管理技术，可以完成对灌溉作业的全天候监控，减轻了人力成本投入，并将相关数据进行有效整合汇总处理之后传输到数据库当中，借助智能化的信息数据收集，对农田水利信息进行有效的汇总，包括农作物的生长阶段、生产现状、灌溉

22、频率等，通过对这些信息作出有效的分析，然后进行信息反馈，可以为农田后期作业开展进行技术指导，保证工程作业执行的针对性、有效性，提高工作效率。1.2 提升用户体验农田水利信息管理技术会涉及到信息采集数据传输，数据储存数据应用。用户层前期工作开展必须借助各种专业化的智能化的设施。用户层测试在基本工作均完成的情况下服务于工作人员。利用该技术平台，通过对农田信息进行有效的统计，可以为农户提供更加直观准确的数据，成功规避了传统农业工作过程中片区分散化的问题。借助信息手段执行农田工作，保证各项灌溉和生产工作的针对性和科学性。1.3 及时反馈信息农田水利信息管理技术的有效推广和应用，可以成功地为农业工作的执

23、行情况进行全天候的监测，通过信息系统进行针对性的分析，可以反作用农业生产实际，为农业生产提供相应的技术支撑。所以通过应用信息化的技术手段，能够有效弥补传统农业生产过程中所存在的诸多不足之处，该信息系统能够为用户提供针对性的工作方案，保证农田工作的顺利进行。2农田水利信息管理技术体系的组成2.1 现地监控系统农田水利信息管理技术体系的建设应该起始于现地设备的选择和建设。现地设备的选择和建设会直接影响到整个信息化系统的运转，并且建设的形式多种多样，对农田水利信息系统来讲，其具有固定的需求。系统的需求主要包括了以下几个方面：首先应该加快建设一体化的现地监控设施。工程规模相对较小，建设体量较小，但在远

24、程监控设备建设过程中如果各自建设各自投入，势必会造成设备品种多种多样，集成难度相对较大，所以应该设计一体化的现地监控设施；其次，要确保监控设备的功能齐全。现地监控系统主要包括了回路功能，控制保护功能、数据采集功能、变频功能、通信功能过程、自动化与泵站监控等主要功能,要确保现场控制系统的完整性、合理性。同时还应该确保整个系统能够进行有效的数据储存和数据分析；再次，根据各个设施的不同功能进行现场的安装调试，如果对现地控制设备进行二次开发，只会造成系统功能逐渐趋于不完善，提高工程造价、施工周期。在现地监控系统建设过程中，不仅要具备开放性的功能，而且还有组态开发软件，便于以后系统的开发功能的升级换代；

25、最后，可靠性设计。在整个系统当中应该设定多种控制方式，这样能够确保现场控制系统可靠运行，出现故障之后，可以对该控制设备作出有效的调节，不会影响到其他设施的正常运行。2.2 通讯系统当前随着科学技术的不断发展和应用，通讯手段越来越趋于多元化，农田水利工程在日常运行管理过程中，可以结合当地的实际条件、通讯条件，来选择相应的网络类型。针对灌溉面积有限、地势较为平坦、集控点间距较小的特征，一般选择使用WiFi通讯方式。而通信管理中心主要为了支持移动信息服务和信息的有效发布，所以一般选择使用固定IP地址的方式。2.3 远程监控远程监控的本质目的主要是对农田水利设施的设备运行情况进行有效的监督管理。农田水

26、利工程远程监控过程中包括了水雨情监测和植物生长环境检测两个方面。水雨情检测是农田水利设施。水利工程当中的降雨量大小和河道水位的高低，都会影响到水资源的储存量。远程监控系统当中，还应该确保具有雨水情数据查询功能、水位雨量过程线功能、水雨情信息维护功能、GlS系统水与量推演功能。植物生长环境检测主要包括了光照、温度、湿度、土壤、含水率等方面的检测。通过对这些数据进行针对有效的分析，利用数据传感器控制现场的相关设备，达到智能灌溉的作用，保证土壤墙情适宜。3农田水利信息管理技术的有效应用3.1 构建完善的配套政策，保证农田水利信息管理技术作用的全面发挥当前随着农田水利管理信息技术在农业生产领域的有效应

27、用，农田作业的信息得到了及时收集和反馈，群众在传统的田间灌溉和防汛当中所存在的一些问题也逐渐暴露出来。现阶段除了基本农业管理规范之外，基层单位还应该积极探索推广配套的农业指导管理措施，基层的工作单位可以根据信息管理系统所反馈出来的各种信息，指导农民群众开展农业劳作，农民群众也可以利用科学技术实现对农田资源的高效管理，提高水资源的利用效率。3.2 转变传统农业管理方式，建设现代农业现阶段中国不断加强现代农业的建设，不少地区的农业生产方式已经发生了翻天覆地的变化，但在广大基层地区中小规模生产单一的家庭式生产模式依然占据着主导地位，这种模式不利于统一的管理，对农田水利管理信息系统所传递的各种信息不能

28、进行有效的反馈作业，因此在今后农业生产过程中，应该逐渐转变传统的农业管理方式，以农田监测区域为单位，组建生产合作小组，并根据信息系统所反馈的各项内容，对灌溉作出统一-化的调整，保证农田水利作业的工作效率，节约淡水资源。3.3 构建专业化的工作队伍，防止信息孤岛出现当前随着水利信息管理技术的深入应用，系统所传递的和反馈的各种信息越来越丰富，如果缺乏专业的人才对现场进行有效的控制和解读，即便是有再好的用户体验系统如，系统再完善也不能够发挥其应有的作用，在信息获取和信息解读过程中，仍然会存在着大量的遗漏，因此水利信息管理技术应用期间，除了要做好各项配套管理设施建设之外，还应该加快组建专业化的人才队伍，充分发挥信息系统的实际作用。4结语综上所述，中国是农业大国、人口大国，农业是国家的第一产业，农业在社会和国民经济发展中扮演着基础的地位。水利工程是实现农业现代化发展的命脉。中国长期的战略性任务是农业基础地位得到有效巩固，农村经济稳定发展，农业生产效率显著提升。为了实现这一目标，就要求农田水利工程加强对水利信息化建设，要放眼全局，从长远角度去考虑，大力发展农田基础水利设施，实现信息管理技术和农田水利工程的有效整合，为农业长期稳定健康发展奠定坚实基础。