時間：2023-09-28 09:30:55
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇農田灌溉自動化，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
摘要：信息化技術已經被廣泛應用于工業、商業以及農業，并有效促進了這些行業的發展。將信息化技術運用到農田水利工程中，實現了農田用水自動化，提高了農田水利工程的利用效率。同時，引入信息化技術的目標是使農田水利工程逐漸信息化、智能化，兩者之間的合作主要通過設置信息化系統來實現。基于此，主要針對信息化技術在農田水利工程中的運用進行分析。
關鍵詞：信息化技術；農田水利工程；農業
一、信息化系統的設置
信息化系統的設置主要有五部分，一是收費系統，采用IC卡智能系統，并根據灌溉農田的面積設定收費標準，對土地流轉的農田在灌溉之前要先刷卡才有使用機井進行灌溉的權利，此付費系統有效使用水得到了控制，避免了浪費現象。二是在農田比較集中的地方設置噴灌自動系統，此系統可以自由旋轉，使周圍的農田都能得到灌溉，同時周圍的地理環境也要滿足安裝要求，所以在安裝前，需要對現場的氣象情況、土壤情況以及農作物本身對水的需求情況等進行詳細了解。此系統實現了對水利工程的集約化管理。三是對于溫室大棚，也可以安裝自動噴灌控制系統，要根據大棚作物的高度設置噴嘴的高度，還可以利用信息化技術，設置相關的傳感器，以便能及時感應大棚環境中的溫度、濕度等，并對其進行調整，使環境適合作物生長，減少病蟲害。四是在灌溉比較集中的季節，往往水渠內的水量和農民的需求量是不等同的，開閘放水的水量也不能確定，所以還需要在引渠閘上安裝閘門遠程自動化控制系統，相關人員可以根據水渠內的水存量以及農民灌溉農田的需求量作出大概的估計，然后通過計算機技術和相關軟件，對水閘的高度進行調整，以使水量供求關系得到滿足，也使水資源的使用量得到控制。五是為了能對農田灌溉水資源進行合理配置，相關的農田水利管理部門還要在田間設置功能不同的傳感器，以及時獲得相關的數據信息，對水資源利用做出科學決策。
二、信息化系統的設定方案
（一）墑情檢測系統。將土壤墑情傳感器放置在田間地下不同深度處，相關的通用分組無線服務技術會將采集到的不同的數據信息傳遞給墑情監測系統，該系統會對此處的土壤環境中的水分進行測定分析，以種植適合再次出生長的農作物，并對農作物的需水量做出準確預測，從而加強對農田灌溉的科學管理。（二）地下水位監測系統。對地下水位的采用量以及剩余量進行測定，避免出現超采現象，利用的是相關的信息技術和信息化設備，對地下水資源的位置進行實時監測，以控制采水量，保護地下水文環境不受破壞。（三）視頻監控系統。主要包括兩部分，分別是現地監測系統和視頻服務系統。其中前者主要有專門的監測設備組成，如攝像機、云臺控制鏡頭等，可以使遠程的相關人員對現場的實際情況進行在線信息采集，并對現場的設備發出指令，進行角度和位置的調整，以使信息全面。后者同樣擁有現場信息的采集處理權，同時服務于各種用戶，使其具有觀看視頻的權利。（四）機井水費控制管理系統。該系統將水資源使用與收費管理一體化，將水泵、電動閥等水資源控制聯系到一起，以便在出現用戶用水不當或者欠費用水時，能及時通過機井水費控制管理系統，及時將這些供水系統控制住。（五）智能灌溉系統。無論是田間還是溫室的智能灌溉系統，都有對土壤墑情進行檢測的作用，進而判斷相關環境中土壤的用水量，使灌溉實現自動化，還要設定相關的極限值，以便灌溉系統判斷何時自動開啟，決定何時自動關閉。（六）閘門測控系統。閘門控制系統根據用水需求，對閘門的升降高度進行測定，高度變化值的計算需要依賴閘位檢測系統，而升降實現自動化就需要啟閉機進行控制。同時為了保證該系統保持正常工作，不會使各種線路受到影響，不使相關的操作人員有安全隱患，該系統還設置了相關的安全保護裝置。（七）引渠測流系統。主要包括三部分，一是電子水尺，這是一種可以使遠程的人員對相關位置的水位進行檢測的傳感器，二是GPRS數據采集模塊，對水位的相關信息進行采集、整理、分析，以對農田用水量進行判斷，進而決定引渠流量，三是太陽能供電設備，這種設備具有很強的蓄電裝置，以使傳感器的使用不受地域和氣候限制。（八）信息控制中心。針對這些信息化系統裝置，設置專門的信息控制平臺，使管理人員直接通過計算機技術和相關軟件，就能對相關的系統裝置或者傳感器進行實時控制，對農田用水進行實時監控。
三、結語
將信息化技術用于農田水利工程中，使水資源得到合理配置和利用，使農田灌溉效率得到了提高，相關人員要加強對信息化技術的研究，以開發出相應的設備，為農田水利工程提供更好的服務。
作者:齊文輝 單位:平天湖風景區清溪街道辦事處
參考文獻：
[1]秦學敏，溫靖，陳位政，等.信息化在農田水利中的應用[J].農業工程技術，2015（33）：43-46.
關鍵詞農業節水技術；應用；可持續發展
資料表明，世界上糧食增產中25%歸功于擴大耕地面積，75%歸功于提高單產。雖然單產的提高是綜合措施的結果，但灌溉卻是其中重要措施之一。隨著世界性水資源日益緊缺，水資源不足已成為制約我國國民經濟發展的重要因素，要進一步發展灌溉面積就必須節約灌溉用水，大力發展農業節水技術。
1農業節水的主要措施
1.1發展渠道襯砌與管道輸水技術
輸水配水渠道的滲漏損失是農田灌溉水量損失的重要組成部分。一般未襯砌的渠道輸水損失達40%～50%，開展渠道防滲是農田灌溉節水的重要環節。為了提高灌溉輸水的利用率，世界許多國家都在致力于發展渠系襯砌、管道化工程。
1.2改進傳統地面灌溉技術
傳統灌溉方式由于灌水歷時長、用水量大、灌水不均勻等影響作物產量。所以，長期以來各國都在積極致力于對傳統地面灌溉技術的研究與改進，并創造了許多全新的方法。其中波涌灌（間歇灌）和激光控制平地畦田灌就是2種影響較大、效果較好的方法。
1.3推廣噴灌、微灌技術
噴灌、微灌技術可在傳統的溝、畦灌等地面灌溉基礎上節水30%～50%，節省勞力20%～90%。在節約用水量的同時改變了傳統的灌溉概念，能夠把含有肥料的水一滴滴地輸入作物根層的土壤中，使土壤中的水、肥、氣、熱保持協調關系，達到作物高產目的。
1.4充分利用咸水、廢水灌溉農田
目前采用的方法能夠在空間和時間上預報出灌溉后的土壤溶液成分和土壤基質，據此判定土壤狀態，并在一定的氣候條件下，參照土壤狀況選擇適宜種植的作物。耕作方式通常采用輪作制，即耐鹽和不耐鹽作物輪作，咸水、廢水與淡水輪灌，以避免土壤過度積鹽。
2有效利用水資源的新技術
2.1選育耐旱作物和節水品種
選育耐旱作物品種，是充分利用生物適應環境，以生物機能提高作物水分利用效率的重要途徑。耐旱作物一般在生長關鍵期能避開干旱季節，抗逆性強，生長期能和當地的雨季相吻合，在雨季快速生長，以充分利用有限的降水。
2.2改進耕作方法與栽培技術
因地制宜，由多耕趨向于少耕、免耕；由淺耕趨向于深耕；由耕翻趨向于深松；由單一作物連作趨向于糧草輪作或適度休閑；重視水土保持，納雨蓄墑，合理施肥，以肥調水。
2.3推廣地面覆蓋技術
地面覆蓋具有抑制土壤蒸發、蓄存降水、保持土壤水分、提高土溫的優點，分為有機物覆蓋、地膜覆蓋和化學覆蓋。有機物覆蓋就是利用農作物秸稈、糠皮等材料進行地面覆蓋，有明顯的保墑節水效能；地膜覆蓋是一種用薄膜覆蓋的農田技術，能夠提高地溫，抑制蒸發；此外，保水劑、抗蒸騰劑等化學覆蓋技術也得到了廣泛應用。
2.4采用調虧灌溉技術
調虧灌溉是根據灌溉對象的生長發育規律及生產的實際需要，有目的地不充分供給水分，使作物經受水分脅迫，限制其某方面或某時期的生長發育，達到既節水又增產的效果。
3節水灌溉技術在新疆兵團的應用
3.1膜下滴灌技術的推廣
膜下滴灌是將覆膜種植技術與滴灌技術兩者互相結合的新型灌溉技術。通過生產實踐，膜下滴灌技術比常規灌溉節水30%以上，土地利用率提高5%～7%，單產提高20%左右，大幅度降低了農民的勞動強度、提高了經濟效益。由于這種先進生產方式的實施，帶來了農業體制和組織形式的創新，出現了一大批家庭農場，不僅有效節約了農業用水，促進了地區生態環境的改善；還為低成本高產出的農牧產品提高了市場競爭力。至2006年，全國推廣微灌總面積66.67萬公頃以上，僅新疆生產建設兵團就推廣38萬公頃。大田膜下滴灌技術是新疆生產建設兵團近幾年來推廣應用節水灌溉項目中經濟效益最高、生態效應最好的灌溉新技術，具有廣闊的發展前景。3.2滴灌自動化控制系統的應用
滴灌自動化技術把新疆兵團節水灌溉推上了一個省水、省工、增產、增效的新局面，實現了高層次決策控制，是膜下滴灌技術可持續發展的必由之路。2002年，136團完成了33.33hm2棉田自動化控制系統滴灌試驗，實現通過田間土壤溫度傳感器、風向、風速、光照、降雨量和蒸騰傳感器進行自動化灌溉。隨后，121團、127團等地也建立了灌溉自動化控制系統示范區，自動監測預報農田各項技術參數，進行科學節水灌溉，2006年，兵團級棉花水肥高效利用基地“農八師148團節水灌溉自動化控制項目”全面實施，該項目投入使用后，有效地減少人在田間的活動次數，防止病蟲害傳播和蔓延。同年6月，全國最大面積400hm2棉田“自動化滴灌技術”在農八師149團推廣試驗成功，達到了作物長勢室內可視化，土壤墑情自動監測化，灌溉自動化。
4節水技術的發展方向
4.1灌溉工程節水技術發展方向
輸水節水技術的發展方向是：為解決混凝土襯砌延伸性差、易開裂等缺點，試驗用鋼絲網等加筋混凝土替代常規混凝土襯砌。另外，隨著化學工業的發展和機械化施工技術的日益進步，膜料襯砌在渠系襯砌中的比重逐年增大，將有可能成為未來渠系襯砌材料發展的主方向。
噴、微灌技術的發展方向是：噴、微灌相互配合共同發展，發揚噴灌射程遠、效率高等優點，克服噴灌能耗大、噴頭易堵塞等缺點；開發和研制新型灌溉設備，提高灌溉均勻度，克服滴灌系統易堵塞的缺點，并向低壓、節能型方向發展，減少傳動裝置能耗；灌溉設備標準化、系列化。
4.2科學管理與精準灌溉相結合
隨著科學技術的迅速發展，通過地理信息技術實行灌溉管理自動化，成為農業節水管理技術的發展方向。地理信息技術可實現在農業生產全過程中對農作物、土地、植保從宏觀到微觀的實時監測，能夠對作物生長發育狀況、病蟲害、水肥狀況以及相應的環境改善進行定期信息獲取和動態分析，通過系統的診斷和決策，制定實施計劃，使農業可持續發展。地理信息技術的快速發展為農業數字化建設和自動化、智能化管理提供堅實的技術基礎，并逐漸成為以可持續發展為目標的精準農業技術體系的核心技術。
5參考文獻
[1]錢蘊壁.節水農業新技術研究[M].鄭州：黃河水利出版社，2002.
[2]俞雙恩，朱兆通，戴振偉.我國節水型灌溉農業綜述[J].水利水電科技進展，1997（1）：27-30，68.
[3]洪啟華.兵團棉花生產急需解決的問題[J].新疆農墾科技，2000（2）：3-5.
關鍵詞：農田水利；節水灌溉；技術發展
中圖分類號： S274 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/ki.jlny.2017.15.020
1農田節水灌溉技術的應用
1.1噴灌技術的應用
農田節水灌溉技術中的噴灌技術，即是在壓力下，依靠管道將水輸送到農田，借助于噴頭將水源噴射到田間，確保水源能夠非常均勻的灌溉到農田中，進而有效減少水資源的消耗和浪費。選擇噴灌技術灌溉農田能夠確保灌溉面更加均勻，均勻度能夠實現90%左右，水資源利用效率增加60%～85%，相對于地面灌溉而言能夠降低至少30%的水資源使用量。如某地區過去每畝農田灌溉要消耗60～80立方米水源，但應用噴灌技術后每畝地僅消耗30～40立方米水源。噴灌技術還能夠降低勞動力，其設備通常來說埋設于地下，有助于節約土地資源，讓耕種面積增加7%～10%左右。
1.2微灌技g的應用
微灌是在滴灌技術的前提下進行研究發展而形成的現代化節水灌溉技術。微灌通常包含了滴灌、滲灌以及小管涌流的模式。微灌一般來說有以下組成部分：水源、輸配水管網、灌水設備。微灌技術的灌水流量相對較小，實施一次灌溉會持續較長時間，灌水周期短，能夠實現對灌溉水量的精準管控，將水分與養分輸送到農作物根部和土壤內，對經濟作物的灌溉與種植能夠選擇灌溉技術。微灌技術一般來說能夠減少50%～80%的灌溉水量，微灌技術能夠降低肥料的消耗、節省人力，肥料利用效率能夠增加15%，水資源利用效率增加30%。另外，還有助于對土壤結構的優化和改善。
1.3步行式灌溉技術的應用
步行式灌溉一般來說是將農區目前已有的農業機械和電力資源作為灌溉源動力，支持相關灌溉設備，促進灌溉適應性的提高。步行式灌溉技術是節水農藝和農機技術的充分結合。步行式灌溉機械不需要配置非常復雜的設備系統，通過組裝對機器實施裝配，其適應性更好，便捷性較高，能夠對急需地區作物實施有效灌溉。步行式灌溉技術無需進行大量修渠工程，降低了人力成本與資金成本，也提升了灌溉效率[1]。
1.4雨水集蓄利用的技術應用
雨水集蓄利用即是通過工程性手段將自然降水集中起來，如果需要灌溉則可以通過管道將收集存儲的雨水輸送到各個田地中。此技術不僅能夠有效處理好農田灌溉問題，同時還能夠補充人畜飲水，能夠在季節性缺水地區進行大量推廣。雨水集蓄可以在很大程度上促進種植模式的優化，防止出現水土流失問題，能夠保證農業和農村經濟的健康發展。
1.5輸水過程的節約措施
在過去的農業生產中，常見的農田灌溉手段通常是挖土成渠，之后將水源輸送到需要灌溉的農田，但是在水源輸送時往往會有較多水資源因為蒸發而浪費。根據相關數據表明，現階段農業生產過程中的灌溉渠道沒有得以充分的利用，僅有50%左右的水源被應用到農田灌溉，所以必須注重水源輸送環節，制定出科學有效的節水方案，從而降低農業灌溉成本。對渠道防滲來說可選擇的材料種類多種多樣，各個材料都能夠發揮出自身獨有的性能，通常應用較多的包括干砌塊石、漿砌塊石以及混凝土預制塊等。在應用混凝土護面時，發現渠道較小的情況下可采取U型混凝土渠，這一渠道可以在很大程度上優化輸水流量，讓過水斷面減少；渠道輸水不但存在渠床滲漏的問題，在輸水過程中也會產生睡眠蒸發或渠床上雜草的蒸騰，如果選擇管道輸水可以明顯降低水資源損耗。滴灌和噴灌等技術在實施地面灌溉時應當盡可能使用低壓輸水管道。
2農田節水灌溉技術的發展趨勢
對于農田節水灌溉技術的選擇應當更加全面的考慮到各個因素，例如水源情況、地塊情況、農作物類型以及灌溉計劃的制定等，因此在農業生產過程中選擇灌溉技術時應當做好前期調查規劃，根據各個地塊、土壤以及水資源情況進行全面的考量，進行更加科學的設置，才能夠保證灌溉方式的合理性[2]。
因為農田節水灌溉技術自身具有較大的技術優勢，未來必然會在我國農業現代化發展中得到進一步推廣和普及。研究證實，農田節水灌溉技術的發展趨勢一般來說表現在以下幾點：一是節水灌溉技術在未來的發展中，技術含量會日益提高，同時朝著更加高科技的方向發展；二是節水灌溉技術在未來的應用過程中，其管理也會逐漸朝著更加精細化和自動化的方向靠攏；三是農作物節水灌溉技術方面不單單局限于噴灌技術，而應當朝著綜合化應用發展，進而更好的降低資源消耗?？傊?，節水灌溉技術屬于未來農業灌溉發展的重要研究課題，在農田節水灌溉技術研究工作人員的共同努力下，其必然會在較短時期內更加廣泛的應用到農業生產過程中，為我國現代化農業發展和水資源的持續利用作出更多貢獻。
3結語
節水灌溉技術的發展和應用是一項長期系統性的工程，它能夠有效解決水資源缺乏問題，推動農業產業結構調整，提升農民收入水平。節水灌溉技術包含多種類型，各項技術都具有自身的突出優勢和特點，因此要結合地區實際情況來合理選擇節水灌溉技術，促進技術創新和改革，從而確保農業生產的持續健康發展。
參考文獻
[1]黎寶龍.農田灌溉節水技術研究[J].鄉村科技，2016，（24）.
我國水資源相對來說比較貧乏，所以，設計人員在進行水利工程項目設計時，要了解當地的水資源分布情況，合理優化水資源配置，促進農業的健康發展。在建設高效節水灌溉工程時，要特別注意保護當地的生態環境，樹立農田水利可持續發展的基本建設思路，促使生產、生活和生態用水這樣才能得到合理、科學地統籌，這就需要相關部門在建設水利工程時要積極進行有效的環境監測和環境評估。在水資源的具體分配上，要始終堅持對總量進行有效控制，對配額進行有效管理的主要原則，使每一個用水單位的農田灌溉用水量和每一個灌區的農田灌溉用水量非常明確和具體。并努力讓各用水單位和各灌溉區進行有效的管理，讓他們樹立節約用水的意識，將有限的水資源科學地運用到每一個最需要利用的地方，實現高效用水的最終目的，促進農業快速、健康和可持續發展，進而促進當地的經濟發展。
2建設高效節水灌溉示范工程
建設高效節水灌溉示范工程，有利于帶動整體水利工程項目建設的健康發展。在實際的建設過程中，要特別突出高效節水灌溉的主要特點，對各項主要指標進行嚴格的控制，實行農業連片或分區，促進農業增產和農民增收，促進生態環境的良好發展，實現經濟效益和生態效益的完美結合，成為現代化的高效節水灌溉示范工程。這就需要在建設高效節水灌溉示范工程時，要進行合理、科學地選址，主要遵循以下比較重要的原則：對不能進行自流灌溉的地面高低不平并且嚴重缺水的地區，對經濟比較發達的地區，并且種植的農作物一般是經濟作物的地區，對當地干部和群眾的思想相對來說比較先進、對高效節水灌溉工程建設積極支持的地區，對社會治安整體狀況較好的地區等有優勢的地對進行優先選擇。在這些地區建設高效節水灌溉示范工程能夠加快建設速度，提高建設的整體效果，對周邊地區起到積極的帶動作用。
3積極引進先進的高效節水灌溉技術
實現高效節水灌溉，技術是關鍵。因此，要積極引進先進的高效節水灌溉技術，有效提高高效節水灌溉效率。要努力加強節約用水的灌溉工程技術、灌溉用水資源的優化調配技術等傳統的高效節水灌溉技術，還要積極引入先進的高效節水灌溉技術。目前，新型的高效節水灌溉技術已經得到了廣泛的應用，主要有以下幾種形式：
3.1根據生物技術研究而成的比較方便的調控灌溉技術
這個技術主要是通過對農作物生理特征的認真研究，發現農作物的主要生理周期，讓農作物逐步適應在特定的生理期內進行虧水生長，進而控制農作物的瘋漲，改良農作物的品質，同時實現高效節水和增加經濟效益的最終目的。
3.2利用3S技術研究而成的高效節水灌溉技術
全球衛星定位系統，簡稱GPS、地理信息系統，簡稱GIS、遙感技術，簡稱RS，也就是通常所說的3S技術，利用這些現代技術研究而成的高效節水灌溉技術。利用3S技術，可以對農作物生長的各種信息進行準確的掌握，并利用計算機對這些信息進行詳細的分析，通過分析得出農作物在某個階段最適合進行灌溉，從而實現高效節水的目的。
3.3結合微電子及信息技術、自動化技術和智能化技術和生物學
將微電子及信息技術、自動化技術和智能化技術和生物學進行有效的結合，建立的高效節水灌溉技術。通過全程控制植物的生長和實時監測農作物內的水分，以及土壤水分，然后經過計算機的精密分析，實施變量灌溉，實現高效節水的目的。
3.4重視并加強對高效節水灌溉工程的管理
這就要求建立健全高效節水灌溉工程管理制度，村組和鄉鎮協助進行管理，將高效節水灌溉工程的管理切實落實到實處，落實到相關的責任人。只有這樣，才能使高效節水灌溉工程發揮其最大的作用，并促使其長期發揮積極作用。
4結語
1.1節水新技術未得到有效推廣
當前，對一些小型農田，我國已經投入新型節水技術及設備的使用，并對其進行大力推廣，在一些地區這些新技術也取得了顯著的節水效果。但受多方面因素的影響，這些節水新技術并沒有真正得到有效的推廣，致使節水灌溉技術在小型農田灌溉過程中沒有得到相應的節水效果。加上我國當前的農業發展部門管理制度還未健全，導致節水灌溉技術在農田使用中缺乏其相應的監督機制。農業人員的思想未達到技術層次，使我國小型農田水利節水措施停滯不前。
1.2投入資金力度不夠
國家財政對農田的節水灌溉措施所投入的資金是有限的。由于很多地區水利工程建設相對較早，到目前為止這些水利工程已經出現老化現象，加上水利工程缺乏相應的資金維護，使原有工程灌溉功能受損，節水灌溉新技術不能達到相應的節水效果，有效灌溉范圍在不斷減小。財政方面的資金不足或是不加快資金落實的步伐，導致農業灌溉工程的發展受到相當大的制約。因此，需要國家財政對有關水利部門加大資金金額以及加強對節水措施的推廣，因地制宜制定當地相應的節水灌溉計劃，使節水灌溉工程的經濟效益得到充分的發揮，小型農田節水措施得到相應的改善。
2小型農田水利節水灌溉措施
隨著我國經濟的飛速發展與人口的急劇增加，對水資源的需求也在不斷加大。雖然我國水資源極其豐富，但由于近幾年水污染問題相當嚴重，導致可用的水資源相對缺乏。我國身為農業大國，農業用水量占總用水量的大部分，其他途徑用水量的不斷增加使農業用水量相對使用不足，導致一些地區農業處于缺水的狀態。而且在一些地區，農業用水還存在著水資源嚴重浪費的情況。因此，水利工程應加大小型農田灌溉過程中對新型節水灌溉技術的使用，使農業有效利用水資源，降低用水量，提高小型農田水利節水灌溉措施。同時，有關部門要加強管理，有效地降低投入，促進農業和經濟共同發展。針對目前來說，我國小型農業水利節水灌溉有效措施主要有以下四個方面：
2.1加強噴灌節水技術措施
所謂噴灌技術是使用噴頭將水流變細的灌溉技術。在小型農田中，常用的噴灌設備可分為移動式噴灌、半移動式噴灌以及固定式噴灌三種。其中，移動式噴灌設備的噴射管件及其連接設備可以直接進行移動。而半移動式噴灌設備只有噴射系統可以進行移動。固定式噴灌設備采用的是整體式水利系統，其密封性較好，但它的整體部件是不能進行移動的。噴灌技術的技術原理是水泵制造水壓差，通過外接管線進行水的輸送，當水被輸送到農田后，再通過噴頭將水流變細，均勻地灑水灌溉農田。
2.2加入防滲水渠的研究
據有關專家研究，土質水渠的滲水率最大限度可以達到50%。所以，加強水渠的防滲技術是小型農田水利節水灌溉措施需要進行重點研究的。新型的渠道灌溉技術是將水泥、瀝青、三合土這些防水材料加入到灌溉渠道的建設中，針對農田灌溉渠道的抗滲性，利用這些材料加以改進，不僅可以提高供水效率，還減少了水的損失量。
2.3滴灌的使用
滴灌對于我國干旱缺水地區的農田來說，可以達到非常好的灌溉效果。它利用塑料管道通過半徑約5毫米毛管上的孔或滴頭把水送到農作物的根部，實現了農作物的局部灌溉。這種滴灌還可以配合施肥一起進行，不僅有效地實現了農田的節約用水，還提高了農田的肥效。對我國干旱缺水地區的小型農田來說，這種灌溉方式最為有效。此種灌溉方法既提高了水利用率，又實現了農作物增產的效果。滴灌的使用使得我國小型農田水利節水灌溉措施得以有效的改善。
2.4采用低壓管灌溉措施
這是采用低壓管道來取替農田明渠，對農作物進行輸水灌溉，從而達到節水效果的一種有效的灌溉方式。在這種低壓管道中，水的壓力一般要控制在0.2MPa以下，這種低壓管道的承壓能力比較低，在水利工程進行施工時，要采用專門的低壓管，而且這種低壓管的價格比較低。在小型農田中，常用的低壓管有以下四種：塑料硬管、塑料軟管、混凝土管、金屬管。很多發達國家的農田灌溉大多都采用這種低壓管灌溉方式進行農田的灌溉，這種灌溉方式在我國華北平原地區應用也極為廣泛。而且，低壓管道在節水性能方面也很強，水在進行運送過程中與其他環境隔離，減少了運輸水的滲漏，有效地防止了水蒸發，最大限度地減少了運輸水的損失。這種低壓管的水渠與敞開式鋼化玻璃水槽相比較，節水性能更強。對于同等水量，低壓管的水渠能夠更長效和持久地對農田進行供水。對于傳統的水利輸送管道來說，需要高壓電力的支持。使小型農業用電量加大，提高了小型農業生產成本。采用這種低壓管灌溉措施進行灌溉時，低壓供水可以將水流變細，降低農田水資源的使用。這種低壓供水灌溉正適于小型農田的作物灌溉，因為使用這種灌溉方式在進行建設過程中不需要挖坑，使耕地的面積得到有效的保障。從經濟角度來看，它的投資成本較低，可以通過一次投資來滿足小型農田的灌溉需求，其實用性和實效性較為優越。
3加強我國小型農田水利節水灌溉的對策
3.1加強對再生水資源的利用
上文提到，我國的水資源相當豐富，只是近年來水污染比較嚴重，使得我國水資源匱乏。然而，我們可以加強再生水在小型農田灌溉方面的利用。再生水是經過水質處理之后合格的可用于灌溉的生活污水或是工業廢水。但是，要對農田進行灌溉的再生水，一定要保證其符合農田灌溉用水的標準，相應部門要進行嚴格的水質監測，確保其農田用水的灌溉標準。同時，防止污染物對灌溉農作物生長造成的影響，對污染物在田地內移動規律進行細致的研究，確保再生水的質量不會對所灌溉的農田產生不良的影響。
3.2加強對節水設備及技術的研究
目前，我國在農業中所使用的節水設備并未達到有效的節水效率，所以，我們還有必要加大對新節水設備研發的投入，研究出更加有效的節水設備，加強農業節水設備的節水效率和自動化技術，在節省勞動力的同時提高農業的生產效率。同時，要重點開發經濟有效的節水灌溉農具。此外，還要對我國農業發展地區的地形及氣候進行分析，并結合地區特點進行具有針對性的研究，研發出符合具有本地區農業生產特點的節水灌溉設備及節水技術。比如：對于一些經濟作物的灌溉，可開發一種智能的節水灌溉控制系統，這種系統會自動分析空氣濕度和溫度，既能保證農作物產量，又能實現小型農田節水功能。
3.3有關水利部門要加強管理制度
有關水利部門加強管理制度的目的是希望用最少的灌溉水獲取最大的灌溉效益，這樣不僅節省了國家的水資源，又降低了農作物的成本。所以，有關部門要建立嚴格有效的節水管理的制度，并加強農業管理水平。農業節水灌溉制度的內容應包含農作物育種時期和生產期以及在生產期對農作物的灌溉時間、次數、周期等進行嚴格的管理規定。對于不同的農作物，要進行合理的分類管理，針對一些耗水量大的農作物，必須加大其灌溉力度，對這些農作物的耗水量進行仔細的研究，找到科學有效的合理灌溉方式，并在此基礎上對不同的農作物制定出不同的灌溉節水方案。同時，加強氣象、水溫等管理，保證達到高效率的節水灌溉目的。有關水利部門一定要提高管理水平，保證當地小型農田實現有效的節水灌溉能力。
3.4加大資金投入，促進小型農田體制改革
我國農業水利工程的資金投入來源大多是靠國家的補助建設或是通過集體出資或者農民籌資所獲得的。就目前來說，對于農業水利工程而言，國家補助資金還是不能夠滿足現代農業的需要，很多農業地區還不富裕，無法出資建設新型農業節水工程。相關的水利設備不夠先進，無法達到節水功能。因此，國家相關部門應該對水利工程加大投入資金，并促進小型農田水利體制的改革，使我國小型農田節水措施得以完善發展。
4結語
【關鍵詞】精量灌溉；自動化控制系統；土壤濕度傳感器
0．引言
在水資源匱乏的今天，灌溉水的浪費讓我國許多地區農作物因得不到必需的灌溉而產量大減也使得水資源壓力日趨上升。所以，設計一套合理有效的灌溉自動化控制方案對我國節約農業用水，提高作物產量有著至關重要的意義。本部分對農田灌溉自動化控制技術方面的研究進行了綜述，以求通過國內外學者的研究得到啟示。
1．影響精量灌溉的控制因子
土壤類型的不同和玉米生長各個階段所需的灌水量是影響玉米精量灌溉的兩個主要控制因素。通過對控制因素的試驗研究，找出更合理的控制方法，為玉米精量灌溉自動控制系統的設計提供所需數據。
2．玉米精量灌溉控制系統的硬件組成
2.1系統的整體結構及功能
玉米精量灌溉自動控制系統主要由土壤水分檢測系統、灌溉監測控制系統、按鍵顯示系統、電磁閥及相關部件組成。
土壤水分檢測系統主要是土壤水分傳感器對玉米土壤含水率進行實時檢測并將采集到的數據反饋給灌溉監測控制系統。灌溉監測控制系統則是根據土壤水分傳感器傳回來的數據與預設的閾值進行比較，分析。如果土壤水分含量低于預設閥值下限則向單片機控制系統發出開啟閥門，灌水的指令。反之，當土壤水分含量高于預設閾值上限時，監測系統向單片機控制系統發出關閉電磁閥的指令，停止灌水，實現精量灌溉的自動運行。按鍵顯示系統的功能主要是操作人員可以通過鍵盤向系統輸入玉米生育期各個階段不同的灌水量，從而改變不同階段預設的閥值，系統將自動控制灌溉水量，并顯示玉米土壤環境和時間日期。
2.2 土壤水分檢測系統的組成
土壤水分含量的采集部分采用數字式溫濕度傳感器AM2301. AM2301在濕度0-100%RH范圍內精度是3%RH。其優點是輸出的是數字量，可以減少外界對采集信號的干擾，并直接送到單片機進行處理，不需要AD/轉換，電路簡單，數據處理方便， 單線制串行接口，使系統集成變得簡易快捷。
2.3 灌溉監測控制系統的組成
玉米精量灌溉監測控制系統采用的是STC89C52型單片機。STC89C52是一種帶8K字節閃爍可編程可檫除只讀存儲器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能COMOS8的微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL搞密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼。
STC89C52單片機具有40條引腳，引腳說明如下：
VCC（40引腳）：電源電壓 正常接+5V電源。
VSS（20引腳）：接地。
P0端口（P0.0～P0.7，39～32引腳）：P0口是一個漏極開路的8位雙向I/O口。作為輸出端口，每個引腳能驅動8個TTL負載，對端口P0寫入“1”時，可以作為高阻抗輸入。
P1端口（P1.0～P1.7，1～8引腳）：P1口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖器可驅動（吸收或者輸出電流方式）4個TTL輸入。
RST（9引腳）：復位輸入，高電平有效，在此引腳上保持兩個機器周期的高電平時，將使單片機自動復位。
ALE/PROG（30引腳）：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在非訪問外部存儲器期間，AEL仍以振蕩頻率的1/6固定速率輸出因而它能用作外部時鐘或定時用。但在外部數據存儲器存取間，則以1/12的振蕩頻率輸出ALE脈沖，這個引腳也是EZPRMO編程時的編程脈沖輸入端（PROG）。
2.4土壤水分控制采集電路原理
本設計采用AM2301濕度傳感器，通過單片機P1口的高四位和AM2301連接進行土壤濕度采集。三端穩壓芯片78N05將12V直流電源穩壓成5V，提供給單片機系統使用。數據傳輸通過端口p1.0控制串行通信芯片傳給以實現數據的接收與發送。單片機的時鐘電路是由一個12M的晶振和兩個30M的電容組成，它們決定了單片機的工作時間精度為1WS。復位電路由10UF的電容，1K和8.2K的電阻組成。
2.5 按鍵顯示系統
共設有14個鍵，其中功能鍵4個分別為置天數鍵，，時間顯示鍵，確認鍵及取消鍵，還有10個數字鍵。K與外中斷“0”連接，當有鍵按下時，CPU響應中斷，進入中斷服務程序。DATA與單片機相連，用于串行傳送數據。
3．系統的軟件組成
本系統軟件由灌溉監測控制系統和按鍵、顯示系統兩部分組成。灌溉監測控制系統由主程序模塊、通信程序模塊和水分數據采集模塊構成。按鍵、顯示系統由主程序模塊、通信程序模塊、實時時鐘模塊、按鍵顯示模塊和存儲程序模塊構成。
玉米精量灌溉自動化控制系統軟件具有采集、顯示數據，編輯、修改控制閥值等功能，是以控制器為核心的系統優化。根據土壤類型以及玉米生長各時期對水分的需求，選擇相應的狀態，并實時監測水分含量，適時給予水分補給。
4．結論
通過對玉米精量灌溉自動控制系統的設計及研究，能夠精確感知土壤含水率，自動控制玉米灌溉，達到節約水資源的目的。并根據玉米生育期各階段灌水量的要求預設電磁閥閾值，控制灌水量，自動、精確地滿足玉米的生長發育需求，提高玉米產量。合理的硬件選擇也會降低成本節省人力資源。 [科]
【參考文獻】
［1］王曉麗.玉米的節水灌溉[J].新農網，2011，（3）.
［2］蔣毅，趙燕東.精準灌溉自動控制系統的應用研究[J].湖南農業科學，2009，（5）.
［3］黃鵬，魏邦龍，楊杰.河西綠洲灌區春小麥精確灌溉決策系統研究[J].甘肅農業大學，2007.
【關鍵詞】節水農業；灌溉；計算機；應用
我國是一個水資源匱乏的國家，走節水農業發展之路是必然選擇。所謂節水農業（Water-Saving Agriculture），是指在水資源有限的情況下，根據不同作物的需水規律，運用各種先進的技術和措施，節約并高效率利用灌溉水的農業生產模式，其最終目的是實現農業生產經濟效益、社會效益及生態效益的最大化。隨著信息技術的超速發展和廣泛應用，計算機技術在節水農業中的應用越來越深入，并成為了未來節水農業發展的方向和趨勢。通過計算機模擬和控制，實現農業的節水型智能灌溉，科學、合理、高效地利用水資源，大力發展節水農業，達到農業水資源的可持續利用和管理之目的，實現人類社會和自然生態的和諧相處。
1.我國發展節水農業的背景及意義
雖然我國水資源總量豐富，但由于人口基數大，人均占有量嚴重貧乏，并且我國水資源的空間分布極不平衡，呈現“南多北少，東多西少，西北尤其缺”狀況。據統計，中國淡水資源總量約為2.8×104億立方米，占全球總量的6%，居所有國家的第4位，僅次于巴西、俄羅斯、加拿大，但人均淡水資源占有量僅2 250立方米，約為世界平均水平的25%，是全球人均淡水資源占有量最貧乏的十三個國家之一。隨著人口的不斷增加，預計到2030年我國的人均淡水資源量將降至1 760 立方米，接近國際公認的嚴重缺水警戒線（人均淡水資源量1 700立方米），形勢不容樂觀。
水是農業的命脈，我國農業生產用水總量為4.0×103億立方米，占全國總用水量的70％左右，而灌溉用水量占到農業生產用水量的絕大部分（約為90％）。長期以來，受傳統農業耕作模式和生產水平限制，我國農業灌溉用水存在浪費嚴重現象，利用率僅為45%，遠低于農業發達國家的平均水平（70%～80%），特別是近年來我國農業生產中遭遇的嚴重干旱給我們敲響了警鐘，例如在2010年年初，我國四川、廣西、云南、貴州和重慶西南五省市地區遭遇嚴重干旱，部分旱區旱情持續時間長達5個月，耕地受旱面積達1.11億畝，農作物絕收面積超過110萬公頃，經濟損失超過350億元。因此，為了應對日趨嚴重的水資源短缺現狀，必須改變現有的浪費嚴重的用水方式，大力發展抗旱節水新技術，走節水農業之路，使有限的水資源發揮出了最大的效益，這對于中國這樣一個水資源短缺的農業大國尤為重要，是保證我國農業生產可持續發展的關鍵所在。
2.計算機在節水農業發展中的應用
2.1數據采集與分析
以計算機為工具，建立農田水資源利用的決策支持系統（Decision Support Systems，DSS），提高節水農業決策的科學化，它是實現處方農業、精確農業的核心。所謂DSS是指通過決策科學及相關學科的理論知識和數據、模型，以人機交互方式輔助決策者進行半結構化和非結構化決策的計算機應用系統，節水灌溉系統是一個典型的DSS能解決的問題，通過模擬作物的產量和需水過程的關系，預測農田土壤鹽分及水分脅迫對產量的影響，制定農田科學的灌溉措施，實現適時適量的精確灌溉，降低灌溉用水量，提高水資源利用效率，達到節約和高效利用水資源之目的。農田灌溉DSS以支持模型運算必需的各種靜態和動態數據的數據庫和反映不同地區自然生態條件等作物栽培和用水管理經驗知識以及具有知識推理機制的專家知識庫作為基本信息支撐，通過總控程序構筑灌溉用水決策支持系統的運行環境，輔以友好的人機界面和人機對話過程，有效地實現了信息查詢、用水管理和系統控制等主要操作功能。
2.2地下滴灌
地下滴灌技術(Subsurface Drip Irrigation，SDI)是指通過地埋毛管上的灌水器將農作物所需要的水、肥、藥以均勻、緩慢、準確地滲入到作物根部的新型灌溉技術，尤其適合我國干旱的西北地區。地下滴灌具有顯著的節水優勢（采用地下滴灌方式水的利用率可達95% 以上），且有利于作物生長，提高農產品品質以及改善土壤環境等多方面優點。采用計算機灌溉系統，可以自動控制地下滴灌作業，主要是采用ADI壓力補償管理作業。該技術已被許多農業發達國家所應用，其主要設備ADI壓力補償滴灌管采用滴頭雙入口、寬流道、梯形迷宮式結構以降低水流壓力，并與上部的彈性片配合調整流道的寬度，從而達到穩定出水口流量的目的，對提高節水效率非常明顯。
2.3智能化灌溉管理
智能化灌溉管理是通過配備先進的監測系統、通信系統和數據處理系統，實現對氣候的準確測量，自動確定是否需要進行灌溉，或由此確定何時進行灌溉等，自動發出信號，進行遠距離遙控，實施灌溉作業。該系統完全依靠計算機自動操作和執行的，無需人為干涉，最大程度地實現自動化作業。通過監測設備得到的數據可以自動啟動或關閉灌溉程序，如通過雨量計得到的數據，自動確定灌溉水量，通過土壤濕度計確定灌溉的深度。操作人員可以通過電話或計算機網絡監視、查看、獲得并控制正在發生的一切灌溉數據和動作，系統自動紀錄所有發生過的事件的詳細數據。操作人員和管理者根據過去發生的紀錄數據，進行分析，做出相應的調整和決策，真正達到農業灌溉管理系統化和科學化。
2.4自動化灌溉控制
自動化的灌溉控制技術是指在無人干預的情況下，通過由計算機控制的中央灌溉管理系統，根據地塊和作物的要求適時、適量進行自動灌溉的技術。這種自動化灌溉管理系統可通過反映作物需水的某些參量，預先編制好灌溉程序軟件，灌溉機械自動地按照程序指令，按規定時間、不同地塊要求，提供不同的灌溉水量。該系統加上遙控裝置后，能夠儲存數據，通過個人計算機和通訊網絡，實現遠程灌溉控制和管理?！?/p>
【參考文獻】
［1］山侖,黃占斌.節水農業［M］.北京:清華大學出版社.2000,6:106-107.
［2］李振.大力實施節水農業推進節水型社會建設［J］.節水農業.2008(4).
［3］徐林,李楊瑞,黃海榮.地下滴灌技術的研究進展［J］．廣西農業科學.2008,39(6):800-804.
［4］許迪，康紹忠．現代節水農業技術研究進展及發展趨勢［J］．高技術通訊，2002，12(12)：103-108.
［5］Dong mei dui，He yong．Design and Implementation of Intelligent Design Support System for Grain Postpreduction［J］.Transactions ofthe CSAE.2001(1)．
［6］周明耀.精確灌溉技術支持系統研究［J］.江蘇農業研究.2001,22(4):70-73.
［7］鄺樸生,蔣文科,劉剛,鄺繼雙等.精確農業基礎［M］．北京:中國農業大學出版社.
［8］程先軍,許迪,張吳.地下滴灌技術發展及應用現狀綜述［J］．節水灌溉，1999，(4)：1 3-16．
水資源緊缺已成為嚴重制約我國國民經濟可持續發展的瓶頸。農業是我國的用水大戶，用水總量4000億m3，占全國總用水量的70%，其中農田灌溉用水量3600-3800億m3，占農業用水量的90%-95%。農業用水中的浪費現象相當嚴重，首先是農田灌溉水的利用率低，平均僅為45%左右；其次是農田對自然降水的利用率低，僅達到56%；最后是農業用水的效率不高，其中農田灌溉水的利用效率僅有1.0kg/m3左右，旱地農田水分的利用效率為0.60-0.75kg/m3。根據權威部門的預測結果，在不增加現有農田灌溉用水量的情況下，2030年全國缺水高達1300-2600億m3，其中農業缺水500-700億m3。若將農田灌溉水的利用率由目前的45%提高到發達國家的水平70%，則可節水900-950億m3，如同時提高水的利用效率，農業節水后不僅可滿足7億t左右的食物生產用水，還能節約出400-500億m3的水量用于國民經濟的其他重要行業，這無疑會對未來的國家經濟持續發展和社會安全穩定作出重大貢獻。
農業節水不僅是我國國民經濟和社會可持續發展所要求的，也是我國農業資源，尤其是水資源短缺、水土資源配置失衡等嚴峻形勢所決定的。農業節水對保障國家水安全、糧食安全和生態安全，推動農業和農村經濟可持續發展，具有重要的戰略地位和作用。我國農業缺水的問題在很大程度上要依靠節水予以解決，加強對我國節水農業技術的研究，以科技創新促進生產力發展，建立與完善適合我國國情的現代節水農業技術體系，將成為促進我國節水農業可持續發展的重大戰略舉措之一
1現代節水農業技術研究進展
隨著全球性水資源供需矛盾的日益加劇，世界各國，特別是發達國家都把發展節水高效農業作為現代農業可持續發展的重要措施。發達國家在農業生產實踐中，把提高灌溉（降）水的利用率、單方水的利用效率、水資源再生利用率作為研究重點和主要目標。在研究節水農業基礎理論基礎上，將生物、信息、計算機、高分子材料等高新技術與傳統的農業節水技術相結合，提升節水農業技術的高科技含量，建立適合國情的節水農業技術體系，加快由傳統的粗放農業向現代化的精準農業轉型的進程。
世界各國采用的節水農業技術通常可歸納為工程節水技術、農藝節水技術、生物（生理）節水技術和水管理節水技術等四類。節水農業技術的應用可大致分布在四個基本環節中:
一是減少灌溉渠系（管道）輸水過程中的水量蒸發與滲漏損失，提高農田灌溉水的利用率；
二是減少田間灌溉過程中的水分深層滲漏和地表流失，在改善灌水質量的同時減少單位灌溉面積的用水量；
三是減少農田土壤的水分蒸發損失，有效地利用天然降水和灌溉水資源；
四是提高作物水分生產效率，減少作物的水分奢侈性蒸騰消耗，獲得較高的作物產量和用水效益。節水農業發達的國家始終把提高上述環節中的灌溉（降）水利用率和作物水分生產效率作為重點，在建立了以高標準的襯砌渠道和壓力管道輸水為主的完善的灌溉輸水工程系統和采用了以噴（微）灌技術和改進的地面灌技術為主的先進的田間灌水技術后，節水農業技術的研究重點正從工程節水向農藝節水、生物（生理）節水、水管理節水等方向傾斜，尤其重視農業節水技術與生態環境保護技術的密切結合。
1．1農藝節水技術
利用耕作覆蓋措施和化學制劑調控農田水分狀況、蓄水保墑是提高農田水利用率和作物水分生產效率的有效途徑。國內外已提出許多行之有效的技術和方法，如保護性耕作技術、田間覆蓋技術、節水生化制劑（保水劑、吸水劑、種衣劑）和旱地專用肥等技術和產品正得到廣泛的應用。如美國中西部大平原由傳統耕作到少耕或免耕，由表層松土覆蓋到作物殘茬秸稈覆蓋，由機械耕作除草到化學制劑除草，都顯著提高了農田的保土、保肥、保水的效果和農業產量。法國、美國、日本、英國等開發出抗旱節水制劑（保水劑、吸水劑）的系列產品，在經濟作物上廣泛使用，取得了良好的節水增產效果。法國、美國等將聚丙烯酰胺（PAM）噴施在土壤表面，起到了抑制農田水分蒸發、防止水土流失、改善土壤結構的明顯效果。美國利用沙漠植物和淀粉類物質成功地合成了生物類的高吸水物質，取得了顯著的保水效果。
節水農作制度主要是研究適宜當地自然條件的節水高效型作物種植結構，提出相應的節水高效間作套種與輪作種植模式。例如，在澳大利亞采用的糧草輪作制度中，實施豆科牧草與作物輪作會避免土壤有機質下降，保持土壤基礎肥力，提高土壤蓄水保墑能力。
在抗旱節水作物品種的選育方面，發達國家已選育出一系列的抗旱、節水、優質的作物品種。如澳大利亞和以色列的小麥品種、以色列和美國的棉花品種、加拿大的牧草品種、以色列和西班牙的水果品種等。這些品種不僅具備節水抗旱性能，還具有穩定的產量性狀和優良的品質特性。特別是近年來，在植物抗旱基因的挖掘和分離、水分高效利用相關的基因定位以及分子輔助標記技術、轉基因技術、基因聚合技術等在抗旱節水作物品種的選育上取得了一些極富開發潛力的成果。
近年來，水肥耦合高效利用技術的研究已將提高水分養分耦合利用效率的灌水方式、灌溉制度、根區濕潤方式和范圍等與水分養分的有效性、根系的吸收功能調節等有機地結合起來。通過改變灌水方式、灌溉制度和作物根區的濕潤方式達到有效調節根區水分養分的有效性和根系微生態系統的目的，從而最大限度地提高水分養分耦合的利用效率。美國、以色列等國家將作物水分養分的需求規律和農田水分養分的實時狀況相結合，利用自控的滴灌系統向作物同步精確供給水分和養分，既提高了水分和養分的利用率，最大限度地降低了水分養分的流失和污染的危險，也優化了水肥耦合關系，從而提高了農作物的產量和品質。
1．2生物（生理）節水技術
將作物水分生理調控機制與作物高效用水技術緊密結合開發出諸如調虧灌溉（RDI）、分根區交替灌溉（ARDI）和部分根干燥（PRD）等作物生理節水技術，可明顯地提高作物和果樹的水分利用效率。與傳統灌水方法追求田間作物根系活動層的充分和均勻濕潤的想法不同，ARDI和PRD技術強調在土壤垂直剖面或水平面的某個區域保持土壤干燥，僅讓一部分土壤區域灌水濕潤，交替控制部分根系區域干燥、部分根系區域濕潤，以利于使不同區域的根系交替經受一定程度的水分脅迫鍛煉，刺激根系的吸收補償功能，使根源信號ABA向上傳輸至葉片，調節氣孔保持在適宜的開度，達到不犧牲作物光合物質積累而又大量減少其奢侈的蒸騰耗水的目的，與此同時，還可減少作物棵間的土壤濕潤面積，降低棵間蒸發損失和因水分從濕潤區向干燥區側向運動帶來的深層滲漏損失。RDI是基于作物生理生化過程受遺傳特性或生長激素的影響，在作物生長發育的某些階段主動施加一定的水分脅迫（即人為地讓作物經受適度的缺水鍛煉）來影響其光合產物向不同組織器官的分配，進而提高其經濟產量而舍棄營養器官的生長量及有機合成物的總量。因營養生長減少還可提高作物的種植密度，提高總產量，減少棉花、果樹等作物的剪枝工作量，改善產品品質。國際上有關調虧灌溉的研究主要是針對果樹和西紅柿等蔬菜作物，對大田作物的研究較少。
近年來，國內外相繼開展了對作物需水量計算方法的大量研究，但這些研究大多以單點的和單一作物的耗水估算為主，在此基礎上采用插值法和面積加權平均法確定的區域作物耗水量的精度會受到氣象等因素的空間變異性的影響。目前的重點是將單點的單一作物耗水估算模型的研究擴展到區域尺度多種作物組合下的耗水估算方法與模型研究上，根據作物及其不同生育期的需水估算，使有限的水最優分配到作物的不同生育期內，為研究適合不同地區的非充分灌溉制度提供基礎數據和支撐。隨著遙感技術的應用使得采用能量平衡法估算區域作物耗水量成為可能，通過遙感獲得的作物冠層溫度來估算區域耗水量分布的研究變得十分活躍，并在一些發達國家得到了一定的應用。
1．3水管理節水技術
為實現灌溉用水管理手段的現代化與自動化，滿足對灌溉系統管理的靈活、準確和快捷的要求，發達國家的灌溉水管理技術正趨朝著信息化、自動化、智能化的方向發展。在減少灌溉輸水調蓄工程的數量、降低工程造價費用的同時，既滿足用戶的需求，又有效地減少棄水，提高灌溉系統的運行性能與效率。
建立灌區用水決策支持系統來模擬作物產量和作物需水過程，預測農田土壤鹽份及水分脅迫對產量的影響，基于Internet技術和RS、GIS、GPS等技術完成信息的采集交換與傳輸，根據實時灌溉預報模型，為用戶提供不同類型灌區的動態配水計劃，達到優化配置灌溉用水的目標。為適應灌區用水靈活多變的特點，做到適時、適量地供水，需對灌溉輸配水系統的運行模式和相應的自控技術開展研究。目前，國外多采用基于下游控制模式的自控運行方式，利用中央自動監控（即遙測、遙訊、遙調）系統對大型供水渠道進行自動化管理，開展灌區輸配水系統的自控技術研究。在明渠自控系統運行軟件方面，著重開展對供水系統的優化調度計劃的研究，采用明渠非恒定流計算機模擬方法結合閘門運行規律編制系統運行的實時控制軟件。
美國、澳大利亞等國已大量使用熱脈沖技術測定作物莖桿的液流和蒸騰，用于監測作物水分狀態，并提出土壤墑情監測與預報的理論和方法，將空間信息技術和計算機模擬技術用于監測土壤墑情。根據土壤和作物水分狀態開展的實時灌溉預報的研究進展也很快，一些國家已提出幾種具有代表性的節水灌溉預報模型。在此基礎開展的適合不同地區的非充分灌溉模式的研究是干旱缺水條件下灌溉用水管理的基礎，隨著水資源短缺的不斷加劇，其研究在國內外得到普遍重視。
多采用系統分析理論和隨機優化技術，開展灌區多種水源聯合利用的研究，以網絡技術支持的智能化配水決策支持系統為基礎，建立起多水源優化配置的專家系統，提出不同水源組合條件下的優化灌溉與管理模式，合理利用和配置灌區的地表水、地下水和土壤水，對其進行統一規劃和管理。在最大限度地滿足作物對水分需求的同時，改善灌區的農田生態環境條件。
1．4工程節水技術
隨著現代化規模經營農業的發展，由傳統的地面灌溉技術向現代地面灌溉技術的轉變是大勢所趨。在采用高精度的土地平整技術基礎上，采用水平畦田灌和波涌灌等先進的地面灌溉方法無疑是實現這一轉變的重要標志之一。精細地面灌溉方法的應用可明顯改進地面畦（溝）灌溉系統的性能，具有節水、增產的顯著效益。激光控制土地精細平整技術是目前世界上最先進的土地平整技術，國內外的應用結果表明，高精度的土地平整可使灌溉均勻度達到80%以上，田間灌水效率達到70%-80%，是改進地面灌溉質量的有效措施。隨著計算機技術的發展，在采用地面灌溉實時反饋控制技術的基礎上，利用數學模型對地面灌溉全過程進行分析已成為研究地面灌溉性能的重要手段。應用地面灌溉控制參數反求法可有效地克服田間土壤性能的空間變異性，獲得最佳的灌水控制參數，有效地提高地面灌溉技術的評價精度和制定地面灌溉實施方案的準確性。
除地面灌溉技術外，發達國家十分重視對噴、微灌技術的研究和應用。微灌技術是所有田間灌水技術中能夠做到對作物進行精量灌溉的高效方法之一。美國、以色列、澳大利亞等國家特別重視微灌系統的配套性、可靠性和先進性的研究，將計算機模擬技術、自控技術、先進的制造成模工藝技術相結合開發高水力性能的微灌系列新產品、微灌系統施肥裝置和過濾器。噴頭是影響噴灌技術灌水質量的關鍵設備，世界主要發達國家一直致力于噴頭的改進及研究開發，其發展趨勢是向多功能、節能、低壓等綜合方向發展。如美國先后開發出不同搖臂形式、不同仰角及適用于不同目的的多功能噴頭，具有防風、多功能利用、低壓工作的顯著特點。
為減少來自農田輸水系統的水量損失，許多國家已實現灌溉輸水系統的管網化和施工手段上的機械化。近年來，國內外將高分子材料應用在渠道防滲方面，開發出高性能、低成本的新型土壤固化劑和固化土復合材料，研究具有防滲、抗凍脹性能的復合襯砌工程結構形式。如已在德國、美國應用的新型土工復合材料GCLS就具有防滲性能好、抗穿刺能力強的明顯特點。此外，管道輸水技術因成本低、節水明顯、管理方便等特點，已作為許多國家開展灌區節水改造的必要措施，開展渠道和管網相結合的高效輸水技術研究和大口徑復合管材的研制是渠灌區發展輸水灌溉中亟待解決的關鍵問題。
2現代節水農業技術研究發展趨勢
現代節水農業技術是在傳統的節水農業技術中融入了生物、計算機模擬、電子信息、高分子材料等一系列高新技術，具有多學科相互交叉、各種單項技術互相滲透的明顯特征?，F代節水農業技術涉及的既不是簡單的工程節水和水管理節水問題，也不是簡單的農藝節水和生物節水問題。從支撐現代節水農業技術的基礎理論而言，需將水利工程學、土壤學、作物學、生物學、遺傳學、材料學、數學和化學等學科有機地結合在一起，以降水(灌溉)－土壤水－作物水－光合作用－干物質量－經濟產量的轉化循環過程作為研究主線，從水分調控、水肥耦合、作物生理與遺傳改良等方面出發，探索提高各個環節中水的轉化效率與生產效率的機理。另一方面，現代節水農業技術又需要生物、水利、農藝、材料、信息、計算機、化工等多方面的技術支持，來建立適合國情的技術體系。
隨著20世紀中葉以來科學技術出現的重大突破，節水農業領域中大量借助于土壤水動力學、植物生理學的理論和現代數學方法及計算模擬手段，試圖從整體上來考慮水-土-作物-大氣間的互動作用與關系，定量描述土壤-植物-大氣連續體中水分和養分運移的轉化過程，據此制定科學的水、肥調控方案，這使得對節水農業的研究已由以往單純的統計或實驗性質變為一門有著較為嚴謹的理論基礎與定量方法的科學。計算機技術、電于信息技術、紅外遙感技術以及其它技術的應用，使得在土壤水分動態、土壤水鹽動態、水沙動態、水污染狀況、作物水分狀況等方面的數據監測、采集和處理手段得到長足發展，促進了農業用水管理水平的提高，而高分子復合材料和納米材料的研制創新正在促使渠道防滲、管道灌溉、覆膜灌溉、坡面集雨等方面孕育著技術上的重大突破。
在提高農業用水的利用率和水的生產效率的節水農業技術研究中，不僅涉及到與土壤-植物-大氣系統中的界面過程，水分傳輸和系統反饋的機制，水分調控的途徑以及大氣水、地表水、地下水、土壤水轉化關系等相關領域內的前沿技術，還與利用現代高新技術對水資源、土壤水分和作物水分進行監測調控，根據作物需水規律進行精量灌溉等關鍵技術有關。為此，必須以具有學科交叉性的重大前沿性技術研究為基礎，研發與農業節水相關的重要關鍵技術，探索建立適合國情的現代節水農業技術體系。
3我國現代節水農業技術研究重點與內容
3．1現代節水農業前沿技術
圍繞作物生理需水與用水、精量控制灌溉等領域，對現代節水農業前沿技術開展原創性研究。通過對水－土－植物關系、干旱條件下植物根信號傳輸和氣孔反應的機制、干旱脅迫鍛煉對植物超補償功能的刺激等問題的研究，帶來農業節水原理與技術的創新，促進節水農業新思路的問世和源頭高技術的產生，為我國現代節水農業的發展提供基礎理論和技術儲備。
作物高效用水與生理調控技術：
（1）研究主要作物節水條件下產量形成及可視化的生產模型，獲得維持農作物較高水分生產效率的生理和生態學過程參數，提出農作物根系微生態系統水分吸收功能調控模型和水分利用整體超補償功能環境反應模型；
（2）研究不同生態區域內主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻)非充分灌溉條件下的需水量季節分布和計算模式和不同節水灌溉技術條件下的作物需水和耗水模型，提出作物水分生產函數與有限水量條件下的非充分灌溉制度，得到不同節水灌溉方式下實施非充分灌溉制度的技術；
（3）研究主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻、果樹)調虧灌溉的指標體系(最佳凋虧階段和調虧程度)，提出不同養分水平或施肥條件下調虧灌溉的模式及相應的指標，獲得作物調虧灌溉的田間實施技術；
（4）研究主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻)控制性分根交替灌溉的指標體系，提出不同養分水平或施肥條件下控制性分根交替灌溉的模式及相應參數，獲得不同土壤、作物下控制性分根交替灌溉的灌水技術要素最優組合設計方法及的田間實施技術；
作物需水信息采集與精量控制灌溉技術：
（1）研究作物對水分虧缺信息的感受、傳遞與信號轉導的過程，建立作物水分信號診斷指標體系，獲得利用作物莖桿變形測量診斷作物缺水狀況的新技術與新產品；
（2）研究作物水分區域分布監測技術和作物蒸騰過程快速監測技術，提出區域土壤水分空間變異性與最佳動態監測布點方式和區域土壤墑情監測預報技術，獲得土壤水分動態快速測定與預報技術及新產品；
（3）以土壤墑情監測預報、作物水分動態監測信息與作物生長信息的結合為基礎，研究運用模糊人工神經網絡技術、數據通訊技術和網絡技術建立具有監測、傳輸、診斷、決策功能的作物精量控制灌溉系統，研制開發智能化的灌溉信息采集裝置和智能化的灌溉預報與決策支持軟件。
農田水肥調控利用與節水高效作物栽培技術：
（1）以小麥、玉米、棉花等主要作物為對象，研究不同區域、種植制度、地力基礎和水資源狀況下主要作物農田養分供應與利用模式，提出不同水分條件下獲得最高水分利用效率的水分與養分最佳參數組合；
（2）研究不同灌溉方式下作物根區水分養分遷移、轉化和吸收的動力學過程，提出相應的作物根際水肥耦合循環與調控模型，獲得以提高水肥耦合利用效率為目標的田間節水灌溉技術參數的最優組合；
（3）以小麥、玉米、棉花等主要作物為對象，研究農田高效用水的作物群體時空分布特征，影響農田整體抗旱特性和水分利用效率的群體因素和調控技術；構建主要農作物高效用水群體優化結構的綜合栽培技術體系。
3．2現代節水農業關鍵技術
以田間節水灌溉、灌溉用水管理、農藝與化控節水等為重點，適當考慮干旱缺水地區特殊水源的開發與高效利用，研究現代節水農業關鍵技術，創制一批新型的農業節水新產品與新材料，促進節水農業技術水平的提升，為我國農業節水提供適合國情的實用性應用技術。
田間節水灌溉技術：
（1）研制抗堵、耐用、價廉的微灌灌水器，開發新型微灌過濾器、注肥器及系統控制設備；
（2）研究節能異形噴嘴噴頭、可調仰角及可調霧化程度的噴頭、噴灑區域為矩形的噴頭，開發適宜于園林噴灌的升降式噴灌裝置，改進扇形轉動的搖臂式噴頭，研制新型移動式輕小型噴灌機組和智能控制低壓變量自走式噴灑機組；
（3）研究土地精平標準與激光控制平地技術，開發國產激光控制平地鏟運設備和相應的液壓升降控制系統，提出與激光控制平地技術實施相配套的田間灌排工程系統模式，研究地面灌溉技術控制參數，開發田間波涌灌溉控制設備、田間多孔閘管灌溉系統和田間灌溉自動控制設備；
（4）研發適合家庭規模的可調式小型免耕坐水播種技水與設備，創制集灌水、播種、施肥于一體的新型多功能行走式局部施灌機。
灌溉系統輸配水監控與調配技術：
（1）研發水分損失小、價廉、精度高、抗干擾性強的渠系量水設備，研制具有量水和控制雙重功能的取水口量水設施、新型管道量水儀表、適合高含沙渠道采用的量水裝置等，開發經濟實用的灌區自動化量水二次儀表及設備、井灌區計量與控制用水裝置等；
（2）開發基于局域網絡、Internet網絡與RS和GPS技術相結合的灌區動態管理信息采集、傳輸和分析技術，研究灌溉系統的計算機識別技術和動態配水系統下非恒定流模擬仿真技術和水量與流量的實時調控技術；
（3）研究灌區中央控制系統自動控制技術和水力自動控制技術，開發灌溉配水系統的閘門控制模式及基于模糊控制方法的靈活方便的控制器。
農藝節水技術：
（1）以小麥、玉米等大田作物及林草為重點，應用分子標記輔助選擇、轉基因、基因聚合技術結合常規育種的方法，創制抗旱節水型、水分高效利用型的優異育種新材料，選育抗旱節水與高產優質相結合型的新品種（組合）；
（2）研究主要生態區域節水高效型的作物種植結構和適合區域特點的節水高效間作套種與輪作等種植模式，提出主要種植制度周期內農田水分高效利用技術控制要素和集成化參數，得到節水型農作制度優化技術及其量化指標；
（3）以旱地土壤水庫增容為核心，研究等高種植集雨蓄水保墑技術和田間集雨栽培技術、少耕免耕保水保肥技術、地力培肥有機旱作技術、降低田間蒸發的覆蓋保墑技術等雨水就地高效利用技術，提出旱地農田節水抗旱能力的糧草輪作技術、糧經飼作物立體種植高效用水技術等。
新型農業節水材料與產品：
（1）研究利用納米技術改進防滲材料的性能，研制新型土壤固化劑、新型復合土工膜料和填縫材料，鹽漬土和膨脹土等特殊土類渠道的專用防滲材料，開發新型保溫復合材料和環保型混凝土補強新材料，創制用于管道輸水的高分子復合材料大口徑管材和管件；
（2）研發適合旱區應用的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、綠色環保型集雨面噴涂材料、生物集雨材料和田間集雨材料等；
（3）篩選具有控制蒸騰功能的外源物質，研究植物蒸騰抑制劑，研制具有抗旱節水、防病殺蟲、高效環保等多種功能的種衣劑，開發以生物材料（藻類、纖維、沙漠植物等）或化學材料為基質的新型保水劑，創制低成本的高效多功能水土保持劑與土壤結構改良劑；
（4）研發由天然材料和改性天然材料（重點是植物纖維和淀粉類）制成的可被微生物完全分解為對環境無害物質的新型覆蓋材料，開發具有增溫、保墑、增產、無殘留的多功能液體覆蓋材料，改性和創制新型液膜等。
水源開發與高效利用技術：
（1）建立區域雨水資源高效利用技術體系和最優開發模式及智能決策系統軟件，研發適合旱區應用的新型、高效工程和生物雨水集蓄形式，提出新型集雨設施結構形式和現場成型技術，獲得雨水集蓄與高效利用工程系統設計軟件；
（2）研究低成本、節能型的微咸水開發利用技術，建立微咸水灌溉下的控制指標體系和作物灌溉制度，提出微咸水灌溉下土壤水鹽運動規律與調控技術，得到咸水與淡水混灌和輪灌的應用模式；
（3）研究再生水灌溉對土壤、地下水及作物品質的影響，提出再生水作物安全高效利用指標量化體系，開發利用再生水灌溉的不同灌水方式、再生水與潔凈水混灌或輪灌的應用技術以及不同再生水灌溉方式下的作物灌溉制度。
4現代節水農業技術研究帶來的貢獻
在現代節水農業前沿技術萬面，將提出作物高效用水生理調控指標體系、作物非充分灌溉下的需水指標體系和灌溉制度、作物調虧灌溉的指標體系，建立作物水分信號采集與缺水敏感指標測定和作物精量控制灌溉方法、動態配水系統下的非恒定流模擬仿真技術和水量實時調控方法等。研究內容無論是在應用基礎理論上還是在技術上均具有源頭創新性，會加速我國現代節水農業技術體系的建立。
[關鍵詞] 農田 水利建設 節水灌溉技術
[中圖分類號] S27 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650（2016）10-0288-01
前言
我國自成立以來，農業的發展始終是人們廣泛關注的話題?，F階段，水利設施對我國農業發展的影響更加不容忽視，而在積極建設水利工程的過程中，必須注重科學性和針對性，要想應用水利工程推動農業的進步，相關部門需要綜合應用多種先進技術。在這種情況下，積極加強農田水利建設中節水灌溉技術的研究具有重要意義。
1 我國農田水利灌溉技術中的缺陷
1.1 技術和設備落后
據有效數據顯示，現階段，我國多數農田水利工程基本上都構建于上世紀七十年代，因此，我國農田水利工程擁有相對落后的技術以及較低的灌溉能力。此類工程在運行過程中，很多設備因長期沒有得到科學的維修和保養而失去了正常運行的能力，而老化現象在多數工程中也開始越來越嚴重。針對設備來講，由于運行時間過長，沒有得到及時的更新，導致其功能、運行效率都明顯降低[1]。面對這一現狀，在沒有及時的維護和更新設備的背景下，較低的灌溉效率在農田水利工程中呈現出來，這不僅嚴重影響了我國農業的發展，同時對國民經濟的整體進步也產生了嚴重的阻礙作用。
1.2 缺乏對農田水利建設工程的重視
近年來，我國在積極進行現代化經濟建設的過程中，對農業發展的重視程度有待提升，這主要體現在，部分地區在農業發展方面，還在沿用傳統的農田水利工程；同時，工業廢水對農田灌溉源頭的污染嚴重，治理力度薄弱；輸水過程中的部分渠道產生了堵塞現象，導致部分傳統農田水利工程被廢棄等。從國家的角度來看，在未來的發展中，相關部門必須制定先進的農田水利灌溉工程建設政策，并加大資金投入力度，從而為我國農田水利的發展構建一個良好的環境，為推動我國農業的發展做貢獻[2]。
2 農田水利建設中節水灌溉技術的應用
近年來，我國加大了農田水利工程節水灌溉技術的研究力度，為了提升農田水利工程的建設質量，噴微節能灌溉技術得到了廣泛應用，同時節約水資源同配水過程實現了結合，從長遠的角度來看，綜合傳統農業灌溉技術與新技術也是至關重要的。
2.1 噴微節能灌溉技術
近年來，我國在積極進行現代化建設的過程中，能源浪費現象嚴重，對環境以及生態造成了破壞，這種現象不利于我國實現長期可持續發展。在這種情況下，我國提出了節約能源的戰略目標，其中一項重要的內容就是節約水資源。我國是農業大國，在農業灌溉過程中需要耗費大量的水資源，從這一角度出發加大水資源節約力度，積極構建農田水利工程至關重要，噴微節能灌溉技術就是在這種情況下產生并得到廣泛應用的[3]。該技術具有自動化和機械化水平強的特點，在灌溉過程中，針對大面積農田可以有效應用自帶噴頭，而工作人員只需要進行簡單的操作便能夠完成工作，由此可見，在對該技術進行應用的過程中，能夠實現節能的目的。
2.2 將節約水資源同配水過程相結合
輸水管道是農田水利灌溉過程中的一個重要環節，在灌溉技術不斷進步的背景下，信息化和智能化特點在輸水系統當中得以實現。澆筑混凝土保護層以及開外渠道是灌溉渠道防滲工程當中的重要組成部分，這些環節在實際施工過程中，也完全實現了機械自動化。與此同時，在配水的管理當中，相關人員也可以在對計算機進行應用的過程中，提升調控和檢測的效率和精確性，從而在控制輸水時，精度得以提升。由此可見，在實現節約水資源的目的過程中，將這一理念同配水過程進行緊密的結合，不僅能夠促使灌溉的效率有效提升，更能夠保證水利工程成本的降低。
2.3 綜合傳統農業灌溉技術與新技術
我國農業在長期的發展中已經形成了一套傳統的農業灌溉技術，這些技術雖然存在落后的特點，但是其自身的優勢也是不容忽視的。新時期，在積極加強農田水利建設中節水灌溉技術研究的過程中，相關人員應當對傳統灌溉技術中的優勢進行保留，并在此基礎上引進先進的灌溉技術，促使二者在應用過程中實現優勢互補，根據我國各個地區的農業發展特點，逐漸形成適用于我國農業發展的灌溉技術[4]。而這一切措施的實施都必須建立在促進我國農業現代化模式得以形成的基礎上。
結束語
綜上所述，在科學和技術不斷進步的背景下，多樣性成為現有節水灌溉技術的主要特點，不同的技術在使用過程中都擁有自身的優勢和限制性條件。因此相關工作人員必須針對當地的具體情況科學選擇和應用節水灌溉技術，從而為農業生產質量和效率的提升奠定良好的基礎。
參考文獻
[1]姜波.新時期節水灌溉技術在農田水利建設中的應用研究[J].農業與技術，2014（3）：37-37.
[2]黃少江.淺析農田水利建設中的節水灌溉技術及發展趨勢[J].民營科技，2014（12）：210.
關鍵詞：周口 灌溉工程 現代化 效益
中圖分類號：TV21 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（c）-0230-01
周口市位于河南省東南部，沙河，穎河，賈魯河匯流于此，周口素有“小武漢”之稱。本區屬于暖溫帶大陸性季風氣候，四季分明，春天干旱多風，夏季炎熱多雨，秋季旱澇交替，冬天干冷少雪。降水具有季節性，年際變化特點。
隨著我市經濟建設的快速發展，城鄉統籌發展勢在必行。目前，我市城市建設速度驚人，幾年之內，高樓林立，廠房片地，燈壁輝煌，然而農村基礎工程建設相當滯后。我市是農業大市，農村人口眾多，土地仍舊是農村人的命根。窄窄的水泥路讓人們擺脫了泥濘，大型的機械讓農民扔掉了鐮刀，架車。可是人們仍然要面臨抗旱排澇中受熱受凍，人員缺少，資源浪費等多種狀況的窘面。就此，我想加強本市農村現代化灌溉工程建設非常必要，這一問題的解決利國利民。
1 加大我市農村現代化水利灌溉必要性分析
1.1 可以解決第一產業和的二產業用工需求矛盾
城市化發展進程加快，農閑季節進城務工人員越來越多，他們大多數是青壯年勞力，而留守在家的大部分是老人和孩子，他們的體力有限，落后的噴灌方式對他們來說難度較大。而出現旱情時，城內的務工人員又不能及時回家，這樣就造成抗旱時，農村人員緊缺狀況，直接導致農作物減產，甚至絕收。迄今，在我市仍有很多良田是靠天看收成，這一現象的出現說明了我市農業現代化水平不高，突出表現在農業灌溉上。粗放式的管理，靠天吃飯，給我國農業帶來很大損失。如果我們擁有現代化的灌溉工程，我們只需接上噴頭，合上空開，一切問題就解決了。務農人員也不辛苦了，適時合理灌溉農作物增產了，在外務工人員又能安心做工，增加的收入可以補貼農業，何樂而不為呢？
1.2 現代化的灌溉技術應用可節約水資源，保持良好的生態環境
水在農作物生長中占重要地位，種子的萌發期，苗木快速生長期，過冬期都離不開水。農作物生長所需水分，一部分來自大自然的恩賜，一部分需人工灌溉。人工灌溉方面，我市大部分縣扔用機器抽水噴灌或漫灌，這一方面浪費了大量的水資源，另一方面影響了土壤微生物的活動，再加上不合理的亂施肥，破壞了土壤結構.我國雖然人口眾多，地大物博，但我國仍然是一個水資源缺乏的國家，許多大城市飲用水緊張，地下水位急劇下降，給人們的生活帶來了許多不便。如果我們有了現代化的農田灌溉工程，農田實現了控量適時適量灌溉，不僅保證農業豐收，農民豐衣足食，而且可以節省大量的地下水資源，造福子孫后代。有條件的縣鄉可以引河水進行農田灌溉，這樣更有利于水資源的合理使用，節約大量地下水。水資源的合理利用可以優化生態環境，動植物生息繁衍都離不開水，如果我們有了現代化的灌溉工程，灌溉時適量用水，不僅能滿足農作物生長用水，而且能減少對土壤微生物的影響，另外還可以節約大量水資源。
2 現代化高效水利工程對我市農業產生的多種效益分析
2.1 經濟效益分析
（1）節約水資源，節約能源效益。我市目前多采用機器抽水噴灌，漫灌，灌溉水利用系數約為0.685，現代化高效節水灌溉工程建成后低壓噴灌，滴管，灌溉水利用系數可達到0.855，每年可節約大量水資源。同時每公頃按節約22.5千克柴油算，每年可節約360萬千克然能。
（2）作物增產效益。如果按農作物每公頃增產1000千克，我市每年可多產糧食16000萬千克。農林瓜果增產更為明顯。除去工程分攤外。農業多收入相當可觀。
（3）省時，省工效益?，F代化水利工程建成后，灌溉自動化，將節約大量勞力。傳統方法灌溉，1公頃需3人花費一天時間澆灌。每人每天100報酬。一公頃地需300元，現代化水利工程建成后，每公頃地可省200元，全市可省3200萬元工時費。
（4）集約效益。現代化農村水利工程的建設，有利于合理的利用資金，節約資金。以前農村是個散攤子，農民各顧各。很多農事操作起來浪費了大量農業資金。就抗旱這一事來說，每家都有一套設備，用的時間少，閑置時間多，占據了大量資金，設備的使用壽命也很短?，F代化的水利工程，使用周期長，效率快，效益高，建設資金可分期分攤回收。
2.2 社會和環境效益分析
現代水利高效灌溉工程的建設，有利于緩解工業用水，飲用水與農業用水緊張的矛盾，同時也解放一部分生產勞力。促進城市與農村和諧發展，第一產業與第二產業共同發展。它起到預防旱澇災害，保證農業穩產高產，利于農村穩定。合理水資源利用不僅給農作物生長創造了良好條件，促進其增收增產，而且有利于土壤微生物的生存，起到改良土壤作用。同時有利于農田生態氣候的形成。
3 我市建設現代化水利灌溉工程可行性分析
3.1 經濟可行分析
從以上經濟效益分析看，我市農村建設現代化水利灌溉工程具有巨大的利益。從資金來源上看，農村水利建設是國家主要扶植項目，便于資金調撥，同時，我市存在多種所有制資金可投入使用。也可以多渠道引用外資。
3.2 技術可行性分析
我國目前有許多低壓灌溉工程，滴灌，微噴灌工程技術可參考。我市有很多水利，農業工程師可進行技術指導和監理。
3.3 社會可行性分析
隨著社會文明不斷進步，人們的思想覺悟在不斷提高，社會化的大生產，增強了人們的合作意識，經濟意識。人們會接受這一利國利民工程的建設。
4 現代化農田水利灌溉工程建設與管理建議
4.1 建立工程規劃制度
良好工程的出現是合理規劃與嚴格施工的結果，工程建設要有審批與復查手續，有可追溯的原因，有可承擔責任之人。
4.2 工程建設必須公開招標，接受農民監督
農民是工程的利用者，他們會真心參與招標監督，他們更希望有實力的企業中標，建造出優質工程。
總之，隨著我市農業建設的發展，建立建設高效農業，現代化的水利灌溉工程的建設必不可少，這一工程的實施又進一步把農民從繁重的勞作中解脫出來。不僅節約了大量的水資源，而且有利于生態環境的優化。不僅集約了資金，而且節約了資金。現代化的水利灌溉工程建造，可以預防農田旱澇災害，穩定農業生產。現代化農業灌溉工程的建造，將是我市農業發展史上一個里程碑。它是一項重要的民心工程，必將得到社會各界的大力支持。
【關鍵詞】農田水利工程；節水灌溉技術；應用分析
節水是整個農業節水灌溉的核心，也是未來節水灌溉農業研究和發展的方向。針對水資源在運送過程中和田間灌溉工程中的損耗，借助一些工程設施減少水資源的蒸發和下滲，讓更多的水資源灌溉到田間地頭，提高水資源的利用率。下文將對農田水利工程中的節水灌溉技術進行詳細的論述。
一、我國農田水利節水灌溉的現狀
農業水利體系的建設是作為我國農業水利整體的一個重要部分和內容，與人們生活息息相關，并且也在很大程度上影響我國農業的發展以及農村經濟的發展，并直接體現著農業對于老百姓的受益程度。國外比如美國、日本、荷蘭以及以色列等對于節水灌溉技術的研究比較早，其投入的資金以及精力也相對較多，所以節水灌溉技術在這些國家有著很好、很先進的應用，且發揮了很重要的作用。而我國對于節水技術的研究起步晚，資金投入也較少，所以該技術的研究推廣與應用就相對的發展較為遲緩。同時，我國也是水資源較為貧乏的國家，水資源只占世界總水資源的百分之六，所以日益膨脹的人口和緊缺的水資源之間的矛盾已經越來越明顯，水資源的匱乏已經成為影響我國經濟發展的一個重要因素。灌溉方式的不合理、不科學使得我國本來就較為缺乏的水資源利用效率更加低下，水資源浪費現象嚴重，這又在一定程度上加劇了水資源的短缺。因此，要大力發展節水灌溉以及相關的農業技術已經至關重要了，這也是我國建設現代化的農業、使傳統農業向高效率、高產出和高品質發展的必然選擇。
二、節水灌溉技術在農田水利工程的應用分析
節水灌溉技術的采用不能完全脫離我國農業發展的基礎和現狀，應該要結合目前我國農業發展的情況來進行有針對性的研究。目前，已經推廣和研究的相關節水灌溉技術大概有十幾種，每種技術都有使用條件和使用優缺點。下文將對四種主要的節水灌溉技術進行論述。
1.噴灌式節水灌溉技術
該項技術主要應用于大面積的農田灌溉，借助噴灌機，實現節水灌溉。該項技術的工作原理是，利用噴灌機運行時的壓力，帶動卷盤，促使水資源可以通過軟管，實現正常灌溉，在噴灌機上安裝噴頭，保障農田水利可以大面積接受噴灌水分，農田灌溉的路線可以自行設計，自由移動噴灌機即可，隨著噴灌機的移動，實現農田水利各個方向及方位的灌溉。該技術的優點是，能夠適用在不同的農田地形中，操作上比較方便，不需要復雜的管理方式，可以實現自動化的技術控制，灌溉效率非常高。技術缺點：耗損相對較大，占據農田面積較大，必須借助設備通道才可實現噴灌，所以在農田內需建設專用通道，浪費農田面積。
2.微灌式節水灌溉技術
該技術主要應用于大棚種植，尤其是蔬菜類的作物，在大棚室內完成灌溉。 該技術的工作原理是，根據作物的需水要求和灌溉周期，利用滴灌或微噴的方式，在農田灌溉區域，構建通水管道，在管路周圍安裝灌水器，還可在灌水的同時，融入作物所需要的養料、肥料，直接將管路放置在作物的根部，促使水分在重力的作用下，順利流入農田內，達到灌溉的效果。該技術的優點是，節水效果較好，既可以防止水分外泄，也可防止水分過度蒸發，而且技術所需要的組合設備比較簡單，基本是由管路、滴頭、滴灌等組成，不需要規模較大的機械設備，有效做好水資源節約的工作。
3.井灌式節水灌溉技術
此技術主要是防止過度使用地下水資源，防止地下水位過低，利用科學的生態搭配，達到節水灌溉的效果。圍繞農田的生態水資源，進行合理的劃分，例如：將井灌高峰期安排在農田急需水分的時期，除此時期以外，盡量降低農田的灌水量和灌水周期，以農田的總產為生產目的。可以將井灌設置到農田的中心位置，利用干管與直管，形成移動式的井灌系統，安裝兩套井灌系統，達到井灌的最佳狀態，井灌式的節水灌溉技術，既可以有效分配地下水源，避免水資源的無理開采，又可以達到節水高產的狀態。
4.防滲式節水灌溉技術
此技術主要用于水庫灌溉的農田水利，因為水庫蓄水本身含量較少，不可實現循環或再生效果，所以需以水庫含量為主，實行農田節水灌溉。該項技術的工作原理是，在農田中加入防滲薄膜，避免灌溉時，水資源滲漏到無需灌溉區域，造成水資源浪費，一般農田在實行防滲技術時，基本會建立專有的通水渠道，如混凝土、石塊等，著實提高防滲效果。該技術的優勢是，技術設備穩定性較高，而且可以長期使用，既可以實現水資源的外部貯存，還可以避免水資源的蒸發及滲透。
三、節水灌溉技術在農田水利工程中應注意的事項
1.根據當地的實際情況，選用合適的節水灌溉技術
農田的水土條件不同與農作物的類型不同，所選用的節水灌溉技術也是不相同的。節水灌溉技術的選用要因地制宜，符合農作物的特點以及農田的水土條件。在應用農業節水灌溉技術的過程中，對于產出效益不高的大田糧食作物，應該采用以地面灌溉為主的節水灌溉技術。并且還要加強對于膜壟溝灌技術等投資較小的技術的推廣和應用。在條件比較好的狀況下，農田水利工程中可以選擇噴灌技術或是滴灌技術等需要較高投資的節水灌溉技術。
2.要依據農作物的種植結構的調整確定節水灌溉技術的選用和變化
調整農業種植結構就是擴大林草的種植面積壓縮耕地種植面積，擴大經濟作物的種植面積減少糧食的種植面積，以及擴大耗水較低作物的種植面積減少耗水高農作物的種植面積，以此來選擇和確定節水灌溉的技術，保證單位用水量的農作物的經濟效益和產出。
3.加強對節水灌溉工程的管理
加強對農業節水灌溉工程的管理，是提高灌溉工程使用效率的一種有效措施。當前我國存在一種普遍現象，就是在節水灌溉工程的建設前期各部門的重視程度都很高，并且會親臨現場實施指導工作，但是在工程建成后相關部門就疏忽了對工程的管理。針對這種情況相關管理部門應該提高認識，轉變工作態度，根據節水灌溉工程管理的需要制定科學的管理制度，并成立專門的管理機構安排專人定期對節水灌溉工程進行監督管理，及時發現工程項目在使用過程中產生的一些問題，安排專人進行檢修，最大程度的提高農村節水灌溉工程的使用效率。
四、結束語
綜上所述，在發展節水灌溉工程時，不僅需要建立相應的水利工程，同時還需要對當地的自然條件、社會經濟條件等綜合性的因素進行全面的考察，只有這樣節水灌溉水利工程才能最大程度的發揮效用，充分的解決當前水資源與農業灌溉之間的尖銳矛盾。
參考文獻：
[1] 程云偉.節水灌溉技術在農田水利工程中的應用[J].中國水運（下半月），2014（2）.
[2] 柴敬禮.農田水利工程高效節水灌溉發展分析[J].農業與技術，2014（4）.
關鍵詞 無線傳感器;網絡技術;農業自動化
中圖分類號 TP393文獻標識碼 A文章編號 1674-6708(2010)18-0129-02
1 無線傳感器網絡研究背景以及發展現狀
隨著半導體技術、通信技術、計算機技術的快速發展,90年代末,美國首先出現無線傳感器網絡(WSN)。WSN是由布置在監測區域內傳感器節點以無線通信方式形成一個多跳的無線自組網(Ad hoc),其目的是協作的感知,采集和處理網絡覆蓋區域中感知對象的信息,并發送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者是WSN的三要素。將Ad hoc技術與傳感器技術相結合,人們可以通過WSN感知客觀世界,擴展現有網絡功能和人類認識世界的能力。WSN技術現已經被廣泛應用。
2 WSN技術在農業生產自動化中的應用
2.1 我國農業發展現狀
農業生產的發展過程受到了社會以及自然兩方面的影響。我國是農業大國,建國初期,為了解決糧食供應短缺問題,在農業生產上,注重產量,當前我國溫飽問題基本得到解決,農業生產應該用經濟效應來衡量,注重產業效率,我國大部分地區農業生產相當的落后,仍然靠人力、畜力耕種,限制了勞動力,提高了生產成本。因此我國農業發展趨勢應走向自動化,高效率,高精度的機械化,智能化生產。
2.2 WSN技術在農業生產中的應用
2002年,英特爾公司在餓勒岡建立了世界上第一個無線葡萄園,將無線傳感器結點人工分布在葡萄園中,對園中土壤的溫度以及養分含量等作物生長條件進行實時監控。杭州齊格科技有限公司與浙江農科院合作研發了遠程農作物管理決策平臺,該平臺利用了WSN技術實現對農田的溫度、濕度、光照等信息的監測。北京市“蔬菜生產智能化網絡傳感器體系研究與應用”項目,將WSN應用于溫室蔬菜生產中。將溫室作為一個監控區,使用WSN技術對溫度、PH值、含水量、光照強度等進行測量,根據實際需要,對溫室條件進行調整,以達到農作物生長的最佳條件,增加作物產量。在大規模部署傳感器節點時可以通過飛機播撒,人工設置,火箭彈射等方式部署在預設區域。無線傳感器網絡具有的實時性監測,無線通信特點,使其在農業生產上有很大發展前景。典型應用如下:
1)農業灌溉自動化控制技術
我國是個貧水國家,水資源總量居世界第4位,人均僅為第121位。農業用水占總用水量的七成,但我國農田灌溉十分落后,水的實際利用率很低,浪費嚴重,與發達國家相比仍有差距。采用自動灌溉系統,在土壤中人為安放水分傳感器、溫度傳感器,對農作物的生長條件進行監控,根據實際,進行自動供水和自動按一定順序進行灌溉。
2)溫度自動調控
蔬菜生產中,溫室生產規模正在逐步擴大,傳統溫室監控系統成本高,移動性差等問題很突出。近年來,節能高效的WSN技術正在溫室監控領域興起?；赪SN的溫度監控系統由匯聚節點和子節點構成。將傳感器分布在溫室中監控溫室內土壤溫度、濕度、PH值、光照強度等,通過無線網絡傳到匯聚結點,匯聚結點對數據進行處理,將命令通過無線網絡下發給調控節點,調控節點根據所得命令對灌溉設備、加熱器等進行控制,改變溫室條件。匯聚節點還可接受人工控制,與互聯網連接,使用戶可以進行遠程監控。
3 WSN在農業生產中的應用
3.1 WSN實際應用中的問題
在實際農業生產中,節點工作環境惡劣,網絡規模較大,節點數目多,在保證網絡規模的同時,要考慮網絡成本,為了實現實時監控,傳感器的施放位置很難定位,節點能量有限,節點可能會失效,WSN在實際應用中的問題如下:
1)網絡規模較大
節點必須盡可能大規模高密度部署,保證監控區域的覆蓋范圍和連通度,否則無法實施網絡的自組和數據匯聚,而大規模組網,使生產成本增加,降低了經濟效益,影響網絡實際應用。
2)對于網絡容錯的解決
農業生產中,各傳感器網絡所監控到的數據的準確性對農業生產非常關鍵。及時了解節點的狀況,進行網絡容性處理對農業生產的影響十分重要,而網絡容錯所要處理的問題主要是節點檢測和節點恢復。節點檢測則需要GPS對其定位,若在大范圍的布置GPS設備,會提高成本,保證節點定位同時保證經濟效益是需要解決的問題。節點恢復,常常用冗余的節點替換失效的節點功能的方法解決,但對冗余節點的位置與數量有一定要求。
3.2 WSN的關鍵技術
由WSN的結構特殊性,對于WSN在實際應用中應該掌握以下關鍵技術:
1)節點定位
定位技術是位置未知節點根據少數參考節點,根據特定的機制確定自身位置,包括節點自定位和網絡區域內的目標定位跟蹤。節點自定位是指確定網絡中節點自身位置,是部署組網的基本要求。目標定位跟蹤通過網絡中節點之間的配合完成對網絡區域定目標的定位和跟蹤,一般建立在節點自定位的基礎上。常用方法用三邊測量法,三角測量法和極大似然估計法。
2)與其它網絡的融合
WSN與現代網絡融合將大大提高WSN的實際應用功能,將WSN與移動通信網絡、Inter網融合,一方面WSN可以借助著兩種傳統網絡進行通信;另一方面可以利用傳感信息實現新的發展。
4 結論
WSN絡融合了嵌入式技術、計算機網絡技術和通信技術等現有的先進技術,自主實現對各種信息的采集、傳輸和處理,是一種有廣泛發展前景的監控網絡技術。為人們提供了一種全新的信息采集、信息處理和信息利用的方法,具有自主性,實時性特點,適合農業生產管理。文章通過對WSN的組成、體系結構和關鍵技術的簡介和其在實際農業生產應用實例,說明WSN在推動農業生產自動化中的作用。
參考文獻
[1] 孫利民,李建中,陳渝,等.無線傳感網絡[M].1版.清華大學出版社,2005,5.
[2] 年海,王志華,李曉華. 無線傳感器網絡技術及其在新疆農業的應用研究[J].新疆師范大學學報:自然科學版,2009,28(3).
[3] 袁玲芝.淺析我國農業機械自動化技術與應用[J]. 黑龍江科技信息 ,2009(17)
.
