智能化水利工程技術在農田節水灌溉中的應用

摘要：隨著我國社會經濟的不斷發展，農業生產水平也在不斷進步，但水資源短缺問題一直存在。目前，我國的農業用水利用率相對略低，農田灌溉中水資源的利用率不到60%，農業節水灌溉技術與很多發達國家相比相對落后，必須加強研究與技術推廣。為了提升農田灌溉效率，本文主要分析了智能化水利工程技術在農田節水灌溉中的意義，介紹了應用實踐，并提出了技術優化措施，希望可以為從事相關工作的讀者提供參考和借鑒。

關鍵詞：智能化水利工程技術；水利工程；農田節水灌溉

目前，我國各地區水資源分布極為不均，北方降水量較少，北方農田灌溉可利用的水資源相對很少，很難滿足農業生產和民眾生活對水資源的需求。因此，發展高效節水灌溉是農業發展急需解決的核心問題。要根據當地的生態環境和水資源情況科學合理選擇節水灌溉技術。近些年來，設計人員在設計節水灌溉系統時，逐步采用了最新技術與理念，智能化水利工程技術的利用就是其一，其可以從多個角度達到節水灌溉的目標，利用智能化系統提高灌溉效果，為我國農業發展帶來極大的積極影響。

1 節水灌溉技術的重要性

農田灌溉是我國農業發展的基礎保障，在進行農田水利工程建設時，由于水資源匱乏，農業灌溉的建設標準較低，無論在人力、物力，還是資金的投入等方面也存在不足。在農田灌溉中采用的灌溉技術比較落后，各種設施得不到及時更新和維護，導致水資源在各個環節極易發生滲透和損失，造成水資源的大量浪費[1]。近些年來，我國開始高度重視加強水利基礎設施的升級改造，以農業節水灌溉為主，通過改造節水灌溉的技術和設施，大幅度提高了水資源的利用效率，一定程度上緩解了我國水資源的供需矛盾，帶動了農業生產的發展，推動傳統農業向現代農業轉變。通過節水灌溉還可以拉動其他相關產業的發展，通過合理布局和規劃大幅度提高了農村經濟發展，從而推動我國農村民眾生活條件改善，實現了農業生產的可持續發展。

2 應用智能化水利工程技術的意義

2.1 提高水資源利用率

一些地方灌溉技術和理念相對落后，常常采用粗放的灌溉方法，應用智能化水利工程可以在智能技術的加持下有效提高灌溉效率，防控各種渠道水的滲透和浪費，在傳輸過程中防止水量流失，從而提高水資源的利用率。

2.2 提高農業抗風險能力

水資源的分布不均、降水量上呈現的南方比北方多的現象給農業生產造成極大的影響。采取傳統的節水灌溉方式極易阻礙農作物的生長速度，而且很容易發生一些病害問題[2]。如果在智能化技術的支持下建立完善的環境和水利監測系統，通過各種數據的及時收集能發現潛在的自然災害，即出現極端天氣也可以立即作出反應，按照不同的需求進行灌溉，改變極端天氣下農田容易受災的情況，大幅度減少災害給農業生產造成的損失，從而推動農業生產的可持續發展，保障農民的經濟收入，從根本上調動農民的生產積極性。

2.3 提高農業生產效率

智能節水灌溉技術可以通過各種先進的監測設備和傳感技術對農田的水肥情況進行實時監測和控制，根據具體情況進行精準的灌溉和施肥，和傳統節水灌溉相比，可以極大程度提高農業生產的智能化和自動化，而且通過精準的灌溉也可以明顯提高農作物的產量和質量，減少水資源的浪費，從而提高水資源的利用效率。

2.4 提高農業灌溉管理水平

通過智能化節水灌溉系統，工作人員可以在系統顯示屏上及時查看各項數據，比如灌溉需求和灌水時間等，通過自動設備對灌溉各項過程進行精準控制，通過各項高新技術提高了農業生產和管理水平，并且通過降低人為操作的影響，推動農業生產現代化進程。

3 實踐中的智能化水利工程技術應用

智能化水利工程技術指的是在信息技術、自動化技術等先進智能技術的支持下，對水利工程項目設計和建設以及后期運營和維護各個環節進行智能化管理，通過智能化監控和分析提高水利工程項目的運行效率，在保證安全的基礎上實現工程的可持續發展[3]。這種新型的工程模式由于多種技術的高度集成，可以準確及時采集水利工程的各項數據，通過實時監控、及時調整項目的各項運行參數，在遠程控制和操作的基礎上提高工程管理的安全性和便利性。智能化水利工程項目主要應用于水資源管理、水電站的運行和管理，對防洪抗旱工程的實時監控以及近些年來日益發展的智能灌溉技術，通過智能化技術手段實時監控灌溉系統，從而進行智能調控和優化，提高農田灌溉的效率。

智能化水利工程技術應用在農田節水灌溉中主要指的是運用現代科技比如無線通信技術、自動控制技術等對農田的日常灌溉進行控制和管理，從而降低人力資源的利用，通過自動化的生產和管理提高運營效率，節約水資源。這些年來，我國日益重視農田的節水灌溉技術，其中，應用最為普遍的是微灌和噴灌技術。在此基礎上使用智能技術可以達到精準灌溉，提高水資源的利用效率，推動我國農田節水灌溉技術向著更加自動化和精準化的方向發展，進一步解決我國水資源短缺的問題[4]。

將智能化水利工程技術應用在節水灌溉中需要建立一個智能的灌溉系統，該系統通常操作簡便，工作人員易學易用，在使用過程中，既可以通過現場遙控的方式，也可以通過手機短信的方式來進行控制，具有較大的可靠性。而且可以根據不同的農田地形和規模采取不同的控制和灌溉方式，具有較強的靈活性，既可以應用在簡單的農田灌溉，也可以應用于面積較大較為復雜的灌溉項目。智能灌溉系統還利于保養和維護，具有較低的系統成本。在使用的過程中，該智能灌溉系統可以及時收集現場的各項數據，比如風速、濕度和光照等，從而根據不同的環境采取不同的灌溉控制功能，比如手動灌溉、自動灌溉或者周期灌溉等，通過對各種參數進行設置，實施自動灌溉。如果現場出現故障也會立刻報警，并且及時采取智能解決措施。

4 智能化節水灌溉技術體系

4.1 系統架構設計

在農田節水灌溉中，應用智能化水利工程技術實現智能化節水灌溉，該技術體系的系統主要由感知層、網絡層和應用層組成。其中，最重要和最核心的功能為感知層，需要收集農田各項環境數據，比如土壤、水分和當下的氣象數據等，通過網絡傳感器的收集將數據實時傳輸給網絡層，感知層需要確保數據收集和傳輸的穩定性和及時性。網絡層主要是以移動通信網絡為主要基礎，分布在整個智能化節水灌溉系統中，通過感知層傳輸的各項信息對數據進行收集和整理，同時，要將分析的結果傳輸至應用層，并且網絡層還需要負責將各數據進行可視化處理，方便用戶后期對各項信息進行及時查看[5]。應用層指的是用戶和系統相互交互的過程，用戶在操作的過程中可以在應用層對灌溉情況進行實時監控，通過各種多終端設備及時獲取各項灌溉參數，并且還可以接收系統的各項推送和預警信息，具有較大的兼容性。

4.2 系統功能

首先，智能節水灌溉系統具有較為精確的數據收集和自動控制功能，工作人員可以通過智能節水灌溉系統及時收集室內環境的各項信息，比如氣溫、濕度和光照強度等。而且還可以根據當下的環境采取針對性的節水灌溉方式，實現對農作物的自動控制。其次，智能節水灌溉系統還設置了視頻監控功能，具有高清攝像機，并且成像相對穩定，可以利用遠程無線技術有效控制各節水噴灌系統，通過遠程開啟和關閉精準調控灌溉值，實現遠程節水灌溉的操作[6]。

5 智能化節水灌溉技術應用面臨的挑戰

第一，智能化節水灌溉具有較大的環境差異。在實施智能化水利節水灌溉項目時受到地形地貌的影響，在灌溉方式的選擇上呈現出較大的差異，而且環境的土壤類型也會影響到節水灌溉的系數。比如，我國北部以水稻種植為主，而東西部的土壤則是以水泥土為主，并且受到各區域種植結構和湖泊面積的影響，在智能化水利工程的布局上需要考慮的影響因素過多，必須采取因地制宜的原則進行規劃，才可以實現節水灌溉的目標，這無疑增加了項目實施的難度。

第二，很多地方的智能化節水灌溉經營規模較小。經過相關調查和研究發現，智能化節水灌溉技術要想投入使用，具有很強的技術性和專業性，小規模的農戶很難采用，因為高效節水灌溉設備需要很大的一次性投入，后期也會產生較高的維護和應用成本，所以很多較小的農戶沒有基礎使用高效智能化節水灌溉技術，不利于智能化節水灌溉技術的大范圍應用和推廣[7]。

第三，很多地區的水利基礎設施建設落后。近些年來，我國開始重視農業的現代化建設，各地區都開始建立標準農田等基礎的農業設施項目，使用的農業設備也越來越先進，我國各地區的農業經營條件得到了極大改善，但是，在智能化節水灌溉的配套設施基礎建設上卻比較落后。目前，很多農業地區配備的蓄水池和灌溉管路農田基礎設施等無法滿足有效的節水灌溉需求，制約了智能化水利節水灌溉的發展。

第四，農業的生產勞動力短缺。近些年來，我國各地區的農業勞動力結構發生了很大變化，導致農業操作人員流失了大量懂技術有文化的農民，留下的勞動力普遍存在文化程度較低年齡偏大的問題。要想應用智能化節水灌溉技術，需要有較高的認知程度和較強的節水意識，但是，由于留下勞動力大多文化程度較低，對于新鮮事物的接受程度較差，不利于智能化節水灌溉技術的發展，對于智能化節水灌溉技術的使用動力較差，這也是影響智能化水利節水灌溉技術快速發展的主要因素[8]。

6 發展智能化水利工程技術的策略

6.1 創新管理理念

在實施農田智能化節水灌溉的過程中，如果仍然采取傳統的管理理念，很難保障智能化水利節水灌溉的效率，所以，在水利工程施工的過程中，管理人員應該轉變管理理念，樹立精細化的管理理念，利用先進的管理技術手段來提高水利工程的管理效率，明確不同工作環節的具體職責和任務，根據不同管理側重點來劃分管理權限，一旦出現問題可以立即問責，快速處理。而且在智能化水利工程建設和管理的過程中，管理人員應該加快引進高效的節水技術，在日常工作中積極學習智能化水利灌溉節水技術，注重技術的應用和創新，尋找更加高效的水資源優化方式和更有效的節水灌溉技術。

6.2 因地制宜選擇技術

由于我國地大物博，不同地區的農產品結構和土壤成分差別較大，應該根據當地自然環境條件具體狀況選擇合理的節水灌溉技術。通過因地制宜的理念提高水資源的利用價值，為農作物生長提供更好的環境[9]。

6.3 不斷完善智能化節水灌溉體系

相關部門應該建立完善的智能化節水灌溉體系。在節水灌溉技術應用和推廣的過程中，為了推進智能化節水灌溉目標的實現，在不斷創新科學技術的基礎上，應該從地區的實際狀況出發，由政府牽頭建立統一的灌溉管理體系，在多個部門配合和協調的狀況下確保智能化節水灌溉的每一個流程都有相應的指導制度，通過加大監管和扶持力度，推動智能化節水灌溉的大范圍宣傳。

6.4 加大資金投入

由于我國農田水利工程的建設規模龐大，在推廣智能化水利工程節水灌溉的過程中，為了推進節水灌溉目標的實現，必須加大資金和技術的投入，創新融資渠道，加大社會資本的參與積極性，讓更多人意識到智能化節水灌溉技術的意義，對節水灌溉技術進行優化，克服節水灌溉技術在智能化轉變方面存在的困難。

7 結語

隨著我國科學技術的迅猛發展，農田灌溉技術也在不斷進步，通過智能化水利工程技術的應用，推動我國農田節水灌溉的不斷發展，必須創新管理理念，采取因地制宜的灌溉方式，建立完善的智能化節水灌溉體系，從而實現真正的智能化節水灌溉，最大化地節約我國有限的水資源，推動農業的穩定、可持續、綠色發展。

參考文獻

[1] 楊杰.智能化節水灌溉技術在農田水利工程中的應用[J].河北農機，2024（16）：133-135.

[2] 朱秀霞.信息技術在農田水利工程節水灌溉中的應用措施[J].農業工程技術，2024，44（17）：42-43.

[3] 蘇富軍.智能化節水灌溉技術在農田水利工程中的應

用[J].農業機械，2024（8）：104-106.

[4] 傅文奎.論現代水利灌溉技術在節水農業中的應用與挑戰[J].黑龍江糧食，2024（6）：50-52.

[5] 孫國光.農業水利工程節水灌溉效果的要點分析及優化建議[J].科技創新與生產力，2024，45（1）：63-66.

[6] 李建寶.節水灌溉技術在農田水利工程中的應用[J].河北農機，2023（24）：129-131.

[7] 張立崢.智能化節水灌溉技術在農田水利工程中的應

用[J].農業工程技術，2023，43（23）：62-64.

[8] 于思園.農田水利工程中節水灌溉技術的應用分析[J].數字農業與智能農機，2023（4）：48-50.

[9] 郭強.農田水利工程節水灌溉效果的影響因素及優化策略[J].農業科技與信息，2022（7）：72-74.