农田灌溉自动化精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇农田灌溉自动化，期待它们能激发您的灵感。

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关键词：自动化 农田 节水灌溉

中图分类号：TN830文献标识码： A

精细农业是20世纪80年代初国际农业领域提出的一门新兴的跨学科综合技术。它是通过高效利用农业资源，从而获得经济、环境等方面最高回报的一种管理策略和技术体系。其本质是基于农田小区内作物生长环境和产量差异性的科学变量管理方式来实现，因此，快速有效地采集和描述影响作物生长因子与作物生长环境的空间变量信息，是开展精细农业实践的重要基础。目前，农情信息快速采集技术的研究落后于支持精细农业的其他技术(如产量传感器技术等)的发展，已成为当前研究的重要课题。

1. 1 总体设计思路

高效节水灌溉项目涉及水利应用领域和不同管理层级，需要解决的问题纷繁复杂，为了准确对高效节水工程进行设计，保证信息化建设的顺利进行，信息化系统主要设计思想是：运用先进的现代科技技术来管理整个系统，设计时基于高效节水灌溉项目对系统信息进行分类，确定出结构上合理，技术上易于实现和满足实际应用，性能上优良的信息化管理系统。达到泵站节水灌溉、视频监视等目标，实现无人值班和少人值守。以可持续发展的思路，用现性思维和理念转变传统的治水思路，向管理要效益，充分利用现代信息技术，创造出和谐的数字化枢纽工程。

1.2系统体系框架

整个系统构建成区镇级控制中心――项目区自动化控制系统二级结构，控制中心和项目区之间通过自建或租用公网VPN光纤方式，为了真正达到统一规划，二级系统内部的软件层次是类似的，遵循统一技术标准。

（1）系统层次结构

本系统的总体结构是基于分层思想进行设计的。分层的基本原则是系统各层相对独立，系统的任何一层都只依赖于低于自己的层，而完全独立于高于自己的层。

本系统可以划分为四个层次，分别是自下而上的基础设备和辅助设施层、网络通信及计算机设备层、系统支撑平台层、应用软件层，以及贯穿整个系统的各个层面的系统安全体系。

（2）镇级控制中心

各乡镇设置分中心，负责实现项目区内各监测站和分中心数据交换，同时负责控制分中心与总控制中心数据通讯交换。

（3）项目区控制系统

在各项目区设置监测站控制系统，负责实现各监测站自身的业务管理，包括各类生产监测、视频监控数据的采集，以及上级调度指令的接收执行。

1.3 灌溉自动化系统与管道智能化灌溉系统

1.3.1 镇级控制中心功能

镇级控制中心是该系统的主控制操作中心，它是由操作人员根据系统反馈来的信息（如数据信息、图像信息等），给项目区下达指令，不需人员进行现场操作，一切操作实现了无人化管理，真正实现了远距离自动化控制。

1、数据采集和处理

（1）数据采集

系统通过通信模块获取来自各个项目区的数据并将之存入镇级控制中心数据库。如：水泵开启状态；水位；气象参数等；水位仪、电机设备运行状态等。

（2）数据处理与计算

时流量与累积流量：根据水位、站机组装置效率与水泵性能曲线计算。对测量监测的数据进行准确性和误差校验，最后经格式化处理后形成实时数据并存入实时数据库，以便生成各种数据库，供查询、打印、显示等。

2、运行监视和事故报警

（1）监视

使运行人员通过屏幕对各主设备的运行状态进行实时监视。所有要进行监视的内容包括当前各设备的运行及停运情况，并对各运行参数进行实时显示。

（2）参数越限报警

计算机自动控制系统对某些参数以及计算数据进行监控，对这些参数量值可预先设定其限制范围，当参数越限及复限时要作相应的处理。

（3）故障状态显示记录

计算机自动控制系统定时监测各种故障状态信号，一旦发生状态将在屏幕上即时显示出来，同时记录故障及其发生时间，并画面弹出报警。系统对故障状态信号的查询周期不超过两秒。

3、控制和调节

管理中心值班人员通过主控站计算机人机接口对设备进行监控，主要有：自动完成开、停机和泵机组启闭；电气设备开关合/分操作；各种辅助设备的操作；各种整定值和限值的设定；各种信号处理等。

4、其它功能：数据通信、统计与制表、画面显示、语音提示功能、运行操作指导和事故处理指导、系统自检和自动重启动

1.3.2 项目区监控系统

项目区监控单元完成各传感器数据采集处理、控制与调节、保护和报警、数据通信等，对泵机组站的主辅设备的运行状态、运行参数以及传感器、仪器仪表的测量值进行实时采集、处理，存入实时数据库，作为系统监视、告警、控制、制表、模拟图形显示的依据，并通过公网VPN或自建光纤网与区管理中心进行通讯，结构如下图所示。

1、数据采集与处理

监控中心监控主机接收项目区泵站电气信息化自控装置上传的各类实时数据，包括模拟量、开关量、综合量和SOE事件顺序记录、越复限事件记录等。按收到的数据进行数据库刷新、报警登录；接收上级调度系统下发的命令以及接收其它系统发来的数据。

2、对采集的数据进行如下处理：

对模拟量数据（流量数据等）进行数据滤波、合理性检查、工程单位变换、数据变化及越限检测等，并根据规定产生报警和报告；状态数据处理包括光电隔离、硬件及软件滤波、基准时间补偿、数据有效性和合理性判断，并根据规定产生报警和报告；

事件顺序记录处理记录各个重要事件的动作顺序、事件发生时间（年、月、日、时、分、秒、毫秒）、事件名称、事件性质，并根据规定产生报警和报告。

1.4灌区信息采集

该控制系统运行主要是依靠灌区信息的，全面、准确的信息采集对系统良好控制起关键作用。因此在微灌区田安装高精度、高灵敏度的传感器以测量土壤墒情、大棚环境温度、二氧化碳浓度。同时在田间安装小型气象自动观测站来观测每天的天气变化。安装田间设备防雷防止雷击破坏。以上数据经过无线传感器网络的采集节点采集处理后，通过无线传感器网络的网关，将田间数据信息实时、准确的传输至数据监控中心进行存储、管理和分发。

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农田灌溉自动化系统可以实现精细、适时灌溉，不仅能提高水利资源的利用率，还能促进农业增产增收。发达国家发展高效农业的一个重要途径就是灌溉管理的自动化，对灌区内水情、墒情实时监测预报、并根据作物的生长情况制定相应灌溉规划。我国农田灌溉自动化研究处于起步阶段，目前主要依靠人工测量和控制， 数据收集和处理难，不利于用水的精确管理和合理化灌溉。随着我国农业现代化的发展，农田灌溉自动化变得越来越重要。

二、现实意义

为了解决我国农业用水存在的水资源紧缺与水资源污染、浪费严重的突出矛盾以及节水灌溉管理体系有待加强完善的问题，应该更新观念，以现代化大农业的发展为中心，不断向节水灌溉、高效用水模型和绿色环保的研究领域扩展、加强作物需水规律和灌溉制度的研究、加强农田水利应用基础研究等措施，解决农业水资源短缺，保证农业、水利可持续发展。

三、研究目的

实现水稻用水灌溉的最优控制，为农田灌溉排水工程设计和运行管理提供科学依据，为农业可持续发展提供技术支撑，对现代化大农业发展起到引领和示范带动的作用。

四、系统功能

把田间多余灌溉用水排进蓄水池进行保存，最大限度地节约水资源。由于循环水中含有化肥、农药、养料，使之循环利用，做到不污染环境，节约农药、化肥、节约生产成本，绿色环保。水稻田间铺设灌水、排水管道，田间装设电动进水阀门和电动排水阀门、电磁流量计、水位计、水质检测等仪表，按照寒地水稻的全生育期的灌溉需水规程要求，做到灌溉水的自动循环利用，减轻劳动强度，降低人工成本。

五、系统理论基础

智能化循环节水灌溉项目以水稻叶龄诊断技术为理论基础，根据水稻不同叶龄时期的需水规律，分别制定出水稻各叶龄生育时期的灌溉控制策略。秧苗三叶一心开始插秧，田间保持花达水状态；4叶返青期，上护苗水3-5cm；分蘖期保持3-5cm水层，分蘖盛期即7叶期晾田控蘖5天左右；拔节期和孕穗期实行间歇灌溉，水层自然落干后，再灌水3-5cm；孕穗末期至始穗期可根据水稻长势适当晾田；抽穗、开花至蜡熟期继续实行间歇灌溉；水稻成熟前30天停止灌溉，等待收获。

六、系统工作过程

安装在灌水渠和排水渠上的智能灌溉控制装置接到系统决策指令后，通过控制灌水和排水电磁阀的开启和关闭，将蓄水池中的水流入格田或将格田内多余的灌溉水回收到蓄水池进行储存，供下次灌溉使用，从而实现自动化的循环灌溉。

由于天气高温、蒸发量大或其他原因造成格田内的水层深度低于水稻该叶龄期的水位临界值时，系统对传感器采集的数据进行分析诊断后，自动发出灌水指令，蓄水池中的水泵接到指令后立即启动，蓄水池中储存的灌溉水流向灌水渠，同时灌水渠的电磁阀自动打开，灌溉水进入到格田内。当格田内的水层深度达到系统预设值时，系统发出停止指令，蓄水池的水泵停止工作，灌水渠电磁阀自动关闭，停止灌溉。

由于栽培技术要求需要排水，或者是遇到较强的降雨造成格田内的水层深度高于水稻该叶龄期的水位临界值时，系统诊断后立即发出排水指令，排水渠电磁阀自动打开，田间多余的水通过排水渠流向蓄水池并储存起来。当格田内的水层深度降到系统预设值时，系统发出停止排水指令，排水渠电磁阀关闭，停止排水。

七、应用效果分析

1、 用水量监测

对系统灌溉监测数据统计分析，智能化循环节水灌溉用水量107m3/亩，其中排水量45m3/亩，需地下水62m3/亩，常规灌溉需地下水128m3/亩，全年省水66m3/亩。节约了水资源，实现农业可持续发展。

2、 节约肥料成本分析

分别在水稻插秧排水、分蘖、晒田排水和齐穗4个时期，采集水样。养分化验结果见下表1。

蓄水池全氮含量1.2mg/L，晒水池全氮含量0.34mg/L，差值为0.86mg/L，循环水二次利用水量45m3/亩，增加全氮养分含量38.7g/亩，可节约尿素0.09kg/亩；磷肥比较稳定，养分流失量很小，可忽略不计，速效钾流失量最高，按上述方法计算，可节约50%硫酸钾0.6kg/亩，通过智能化循环节水灌溉技术亩节约尿素0.09kg，50%硫酸钾0.6kg，节约肥料成本3.1元/亩。

2、 节约人工成本分析

应用该项技术实现灌溉管理的智能化、自动化控制，节约水稻生产灌溉田间管理人工费15元/亩。

八、技术应用结论与讨论

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【关键词】节水灌溉；自动化；发展趋势

引言

我国是世界严重缺水的国家之一，农业是用水最大用户，农业用水总量4000亿m3，占全国总用水量的70%，而目前我国农田水分利用率和水分利用效率都比较低，其中农田灌溉水的利用率平均仅为40%―50%左右，农田对自然降水的利用率仅达到56%；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―0.75 kg/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1300亿―2600亿m3，其中农业缺水500亿―700亿m3。加快发展节水高效农业，不仅是解决我国水资源短缺、实现水资源高效利用的有力保障，同时也是保障粮食安全、生态安全和水资源安全的重大基础战略，可以大幅度增加农民收入，有力地推动农业和农村经济可持续发展，具有重要的战略地位和深远的意义。而当前我国在节水灌溉方面还基本停留在人工操作上，即使有些地方搞了一些灌溉工程自动控制系统，但只是小面积的局部控制。真正具有扩展功能的大规模灌溉工程的计算机监控系统应用还不多见。

灌溉自动控制模式与人工控制力式相比，具有节省水、肥、能量、杀虫剂、人工等优点，并可基本消除在灌溉过程中人为因素造成的不利影响，提高操作的准确性，有利于灌溉过程的科学管理和先进灌溉技术的推广。同时通过灌溉控制器适时、适量地灌水，提高农作物产量，有利于我国广大农村劳动力的转移和农村经济结构的调整，同时，对环境保护也起到一定的作用。

一、国外灌溉自动化技术的发展状况

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农业可持续发展的重要措施。发达国家在生产实践中，始终把提高灌溉（降）水的利用率、作物水分生产效率、水资源的再生利用率和单方水的农业生产效益作为研究重点和主要目标。这些发达国家从最早的水力控制、机械控制，到后来的机械电子混合协调式控制，到当前应用广泛的计算机控制、模糊控制和神经网络控制等，控制精度和智能化程度越来越高，可靠性越来越好，操作也越来越简便。

1、 电气信息技术在灌溉控制中的应用

30年前，沟灌和漫灌几乎全靠人力，自动化技术未能应用到灌溉工程中。真正的计算机控制灌溉源于以色列。该国最初把自动化控制技术应用到灌溉中的原因是：以色列足一个极其缺水的国家，从自然条件上讲必须发展节水农业；另一方面是出于中东安全的考虑，以色列人想通过自动化控制技术在家里控制农田灌水，减少由于武装冲突带来的危险。最初的灌溉控制器是一个简单的定时器，这可以看做是灌溉控制自动化的第一阶段。随着控制技术、传感器及水的发展，以色列开发了现代诊断式控制器，这种控制器把以前不能采集到的信息通过不同的传感器来获得，通过互联网、远程控制、CSM等来实现数据传输，然后通过计算机中的一些模型来处理信息，做出灌溉计划。

2、人工智能在灌溉中的应用

由于土壤湿度传感器的非线性以及其输出延迟较大，采用传统的反馈控制方法很难得到满意的结果，而近几年由于人工智能技术的发展，使得人工智能技术在节水灌溉中的应用显示出广阔的前景，其中包括用专家系统、模糊逻辑系统、神经网络来预测和建模，使得灌溉控制器用这些智能技术来及时、准确地预测环境参数，同时控制这些参数使得它更适合于作物生长。糊控制和神经网络在灌溉控制器中的应用较多，这些系统一般以土壤湿度传感器测土壤水分，同时还通过自动天气预报站估算出作物的蒸腾量，然后把这两个信息经模糊化后输入到模糊控制器，模糊控制器经模糊规则决策得出模糊输出，再把该模糊输出精确化传送给执行机构，控制电磁阀动作。如果该控制不能得到满意的结果，则可以通过神经网络来优化控制规则。

模糊控制不需被控对象的精确模型，它是根到另一个神经网络去预测灌溉需求。根据人的手动经验或专家的知识来设计的。一个有经验的农民能知道合适的灌溉时间和灌溉量，既然模糊控制能够模拟人的推理能力。所以把模糊控制技术和传统的控制方法结合将是非常有发展前途的。

二、国内灌溉自动化技术发展状况

国内在开发灌溉自动控制系统方面处于研制、试用阶段。能实际投入应用，且应用较广的灌溉控制器还不多见。在开发的产品中有代表性的如中国农业机械化研究院联合多家单位研制的2000型温室自动灌溉施肥系统，该系统是国家“九五”科技攻关项目中自主研发的科技产品。该系统结合我国温室的环境和实际使用特点，以积木分布式系统结构原理，解决了计算机适时闭环控制、动态监测、控制显示中文、施肥泵混合比可调、电磁阀开度可调等关键技术问题。该系统具

有手动控制、程序控制和自动控制等多种灌溉系统模式，可按需要灵活应用，在大连、北京等地已经投入了应用。从系统运行情况来看，该系统有很好控制效果。取得了一定的经济效益和社会效益。天津市水利科学研究所研制的温室滴灌施肥智能化控制系统主要用于现代温室，日光温室作种物的灌溉营养液施肥，环境监测的智能控制，采用世界先进的可编程序控制器和触摸屏控制技自动灌溉控制器，性能可靠、功能齐全、人机界面友好、操作简单、价格低廉，此控制系统的控制流量为15 m3h， 控制规模为1―2 hm2，能控制24路阀门，系统具有人工干预灌溉施肥功能，定时、定量灌溉施肥功能，条件控制灌溉施肥功能。北京澳作生态仪器有限公司的澳作智能节水灌溉控制系统可与各种滴、喷灌系统连接，实时监测土壤墒情，根据要求自动灌溉。控制方式灵活，手动、半自动、全自动任选且可随意在计算机上更改，可同时控制多个设备，受控区位置及形状，环境参数及设备状态可同时显示在中心计算机上。北京奥特思达科技有限公司研制的WT一02型微喷灌定时自动控制器，是一种供农业、草坪、果园、温室一般场合给水的电子灌溉自动控制系统。

1995年，许建中在大规模灌溉工程的计算机监控系统中采用分散功能和集中管理，各局部系统(RTU)都能独立工作，各RTU之间的信息则通过高速数据通道进行联系，其控制方式包括时间控制、水量控制、时间水量综合控制、综合分析制。毛慎建、张和许一飞(1995年)在智能化灌溉控制器研制中，介绍了以803l单片机为核心的全自动化灌溉控制器，该控制器可以按照任意设定周期进行灌溉控制，也可以根据检测的土壤水分状况进行闭环控制，能够控制多路灌溉系统进行多种方式灌溉，该系统已成功用于北京航空航天大学体育场，从投入运行的情况来看，情况良好。许吉力(2000年)以以色列和法国Richel温室系统为对象，综合分析了温室灌溉系统的要求和特点，提出了一种以集散控制系统方式的温室计算机控制系统的组成方式，采用了面向对象编程技术和事件驱动方式，能及时响应用户请求，使系统不但具有非常友好的人机交互界面，而且具有良好的实时控制功能，强大的信息查询能力。胡清和桂玉屏(1999年)在采用计算机控制农田灌溉网络系统设计中，介绍了一种低成本新型水传感器，并把它用在农田灌溉计算机网络系统中，该装置成功应用于福建省漳州市甘蔗灌溉试验站，取得了满意的结果。朱长青、曹成茂(2001年)在多用途节水灌溉控制系统研制中，介绍了一种以单片机控制为核心，能适应多种作物节水灌溉控制系统，该系统研制时充分考虑各种作物的特点，综合选择与灌溉控制密切相关的三个因素作为综合控制对象。其它国内研制得自动灌溉控制器，还有直接用PC机进行控制的，这样使成本增加，不易在田间较恶劣环境下使用等缺陷。

三、节水灌溉自动化技术发展趋势

经过多年的发展，国外灌溉控制器已逐步趋于成熟、系列化，但价格昂贵。国内虽引进一些，但多数是农业示范区、科研单位、高校，虽然国外生产的灌溉控制器性能优越。但没有考虑我国特殊的自然、气候、土地资源、农民经济状况等因素，因而国外引进的灌溉控制器在国内应用并不普及。国内虽然有多家研制灌溉控制器。但多数是小规模、实验和理论的探讨，应用不够普及，究其原因一则是开发性能完善的灌溉控制系统需要大量的人力、物力的投入，需要多部门、多学科的融合，这在一定程度上限制了性能完善、适应性强的控制器的开发。其次是现在开发出来的灌溉控制器价格昂贵，农民尽管知道能节省人力、灌溉用水、提高产量，但由于一次性投资太大，多数农民承受不起，这也在一定程度上限制了灌溉控制器的普及。

随着中国农业现代化进程的加快、农业结构的调整、以及我国加入WTO等因素，可以预计对农业灌溉自动化技术的要求会越来越高。灌溉控制器在我国将有巨大的市场。节水灌溉控制器近期在中国应朝着价格低、性能可靠、操作简便的方向发展。但从长远利益考虑，新的智能化技术、传感技术和农业科技的引入、应用和普及，将会有智能化程度更高、功能更强、性能更稳定可靠的灌溉控制器出现。

结束语

综上所述，西方发达国家在节水灌溉控制器的开发上已越来越成熟，且发展趋势是研制大型分布式控制系统和小面积单片机控制系统。同时随着人工智能技术的发展，模糊控制、神经网络等新技术为节水灌溉控制器的研制开辟了广阔的应用前景。而国内在灌溉控制器的研制方面还没有形成规模大、应用范围广的成套灌溉控制产品，国内的一些高尔夫球场等大面积场地灌溉控制，一般引用国外现成的成套灌溉控制产品。而广大农村可根据我国国情和各地经济和技术发展的实际情况，采取简单可行的节水灌溉措施及相应的排灌机械和设备，大力发展可靠、实用、成本低、操作简便的节水灌溉控制器，这样做不仅具有广阔的市场，而且具有巨大的社会和经济效益。

【参考文献】

【1】毛慎建，张，许一飞.智能化灌溉控制器.北京农业工程大学，1995（2）

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唐山市农田水利工程可控制有效灌溉面积755万亩．占耕地面积的90．7％，其中万亩以上灌区20处，可控制有效灌溉面积122万亩：农用灌溉机井13．68万眼．扬水站383座．塘坝99个，水池水窖l1．78万个．引水上山工程428处．可控制有效灌溉面积633万亩。农田水利工程年均向农业灌溉供水18．89亿m3．农田旱涝保收面积达到629万亩．为全市农业生产可持续发展提供了有力支撑。保障了粮食安全、农业增产和农民增收．维护了农村稳定的大局

2．农田水利建设存在的主要问题

一是已有农田灌排设施老化失修和损毁问题严重。二是农业水利用效率比较低．节水改造任务艰巨。三是投入不足制约了农田水利基本建设。四是部分农田水利设施管理责任难落实。

3．明确加快农田水利建设重点

3．1加强农田灌溉工程建设

以扩大和改善农田灌溉条件．推进高效节水灌溉为重点．把全市农田全部建成旱涝保收田．打造高标准粮食生产核心区全面推进高标准综合节水灌溉．到2015年节水灌溉面积占有效灌溉面积的7O％：到2020年达到有效灌溉面积的85％。

3．2推进除涝减灾工程建设

以改善农田除涝、农村排水设施为重点．完善农村排水体系。加快各级农田排涝沟渠的清淤、整修，更新改造桥、闸、涵等交叉建筑物，使农田除涝系统完善配套。

3．3推进抗旱减灾能力建设

建设以机井、水窖、坑塘、沟渠、平原水库等为主的抗旱水源工程．增加抗旱水源：将城市中关闭的自备井统一登记管理．做为抗旱后备水源：建立优先使用地表水、保护涵养地下水的制度．储备极端干旱年抗旱水源在市防汛抗旱储备站和14个主要县(市)区分别建立抗旱物资储备库．储备常用抗旱应急物资。

3．4推进农田灌溉监测系统建设

一是加强井灌区开展农业灌溉监测系统建设二是加强地上水灌区完善调水自动测控系统建设三是继续完善滦下灌区自动化监控系统．启动陡河灌区自动化建设．实现自动传输数据、遥控启闭闸门、室内视频监控、智能磁卡收费。四是建设引滦调水监控系统，实现潘家口、大黑汀、桃林口、邱庄、陡河五大水库水情信息共享。

3．5推进农田水利工程管理体制改革

适应农村土地规模经营的新趋势．深化小型水利工程产权制度改革．明确所有权和使用权．落实管护主体和责任．对公益性小型水利工程管护经费给予补助对受益农户较多的水利工程或不具备经营条件的公益性设施．建立非营利机构提供相应的社会化服务。

4．几点建议

4．1发挥政府的主导作用．构建各部门密切配合的工作机制

各级政府要把农田水利基本建设作为确保农业稳定发展和粮食安全的一项基础性工作来抓．精心组织。周密部署．切实发挥政府的主导作用。实行行政领导负责制和目标管理责任制．明确部门职责．强化有关部门的分工协作、齐抓共管。发展改革部门结合有关部门做好农建项目的申报、立项工作。财政部门努力增加农田水利基本建设资金投入，及时下达、拨付资金，加强资金的使用、管理、监督，确保专款专用。农业部门组织好备耕各项准备工作．指导农村搞好种植结构调整．强化农艺技术推广服务。电力部门加强农村电网改造．搞好农田电力配套。新闻单位加强对农田水利建设工作的宣传．营造大搞农田水利建设的良好氛围。

4．2建立农田水利投资稳定增长机制加大公共财政对农田水利的投入落实节水、抗旱设备的财政补贴政策。

金融机构要按政策积极开展水利建设中长期政策性贷款和农村小型水利工程小额贷款业务．进一步增加农田水利建设的信贷资金规模。要广泛吸引社会资金投资水利。各级政府制定政策。鼓励吸引社会资金参与水利建设。严格执行水利工程耕地占用税政策。

4．3健全完善基层水利管理体系全面落实省基层农业技术推广服务体系改革方案。

建立以水利站、抗旱服务站、灌溉试验站、灌区管理站为主体的基层水利管理服务体系。完善县级抗旱服务组织。强化其抗旱服务职能，完善乐亭县灌溉试验站建设。

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关键词：水利工程；灌溉技术；改进措施

1引言

目前，主营的日常水利灌溉手段为地面农田灌溉。传统的地面农田灌溉是农田水利工程灌溉技术的重要组成部分。从使用率上看，国内占比95%以上的农地均使用传统的地面灌溉的水利灌溉手段。伴随着科技技术的不断研发和应用的发展下，不少关于农田灌溉领域的科学技术不断衍生，且被逐步应用于实际的农田水利工程中，但是农田灌溉的科学技术应用程度难以实现大面积的普及应用，这是因为基于农田水利设施奇缺、土壤质量不好、灌溉操作不科学等诸多问题共同影响下，加剧了水资源的严重耗费。为此，升级当下农田灌溉技术，加强水利工程在实际操作中的作用，将其广泛应用于农田水利工程中，实现国内农业向现代化的智能化、自动化灌溉的方向发展，做到水资源节约、农业产值提升的双重效益。

2研究水利工程灌溉施工技术的意义

国内目前处于社会快速发展阶段，科学技术、工程项目都得到大力支持和发展，由其是关系着农村生活发展的农田水利工程越来越被国家政府部门重视，水利工程质量要求被逐渐认识到其重要性，同时水利工程质量的定义有了更深的意义。农田水利工程建设质量不断提升的需求下，水利工程质量在先进技术、政府扶持重视的条件下得到了质的飞跃。目前的农田水利工程建设强调从多维度、全方位把控工程质量，有效达成多功能综合化的水利工程灌溉职能。为此，水利工程灌溉施工工序和作业的质量把控重要性以及发挥的效用不言而喻，严格做好水利工程灌溉施工的技术完善，促进水利工程的发挥蓄水、防洪的效用，能够为人类提供优质优量的水资源。灌溉技术是水利工程核心，为此在开展工程灌溉施工时，积极分析灌溉技术以及水利工程的各项施工工序、能够为人民、国家建造出优质的水利灌溉工程提供充分的保障，对社会民生具有十分重要的意义。

3水利工程灌溉施工特点

水利工程对比其他基础工程设施，水利工程是依托水资源所构建起来的，为此水利工程的布设环境要求能够集成多种河流的支流、干流，横跨海岸、山涧等地，拥有丰富的水资源。水利工程灌溉施工的质量和施工过程严重关系着水资源环境，下面罗列了水利灌溉工程的施工特征：

3.1自然环境对水利灌溉工程的影响程度大,且施工条件恶劣

水利工程灌溉施工受自然环境影响巨大，导致实际水利工程灌溉施工难度加大。其一，水利工程灌溉施工受到施工地点的地质环境的严重影响，基于通常汇集各方河流干支流的地势复杂，更加增加了水利灌溉施工难上加难，除外水利工程灌溉的基础构造、物理力学特征要求施工队伍首先根据施工地点进行大量的批次勘察工作，从而制定出适宜的水利灌溉施工的地基设计方案。其二，水利工程灌溉的职能是防洪、蓄水、挡水，为了达到该要求，对于水利工程灌溉施工质量有着极高的严格要求，借助科学、可行的灌溉技术完成高效、高质量的水利灌溉工程，促进整体水利工程的顺利竣工。

3.2受环境和气候条件影响,施工条件复杂,施工难度大

水利工程灌溉施工地点是汇集各方河流干支流的地点，水资源丰富但通常地势复杂。在实际的施工作业中要做到排水，同时施工前还要导流或截流，同时水利工程施工受到水文气候的重要影响，一旦出现洪灾或大暴雨等都会造成水利工程施工的延期或是造成施工失败的不良后果。

3.3水利工程灌溉对比其他水利工程的施工,存在异同之处

水利工程灌溉施工的显著特征是施工手段、施工工序明显区别于别的水利工程作业，灌溉施工受到自然环境的严重影响，且灌溉工程子项目众多，建筑物繁多，灌溉渠道九曲十三弯，施工道路条件恶劣、施工难度大以及作业的大型机械操作仪器数量有限、以人力施工为主等等，都是水利工程灌溉施工的显著特征。

4影响灌溉效果的因素

实际的水利灌溉工程中，其影响灌溉施工的因素众多，主要分为环境因素、设计因素、人为因素等。设计因素指的是灌溉手段以及灌溉技术水平造成的影响；环境因素指的是土壤土质、地形地势差异等造成的影响；人为因素指的是实际的人为灌溉的操作存在盲目性，这是因为农民对灌溉认知的薄弱或是没有系统的农田水利灌溉的管理意识造成的。具体的环境因素分为以下原因：灌溉农田整体地形坑坑洼洼，不同的畦田的整块面积比例存在较大差异，水源流入畦田的水流量小且流速慢，但是加快水流速度又容易诱发畦田水资源渗漏的问题，造成水源浪费，农田灌溉不平衡等。极有可能因不同畦田的水流量差异，导致某部位的田地出现雍水现象，降低水资源灌溉效能。部分土壤渗透量存在差异，即是土壤不均，出现部分土壤灌溉效果突出，部分土壤灌溉效果不明显的问题。在上述的环境因素下，水利灌溉工程技术有了更高的要求，农田灌溉管理员对于灌溉技术了解、认知以及实际作业的要求也同步提升。目前，大部分灌溉农田管理者仍存在管理不足，导致灌溉效果不明显的现象。

5改进措施

依据实际农田土质、农田的实际情况和节水需求，进行可行性的改进方式，对水资源环境适度进行节水灌溉技术的改进。从技术层面来说，针对各个种类农田开展多样化的农田灌溉技术方式，设计出合理化、灌溉管理员高素质水平和人员的灌溉操作水平的水利工程灌溉机制。

5.1技术方面的改进

(1)水平畦田灌溉技术。该技术强调运用在整片平整的土地上，采取激光平底工艺铺设水资源的均匀引流，使得工作环境更为可靠。这种灌溉技术适合于大面积的土地灌溉作业当中，同时需要对土质的检验和勘察下，增加土地的平均渗透值，做到土质的高渗透率，一般情况下可以达到80%的灌溉量。这种方法可以达到高自动化的要求对于人工监控的需求小。效果上灌溉均度也可以达到85%，增产量达到30%。

(2)小畦田三改灌溉技术。三改指的是对畦田的长、宽、高三者面积进行整改，从整片划分为若干个小的小畦田。上述灌溉技术目的是发挥灌溉效能、减少灌溉时间，有效降低用水量，做到节水，提升水资源的覆盖率，上述的技术多用于土地不整的小块农田。

(3)长畦田分段灌溉技术。该技术主要用于水资源紧缺的地域，并且农田大面积成片的土地，该技术利用长畦分段手法变短，利用输水渠塑料管道分段进行灌溉作业，从上而下进行灌溉作业，该分段灌溉实现高渗透率，节约时间。

(4)隔沟灌溉技术。该技术主要利用灌水作业对沟畦逐一进行灌水再隔，上述隔沟灌溉技术主要应用于水资源紧缺的地域，以上技术手段的灌溉应用减少了一半的用水量，并且利用地下水渗透将灌溉沟的水慢慢渗入到没有进行灌溉的沟畦中。受水文气候的影响较小，出现降水天气亦不会严重影响农田灌溉水量的剧增。

(5)间歇灌溉技术。经过实证发现使用间歇灌溉技术灌溉农田，农田的水源利用率可以达到86%以上，水渗透率达到65%以上，水源浪费量足足减少了54%。而且间歇灌溉技术对仪器设备的要求低，设备成本低廉，可以普遍适用于多数的农田灌溉。多项研究实证得知，水流灌溉技术的第一次灌溉成果最为明显，土地渗透率最高，间歇灌溉技术原理是水压输送水流至农田上，停止工作后水资源逐渐渗透，利用水压推进输送农田，呈现水资源向农田波浪式水前进，灌溉速率增速，水流速动加快，升级土壤孔洞的闭合，实现土壤渗透率减少竞争力。

(6)闸灌溉技术。农田土地水资源流向农田沟渠会产生或多或少的水利消耗，所以为了减少水量消耗采取闸灌溉技术。在这个部分的输水管道则采用软塑料制成以及加配配水口零件，并且输水软管也要可以做到紫外线屏蔽效果，对光、水、温度都可以实现控制。配水口的部分则由闸门、压环、闸窗、闸板四个部件组成。这可以说是一个整体系统，其主要是应用于渠灌去区和井灌区连接作用。

(7)膜上灌溉技术。该技术目前我国自主发明的技术，如今主要作用于地膜农田的灌溉中，利用多样的畦田开展农田地面的膜覆盖并于该膜上输水灌溉，膜上农作物的孔洞、或者灌水孔洞实现水流输送于膜内灌溉的效果。

5.2管理上的改善

灌溉工程管理上要求人员素质提升、积极调动参与者的积极性和技术掌握程度，为农田水利灌溉施工提供帮助，根本上提升灌溉效率。大田改造为畦田、大田改造为大面积平整田地的，有助于提升灌溉操作员的操作能力和操作效率，革新农民的农田灌溉思想，树立节水、提产的灌溉观念，农田灌溉技术改进促进实际的管理灌溉操作水平。

6结语

本课题主旨研究当下水利工程灌溉技术应用的实际问题，分析影响农田水利灌溉成效的因素，提出相应可行的农田水利灌溉技术的改善方案，罗列出七种灌溉技术，从灌溉方式选择、人员素质水平提升上做到农田灌溉的升级优化，实现国内农田水利灌溉项目的可持续健康发展。

参考文献：