时间：2023-09-28 09:30:55
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇农田灌溉自动化，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
摘要：信息化技术已经被广泛应用于工业、商业以及农业，并有效促进了这些行业的发展。将信息化技术运用到农田水利工程中，实现了农田用水自动化，提高了农田水利工程的利用效率。同时，引入信息化技术的目标是使农田水利工程逐渐信息化、智能化，两者之间的合作主要通过设置信息化系统来实现。基于此，主要针对信息化技术在农田水利工程中的运用进行分析。
关键词：信息化技术；农田水利工程；农业
一、信息化系统的设置
信息化系统的设置主要有五部分，一是收费系统，采用IC卡智能系统，并根据灌溉农田的面积设定收费标准，对土地流转的农田在灌溉之前要先刷卡才有使用机井进行灌溉的权利，此付费系统有效使用水得到了控制，避免了浪费现象。二是在农田比较集中的地方设置喷灌自动系统，此系统可以自由旋转，使周围的农田都能得到灌溉，同时周围的地理环境也要满足安装要求，所以在安装前，需要对现场的气象情况、土壤情况以及农作物本身对水的需求情况等进行详细了解。此系统实现了对水利工程的集约化管理。三是对于温室大棚，也可以安装自动喷灌控制系统，要根据大棚作物的高度设置喷嘴的高度，还可以利用信息化技术，设置相关的传感器，以便能及时感应大棚环境中的温度、湿度等，并对其进行调整，使环境适合作物生长，减少病虫害。四是在灌溉比较集中的季节，往往水渠内的水量和农民的需求量是不等同的，开闸放水的水量也不能确定，所以还需要在引渠闸上安装闸门远程自动化控制系统，相关人员可以根据水渠内的水存量以及农民灌溉农田的需求量作出大概的估计，然后通过计算机技术和相关软件，对水闸的高度进行调整，以使水量供求关系得到满足，也使水资源的使用量得到控制。五是为了能对农田灌溉水资源进行合理配置，相关的农田水利管理部门还要在田间设置功能不同的传感器，以及时获得相关的数据信息，对水资源利用做出科学决策。
二、信息化系统的设定方案
（一）墒情检测系统。将土壤墒情传感器放置在田间地下不同深度处，相关的通用分组无线服务技术会将采集到的不同的数据信息传递给墒情监测系统，该系统会对此处的土壤环境中的水分进行测定分析，以种植适合再次出生长的农作物，并对农作物的需水量做出准确预测，从而加强对农田灌溉的科学管理。（二）地下水位监测系统。对地下水位的采用量以及剩余量进行测定，避免出现超采现象，利用的是相关的信息技术和信息化设备，对地下水资源的位置进行实时监测，以控制采水量，保护地下水文环境不受破坏。（三）视频监控系统。主要包括两部分，分别是现地监测系统和视频服务系统。其中前者主要有专门的监测设备组成，如摄像机、云台控制镜头等，可以使远程的相关人员对现场的实际情况进行在线信息采集，并对现场的设备发出指令，进行角度和位置的调整，以使信息全面。后者同样拥有现场信息的采集处理权，同时服务于各种用户，使其具有观看视频的权利。（四）机井水费控制管理系统。该系统将水资源使用与收费管理一体化，将水泵、电动阀等水资源控制联系到一起，以便在出现用户用水不当或者欠费用水时，能及时通过机井水费控制管理系统，及时将这些供水系统控制住。（五）智能灌溉系统。无论是田间还是温室的智能灌溉系统，都有对土壤墒情进行检测的作用，进而判断相关环境中土壤的用水量，使灌溉实现自动化，还要设定相关的极限值，以便灌溉系统判断何时自动开启，决定何时自动关闭。（六）闸门测控系统。闸门控制系统根据用水需求，对闸门的升降高度进行测定，高度变化值的计算需要依赖闸位检测系统，而升降实现自动化就需要启闭机进行控制。同时为了保证该系统保持正常工作，不会使各种线路受到影响，不使相关的操作人员有安全隐患，该系统还设置了相关的安全保护装置。（七）引渠测流系统。主要包括三部分，一是电子水尺，这是一种可以使远程的人员对相关位置的水位进行检测的传感器，二是GPRS数据采集模块，对水位的相关信息进行采集、整理、分析，以对农田用水量进行判断，进而决定引渠流量，三是太阳能供电设备，这种设备具有很强的蓄电装置，以使传感器的使用不受地域和气候限制。（八）信息控制中心。针对这些信息化系统装置，设置专门的信息控制平台，使管理人员直接通过计算机技术和相关软件，就能对相关的系统装置或者传感器进行实时控制，对农田用水进行实时监控。
三、结语
将信息化技术用于农田水利工程中，使水资源得到合理配置和利用，使农田灌溉效率得到了提高，相关人员要加强对信息化技术的研究，以开发出相应的设备，为农田水利工程提供更好的服务。
作者:齐文辉 单位:平天湖风景区清溪街道办事处
参考文献：
[1]秦学敏，温靖，陈位政，等.信息化在农田水利中的应用[J].农业工程技术，2015（33）：43-46.
关键词农业节水技术；应用；可持续发展
资料表明，世界上粮食增产中25%归功于扩大耕地面积，75%归功于提高单产。虽然单产的提高是综合措施的结果，但灌溉却是其中重要措施之一。随着世界性水资源日益紧缺，水资源不足已成为制约我国国民经济发展的重要因素，要进一步发展灌溉面积就必须节约灌溉用水，大力发展农业节水技术。
1农业节水的主要措施
1.1发展渠道衬砌与管道输水技术
输水配水渠道的渗漏损失是农田灌溉水量损失的重要组成部分。一般未衬砌的渠道输水损失达40%～50%，开展渠道防渗是农田灌溉节水的重要环节。为了提高灌溉输水的利用率，世界许多国家都在致力于发展渠系衬砌、管道化工程。
1.2改进传统地面灌溉技术
传统灌溉方式由于灌水历时长、用水量大、灌水不均匀等影响作物产量。所以，长期以来各国都在积极致力于对传统地面灌溉技术的研究与改进，并创造了许多全新的方法。其中波涌灌（间歇灌）和激光控制平地畦田灌就是2种影响较大、效果较好的方法。
1.3推广喷灌、微灌技术
喷灌、微灌技术可在传统的沟、畦灌等地面灌溉基础上节水30%～50%，节省劳力20%～90%。在节约用水量的同时改变了传统的灌溉概念，能够把含有肥料的水一滴滴地输入作物根层的土壤中，使土壤中的水、肥、气、热保持协调关系，达到作物高产目的。
1.4充分利用咸水、废水灌溉农田
目前采用的方法能够在空间和时间上预报出灌溉后的土壤溶液成分和土壤基质，据此判定土壤状态，并在一定的气候条件下，参照土壤状况选择适宜种植的作物。耕作方式通常采用轮作制，即耐盐和不耐盐作物轮作，咸水、废水与淡水轮灌，以避免土壤过度积盐。
2有效利用水资源的新技术
2.1选育耐旱作物和节水品种
选育耐旱作物品种，是充分利用生物适应环境，以生物机能提高作物水分利用效率的重要途径。耐旱作物一般在生长关键期能避开干旱季节，抗逆性强，生长期能和当地的雨季相吻合，在雨季快速生长，以充分利用有限的降水。
2.2改进耕作方法与栽培技术
因地制宜，由多耕趋向于少耕、免耕；由浅耕趋向于深耕；由耕翻趋向于深松；由单一作物连作趋向于粮草轮作或适度休闲；重视水土保持，纳雨蓄墒，合理施肥，以肥调水。
2.3推广地面覆盖技术
地面覆盖具有抑制土壤蒸发、蓄存降水、保持土壤水分、提高土温的优点，分为有机物覆盖、地膜覆盖和化学覆盖。有机物覆盖就是利用农作物秸秆、糠皮等材料进行地面覆盖，有明显的保墒节水效能；地膜覆盖是一种用薄膜覆盖的农田技术，能够提高地温，抑制蒸发；此外，保水剂、抗蒸腾剂等化学覆盖技术也得到了广泛应用。
2.4采用调亏灌溉技术
调亏灌溉是根据灌溉对象的生长发育规律及生产的实际需要，有目的地不充分供给水分，使作物经受水分胁迫，限制其某方面或某时期的生长发育，达到既节水又增产的效果。
3节水灌溉技术在新疆兵团的应用
3.1膜下滴灌技术的推广
膜下滴灌是将覆膜种植技术与滴灌技术两者互相结合的新型灌溉技术。通过生产实践，膜下滴灌技术比常规灌溉节水30%以上，土地利用率提高5%～7%，单产提高20%左右，大幅度降低了农民的劳动强度、提高了经济效益。由于这种先进生产方式的实施，带来了农业体制和组织形式的创新，出现了一大批家庭农场，不仅有效节约了农业用水，促进了地区生态环境的改善；还为低成本高产出的农牧产品提高了市场竞争力。至2006年，全国推广微灌总面积66.67万公顷以上，仅新疆生产建设兵团就推广38万公顷。大田膜下滴灌技术是新疆生产建设兵团近几年来推广应用节水灌溉项目中经济效益最高、生态效应最好的灌溉新技术，具有广阔的发展前景。3.2滴灌自动化控制系统的应用
滴灌自动化技术把新疆兵团节水灌溉推上了一个省水、省工、增产、增效的新局面，实现了高层次决策控制，是膜下滴灌技术可持续发展的必由之路。2002年，136团完成了33.33hm2棉田自动化控制系统滴灌试验，实现通过田间土壤温度传感器、风向、风速、光照、降雨量和蒸腾传感器进行自动化灌溉。随后，121团、127团等地也建立了灌溉自动化控制系统示范区，自动监测预报农田各项技术参数，进行科学节水灌溉，2006年，兵团级棉花水肥高效利用基地“农八师148团节水灌溉自动化控制项目”全面实施，该项目投入使用后，有效地减少人在田间的活动次数，防止病虫害传播和蔓延。同年6月，全国最大面积400hm2棉田“自动化滴灌技术”在农八师149团推广试验成功，达到了作物长势室内可视化，土壤墒情自动监测化，灌溉自动化。
4节水技术的发展方向
4.1灌溉工程节水技术发展方向
输水节水技术的发展方向是：为解决混凝土衬砌延伸性差、易开裂等缺点，试验用钢丝网等加筋混凝土替代常规混凝土衬砌。另外，随着化学工业的发展和机械化施工技术的日益进步，膜料衬砌在渠系衬砌中的比重逐年增大，将有可能成为未来渠系衬砌材料发展的主方向。
喷、微灌技术的发展方向是：喷、微灌相互配合共同发展，发扬喷灌射程远、效率高等优点，克服喷灌能耗大、喷头易堵塞等缺点；开发和研制新型灌溉设备，提高灌溉均匀度，克服滴灌系统易堵塞的缺点，并向低压、节能型方向发展，减少传动装置能耗；灌溉设备标准化、系列化。
4.2科学管理与精准灌溉相结合
随着科学技术的迅速发展，通过地理信息技术实行灌溉管理自动化，成为农业节水管理技术的发展方向。地理信息技术可实现在农业生产全过程中对农作物、土地、植保从宏观到微观的实时监测，能够对作物生长发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境改善进行定期信息获取和动态分析，通过系统的诊断和决策，制定实施计划，使农业可持续发展。地理信息技术的快速发展为农业数字化建设和自动化、智能化管理提供坚实的技术基础，并逐渐成为以可持续发展为目标的精准农业技术体系的核心技术。
5参考文献
[1]钱蕴壁.节水农业新技术研究[M].郑州：黄河水利出版社，2002.
[2]俞双恩，朱兆通，戴振伟.我国节水型灌溉农业综述[J].水利水电科技进展，1997（1）：27-30，68.
[3]洪启华.兵团棉花生产急需解决的问题[J].新疆农垦科技，2000（2）：3-5.
关键词：农田水利；节水灌溉；技术发展
中图分类号： S274 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2017.15.020
1农田节水灌溉技术的应用
1.1喷灌技术的应用
农田节水灌溉技术中的喷灌技术，即是在压力下，依靠管道将水输送到农田，借助于喷头将水源喷射到田间，确保水源能够非常均匀的灌溉到农田中，进而有效减少水资源的消耗和浪费。选择喷灌技术灌溉农田能够确保灌溉面更加均匀，均匀度能够实现90%左右，水资源利用效率增加60%～85%，相对于地面灌溉而言能够降低至少30%的水资源使用量。如某地区过去每亩农田灌溉要消耗60～80立方米水源，但应用喷灌技术后每亩地仅消耗30～40立方米水源。喷灌技术还能够降低劳动力，其设备通常来说埋设于地下，有助于节约土地资源，让耕种面积增加7%～10%左右。
1.2微灌技g的应用
微灌是在滴灌技术的前提下进行研究发展而形成的现代化节水灌溉技术。微灌通常包含了滴灌、渗灌以及小管涌流的模式。微灌一般来说有以下组成部分：水源、输配水管网、灌水设备。微灌技术的灌水流量相对较小，实施一次灌溉会持续较长时间，灌水周期短，能够实现对灌溉水量的精准管控，将水分与养分输送到农作物根部和土壤内，对经济作物的灌溉与种植能够选择灌溉技术。微灌技术一般来说能够减少50%～80%的灌溉水量，微灌技术能够降低肥料的消耗、节省人力，肥料利用效率能够增加15%，水资源利用效率增加30%。另外，还有助于对土壤结构的优化和改善。
1.3步行式灌溉技术的应用
步行式灌溉一般来说是将农区目前已有的农业机械和电力资源作为灌溉源动力，支持相关灌溉设备，促进灌溉适应性的提高。步行式灌溉技术是节水农艺和农机技术的充分结合。步行式灌溉机械不需要配置非常复杂的设备系统，通过组装对机器实施装配，其适应性更好，便捷性较高，能够对急需地区作物实施有效灌溉。步行式灌溉技术无需进行大量修渠工程，降低了人力成本与资金成本，也提升了灌溉效率[1]。
1.4雨水集蓄利用的技术应用
雨水集蓄利用即是通过工程性手段将自然降水集中起来，如果需要灌溉则可以通过管道将收集存储的雨水输送到各个田地中。此技术不仅能够有效处理好农田灌溉问题，同时还能够补充人畜饮水，能够在季节性缺水地区进行大量推广。雨水集蓄可以在很大程度上促进种植模式的优化，防止出现水土流失问题，能够保证农业和农村经济的健康发展。
1.5输水过程的节约措施
在过去的农业生产中，常见的农田灌溉手段通常是挖土成渠，之后将水源输送到需要灌溉的农田，但是在水源输送时往往会有较多水资源因为蒸发而浪费。根据相关数据表明，现阶段农业生产过程中的灌溉渠道没有得以充分的利用，仅有50%左右的水源被应用到农田灌溉，所以必须注重水源输送环节，制定出科学有效的节水方案，从而降低农业灌溉成本。对渠道防渗来说可选择的材料种类多种多样，各个材料都能够发挥出自身独有的性能，通常应用较多的包括干砌块石、浆砌块石以及混凝土预制块等。在应用混凝土护面时，发现渠道较小的情况下可采取U型混凝土渠，这一渠道可以在很大程度上优化输水流量，让过水断面减少；渠道输水不但存在渠床渗漏的问题，在输水过程中也会产生睡眠蒸发或渠床上杂草的蒸腾，如果选择管道输水可以明显降低水资源损耗。滴灌和喷灌等技术在实施地面灌溉时应当尽可能使用低压输水管道。
2农田节水灌溉技术的发展趋势
对于农田节水灌溉技术的选择应当更加全面的考虑到各个因素，例如水源情况、地块情况、农作物类型以及灌溉计划的制定等，因此在农业生产过程中选择灌溉技术时应当做好前期调查规划，根据各个地块、土壤以及水资源情况进行全面的考量，进行更加科学的设置，才能够保证灌溉方式的合理性[2]。
因为农田节水灌溉技术自身具有较大的技术优势，未来必然会在我国农业现代化发展中得到进一步推广和普及。研究证实，农田节水灌溉技术的发展趋势一般来说表现在以下几点：一是节水灌溉技术在未来的发展中，技术含量会日益提高，同时朝着更加高科技的方向发展；二是节水灌溉技术在未来的应用过程中，其管理也会逐渐朝着更加精细化和自动化的方向靠拢；三是农作物节水灌溉技术方面不单单局限于喷灌技术，而应当朝着综合化应用发展，进而更好的降低资源消耗。总之，节水灌溉技术属于未来农业灌溉发展的重要研究课题，在农田节水灌溉技术研究工作人员的共同努力下，其必然会在较短时期内更加广泛的应用到农业生产过程中，为我国现代化农业发展和水资源的持续利用作出更多贡献。
3结语
节水灌溉技术的发展和应用是一项长期系统性的工程，它能够有效解决水资源缺乏问题，推动农业产业结构调整，提升农民收入水平。节水灌溉技术包含多种类型，各项技术都具有自身的突出优势和特点，因此要结合地区实际情况来合理选择节水灌溉技术，促进技术创新和改革，从而确保农业生产的持续健康发展。
参考文献
[1]黎宝龙.农田灌溉节水技术研究[J].乡村科技，2016，（24）.
我国水资源相对来说比较贫乏，所以，设计人员在进行水利工程项目设计时，要了解当地的水资源分布情况，合理优化水资源配置，促进农业的健康发展。在建设高效节水灌溉工程时，要特别注意保护当地的生态环境，树立农田水利可持续发展的基本建设思路，促使生产、生活和生态用水这样才能得到合理、科学地统筹，这就需要相关部门在建设水利工程时要积极进行有效的环境监测和环境评估。在水资源的具体分配上，要始终坚持对总量进行有效控制，对配额进行有效管理的主要原则，使每一个用水单位的农田灌溉用水量和每一个灌区的农田灌溉用水量非常明确和具体。并努力让各用水单位和各灌溉区进行有效的管理，让他们树立节约用水的意识，将有限的水资源科学地运用到每一个最需要利用的地方，实现高效用水的最终目的，促进农业快速、健康和可持续发展，进而促进当地的经济发展。
2建设高效节水灌溉示范工程
建设高效节水灌溉示范工程，有利于带动整体水利工程项目建设的健康发展。在实际的建设过程中，要特别突出高效节水灌溉的主要特点，对各项主要指标进行严格的控制，实行农业连片或分区，促进农业增产和农民增收，促进生态环境的良好发展，实现经济效益和生态效益的完美结合，成为现代化的高效节水灌溉示范工程。这就需要在建设高效节水灌溉示范工程时，要进行合理、科学地选址，主要遵循以下比较重要的原则：对不能进行自流灌溉的地面高低不平并且严重缺水的地区，对经济比较发达的地区，并且种植的农作物一般是经济作物的地区，对当地干部和群众的思想相对来说比较先进、对高效节水灌溉工程建设积极支持的地区，对社会治安整体状况较好的地区等有优势的地对进行优先选择。在这些地区建设高效节水灌溉示范工程能够加快建设速度，提高建设的整体效果，对周边地区起到积极的带动作用。
3积极引进先进的高效节水灌溉技术
实现高效节水灌溉，技术是关键。因此，要积极引进先进的高效节水灌溉技术，有效提高高效节水灌溉效率。要努力加强节约用水的灌溉工程技术、灌溉用水资源的优化调配技术等传统的高效节水灌溉技术，还要积极引入先进的高效节水灌溉技术。目前，新型的高效节水灌溉技术已经得到了广泛的应用，主要有以下几种形式：
3.1根据生物技术研究而成的比较方便的调控灌溉技术
这个技术主要是通过对农作物生理特征的认真研究，发现农作物的主要生理周期，让农作物逐步适应在特定的生理期内进行亏水生长，进而控制农作物的疯涨，改良农作物的品质，同时实现高效节水和增加经济效益的最终目的。
3.2利用3S技术研究而成的高效节水灌溉技术
全球卫星定位系统，简称GPS、地理信息系统，简称GIS、遥感技术，简称RS，也就是通常所说的3S技术，利用这些现代技术研究而成的高效节水灌溉技术。利用3S技术，可以对农作物生长的各种信息进行准确的掌握，并利用计算机对这些信息进行详细的分析，通过分析得出农作物在某个阶段最适合进行灌溉，从而实现高效节水的目的。
3.3结合微电子及信息技术、自动化技术和智能化技术和生物学
将微电子及信息技术、自动化技术和智能化技术和生物学进行有效的结合，建立的高效节水灌溉技术。通过全程控制植物的生长和实时监测农作物内的水分，以及土壤水分，然后经过计算机的精密分析，实施变量灌溉，实现高效节水的目的。
3.4重视并加强对高效节水灌溉工程的管理
这就要求建立健全高效节水灌溉工程管理制度，村组和乡镇协助进行管理，将高效节水灌溉工程的管理切实落实到实处，落实到相关的责任人。只有这样，才能使高效节水灌溉工程发挥其最大的作用，并促使其长期发挥积极作用。
4结语
1.1节水新技术未得到有效推广
当前，对一些小型农田，我国已经投入新型节水技术及设备的使用，并对其进行大力推广，在一些地区这些新技术也取得了显著的节水效果。但受多方面因素的影响，这些节水新技术并没有真正得到有效的推广，致使节水灌溉技术在小型农田灌溉过程中没有得到相应的节水效果。加上我国当前的农业发展部门管理制度还未健全，导致节水灌溉技术在农田使用中缺乏其相应的监督机制。农业人员的思想未达到技术层次，使我国小型农田水利节水措施停滞不前。
1.2投入资金力度不够
国家财政对农田的节水灌溉措施所投入的资金是有限的。由于很多地区水利工程建设相对较早，到目前为止这些水利工程已经出现老化现象，加上水利工程缺乏相应的资金维护，使原有工程灌溉功能受损，节水灌溉新技术不能达到相应的节水效果，有效灌溉范围在不断减小。财政方面的资金不足或是不加快资金落实的步伐，导致农业灌溉工程的发展受到相当大的制约。因此，需要国家财政对有关水利部门加大资金金额以及加强对节水措施的推广，因地制宜制定当地相应的节水灌溉计划，使节水灌溉工程的经济效益得到充分的发挥，小型农田节水措施得到相应的改善。
2小型农田水利节水灌溉措施
随着我国经济的飞速发展与人口的急剧增加，对水资源的需求也在不断加大。虽然我国水资源极其丰富，但由于近几年水污染问题相当严重，导致可用的水资源相对缺乏。我国身为农业大国，农业用水量占总用水量的大部分，其他途径用水量的不断增加使农业用水量相对使用不足，导致一些地区农业处于缺水的状态。而且在一些地区，农业用水还存在着水资源严重浪费的情况。因此，水利工程应加大小型农田灌溉过程中对新型节水灌溉技术的使用，使农业有效利用水资源，降低用水量，提高小型农田水利节水灌溉措施。同时，有关部门要加强管理，有效地降低投入，促进农业和经济共同发展。针对目前来说，我国小型农业水利节水灌溉有效措施主要有以下四个方面：
2.1加强喷灌节水技术措施
所谓喷灌技术是使用喷头将水流变细的灌溉技术。在小型农田中，常用的喷灌设备可分为移动式喷灌、半移动式喷灌以及固定式喷灌三种。其中，移动式喷灌设备的喷射管件及其连接设备可以直接进行移动。而半移动式喷灌设备只有喷射系统可以进行移动。固定式喷灌设备采用的是整体式水利系统，其密封性较好，但它的整体部件是不能进行移动的。喷灌技术的技术原理是水泵制造水压差，通过外接管线进行水的输送，当水被输送到农田后，再通过喷头将水流变细，均匀地洒水灌溉农田。
2.2加入防渗水渠的研究
据有关专家研究，土质水渠的渗水率最大限度可以达到50%。所以，加强水渠的防渗技术是小型农田水利节水灌溉措施需要进行重点研究的。新型的渠道灌溉技术是将水泥、沥青、三合土这些防水材料加入到灌溉渠道的建设中，针对农田灌溉渠道的抗渗性，利用这些材料加以改进，不仅可以提高供水效率，还减少了水的损失量。
2.3滴灌的使用
滴灌对于我国干旱缺水地区的农田来说，可以达到非常好的灌溉效果。它利用塑料管道通过半径约5毫米毛管上的孔或滴头把水送到农作物的根部，实现了农作物的局部灌溉。这种滴灌还可以配合施肥一起进行，不仅有效地实现了农田的节约用水，还提高了农田的肥效。对我国干旱缺水地区的小型农田来说，这种灌溉方式最为有效。此种灌溉方法既提高了水利用率，又实现了农作物增产的效果。滴灌的使用使得我国小型农田水利节水灌溉措施得以有效的改善。
2.4采用低压管灌溉措施
这是采用低压管道来取替农田明渠，对农作物进行输水灌溉，从而达到节水效果的一种有效的灌溉方式。在这种低压管道中，水的压力一般要控制在0.2MPa以下，这种低压管道的承压能力比较低，在水利工程进行施工时，要采用专门的低压管，而且这种低压管的价格比较低。在小型农田中，常用的低压管有以下四种：塑料硬管、塑料软管、混凝土管、金属管。很多发达国家的农田灌溉大多都采用这种低压管灌溉方式进行农田的灌溉，这种灌溉方式在我国华北平原地区应用也极为广泛。而且，低压管道在节水性能方面也很强，水在进行运送过程中与其他环境隔离，减少了运输水的渗漏，有效地防止了水蒸发，最大限度地减少了运输水的损失。这种低压管的水渠与敞开式钢化玻璃水槽相比较，节水性能更强。对于同等水量，低压管的水渠能够更长效和持久地对农田进行供水。对于传统的水利输送管道来说，需要高压电力的支持。使小型农业用电量加大，提高了小型农业生产成本。采用这种低压管灌溉措施进行灌溉时，低压供水可以将水流变细，降低农田水资源的使用。这种低压供水灌溉正适于小型农田的作物灌溉，因为使用这种灌溉方式在进行建设过程中不需要挖坑，使耕地的面积得到有效的保障。从经济角度来看，它的投资成本较低，可以通过一次投资来满足小型农田的灌溉需求，其实用性和实效性较为优越。
3加强我国小型农田水利节水灌溉的对策
3.1加强对再生水资源的利用
上文提到，我国的水资源相当丰富，只是近年来水污染比较严重，使得我国水资源匮乏。然而，我们可以加强再生水在小型农田灌溉方面的利用。再生水是经过水质处理之后合格的可用于灌溉的生活污水或是工业废水。但是，要对农田进行灌溉的再生水，一定要保证其符合农田灌溉用水的标准，相应部门要进行严格的水质监测，确保其农田用水的灌溉标准。同时，防止污染物对灌溉农作物生长造成的影响，对污染物在田地内移动规律进行细致的研究，确保再生水的质量不会对所灌溉的农田产生不良的影响。
3.2加强对节水设备及技术的研究
目前，我国在农业中所使用的节水设备并未达到有效的节水效率，所以，我们还有必要加大对新节水设备研发的投入，研究出更加有效的节水设备，加强农业节水设备的节水效率和自动化技术，在节省劳动力的同时提高农业的生产效率。同时，要重点开发经济有效的节水灌溉农具。此外，还要对我国农业发展地区的地形及气候进行分析，并结合地区特点进行具有针对性的研究，研发出符合具有本地区农业生产特点的节水灌溉设备及节水技术。比如：对于一些经济作物的灌溉，可开发一种智能的节水灌溉控制系统，这种系统会自动分析空气湿度和温度，既能保证农作物产量，又能实现小型农田节水功能。
3.3有关水利部门要加强管理制度
有关水利部门加强管理制度的目的是希望用最少的灌溉水获取最大的灌溉效益，这样不仅节省了国家的水资源，又降低了农作物的成本。所以，有关部门要建立严格有效的节水管理的制度，并加强农业管理水平。农业节水灌溉制度的内容应包含农作物育种时期和生产期以及在生产期对农作物的灌溉时间、次数、周期等进行严格的管理规定。对于不同的农作物，要进行合理的分类管理，针对一些耗水量大的农作物，必须加大其灌溉力度，对这些农作物的耗水量进行仔细的研究，找到科学有效的合理灌溉方式，并在此基础上对不同的农作物制定出不同的灌溉节水方案。同时，加强气象、水温等管理，保证达到高效率的节水灌溉目的。有关水利部门一定要提高管理水平，保证当地小型农田实现有效的节水灌溉能力。
3.4加大资金投入，促进小型农田体制改革
我国农业水利工程的资金投入来源大多是靠国家的补助建设或是通过集体出资或者农民筹资所获得的。就目前来说，对于农业水利工程而言，国家补助资金还是不能够满足现代农业的需要，很多农业地区还不富裕，无法出资建设新型农业节水工程。相关的水利设备不够先进，无法达到节水功能。因此，国家相关部门应该对水利工程加大投入资金，并促进小型农田水利体制的改革，使我国小型农田节水措施得以完善发展。
4结语
【关键词】精量灌溉；自动化控制系统；土壤湿度传感器
0．引言
在水资源匮乏的今天，灌溉水的浪费让我国许多地区农作物因得不到必需的灌溉而产量大减也使得水资源压力日趋上升。所以，设计一套合理有效的灌溉自动化控制方案对我国节约农业用水，提高作物产量有着至关重要的意义。本部分对农田灌溉自动化控制技术方面的研究进行了综述，以求通过国内外学者的研究得到启示。
1．影响精量灌溉的控制因子
土壤类型的不同和玉米生长各个阶段所需的灌水量是影响玉米精量灌溉的两个主要控制因素。通过对控制因素的试验研究，找出更合理的控制方法，为玉米精量灌溉自动控制系统的设计提供所需数据。
2．玉米精量灌溉控制系统的硬件组成
2.1系统的整体结构及功能
玉米精量灌溉自动控制系统主要由土壤水分检测系统、灌溉监测控制系统、按键显示系统、电磁阀及相关部件组成。
土壤水分检测系统主要是土壤水分传感器对玉米土壤含水率进行实时检测并将采集到的数据反馈给灌溉监测控制系统。灌溉监测控制系统则是根据土壤水分传感器传回来的数据与预设的阈值进行比较，分析。如果土壤水分含量低于预设阀值下限则向单片机控制系统发出开启阀门，灌水的指令。反之，当土壤水分含量高于预设阈值上限时，监测系统向单片机控制系统发出关闭电磁阀的指令，停止灌水，实现精量灌溉的自动运行。按键显示系统的功能主要是操作人员可以通过键盘向系统输入玉米生育期各个阶段不同的灌水量，从而改变不同阶段预设的阀值，系统将自动控制灌溉水量，并显示玉米土壤环境和时间日期。
2.2 土壤水分检测系统的组成
土壤水分含量的采集部分采用数字式温湿度传感器AM2301. AM2301在湿度0-100%RH范围内精度是3%RH。其优点是输出的是数字量，可以减少外界对采集信号的干扰，并直接送到单片机进行处理，不需要AD/转换，电路简单，数据处理方便， 单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。
2.3 灌溉监测控制系统的组成
玉米精量灌溉监测控制系统采用的是STC89C52型单片机。STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼。
STC89C52单片机具有40条引脚，引脚说明如下：
VCC（40引脚）：电源电压 正常接+5V电源。
VSS（20引脚）：接地。
P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。
P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。
RST（9引脚）：复位输入，高电平有效，在此引脚上保持两个机器周期的高电平时，将使单片机自动复位。
ALE/PROG（30引脚）：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在非访问外部存储器期间，AEL仍以振荡频率的1/6固定速率输出因而它能用作外部时钟或定时用。但在外部数据存储器存取间，则以1/12的振荡频率输出ALE脉冲，这个引脚也是EZPRMO编程时的编程脉冲输入端（PROG）。
2.4土壤水分控制采集电路原理
本设计采用AM2301湿度传感器，通过单片机P1口的高四位和AM2301连接进行土壤湿度采集。三端稳压芯片78N05将12V直流电源稳压成5V，提供给单片机系统使用。数据传输通过端口p1.0控制串行通信芯片传给以实现数据的接收与发送。单片机的时钟电路是由一个12M的晶振和两个30M的电容组成，它们决定了单片机的工作时间精度为1WS。复位电路由10UF的电容，1K和8.2K的电阻组成。
2.5 按键显示系统
共设有14个键，其中功能键4个分别为置天数键，，时间显示键，确认键及取消键，还有10个数字键。K与外中断“0”连接，当有键按下时，CPU响应中断，进入中断服务程序。DATA与单片机相连，用于串行传送数据。
3．系统的软件组成
本系统软件由灌溉监测控制系统和按键、显示系统两部分组成。灌溉监测控制系统由主程序模块、通信程序模块和水分数据采集模块构成。按键、显示系统由主程序模块、通信程序模块、实时时钟模块、按键显示模块和存储程序模块构成。
玉米精量灌溉自动化控制系统软件具有采集、显示数据，编辑、修改控制阀值等功能，是以控制器为核心的系统优化。根据土壤类型以及玉米生长各时期对水分的需求，选择相应的状态，并实时监测水分含量，适时给予水分补给。
4．结论
通过对玉米精量灌溉自动控制系统的设计及研究，能够精确感知土壤含水率，自动控制玉米灌溉，达到节约水资源的目的。并根据玉米生育期各阶段灌水量的要求预设电磁阀阈值，控制灌水量，自动、精确地满足玉米的生长发育需求，提高玉米产量。合理的硬件选择也会降低成本节省人力资源。 [科]
【参考文献】
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【关键词】节水农业；灌溉；计算机；应用
我国是一个水资源匮乏的国家，走节水农业发展之路是必然选择。所谓节水农业（Water-Saving Agriculture），是指在水资源有限的情况下，根据不同作物的需水规律，运用各种先进的技术和措施，节约并高效率利用灌溉水的农业生产模式，其最终目的是实现农业生产经济效益、社会效益及生态效益的最大化。随着信息技术的超速发展和广泛应用，计算机技术在节水农业中的应用越来越深入，并成为了未来节水农业发展的方向和趋势。通过计算机模拟和控制，实现农业的节水型智能灌溉，科学、合理、高效地利用水资源，大力发展节水农业，达到农业水资源的可持续利用和管理之目的，实现人类社会和自然生态的和谐相处。
1.我国发展节水农业的背景及意义
虽然我国水资源总量丰富，但由于人口基数大，人均占有量严重贫乏，并且我国水资源的空间分布极不平衡，呈现“南多北少，东多西少，西北尤其缺”状况。据统计，中国淡水资源总量约为2.8×104亿立方米，占全球总量的6%，居所有国家的第4位，仅次于巴西、俄罗斯、加拿大，但人均淡水资源占有量仅2 250立方米，约为世界平均水平的25%，是全球人均淡水资源占有量最贫乏的十三个国家之一。随着人口的不断增加，预计到2030年我国的人均淡水资源量将降至1 760 立方米，接近国际公认的严重缺水警戒线（人均淡水资源量1 700立方米），形势不容乐观。
水是农业的命脉，我国农业生产用水总量为4.0×103亿立方米，占全国总用水量的70％左右，而灌溉用水量占到农业生产用水量的绝大部分（约为90％）。长期以来，受传统农业耕作模式和生产水平限制，我国农业灌溉用水存在浪费严重现象，利用率仅为45%，远低于农业发达国家的平均水平（70%～80%），特别是近年来我国农业生产中遭遇的严重干旱给我们敲响了警钟，例如在2010年年初，我国四川、广西、云南、贵州和重庆西南五省市地区遭遇严重干旱，部分旱区旱情持续时间长达5个月，耕地受旱面积达1.11亿亩，农作物绝收面积超过110万公顷，经济损失超过350亿元。因此，为了应对日趋严重的水资源短缺现状，必须改变现有的浪费严重的用水方式，大力发展抗旱节水新技术，走节水农业之路，使有限的水资源发挥出了最大的效益，这对于中国这样一个水资源短缺的农业大国尤为重要，是保证我国农业生产可持续发展的关键所在。
2.计算机在节水农业发展中的应用
2.1数据采集与分析
以计算机为工具，建立农田水资源利用的决策支持系统（Decision Support Systems，DSS），提高节水农业决策的科学化，它是实现处方农业、精确农业的核心。所谓DSS是指通过决策科学及相关学科的理论知识和数据、模型，以人机交互方式辅助决策者进行半结构化和非结构化决策的计算机应用系统，节水灌溉系统是一个典型的DSS能解决的问题，通过模拟作物的产量和需水过程的关系，预测农田土壤盐分及水分胁迫对产量的影响，制定农田科学的灌溉措施，实现适时适量的精确灌溉，降低灌溉用水量，提高水资源利用效率，达到节约和高效利用水资源之目的。农田灌溉DSS以支持模型运算必需的各种静态和动态数据的数据库和反映不同地区自然生态条件等作物栽培和用水管理经验知识以及具有知识推理机制的专家知识库作为基本信息支撑，通过总控程序构筑灌溉用水决策支持系统的运行环境，辅以友好的人机界面和人机对话过程，有效地实现了信息查询、用水管理和系统控制等主要操作功能。
2.2地下滴灌
地下滴灌技术(Subsurface Drip Irrigation，SDI)是指通过地埋毛管上的灌水器将农作物所需要的水、肥、药以均匀、缓慢、准确地渗入到作物根部的新型灌溉技术，尤其适合我国干旱的西北地区。地下滴灌具有显著的节水优势（采用地下滴灌方式水的利用率可达95% 以上），且有利于作物生长，提高农产品品质以及改善土壤环境等多方面优点。采用计算机灌溉系统，可以自动控制地下滴灌作业，主要是采用ADI压力补偿管理作业。该技术已被许多农业发达国家所应用，其主要设备ADI压力补偿滴灌管采用滴头双入口、宽流道、梯形迷宫式结构以降低水流压力，并与上部的弹性片配合调整流道的宽度，从而达到稳定出水口流量的目的，对提高节水效率非常明显。
2.3智能化灌溉管理
智能化灌溉管理是通过配备先进的监测系统、通信系统和数据处理系统，实现对气候的准确测量，自动确定是否需要进行灌溉，或由此确定何时进行灌溉等，自动发出信号，进行远距离遥控，实施灌溉作业。该系统完全依靠计算机自动操作和执行的，无需人为干涉，最大程度地实现自动化作业。通过监测设备得到的数据可以自动启动或关闭灌溉程序，如通过雨量计得到的数据，自动确定灌溉水量，通过土壤湿度计确定灌溉的深度。操作人员可以通过电话或计算机网络监视、查看、获得并控制正在发生的一切灌溉数据和动作，系统自动纪录所有发生过的事件的详细数据。操作人员和管理者根据过去发生的纪录数据，进行分析，做出相应的调整和决策，真正达到农业灌溉管理系统化和科学化。
2.4自动化灌溉控制
自动化的灌溉控制技术是指在无人干预的情况下，通过由计算机控制的中央灌溉管理系统，根据地块和作物的要求适时、适量进行自动灌溉的技术。这种自动化灌溉管理系统可通过反映作物需水的某些参量，预先编制好灌溉程序软件，灌溉机械自动地按照程序指令，按规定时间、不同地块要求，提供不同的灌溉水量。该系统加上遥控装置后，能够储存数据，通过个人计算机和通讯网络，实现远程灌溉控制和管理。■
【参考文献】
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水资源紧缺已成为严重制约我国国民经济可持续发展的瓶颈。农业是我国的用水大户，用水总量4000亿m3，占全国总用水量的70%，其中农田灌溉用水量3600-3800亿m3，占农业用水量的90%-95%。农业用水中的浪费现象相当严重，首先是农田灌溉水的利用率低，平均仅为45%左右；其次是农田对自然降水的利用率低，仅达到56%；最后是农业用水的效率不高，其中农田灌溉水的利用效率仅有1.0kg/m3左右，旱地农田水分的利用效率为0.60-0.75kg/m3。根据权威部门的预测结果，在不增加现有农田灌溉用水量的情况下，2030年全国缺水高达1300-2600亿m3，其中农业缺水500-700亿m3。若将农田灌溉水的利用率由目前的45%提高到发达国家的水平70%，则可节水900-950亿m3，如同时提高水的利用效率，农业节水后不仅可满足7亿t左右的食物生产用水，还能节约出400-500亿m3的水量用于国民经济的其他重要行业，这无疑会对未来的国家经济持续发展和社会安全稳定作出重大贡献。
农业节水不仅是我国国民经济和社会可持续发展所要求的，也是我国农业资源，尤其是水资源短缺、水土资源配置失衡等严峻形势所决定的。农业节水对保障国家水安全、粮食安全和生态安全，推动农业和农村经济可持续发展，具有重要的战略地位和作用。我国农业缺水的问题在很大程度上要依靠节水予以解决，加强对我国节水农业技术的研究，以科技创新促进生产力发展，建立与完善适合我国国情的现代节水农业技术体系，将成为促进我国节水农业可持续发展的重大战略举措之一
1现代节水农业技术研究进展
随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧，世界各国，特别是发达国家都把发展节水高效农业作为现代农业可持续发展的重要措施。发达国家在农业生产实践中，把提高灌溉（降）水的利用率、单方水的利用效率、水资源再生利用率作为研究重点和主要目标。在研究节水农业基础理论基础上，将生物、信息、计算机、高分子材料等高新技术与传统的农业节水技术相结合，提升节水农业技术的高科技含量，建立适合国情的节水农业技术体系，加快由传统的粗放农业向现代化的精准农业转型的进程。
世界各国采用的节水农业技术通常可归纳为工程节水技术、农艺节水技术、生物（生理）节水技术和水管理节水技术等四类。节水农业技术的应用可大致分布在四个基本环节中:
一是减少灌溉渠系（管道）输水过程中的水量蒸发与渗漏损失，提高农田灌溉水的利用率；
二是减少田间灌溉过程中的水分深层渗漏和地表流失，在改善灌水质量的同时减少单位灌溉面积的用水量；
三是减少农田土壤的水分蒸发损失，有效地利用天然降水和灌溉水资源；
四是提高作物水分生产效率，减少作物的水分奢侈性蒸腾消耗，获得较高的作物产量和用水效益。节水农业发达的国家始终把提高上述环节中的灌溉（降）水利用率和作物水分生产效率作为重点，在建立了以高标准的衬砌渠道和压力管道输水为主的完善的灌溉输水工程系统和采用了以喷（微）灌技术和改进的地面灌技术为主的先进的田间灌水技术后，节水农业技术的研究重点正从工程节水向农艺节水、生物（生理）节水、水管理节水等方向倾斜，尤其重视农业节水技术与生态环境保护技术的密切结合。
1．1农艺节水技术
利用耕作覆盖措施和化学制剂调控农田水分状况、蓄水保墒是提高农田水利用率和作物水分生产效率的有效途径。国内外已提出许多行之有效的技术和方法，如保护性耕作技术、田间覆盖技术、节水生化制剂（保水剂、吸水剂、种衣剂）和旱地专用肥等技术和产品正得到广泛的应用。如美国中西部大平原由传统耕作到少耕或免耕，由表层松土覆盖到作物残茬秸秆覆盖，由机械耕作除草到化学制剂除草，都显著提高了农田的保土、保肥、保水的效果和农业产量。法国、美国、日本、英国等开发出抗旱节水制剂（保水剂、吸水剂）的系列产品，在经济作物上广泛使用，取得了良好的节水增产效果。法国、美国等将聚丙烯酰胺（PAM）喷施在土壤表面，起到了抑制农田水分蒸发、防止水土流失、改善土壤结构的明显效果。美国利用沙漠植物和淀粉类物质成功地合成了生物类的高吸水物质，取得了显著的保水效果。
节水农作制度主要是研究适宜当地自然条件的节水高效型作物种植结构，提出相应的节水高效间作套种与轮作种植模式。例如，在澳大利亚采用的粮草轮作制度中，实施豆科牧草与作物轮作会避免土壤有机质下降，保持土壤基础肥力，提高土壤蓄水保墒能力。
在抗旱节水作物品种的选育方面，发达国家已选育出一系列的抗旱、节水、优质的作物品种。如澳大利亚和以色列的小麦品种、以色列和美国的棉花品种、加拿大的牧草品种、以色列和西班牙的水果品种等。这些品种不仅具备节水抗旱性能，还具有稳定的产量性状和优良的品质特性。特别是近年来，在植物抗旱基因的挖掘和分离、水分高效利用相关的基因定位以及分子辅助标记技术、转基因技术、基因聚合技术等在抗旱节水作物品种的选育上取得了一些极富开发潜力的成果。
近年来，水肥耦合高效利用技术的研究已将提高水分养分耦合利用效率的灌水方式、灌溉制度、根区湿润方式和范围等与水分养分的有效性、根系的吸收功能调节等有机地结合起来。通过改变灌水方式、灌溉制度和作物根区的湿润方式达到有效调节根区水分养分的有效性和根系微生态系统的目的，从而最大限度地提高水分养分耦合的利用效率。美国、以色列等国家将作物水分养分的需求规律和农田水分养分的实时状况相结合，利用自控的滴灌系统向作物同步精确供给水分和养分，既提高了水分和养分的利用率，最大限度地降低了水分养分的流失和污染的危险，也优化了水肥耦合关系，从而提高了农作物的产量和品质。
1．2生物（生理）节水技术
将作物水分生理调控机制与作物高效用水技术紧密结合开发出诸如调亏灌溉（RDI）、分根区交替灌溉（ARDI）和部分根干燥（PRD）等作物生理节水技术，可明显地提高作物和果树的水分利用效率。与传统灌水方法追求田间作物根系活动层的充分和均匀湿润的想法不同，ARDI和PRD技术强调在土壤垂直剖面或水平面的某个区域保持土壤干燥，仅让一部分土壤区域灌水湿润，交替控制部分根系区域干燥、部分根系区域湿润，以利于使不同区域的根系交替经受一定程度的水分胁迫锻炼，刺激根系的吸收补偿功能，使根源信号ABA向上传输至叶片，调节气孔保持在适宜的开度，达到不牺牲作物光合物质积累而又大量减少其奢侈的蒸腾耗水的目的，与此同时，还可减少作物棵间的土壤湿润面积，降低棵间蒸发损失和因水分从湿润区向干燥区侧向运动带来的深层渗漏损失。RDI是基于作物生理生化过程受遗传特性或生长激素的影响，在作物生长发育的某些阶段主动施加一定的水分胁迫（即人为地让作物经受适度的缺水锻炼）来影响其光合产物向不同组织器官的分配，进而提高其经济产量而舍弃营养器官的生长量及有机合成物的总量。因营养生长减少还可提高作物的种植密度，提高总产量，减少棉花、果树等作物的剪枝工作量，改善产品品质。国际上有关调亏灌溉的研究主要是针对果树和西红柿等蔬菜作物，对大田作物的研究较少。
近年来，国内外相继开展了对作物需水量计算方法的大量研究，但这些研究大多以单点的和单一作物的耗水估算为主，在此基础上采用插值法和面积加权平均法确定的区域作物耗水量的精度会受到气象等因素的空间变异性的影响。目前的重点是将单点的单一作物耗水估算模型的研究扩展到区域尺度多种作物组合下的耗水估算方法与模型研究上，根据作物及其不同生育期的需水估算，使有限的水最优分配到作物的不同生育期内，为研究适合不同地区的非充分灌溉制度提供基础数据和支撑。随着遥感技术的应用使得采用能量平衡法估算区域作物耗水量成为可能，通过遥感获得的作物冠层温度来估算区域耗水量分布的研究变得十分活跃，并在一些发达国家得到了一定的应用。
1．3水管理节水技术
为实现灌溉用水管理手段的现代化与自动化，满足对灌溉系统管理的灵活、准确和快捷的要求，发达国家的灌溉水管理技术正趋朝着信息化、自动化、智能化的方向发展。在减少灌溉输水调蓄工程的数量、降低工程造价费用的同时，既满足用户的需求，又有效地减少弃水，提高灌溉系统的运行性能与效率。
建立灌区用水决策支持系统来模拟作物产量和作物需水过程，预测农田土壤盐份及水分胁迫对产量的影响，基于Internet技术和RS、GIS、GPS等技术完成信息的采集交换与传输，根据实时灌溉预报模型，为用户提供不同类型灌区的动态配水计划，达到优化配置灌溉用水的目标。为适应灌区用水灵活多变的特点，做到适时、适量地供水，需对灌溉输配水系统的运行模式和相应的自控技术开展研究。目前，国外多采用基于下游控制模式的自控运行方式，利用中央自动监控（即遥测、遥讯、遥调）系统对大型供水渠道进行自动化管理，开展灌区输配水系统的自控技术研究。在明渠自控系统运行软件方面，着重开展对供水系统的优化调度计划的研究，采用明渠非恒定流计算机模拟方法结合闸门运行规律编制系统运行的实时控制软件。
美国、澳大利亚等国已大量使用热脉冲技术测定作物茎杆的液流和蒸腾，用于监测作物水分状态，并提出土壤墒情监测与预报的理论和方法，将空间信息技术和计算机模拟技术用于监测土壤墒情。根据土壤和作物水分状态开展的实时灌溉预报的研究进展也很快，一些国家已提出几种具有代表性的节水灌溉预报模型。在此基础开展的适合不同地区的非充分灌溉模式的研究是干旱缺水条件下灌溉用水管理的基础，随着水资源短缺的不断加剧，其研究在国内外得到普遍重视。
多采用系统分析理论和随机优化技术，开展灌区多种水源联合利用的研究，以网络技术支持的智能化配水决策支持系统为基础，建立起多水源优化配置的专家系统，提出不同水源组合条件下的优化灌溉与管理模式，合理利用和配置灌区的地表水、地下水和土壤水，对其进行统一规划和管理。在最大限度地满足作物对水分需求的同时，改善灌区的农田生态环境条件。
1．4工程节水技术
随着现代化规模经营农业的发展，由传统的地面灌溉技术向现代地面灌溉技术的转变是大势所趋。在采用高精度的土地平整技术基础上，采用水平畦田灌和波涌灌等先进的地面灌溉方法无疑是实现这一转变的重要标志之一。精细地面灌溉方法的应用可明显改进地面畦（沟）灌溉系统的性能，具有节水、增产的显著效益。激光控制土地精细平整技术是目前世界上最先进的土地平整技术，国内外的应用结果表明，高精度的土地平整可使灌溉均匀度达到80%以上，田间灌水效率达到70%-80%，是改进地面灌溉质量的有效措施。随着计算机技术的发展，在采用地面灌溉实时反馈控制技术的基础上，利用数学模型对地面灌溉全过程进行分析已成为研究地面灌溉性能的重要手段。应用地面灌溉控制参数反求法可有效地克服田间土壤性能的空间变异性，获得最佳的灌水控制参数，有效地提高地面灌溉技术的评价精度和制定地面灌溉实施方案的准确性。
除地面灌溉技术外，发达国家十分重视对喷、微灌技术的研究和应用。微灌技术是所有田间灌水技术中能够做到对作物进行精量灌溉的高效方法之一。美国、以色列、澳大利亚等国家特别重视微灌系统的配套性、可靠性和先进性的研究，将计算机模拟技术、自控技术、先进的制造成模工艺技术相结合开发高水力性能的微灌系列新产品、微灌系统施肥装置和过滤器。喷头是影响喷灌技术灌水质量的关键设备，世界主要发达国家一直致力于喷头的改进及研究开发，其发展趋势是向多功能、节能、低压等综合方向发展。如美国先后开发出不同摇臂形式、不同仰角及适用于不同目的的多功能喷头，具有防风、多功能利用、低压工作的显著特点。
为减少来自农田输水系统的水量损失，许多国家已实现灌溉输水系统的管网化和施工手段上的机械化。近年来，国内外将高分子材料应用在渠道防渗方面，开发出高性能、低成本的新型土壤固化剂和固化土复合材料，研究具有防渗、抗冻胀性能的复合衬砌工程结构形式。如已在德国、美国应用的新型土工复合材料GCLS就具有防渗性能好、抗穿刺能力强的明显特点。此外，管道输水技术因成本低、节水明显、管理方便等特点，已作为许多国家开展灌区节水改造的必要措施，开展渠道和管网相结合的高效输水技术研究和大口径复合管材的研制是渠灌区发展输水灌溉中亟待解决的关键问题。
2现代节水农业技术研究发展趋势
现代节水农业技术是在传统的节水农业技术中融入了生物、计算机模拟、电子信息、高分子材料等一系列高新技术，具有多学科相互交叉、各种单项技术互相渗透的明显特征。现代节水农业技术涉及的既不是简单的工程节水和水管理节水问题，也不是简单的农艺节水和生物节水问题。从支撑现代节水农业技术的基础理论而言，需将水利工程学、土壤学、作物学、生物学、遗传学、材料学、数学和化学等学科有机地结合在一起，以降水(灌溉)－土壤水－作物水－光合作用－干物质量－经济产量的转化循环过程作为研究主线，从水分调控、水肥耦合、作物生理与遗传改良等方面出发，探索提高各个环节中水的转化效率与生产效率的机理。另一方面，现代节水农业技术又需要生物、水利、农艺、材料、信息、计算机、化工等多方面的技术支持，来建立适合国情的技术体系。
随着20世纪中叶以来科学技术出现的重大突破，节水农业领域中大量借助于土壤水动力学、植物生理学的理论和现代数学方法及计算模拟手段，试图从整体上来考虑水-土-作物-大气间的互动作用与关系，定量描述土壤-植物-大气连续体中水分和养分运移的转化过程，据此制定科学的水、肥调控方案，这使得对节水农业的研究已由以往单纯的统计或实验性质变为一门有着较为严谨的理论基础与定量方法的科学。计算机技术、电于信息技术、红外遥感技术以及其它技术的应用，使得在土壤水分动态、土壤水盐动态、水沙动态、水污染状况、作物水分状况等方面的数据监测、采集和处理手段得到长足发展，促进了农业用水管理水平的提高，而高分子复合材料和纳米材料的研制创新正在促使渠道防渗、管道灌溉、覆膜灌溉、坡面集雨等方面孕育着技术上的重大突破。
在提高农业用水的利用率和水的生产效率的节水农业技术研究中，不仅涉及到与土壤-植物-大气系统中的界面过程，水分传输和系统反馈的机制，水分调控的途径以及大气水、地表水、地下水、土壤水转化关系等相关领域内的前沿技术，还与利用现代高新技术对水资源、土壤水分和作物水分进行监测调控，根据作物需水规律进行精量灌溉等关键技术有关。为此，必须以具有学科交叉性的重大前沿性技术研究为基础，研发与农业节水相关的重要关键技术，探索建立适合国情的现代节水农业技术体系。
3我国现代节水农业技术研究重点与内容
3．1现代节水农业前沿技术
围绕作物生理需水与用水、精量控制灌溉等领域，对现代节水农业前沿技术开展原创性研究。通过对水－土－植物关系、干旱条件下植物根信号传输和气孔反应的机制、干旱胁迫锻炼对植物超补偿功能的刺激等问题的研究，带来农业节水原理与技术的创新，促进节水农业新思路的问世和源头高技术的产生，为我国现代节水农业的发展提供基础理论和技术储备。
作物高效用水与生理调控技术：
（1）研究主要作物节水条件下产量形成及可视化的生产模型，获得维持农作物较高水分生产效率的生理和生态学过程参数，提出农作物根系微生态系统水分吸收功能调控模型和水分利用整体超补偿功能环境反应模型；
（2）研究不同生态区域内主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻)非充分灌溉条件下的需水量季节分布和计算模式和不同节水灌溉技术条件下的作物需水和耗水模型，提出作物水分生产函数与有限水量条件下的非充分灌溉制度，得到不同节水灌溉方式下实施非充分灌溉制度的技术；
（3）研究主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻、果树)调亏灌溉的指标体系(最佳凋亏阶段和调亏程度)，提出不同养分水平或施肥条件下调亏灌溉的模式及相应的指标，获得作物调亏灌溉的田间实施技术；
（4）研究主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻)控制性分根交替灌溉的指标体系，提出不同养分水平或施肥条件下控制性分根交替灌溉的模式及相应参数，获得不同土壤、作物下控制性分根交替灌溉的灌水技术要素最优组合设计方法及的田间实施技术；
作物需水信息采集与精量控制灌溉技术：
（1）研究作物对水分亏缺信息的感受、传递与信号转导的过程，建立作物水分信号诊断指标体系，获得利用作物茎杆变形测量诊断作物缺水状况的新技术与新产品；
（2）研究作物水分区域分布监测技术和作物蒸腾过程快速监测技术，提出区域土壤水分空间变异性与最佳动态监测布点方式和区域土壤墒情监测预报技术，获得土壤水分动态快速测定与预报技术及新产品；
（3）以土壤墒情监测预报、作物水分动态监测信息与作物生长信息的结合为基础，研究运用模糊人工神经网络技术、数据通讯技术和网络技术建立具有监测、传输、诊断、决策功能的作物精量控制灌溉系统，研制开发智能化的灌溉信息采集装置和智能化的灌溉预报与决策支持软件。
农田水肥调控利用与节水高效作物栽培技术：
（1）以小麦、玉米、棉花等主要作物为对象，研究不同区域、种植制度、地力基础和水资源状况下主要作物农田养分供应与利用模式，提出不同水分条件下获得最高水分利用效率的水分与养分最佳参数组合；
（2）研究不同灌溉方式下作物根区水分养分迁移、转化和吸收的动力学过程，提出相应的作物根际水肥耦合循环与调控模型，获得以提高水肥耦合利用效率为目标的田间节水灌溉技术参数的最优组合；
（3）以小麦、玉米、棉花等主要作物为对象，研究农田高效用水的作物群体时空分布特征，影响农田整体抗旱特性和水分利用效率的群体因素和调控技术；构建主要农作物高效用水群体优化结构的综合栽培技术体系。
3．2现代节水农业关键技术
以田间节水灌溉、灌溉用水管理、农艺与化控节水等为重点，适当考虑干旱缺水地区特殊水源的开发与高效利用，研究现代节水农业关键技术，创制一批新型的农业节水新产品与新材料，促进节水农业技术水平的提升，为我国农业节水提供适合国情的实用性应用技术。
田间节水灌溉技术：
（1）研制抗堵、耐用、价廉的微灌灌水器，开发新型微灌过滤器、注肥器及系统控制设备；
（2）研究节能异形喷嘴喷头、可调仰角及可调雾化程度的喷头、喷洒区域为矩形的喷头，开发适宜于园林喷灌的升降式喷灌装置，改进扇形转动的摇臂式喷头，研制新型移动式轻小型喷灌机组和智能控制低压变量自走式喷洒机组；
（3）研究土地精平标准与激光控制平地技术，开发国产激光控制平地铲运设备和相应的液压升降控制系统，提出与激光控制平地技术实施相配套的田间灌排工程系统模式，研究地面灌溉技术控制参数，开发田间波涌灌溉控制设备、田间多孔闸管灌溉系统和田间灌溉自动控制设备；
（4）研发适合家庭规模的可调式小型免耕坐水播种技水与设备，创制集灌水、播种、施肥于一体的新型多功能行走式局部施灌机。
灌溉系统输配水监控与调配技术：
（1）研发水分损失小、价廉、精度高、抗干扰性强的渠系量水设备，研制具有量水和控制双重功能的取水口量水设施、新型管道量水仪表、适合高含沙渠道采用的量水装置等，开发经济实用的灌区自动化量水二次仪表及设备、井灌区计量与控制用水装置等；
（2）开发基于局域网络、Internet网络与RS和GPS技术相结合的灌区动态管理信息采集、传输和分析技术，研究灌溉系统的计算机识别技术和动态配水系统下非恒定流模拟仿真技术和水量与流量的实时调控技术；
（3）研究灌区中央控制系统自动控制技术和水力自动控制技术，开发灌溉配水系统的闸门控制模式及基于模糊控制方法的灵活方便的控制器。
农艺节水技术：
（1）以小麦、玉米等大田作物及林草为重点，应用分子标记辅助选择、转基因、基因聚合技术结合常规育种的方法，创制抗旱节水型、水分高效利用型的优异育种新材料，选育抗旱节水与高产优质相结合型的新品种（组合）；
（2）研究主要生态区域节水高效型的作物种植结构和适合区域特点的节水高效间作套种与轮作等种植模式，提出主要种植制度周期内农田水分高效利用技术控制要素和集成化参数，得到节水型农作制度优化技术及其量化指标；
（3）以旱地土壤水库增容为核心，研究等高种植集雨蓄水保墒技术和田间集雨栽培技术、少耕免耕保水保肥技术、地力培肥有机旱作技术、降低田间蒸发的覆盖保墒技术等雨水就地高效利用技术，提出旱地农田节水抗旱能力的粮草轮作技术、粮经饲作物立体种植高效用水技术等。
新型农业节水材料与产品：
（1）研究利用纳米技术改进防渗材料的性能，研制新型土壤固化剂、新型复合土工膜料和填缝材料，盐渍土和膨胀土等特殊土类渠道的专用防渗材料，开发新型保温复合材料和环保型混凝土补强新材料，创制用于管道输水的高分子复合材料大口径管材和管件；
（2）研发适合旱区应用的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、绿色环保型集雨面喷涂材料、生物集雨材料和田间集雨材料等；
（3）筛选具有控制蒸腾功能的外源物质，研究植物蒸腾抑制剂，研制具有抗旱节水、防病杀虫、高效环保等多种功能的种衣剂，开发以生物材料（藻类、纤维、沙漠植物等）或化学材料为基质的新型保水剂，创制低成本的高效多功能水土保持剂与土壤结构改良剂；
（4）研发由天然材料和改性天然材料（重点是植物纤维和淀粉类）制成的可被微生物完全分解为对环境无害物质的新型覆盖材料，开发具有增温、保墒、增产、无残留的多功能液体覆盖材料，改性和创制新型液膜等。
水源开发与高效利用技术：
（1）建立区域雨水资源高效利用技术体系和最优开发模式及智能决策系统软件，研发适合旱区应用的新型、高效工程和生物雨水集蓄形式，提出新型集雨设施结构形式和现场成型技术，获得雨水集蓄与高效利用工程系统设计软件；
（2）研究低成本、节能型的微咸水开发利用技术，建立微咸水灌溉下的控制指标体系和作物灌溉制度，提出微咸水灌溉下土壤水盐运动规律与调控技术，得到咸水与淡水混灌和轮灌的应用模式；
（3）研究再生水灌溉对土壤、地下水及作物品质的影响，提出再生水作物安全高效利用指标量化体系，开发利用再生水灌溉的不同灌水方式、再生水与洁净水混灌或轮灌的应用技术以及不同再生水灌溉方式下的作物灌溉制度。
4现代节水农业技术研究带来的贡献
在现代节水农业前沿技术万面，将提出作物高效用水生理调控指标体系、作物非充分灌溉下的需水指标体系和灌溉制度、作物调亏灌溉的指标体系，建立作物水分信号采集与缺水敏感指标测定和作物精量控制灌溉方法、动态配水系统下的非恒定流模拟仿真技术和水量实时调控方法等。研究内容无论是在应用基础理论上还是在技术上均具有源头创新性，会加速我国现代节水农业技术体系的建立。
[关键词] 农田 水利建设 节水灌溉技术
[中图分类号] S27 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650（2016）10-0288-01
前言
我国自成立以来，农业的发展始终是人们广泛关注的话题。现阶段，水利设施对我国农业发展的影响更加不容忽视，而在积极建设水利工程的过程中，必须注重科学性和针对性，要想应用水利工程推动农业的进步，相关部门需要综合应用多种先进技术。在这种情况下，积极加强农田水利建设中节水灌溉技术的研究具有重要意义。
1 我国农田水利灌溉技术中的缺陷
1.1 技术和设备落后
据有效数据显示，现阶段，我国多数农田水利工程基本上都构建于上世纪七十年代，因此，我国农田水利工程拥有相对落后的技术以及较低的灌溉能力。此类工程在运行过程中，很多设备因长期没有得到科学的维修和保养而失去了正常运行的能力，而老化现象在多数工程中也开始越来越严重。针对设备来讲，由于运行时间过长，没有得到及时的更新，导致其功能、运行效率都明显降低[1]。面对这一现状，在没有及时的维护和更新设备的背景下，较低的灌溉效率在农田水利工程中呈现出来，这不仅严重影响了我国农业的发展，同时对国民经济的整体进步也产生了严重的阻碍作用。
1.2 缺乏对农田水利建设工程的重视
近年来，我国在积极进行现代化经济建设的过程中，对农业发展的重视程度有待提升，这主要体现在，部分地区在农业发展方面，还在沿用传统的农田水利工程；同时，工业废水对农田灌溉源头的污染严重，治理力度薄弱；输水过程中的部分渠道产生了堵塞现象，导致部分传统农田水利工程被废弃等。从国家的角度来看，在未来的发展中，相关部门必须制定先进的农田水利灌溉工程建设政策，并加大资金投入力度，从而为我国农田水利的发展构建一个良好的环境，为推动我国农业的发展做贡献[2]。
2 农田水利建设中节水灌溉技术的应用
近年来，我国加大了农田水利工程节水灌溉技术的研究力度，为了提升农田水利工程的建设质量，喷微节能灌溉技术得到了广泛应用，同时节约水资源同配水过程实现了结合，从长远的角度来看，综合传统农业灌溉技术与新技术也是至关重要的。
2.1 喷微节能灌溉技术
近年来，我国在积极进行现代化建设的过程中，能源浪费现象严重，对环境以及生态造成了破坏，这种现象不利于我国实现长期可持续发展。在这种情况下，我国提出了节约能源的战略目标，其中一项重要的内容就是节约水资源。我国是农业大国，在农业灌溉过程中需要耗费大量的水资源，从这一角度出发加大水资源节约力度，积极构建农田水利工程至关重要，喷微节能灌溉技术就是在这种情况下产生并得到广泛应用的[3]。该技术具有自动化和机械化水平强的特点，在灌溉过程中，针对大面积农田可以有效应用自带喷头，而工作人员只需要进行简单的操作便能够完成工作，由此可见，在对该技术进行应用的过程中，能够实现节能的目的。
2.2 将节约水资源同配水过程相结合
输水管道是农田水利灌溉过程中的一个重要环节，在灌溉技术不断进步的背景下，信息化和智能化特点在输水系统当中得以实现。浇筑混凝土保护层以及开外渠道是灌溉渠道防渗工程当中的重要组成部分，这些环节在实际施工过程中，也完全实现了机械自动化。与此同时，在配水的管理当中，相关人员也可以在对计算机进行应用的过程中，提升调控和检测的效率和精确性，从而在控制输水时，精度得以提升。由此可见，在实现节约水资源的目的过程中，将这一理念同配水过程进行紧密的结合，不仅能够促使灌溉的效率有效提升，更能够保证水利工程成本的降低。
2.3 综合传统农业灌溉技术与新技术
我国农业在长期的发展中已经形成了一套传统的农业灌溉技术，这些技术虽然存在落后的特点，但是其自身的优势也是不容忽视的。新时期，在积极加强农田水利建设中节水灌溉技术研究的过程中，相关人员应当对传统灌溉技术中的优势进行保留，并在此基础上引进先进的灌溉技术，促使二者在应用过程中实现优势互补，根据我国各个地区的农业发展特点，逐渐形成适用于我国农业发展的灌溉技术[4]。而这一切措施的实施都必须建立在促进我国农业现代化模式得以形成的基础上。
结束语
综上所述，在科学和技术不断进步的背景下，多样性成为现有节水灌溉技术的主要特点，不同的技术在使用过程中都拥有自身的优势和限制性条件。因此相关工作人员必须针对当地的具体情况科学选择和应用节水灌溉技术，从而为农业生产质量和效率的提升奠定良好的基础。
参考文献
[1]姜波.新时期节水灌溉技术在农田水利建设中的应用研究[J].农业与技术，2014（3）：37-37.
[2]黄少江.浅析农田水利建设中的节水灌溉技术及发展趋势[J].民营科技，2014（12）：210.
关键词：周口 灌溉工程 现代化 效益
中图分类号：TV21 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0230-01
周口市位于河南省东南部，沙河，颖河，贾鲁河汇流于此，周口素有“小武汉”之称。本区属于暖温带大陆性季风气候，四季分明，春天干旱多风，夏季炎热多雨，秋季旱涝交替，冬天干冷少雪。降水具有季节性，年际变化特点。
随着我市经济建设的快速发展，城乡统筹发展势在必行。目前，我市城市建设速度惊人，几年之内，高楼林立，厂房片地，灯壁辉煌，然而农村基础工程建设相当滞后。我市是农业大市，农村人口众多，土地仍旧是农村人的命根。窄窄的水泥路让人们摆脱了泥泞，大型的机械让农民扔掉了镰刀，架车。可是人们仍然要面临抗旱排涝中受热受冻，人员缺少，资源浪费等多种状况的窘面。就此，我想加强本市农村现代化灌溉工程建设非常必要，这一问题的解决利国利民。
1 加大我市农村现代化水利灌溉必要性分析
1.1 可以解决第一产业和的二产业用工需求矛盾
城市化发展进程加快，农闲季节进城务工人员越来越多，他们大多数是青壮年劳力，而留守在家的大部分是老人和孩子，他们的体力有限，落后的喷灌方式对他们来说难度较大。而出现旱情时，城内的务工人员又不能及时回家，这样就造成抗旱时，农村人员紧缺状况，直接导致农作物减产，甚至绝收。迄今，在我市仍有很多良田是靠天看收成，这一现象的出现说明了我市农业现代化水平不高，突出表现在农业灌溉上。粗放式的管理，靠天吃饭，给我国农业带来很大损失。如果我们拥有现代化的灌溉工程，我们只需接上喷头，合上空开，一切问题就解决了。务农人员也不辛苦了，适时合理灌溉农作物增产了，在外务工人员又能安心做工，增加的收入可以补贴农业，何乐而不为呢？
1.2 现代化的灌溉技术应用可节约水资源，保持良好的生态环境
水在农作物生长中占重要地位，种子的萌发期，苗木快速生长期，过冬期都离不开水。农作物生长所需水分，一部分来自大自然的恩赐，一部分需人工灌溉。人工灌溉方面，我市大部分县扔用机器抽水喷灌或漫灌，这一方面浪费了大量的水资源，另一方面影响了土壤微生物的活动，再加上不合理的乱施肥，破坏了土壤结构.我国虽然人口众多，地大物博，但我国仍然是一个水资源缺乏的国家，许多大城市饮用水紧张，地下水位急剧下降，给人们的生活带来了许多不便。如果我们有了现代化的农田灌溉工程，农田实现了控量适时适量灌溉，不仅保证农业丰收，农民丰衣足食，而且可以节省大量的地下水资源，造福子孙后代。有条件的县乡可以引河水进行农田灌溉，这样更有利于水资源的合理使用，节约大量地下水。水资源的合理利用可以优化生态环境，动植物生息繁衍都离不开水，如果我们有了现代化的灌溉工程，灌溉时适量用水，不仅能满足农作物生长用水，而且能减少对土壤微生物的影响，另外还可以节约大量水资源。
2 现代化高效水利工程对我市农业产生的多种效益分析
2.1 经济效益分析
（1）节约水资源，节约能源效益。我市目前多采用机器抽水喷灌，漫灌，灌溉水利用系数约为0.685，现代化高效节水灌溉工程建成后低压喷灌，滴管，灌溉水利用系数可达到0.855，每年可节约大量水资源。同时每公顷按节约22.5千克柴油算，每年可节约360万千克然能。
（2）作物增产效益。如果按农作物每公顷增产1000千克，我市每年可多产粮食16000万千克。农林瓜果增产更为明显。除去工程分摊外。农业多收入相当可观。
（3）省时，省工效益。现代化水利工程建成后，灌溉自动化，将节约大量劳力。传统方法灌溉，1公顷需3人花费一天时间浇灌。每人每天100报酬。一公顷地需300元，现代化水利工程建成后，每公顷地可省200元，全市可省3200万元工时费。
（4）集约效益。现代化农村水利工程的建设，有利于合理的利用资金，节约资金。以前农村是个散摊子，农民各顾各。很多农事操作起来浪费了大量农业资金。就抗旱这一事来说，每家都有一套设备，用的时间少，闲置时间多，占据了大量资金，设备的使用寿命也很短。现代化的水利工程，使用周期长，效率快，效益高，建设资金可分期分摊回收。
2.2 社会和环境效益分析
现代水利高效灌溉工程的建设，有利于缓解工业用水，饮用水与农业用水紧张的矛盾，同时也解放一部分生产劳力。促进城市与农村和谐发展，第一产业与第二产业共同发展。它起到预防旱涝灾害，保证农业稳产高产，利于农村稳定。合理水资源利用不仅给农作物生长创造了良好条件，促进其增收增产，而且有利于土壤微生物的生存，起到改良土壤作用。同时有利于农田生态气候的形成。
3 我市建设现代化水利灌溉工程可行性分析
3.1 经济可行分析
从以上经济效益分析看，我市农村建设现代化水利灌溉工程具有巨大的利益。从资金来源上看，农村水利建设是国家主要扶植项目，便于资金调拨，同时，我市存在多种所有制资金可投入使用。也可以多渠道引用外资。
3.2 技术可行性分析
我国目前有许多低压灌溉工程，滴灌，微喷灌工程技术可参考。我市有很多水利，农业工程师可进行技术指导和监理。
3.3 社会可行性分析
随着社会文明不断进步，人们的思想觉悟在不断提高，社会化的大生产，增强了人们的合作意识，经济意识。人们会接受这一利国利民工程的建设。
4 现代化农田水利灌溉工程建设与管理建议
4.1 建立工程规划制度
良好工程的出现是合理规划与严格施工的结果，工程建设要有审批与复查手续，有可追溯的原因，有可承担责任之人。
4.2 工程建设必须公开招标，接受农民监督
农民是工程的利用者，他们会真心参与招标监督，他们更希望有实力的企业中标，建造出优质工程。
总之，随着我市农业建设的发展，建立建设高效农业，现代化的水利灌溉工程的建设必不可少，这一工程的实施又进一步把农民从繁重的劳作中解脱出来。不仅节约了大量的水资源，而且有利于生态环境的优化。不仅集约了资金，而且节约了资金。现代化的水利灌溉工程建造，可以预防农田旱涝灾害，稳定农业生产。现代化农业灌溉工程的建造，将是我市农业发展史上一个里程碑。它是一项重要的民心工程，必将得到社会各界的大力支持。
【关键词】农田水利工程；节水灌溉技术；应用分析
节水是整个农业节水灌溉的核心，也是未来节水灌溉农业研究和发展的方向。针对水资源在运送过程中和田间灌溉工程中的损耗，借助一些工程设施减少水资源的蒸发和下渗，让更多的水资源灌溉到田间地头，提高水资源的利用率。下文将对农田水利工程中的节水灌溉技术进行详细的论述。
一、我国农田水利节水灌溉的现状
农业水利体系的建设是作为我国农业水利整体的一个重要部分和内容，与人们生活息息相关，并且也在很大程度上影响我国农业的发展以及农村经济的发展，并直接体现着农业对于老百姓的受益程度。国外比如美国、日本、荷兰以及以色列等对于节水灌溉技术的研究比较早，其投入的资金以及精力也相对较多，所以节水灌溉技术在这些国家有着很好、很先进的应用，且发挥了很重要的作用。而我国对于节水技术的研究起步晚，资金投入也较少，所以该技术的研究推广与应用就相对的发展较为迟缓。同时，我国也是水资源较为贫乏的国家，水资源只占世界总水资源的百分之六，所以日益膨胀的人口和紧缺的水资源之间的矛盾已经越来越明显，水资源的匮乏已经成为影响我国经济发展的一个重要因素。灌溉方式的不合理、不科学使得我国本来就较为缺乏的水资源利用效率更加低下，水资源浪费现象严重，这又在一定程度上加剧了水资源的短缺。因此，要大力发展节水灌溉以及相关的农业技术已经至关重要了，这也是我国建设现代化的农业、使传统农业向高效率、高产出和高品质发展的必然选择。
二、节水灌溉技术在农田水利工程的应用分析
节水灌溉技术的采用不能完全脱离我国农业发展的基础和现状，应该要结合目前我国农业发展的情况来进行有针对性的研究。目前，已经推广和研究的相关节水灌溉技术大概有十几种，每种技术都有使用条件和使用优缺点。下文将对四种主要的节水灌溉技术进行论述。
1.喷灌式节水灌溉技术
该项技术主要应用于大面积的农田灌溉，借助喷灌机，实现节水灌溉。该项技术的工作原理是，利用喷灌机运行时的压力，带动卷盘，促使水资源可以通过软管，实现正常灌溉，在喷灌机上安装喷头，保障农田水利可以大面积接受喷灌水分，农田灌溉的路线可以自行设计，自由移动喷灌机即可，随着喷灌机的移动，实现农田水利各个方向及方位的灌溉。该技术的优点是，能够适用在不同的农田地形中，操作上比较方便，不需要复杂的管理方式，可以实现自动化的技术控制，灌溉效率非常高。技术缺点：耗损相对较大，占据农田面积较大，必须借助设备通道才可实现喷灌，所以在农田内需建设专用通道，浪费农田面积。
2.微灌式节水灌溉技术
该技术主要应用于大棚种植，尤其是蔬菜类的作物，在大棚室内完成灌溉。 该技术的工作原理是，根据作物的需水要求和灌溉周期，利用滴灌或微喷的方式，在农田灌溉区域，构建通水管道，在管路周围安装灌水器，还可在灌水的同时，融入作物所需要的养料、肥料，直接将管路放置在作物的根部，促使水分在重力的作用下，顺利流入农田内，达到灌溉的效果。该技术的优点是，节水效果较好，既可以防止水分外泄，也可防止水分过度蒸发，而且技术所需要的组合设备比较简单，基本是由管路、滴头、滴灌等组成，不需要规模较大的机械设备，有效做好水资源节约的工作。
3.井灌式节水灌溉技术
此技术主要是防止过度使用地下水资源，防止地下水位过低，利用科学的生态搭配，达到节水灌溉的效果。围绕农田的生态水资源，进行合理的划分，例如：将井灌高峰期安排在农田急需水分的时期，除此时期以外，尽量降低农田的灌水量和灌水周期，以农田的总产为生产目的。可以将井灌设置到农田的中心位置，利用干管与直管，形成移动式的井灌系统，安装两套井灌系统，达到井灌的最佳状态，井灌式的节水灌溉技术，既可以有效分配地下水源，避免水资源的无理开采，又可以达到节水高产的状态。
4.防渗式节水灌溉技术
此技术主要用于水库灌溉的农田水利，因为水库蓄水本身含量较少，不可实现循环或再生效果，所以需以水库含量为主，实行农田节水灌溉。该项技术的工作原理是，在农田中加入防渗薄膜，避免灌溉时，水资源渗漏到无需灌溉区域，造成水资源浪费，一般农田在实行防渗技术时，基本会建立专有的通水渠道，如混凝土、石块等，着实提高防渗效果。该技术的优势是，技术设备稳定性较高，而且可以长期使用，既可以实现水资源的外部贮存，还可以避免水资源的蒸发及渗透。
三、节水灌溉技术在农田水利工程中应注意的事项
1.根据当地的实际情况，选用合适的节水灌溉技术
农田的水土条件不同与农作物的类型不同，所选用的节水灌溉技术也是不相同的。节水灌溉技术的选用要因地制宜，符合农作物的特点以及农田的水土条件。在应用农业节水灌溉技术的过程中，对于产出效益不高的大田粮食作物，应该采用以地面灌溉为主的节水灌溉技术。并且还要加强对于膜垄沟灌技术等投资较小的技术的推广和应用。在条件比较好的状况下，农田水利工程中可以选择喷灌技术或是滴灌技术等需要较高投资的节水灌溉技术。
2.要依据农作物的种植结构的调整确定节水灌溉技术的选用和变化
调整农业种植结构就是扩大林草的种植面积压缩耕地种植面积，扩大经济作物的种植面积减少粮食的种植面积，以及扩大耗水较低作物的种植面积减少耗水高农作物的种植面积，以此来选择和确定节水灌溉的技术，保证单位用水量的农作物的经济效益和产出。
3.加强对节水灌溉工程的管理
加强对农业节水灌溉工程的管理，是提高灌溉工程使用效率的一种有效措施。当前我国存在一种普遍现象，就是在节水灌溉工程的建设前期各部门的重视程度都很高，并且会亲临现场实施指导工作，但是在工程建成后相关部门就疏忽了对工程的管理。针对这种情况相关管理部门应该提高认识，转变工作态度，根据节水灌溉工程管理的需要制定科学的管理制度，并成立专门的管理机构安排专人定期对节水灌溉工程进行监督管理，及时发现工程项目在使用过程中产生的一些问题，安排专人进行检修，最大程度的提高农村节水灌溉工程的使用效率。
四、结束语
综上所述，在发展节水灌溉工程时，不仅需要建立相应的水利工程，同时还需要对当地的自然条件、社会经济条件等综合性的因素进行全面的考察，只有这样节水灌溉水利工程才能最大程度的发挥效用，充分的解决当前水资源与农业灌溉之间的尖锐矛盾。
参考文献：
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[2] 柴敬礼.农田水利工程高效节水灌溉发展分析[J].农业与技术，2014（4）.
关键词 无线传感器;网络技术;农业自动化
中图分类号 TP393文献标识码 A文章编号 1674-6708(2010)18-0129-02
1 无线传感器网络研究背景以及发展现状
随着半导体技术、通信技术、计算机技术的快速发展,90年代末,美国首先出现无线传感器网络(WSN)。WSN是由布置在监测区域内传感器节点以无线通信方式形成一个多跳的无线自组网(Ad hoc),其目的是协作的感知,采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者是WSN的三要素。将Ad hoc技术与传感器技术相结合,人们可以通过WSN感知客观世界,扩展现有网络功能和人类认识世界的能力。WSN技术现已经被广泛应用。
2 WSN技术在农业生产自动化中的应用
2.1 我国农业发展现状
农业生产的发展过程受到了社会以及自然两方面的影响。我国是农业大国,建国初期,为了解决粮食供应短缺问题,在农业生产上,注重产量,当前我国温饱问题基本得到解决,农业生产应该用经济效应来衡量,注重产业效率,我国大部分地区农业生产相当的落后,仍然靠人力、畜力耕种,限制了劳动力,提高了生产成本。因此我国农业发展趋势应走向自动化,高效率,高精度的机械化,智能化生产。
2.2 WSN技术在农业生产中的应用
2002年,英特尔公司在饿勒冈建立了世界上第一个无线葡萄园,将无线传感器结点人工分布在葡萄园中,对园中土壤的温度以及养分含量等作物生长条件进行实时监控。杭州齐格科技有限公司与浙江农科院合作研发了远程农作物管理决策平台,该平台利用了WSN技术实现对农田的温度、湿度、光照等信息的监测。北京市“蔬菜生产智能化网络传感器体系研究与应用”项目,将WSN应用于温室蔬菜生产中。将温室作为一个监控区,使用WSN技术对温度、PH值、含水量、光照强度等进行测量,根据实际需要,对温室条件进行调整,以达到农作物生长的最佳条件,增加作物产量。在大规模部署传感器节点时可以通过飞机播撒,人工设置,火箭弹射等方式部署在预设区域。无线传感器网络具有的实时性监测,无线通信特点,使其在农业生产上有很大发展前景。典型应用如下:
1)农业灌溉自动化控制技术
我国是个贫水国家,水资源总量居世界第4位,人均仅为第121位。农业用水占总用水量的七成,但我国农田灌溉十分落后,水的实际利用率很低,浪费严重,与发达国家相比仍有差距。采用自动灌溉系统,在土壤中人为安放水分传感器、温度传感器,对农作物的生长条件进行监控,根据实际,进行自动供水和自动按一定顺序进行灌溉。
2)温度自动调控
蔬菜生产中,温室生产规模正在逐步扩大,传统温室监控系统成本高,移动性差等问题很突出。近年来,节能高效的WSN技术正在温室监控领域兴起。基于WSN的温度监控系统由汇聚节点和子节点构成。将传感器分布在温室中监控温室内土壤温度、湿度、PH值、光照强度等,通过无线网络传到汇聚结点,汇聚结点对数据进行处理,将命令通过无线网络下发给调控节点,调控节点根据所得命令对灌溉设备、加热器等进行控制,改变温室条件。汇聚节点还可接受人工控制,与互联网连接,使用户可以进行远程监控。
3 WSN在农业生产中的应用
3.1 WSN实际应用中的问题
在实际农业生产中,节点工作环境恶劣,网络规模较大,节点数目多,在保证网络规模的同时,要考虑网络成本,为了实现实时监控,传感器的施放位置很难定位,节点能量有限,节点可能会失效,WSN在实际应用中的问题如下:
1)网络规模较大
节点必须尽可能大规模高密度部署,保证监控区域的覆盖范围和连通度,否则无法实施网络的自组和数据汇聚,而大规模组网,使生产成本增加,降低了经济效益,影响网络实际应用。
2)对于网络容错的解决
农业生产中,各传感器网络所监控到的数据的准确性对农业生产非常关键。及时了解节点的状况,进行网络容性处理对农业生产的影响十分重要,而网络容错所要处理的问题主要是节点检测和节点恢复。节点检测则需要GPS对其定位,若在大范围的布置GPS设备,会提高成本,保证节点定位同时保证经济效益是需要解决的问题。节点恢复,常常用冗余的节点替换失效的节点功能的方法解决,但对冗余节点的位置与数量有一定要求。
3.2 WSN的关键技术
由WSN的结构特殊性,对于WSN在实际应用中应该掌握以下关键技术:
1)节点定位
定位技术是位置未知节点根据少数参考节点,根据特定的机制确定自身位置,包括节点自定位和网络区域内的目标定位跟踪。节点自定位是指确定网络中节点自身位置,是部署组网的基本要求。目标定位跟踪通过网络中节点之间的配合完成对网络区域定目标的定位和跟踪,一般建立在节点自定位的基础上。常用方法用三边测量法,三角测量法和极大似然估计法。
2)与其它网络的融合
WSN与现代网络融合将大大提高WSN的实际应用功能,将WSN与移动通信网络、Inter网融合,一方面WSN可以借助着两种传统网络进行通信;另一方面可以利用传感信息实现新的发展。
4 结论
WSN络融合了嵌入式技术、计算机网络技术和通信技术等现有的先进技术,自主实现对各种信息的采集、传输和处理,是一种有广泛发展前景的监控网络技术。为人们提供了一种全新的信息采集、信息处理和信息利用的方法,具有自主性,实时性特点,适合农业生产管理。文章通过对WSN的组成、体系结构和关键技术的简介和其在实际农业生产应用实例,说明WSN在推动农业生产自动化中的作用。
参考文献
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