序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇農田灌溉自動化，期待它們能激發您的靈感。

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關鍵詞：自動化 農田 節水灌溉

中圖分類號：TN830文獻標識碼： A

精細農業是20世紀80年代初國際農業領域提出的一門新興的跨學科綜合技術。它是通過高效利用農業資源，從而獲得經濟、環境等方面最高回報的一種管理策略和技術體系。其本質是基于農田小區內作物生長環境和產量差異性的科學變量管理方式來實現，因此，快速有效地采集和描述影響作物生長因子與作物生長環境的空間變量信息，是開展精細農業實踐的重要基礎。目前，農情信息快速采集技術的研究落后于支持精細農業的其他技術(如產量傳感器技術等)的發展，已成為當前研究的重要課題。

1. 1 總體設計思路

高效節水灌溉項目涉及水利應用領域和不同管理層級，需要解決的問題紛繁復雜，為了準確對高效節水工程進行設計，保證信息化建設的順利進行，信息化系統主要設計思想是：運用先進的現代科技技術來管理整個系統，設計時基于高效節水灌溉項目對系統信息進行分類，確定出結構上合理，技術上易于實現和滿足實際應用，性能上優良的信息化管理系統。達到泵站節水灌溉、視頻監視等目標，實現無人值班和少人值守。以可持續發展的思路，用現性思維和理念轉變傳統的治水思路，向管理要效益，充分利用現代信息技術，創造出和諧的數字化樞紐工程。

1.2系統體系框架

整個系統構建成區鎮級控制中心――項目區自動化控制系統二級結構，控制中心和項目區之間通過自建或租用公網VPN光纖方式，為了真正達到統一規劃，二級系統內部的軟件層次是類似的，遵循統一技術標準。

（1）系統層次結構

本系統的總體結構是基于分層思想進行設計的。分層的基本原則是系統各層相對獨立，系統的任何一層都只依賴于低于自己的層，而完全獨立于高于自己的層。

本系統可以劃分為四個層次，分別是自下而上的基礎設備和輔助設施層、網絡通信及計算機設備層、系統支撐平臺層、應用軟件層，以及貫穿整個系統的各個層面的系統安全體系。

（2）鎮級控制中心

各鄉鎮設置分中心，負責實現項目區內各監測站和分中心數據交換，同時負責控制分中心與總控制中心數據通訊交換。

（3）項目區控制系統

在各項目區設置監測站控制系統，負責實現各監測站自身的業務管理，包括各類生產監測、視頻監控數據的采集，以及上級調度指令的接收執行。

1.3 灌溉自動化系統與管道智能化灌溉系統

1.3.1 鎮級控制中心功能

鎮級控制中心是該系統的主控制操作中心，它是由操作人員根據系統反饋來的信息（如數據信息、圖像信息等），給項目區下達指令，不需人員進行現場操作，一切操作實現了無人化管理，真正實現了遠距離自動化控制。

1、數據采集和處理

（1）數據采集

系統通過通信模塊獲取來自各個項目區的數據并將之存入鎮級控制中心數據庫。如：水泵開啟狀態；水位；氣象參數等；水位儀、電機設備運行狀態等。

（2）數據處理與計算

時流量與累積流量：根據水位、站機組裝置效率與水泵性能曲線計算。對測量監測的數據進行準確性和誤差校驗，最后經格式化處理后形成實時數據并存入實時數據庫，以便生成各種數據庫，供查詢、打印、顯示等。

2、運行監視和事故報警

（1）監視

使運行人員通過屏幕對各主設備的運行狀態進行實時監視。所有要進行監視的內容包括當前各設備的運行及停運情況，并對各運行參數進行實時顯示。

（2）參數越限報警

計算機自動控制系統對某些參數以及計算數據進行監控，對這些參數量值可預先設定其限制范圍，當參數越限及復限時要作相應的處理。

（3）故障狀態顯示記錄

計算機自動控制系統定時監測各種故障狀態信號，一旦發生狀態將在屏幕上即時顯示出來，同時記錄故障及其發生時間，并畫面彈出報警。系統對故障狀態信號的查詢周期不超過兩秒。

3、控制和調節

管理中心值班人員通過主控站計算機人機接口對設備進行監控，主要有：自動完成開、停機和泵機組啟閉；電氣設備開關合/分操作；各種輔助設備的操作；各種整定值和限值的設定；各種信號處理等。

4、其它功能：數據通信、統計與制表、畫面顯示、語音提示功能、運行操作指導和事故處理指導、系統自檢和自動重啟動

1.3.2 項目區監控系統

項目區監控單元完成各傳感器數據采集處理、控制與調節、保護和報警、數據通信等，對泵機組站的主輔設備的運行狀態、運行參數以及傳感器、儀器儀表的測量值進行實時采集、處理，存入實時數據庫，作為系統監視、告警、控制、制表、模擬圖形顯示的依據，并通過公網VPN或自建光纖網與區管理中心進行通訊，結構如下圖所示。

1、數據采集與處理

監控中心監控主機接收項目區泵站電氣信息化自控裝置上傳的各類實時數據，包括模擬量、開關量、綜合量和SOE事件順序記錄、越復限事件記錄等。按收到的數據進行數據庫刷新、報警登錄；接收上級調度系統下發的命令以及接收其它系統發來的數據。

2、對采集的數據進行如下處理：

對模擬量數據（流量數據等）進行數據濾波、合理性檢查、工程單位變換、數據變化及越限檢測等，并根據規定產生報警和報告；狀態數據處理包括光電隔離、硬件及軟件濾波、基準時間補償、數據有效性和合理性判斷，并根據規定產生報警和報告；

事件順序記錄處理記錄各個重要事件的動作順序、事件發生時間（年、月、日、時、分、秒、毫秒）、事件名稱、事件性質，并根據規定產生報警和報告。

1.4灌區信息采集

該控制系統運行主要是依靠灌區信息的，全面、準確的信息采集對系統良好控制起關鍵作用。因此在微灌區田安裝高精度、高靈敏度的傳感器以測量土壤墑情、大棚環境溫度、二氧化碳濃度。同時在田間安裝小型氣象自動觀測站來觀測每天的天氣變化。安裝田間設備防雷防止雷擊破壞。以上數據經過無線傳感器網絡的采集節點采集處理后，通過無線傳感器網絡的網關，將田間數據信息實時、準確的傳輸至數據監控中心進行存儲、管理和分發。

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農田灌溉自動化系統可以實現精細、適時灌溉，不僅能提高水利資源的利用率，還能促進農業增產增收。發達國家發展高效農業的一個重要途徑就是灌溉管理的自動化，對灌區內水情、墑情實時監測預報、并根據作物的生長情況制定相應灌溉規劃。我國農田灌溉自動化研究處于起步階段，目前主要依靠人工測量和控制， 數據收集和處理難，不利于用水的精確管理和合理化灌溉。隨著我國農業現代化的發展，農田灌溉自動化變得越來越重要。

二、現實意義

為了解決我國農業用水存在的水資源緊缺與水資源污染、浪費嚴重的突出矛盾以及節水灌溉管理體系有待加強完善的問題，應該更新觀念，以現代化大農業的發展為中心，不斷向節水灌溉、高效用水模型和綠色環保的研究領域擴展、加強作物需水規律和灌溉制度的研究、加強農田水利應用基礎研究等措施，解決農業水資源短缺，保證農業、水利可持續發展。

三、研究目的

實現水稻用水灌溉的最優控制，為農田灌溉排水工程設計和運行管理提供科學依據，為農業可持續發展提供技術支撐，對現代化大農業發展起到引領和示范帶動的作用。

四、系統功能

把田間多余灌溉用水排進蓄水池進行保存，最大限度地節約水資源。由于循環水中含有化肥、農藥、養料，使之循環利用，做到不污染環境，節約農藥、化肥、節約生產成本，綠色環保。水稻田間鋪設灌水、排水管道，田間裝設電動進水閥門和電動排水閥門、電磁流量計、水位計、水質檢測等儀表，按照寒地水稻的全生育期的灌溉需水規程要求，做到灌溉水的自動循環利用，減輕勞動強度，降低人工成本。

五、系統理論基礎

智能化循環節水灌溉項目以水稻葉齡診斷技術為理論基礎，根據水稻不同葉齡時期的需水規律，分別制定出水稻各葉齡生育時期的灌溉控制策略。秧苗三葉一心開始插秧，田間保持花達水狀態；4葉返青期，上護苗水3-5cm；分蘗期保持3-5cm水層，分蘗盛期即7葉期晾田控蘗5天左右；拔節期和孕穗期實行間歇灌溉，水層自然落干后，再灌水3-5cm；孕穗末期至始穗期可根據水稻長勢適當晾田；抽穗、開花至蠟熟期繼續實行間歇灌溉；水稻成熟前30天停止灌溉，等待收獲。

六、系統工作過程

安裝在灌水渠和排水渠上的智能灌溉控制裝置接到系統決策指令后，通過控制灌水和排水電磁閥的開啟和關閉，將蓄水池中的水流入格田或將格田內多余的灌溉水回收到蓄水池進行儲存，供下次灌溉使用，從而實現自動化的循環灌溉。

由于天氣高溫、蒸發量大或其他原因造成格田內的水層深度低于水稻該葉齡期的水位臨界值時，系統對傳感器采集的數據進行分析診斷后，自動發出灌水指令，蓄水池中的水泵接到指令后立即啟動，蓄水池中儲存的灌溉水流向灌水渠，同時灌水渠的電磁閥自動打開，灌溉水進入到格田內。當格田內的水層深度達到系統預設值時，系統發出停止指令，蓄水池的水泵停止工作，灌水渠電磁閥自動關閉，停止灌溉。

由于栽培技術要求需要排水，或者是遇到較強的降雨造成格田內的水層深度高于水稻該葉齡期的水位臨界值時，系統診斷后立即發出排水指令，排水渠電磁閥自動打開，田間多余的水通過排水渠流向蓄水池并儲存起來。當格田內的水層深度降到系統預設值時，系統發出停止排水指令，排水渠電磁閥關閉，停止排水。

七、應用效果分析

1、 用水量監測

對系統灌溉監測數據統計分析，智能化循環節水灌溉用水量107m3/畝，其中排水量45m3/畝，需地下水62m3/畝，常規灌溉需地下水128m3/畝，全年省水66m3/畝。節約了水資源，實現農業可持續發展。

2、 節約肥料成本分析

分別在水稻插秧排水、分蘗、曬田排水和齊穗4個時期，采集水樣。養分化驗結果見下表1。

蓄水池全氮含量1.2mg/L，曬水池全氮含量0.34mg/L，差值為0.86mg/L，循環水二次利用水量45m3/畝，增加全氮養分含量38.7g/畝，可節約尿素0.09kg/畝；磷肥比較穩定，養分流失量很小，可忽略不計，速效鉀流失量最高，按上述方法計算，可節約50%硫酸鉀0.6kg/畝，通過智能化循環節水灌溉技術畝節約尿素0.09kg，50%硫酸鉀0.6kg，節約肥料成本3.1元/畝。

2、 節約人工成本分析

應用該項技術實現灌溉管理的智能化、自動化控制，節約水稻生產灌溉田間管理人工費15元/畝。

八、技術應用結論與討論

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【關鍵詞】節水灌溉；自動化；發展趨勢

引言

我國是世界嚴重缺水的國家之一，農業是用水最大用戶，農業用水總量4000億m3，占全國總用水量的70%，而目前我國農田水分利用率和水分利用效率都比較低，其中農田灌溉水的利用率平均僅為40%―50%左右，農田對自然降水的利用率僅達到56%；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―0.75 kg/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1300億―2600億m3，其中農業缺水500億―700億m3。加快發展節水高效農業，不僅是解決我國水資源短缺、實現水資源高效利用的有力保障，同時也是保障糧食安全、生態安全和水資源安全的重大基礎戰略，可以大幅度增加農民收入，有力地推動農業和農村經濟可持續發展，具有重要的戰略地位和深遠的意義。而當前我國在節水灌溉方面還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動控制系統，但只是小面積的局部控制。真正具有擴展功能的大規模灌溉工程的計算機監控系統應用還不多見。

灌溉自動控制模式與人工控制力式相比，具有節省水、肥、能量、殺蟲劑、人工等優點，并可基本消除在灌溉過程中人為因素造成的不利影響，提高操作的準確性，有利于灌溉過程的科學管理和先進灌溉技術的推廣。同時通過灌溉控制器適時、適量地灌水，提高農作物產量，有利于我國廣大農村勞動力的轉移和農村經濟結構的調整，同時，對環境保護也起到一定的作用。

一、國外灌溉自動化技術的發展狀況

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農業可持續發展的重要措施。發達國家在生產實踐中，始終把提高灌溉（降）水的利用率、作物水分生產效率、水資源的再生利用率和單方水的農業生產效益作為研究重點和主要目標。這些發達國家從最早的水力控制、機械控制，到后來的機械電子混合協調式控制，到當前應用廣泛的計算機控制、模糊控制和神經網絡控制等，控制精度和智能化程度越來越高，可靠性越來越好，操作也越來越簡便。

1、 電氣信息技術在灌溉控制中的應用

30年前，溝灌和漫灌幾乎全靠人力，自動化技術未能應用到灌溉工程中。真正的計算機控制灌溉源于以色列。該國最初把自動化控制技術應用到灌溉中的原因是：以色列足一個極其缺水的國家，從自然條件上講必須發展節水農業；另一方面是出于中東安全的考慮，以色列人想通過自動化控制技術在家里控制農田灌水，減少由于武裝沖突帶來的危險。最初的灌溉控制器是一個簡單的定時器，這可以看做是灌溉控制自動化的第一階段。隨著控制技術、傳感器及水的發展，以色列開發了現代診斷式控制器，這種控制器把以前不能采集到的信息通過不同的傳感器來獲得，通過互聯網、遠程控制、CSM等來實現數據傳輸，然后通過計算機中的一些模型來處理信息，做出灌溉計劃。

2、人工智能在灌溉中的應用

由于土壤濕度傳感器的非線性以及其輸出延遲較大，采用傳統的反饋控制方法很難得到滿意的結果，而近幾年由于人工智能技術的發展，使得人工智能技術在節水灌溉中的應用顯示出廣闊的前景，其中包括用專家系統、模糊邏輯系統、神經網絡來預測和建模，使得灌溉控制器用這些智能技術來及時、準確地預測環境參數，同時控制這些參數使得它更適合于作物生長。糊控制和神經網絡在灌溉控制器中的應用較多，這些系統一般以土壤濕度傳感器測土壤水分，同時還通過自動天氣預報站估算出作物的蒸騰量，然后把這兩個信息經模糊化后輸入到模糊控制器，模糊控制器經模糊規則決策得出模糊輸出，再把該模糊輸出精確化傳送給執行機構，控制電磁閥動作。如果該控制不能得到滿意的結果，則可以通過神經網絡來優化控制規則。

模糊控制不需被控對象的精確模型，它是根到另一個神經網絡去預測灌溉需求。根據人的手動經驗或專家的知識來設計的。一個有經驗的農民能知道合適的灌溉時間和灌溉量，既然模糊控制能夠模擬人的推理能力。所以把模糊控制技術和傳統的控制方法結合將是非常有發展前途的。

二、國內灌溉自動化技術發展狀況

國內在開發灌溉自動控制系統方面處于研制、試用階段。能實際投入應用，且應用較廣的灌溉控制器還不多見。在開發的產品中有代表性的如中國農業機械化研究院聯合多家單位研制的2000型溫室自動灌溉施肥系統，該系統是國家“九五”科技攻關項目中自主研發的科技產品。該系統結合我國溫室的環境和實際使用特點，以積木分布式系統結構原理，解決了計算機適時閉環控制、動態監測、控制顯示中文、施肥泵混合比可調、電磁閥開度可調等關鍵技術問題。該系統具

有手動控制、程序控制和自動控制等多種灌溉系統模式，可按需要靈活應用，在大連、北京等地已經投入了應用。從系統運行情況來看，該系統有很好控制效果。取得了一定的經濟效益和社會效益。天津市水利科學研究所研制的溫室滴灌施肥智能化控制系統主要用于現代溫室，日光溫室作種物的灌溉營養液施肥，環境監測的智能控制，采用世界先進的可編程序控制器和觸摸屏控制技自動灌溉控制器，性能可靠、功能齊全、人機界面友好、操作簡單、價格低廉，此控制系統的控制流量為15 m3h， 控制規模為1―2 hm2，能控制24路閥門，系統具有人工干預灌溉施肥功能，定時、定量灌溉施肥功能，條件控制灌溉施肥功能。北京澳作生態儀器有限公司的澳作智能節水灌溉控制系統可與各種滴、噴灌系統連接，實時監測土壤墑情，根據要求自動灌溉。控制方式靈活，手動、半自動、全自動任選且可隨意在計算機上更改，可同時控制多個設備，受控區位置及形狀，環境參數及設備狀態可同時顯示在中心計算機上。北京奧特思達科技有限公司研制的WT一02型微噴灌定時自動控制器，是一種供農業、草坪、果園、溫室一般場合給水的電子灌溉自動控制系統。

1995年，許建中在大規模灌溉工程的計算機監控系統中采用分散功能和集中管理，各局部系統(RTU)都能獨立工作，各RTU之間的信息則通過高速數據通道進行聯系，其控制方式包括時間控制、水量控制、時間水量綜合控制、綜合分析制。毛慎建、張和許一飛(1995年)在智能化灌溉控制器研制中，介紹了以803l單片機為核心的全自動化灌溉控制器，該控制器可以按照任意設定周期進行灌溉控制，也可以根據檢測的土壤水分狀況進行閉環控制，能夠控制多路灌溉系統進行多種方式灌溉，該系統已成功用于北京航空航天大學體育場，從投入運行的情況來看，情況良好。許吉力(2000年)以以色列和法國Richel溫室系統為對象，綜合分析了溫室灌溉系統的要求和特點，提出了一種以集散控制系統方式的溫室計算機控制系統的組成方式，采用了面向對象編程技術和事件驅動方式，能及時響應用戶請求，使系統不但具有非常友好的人機交互界面，而且具有良好的實時控制功能，強大的信息查詢能力。胡清和桂玉屏(1999年)在采用計算機控制農田灌溉網絡系統設計中，介紹了一種低成本新型水傳感器，并把它用在農田灌溉計算機網絡系統中，該裝置成功應用于福建省漳州市甘蔗灌溉試驗站，取得了滿意的結果。朱長青、曹成茂(2001年)在多用途節水灌溉控制系統研制中，介紹了一種以單片機控制為核心，能適應多種作物節水灌溉控制系統，該系統研制時充分考慮各種作物的特點，綜合選擇與灌溉控制密切相關的三個因素作為綜合控制對象。其它國內研制得自動灌溉控制器，還有直接用PC機進行控制的，這樣使成本增加，不易在田間較惡劣環境下使用等缺陷。

三、節水灌溉自動化技術發展趨勢

經過多年的發展，國外灌溉控制器已逐步趨于成熟、系列化，但價格昂貴。國內雖引進一些，但多數是農業示范區、科研單位、高校，雖然國外生產的灌溉控制器性能優越。但沒有考慮我國特殊的自然、氣候、土地資源、農民經濟狀況等因素，因而國外引進的灌溉控制器在國內應用并不普及。國內雖然有多家研制灌溉控制器。但多數是小規模、實驗和理論的探討，應用不夠普及，究其原因一則是開發性能完善的灌溉控制系統需要大量的人力、物力的投入，需要多部門、多學科的融合，這在一定程度上限制了性能完善、適應性強的控制器的開發。其次是現在開發出來的灌溉控制器價格昂貴，農民盡管知道能節省人力、灌溉用水、提高產量，但由于一次性投資太大，多數農民承受不起，這也在一定程度上限制了灌溉控制器的普及。

隨著中國農業現代化進程的加快、農業結構的調整、以及我國加入WTO等因素，可以預計對農業灌溉自動化技術的要求會越來越高。灌溉控制器在我國將有巨大的市場。節水灌溉控制器近期在中國應朝著價格低、性能可靠、操作簡便的方向發展。但從長遠利益考慮，新的智能化技術、傳感技術和農業科技的引入、應用和普及，將會有智能化程度更高、功能更強、性能更穩定可靠的灌溉控制器出現。

結束語

綜上所述，西方發達國家在節水灌溉控制器的開發上已越來越成熟，且發展趨勢是研制大型分布式控制系統和小面積單片機控制系統。同時隨著人工智能技術的發展，模糊控制、神經網絡等新技術為節水灌溉控制器的研制開辟了廣闊的應用前景。而國內在灌溉控制器的研制方面還沒有形成規模大、應用范圍廣的成套灌溉控制產品，國內的一些高爾夫球場等大面積場地灌溉控制，一般引用國外現成的成套灌溉控制產品。而廣大農村可根據我國國情和各地經濟和技術發展的實際情況，采取簡單可行的節水灌溉措施及相應的排灌機械和設備，大力發展可靠、實用、成本低、操作簡便的節水灌溉控制器，這樣做不僅具有廣闊的市場，而且具有巨大的社會和經濟效益。

【參考文獻】

【1】毛慎建，張，許一飛.智能化灌溉控制器.北京農業工程大學，1995（2）

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唐山市農田水利工程可控制有效灌溉面積755萬畝．占耕地面積的90．7％，其中萬畝以上灌區20處，可控制有效灌溉面積122萬畝：農用灌溉機井13．68萬眼．揚水站383座．塘壩99個，水池水窖l1．78萬個．引水上山工程428處．可控制有效灌溉面積633萬畝。農田水利工程年均向農業灌溉供水18．89億m3．農田旱澇保收面積達到629萬畝．為全市農業生產可持續發展提供了有力支撐。保障了糧食安全、農業增產和農民增收．維護了農村穩定的大局

2．農田水利建設存在的主要問題

一是已有農田灌排設施老化失修和損毀問題嚴重。二是農業水利用效率比較低．節水改造任務艱巨。三是投入不足制約了農田水利基本建設。四是部分農田水利設施管理責任難落實。

3．明確加快農田水利建設重點

3．1加強農田灌溉工程建設

以擴大和改善農田灌溉條件．推進高效節水灌溉為重點．把全市農田全部建成旱澇保收田．打造高標準糧食生產核心區全面推進高標準綜合節水灌溉．到2015年節水灌溉面積占有效灌溉面積的7O％：到2020年達到有效灌溉面積的85％。

3．2推進除澇減災工程建設

以改善農田除澇、農村排水設施為重點．完善農村排水體系。加快各級農田排澇溝渠的清淤、整修，更新改造橋、閘、涵等交叉建筑物，使農田除澇系統完善配套。

3．3推進抗旱減災能力建設

建設以機井、水窖、坑塘、溝渠、平原水庫等為主的抗旱水源工程．增加抗旱水源：將城市中關閉的自備井統一登記管理．做為抗旱后備水源：建立優先使用地表水、保護涵養地下水的制度．儲備極端干旱年抗旱水源在市防汛抗旱儲備站和14個主要縣(市)區分別建立抗旱物資儲備庫．儲備常用抗旱應急物資。

3．4推進農田灌溉監測系統建設

一是加強井灌區開展農業灌溉監測系統建設二是加強地上水灌區完善調水自動測控系統建設三是繼續完善灤下灌區自動化監控系統．啟動陡河灌區自動化建設．實現自動傳輸數據、遙控啟閉閘門、室內視頻監控、智能磁卡收費。四是建設引灤調水監控系統，實現潘家口、大黑汀、桃林口、邱莊、陡河五大水庫水情信息共享。

3．5推進農田水利工程管理體制改革

適應農村土地規模經營的新趨勢．深化小型水利工程產權制度改革．明確所有權和使用權．落實管護主體和責任．對公益性小型水利工程管護經費給予補助對受益農戶較多的水利工程或不具備經營條件的公益性設施．建立非營利機構提供相應的社會化服務。

4．幾點建議

4．1發揮政府的主導作用．構建各部門密切配合的工作機制

各級政府要把農田水利基本建設作為確保農業穩定發展和糧食安全的一項基礎性工作來抓．精心組織。周密部署．切實發揮政府的主導作用。實行行政領導負責制和目標管理責任制．明確部門職責．強化有關部門的分工協作、齊抓共管。發展改革部門結合有關部門做好農建項目的申報、立項工作。財政部門努力增加農田水利基本建設資金投入，及時下達、撥付資金，加強資金的使用、管理、監督，確保專款專用。農業部門組織好備耕各項準備工作．指導農村搞好種植結構調整．強化農藝技術推廣服務。電力部門加強農村電網改造．搞好農田電力配套。新聞單位加強對農田水利建設工作的宣傳．營造大搞農田水利建設的良好氛圍。

4．2建立農田水利投資穩定增長機制加大公共財政對農田水利的投入落實節水、抗旱設備的財政補貼政策。

金融機構要按政策積極開展水利建設中長期政策性貸款和農村小型水利工程小額貸款業務．進一步增加農田水利建設的信貸資金規模。要廣泛吸引社會資金投資水利。各級政府制定政策。鼓勵吸引社會資金參與水利建設。嚴格執行水利工程耕地占用稅政策。

4．3健全完善基層水利管理體系全面落實省基層農業技術推廣服務體系改革方案。

建立以水利站、抗旱服務站、灌溉試驗站、灌區管理站為主體的基層水利管理服務體系。完善縣級抗旱服務組織。強化其抗旱服務職能，完善樂亭縣灌溉試驗站建設。

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關鍵詞：水利工程；灌溉技術；改進措施

1引言

目前，主營的日常水利灌溉手段為地面農田灌溉。傳統的地面農田灌溉是農田水利工程灌溉技術的重要組成部分。從使用率上看，國內占比95%以上的農地均使用傳統的地面灌溉的水利灌溉手段。伴隨著科技技術的不斷研發和應用的發展下，不少關于農田灌溉領域的科學技術不斷衍生，且被逐步應用于實際的農田水利工程中，但是農田灌溉的科學技術應用程度難以實現大面積的普及應用，這是因為基于農田水利設施奇缺、土壤質量不好、灌溉操作不科學等諸多問題共同影響下，加劇了水資源的嚴重耗費。為此，升級當下農田灌溉技術，加強水利工程在實際操作中的作用，將其廣泛應用于農田水利工程中，實現國內農業向現代化的智能化、自動化灌溉的方向發展，做到水資源節約、農業產值提升的雙重效益。

2研究水利工程灌溉施工技術的意義

國內目前處于社會快速發展階段，科學技術、工程項目都得到大力支持和發展，由其是關系著農村生活發展的農田水利工程越來越被國家政府部門重視，水利工程質量要求被逐漸認識到其重要性，同時水利工程質量的定義有了更深的意義。農田水利工程建設質量不斷提升的需求下，水利工程質量在先進技術、政府扶持重視的條件下得到了質的飛躍。目前的農田水利工程建設強調從多維度、全方位把控工程質量，有效達成多功能綜合化的水利工程灌溉職能。為此，水利工程灌溉施工工序和作業的質量把控重要性以及發揮的效用不言而喻，嚴格做好水利工程灌溉施工的技術完善，促進水利工程的發揮蓄水、防洪的效用，能夠為人類提供優質優量的水資源。灌溉技術是水利工程核心，為此在開展工程灌溉施工時，積極分析灌溉技術以及水利工程的各項施工工序、能夠為人民、國家建造出優質的水利灌溉工程提供充分的保障，對社會民生具有十分重要的意義。

3水利工程灌溉施工特點

水利工程對比其他基礎工程設施，水利工程是依托水資源所構建起來的，為此水利工程的布設環境要求能夠集成多種河流的支流、干流，橫跨海岸、山澗等地，擁有豐富的水資源。水利工程灌溉施工的質量和施工過程嚴重關系著水資源環境，下面羅列了水利灌溉工程的施工特征：

3.1自然環境對水利灌溉工程的影響程度大,且施工條件惡劣

水利工程灌溉施工受自然環境影響巨大，導致實際水利工程灌溉施工難度加大。其一，水利工程灌溉施工受到施工地點的地質環境的嚴重影響，基于通常匯集各方河流干支流的地勢復雜，更加增加了水利灌溉施工難上加難，除外水利工程灌溉的基礎構造、物理力學特征要求施工隊伍首先根據施工地點進行大量的批次勘察工作，從而制定出適宜的水利灌溉施工的地基設計方案。其二，水利工程灌溉的職能是防洪、蓄水、擋水，為了達到該要求，對于水利工程灌溉施工質量有著極高的嚴格要求，借助科學、可行的灌溉技術完成高效、高質量的水利灌溉工程，促進整體水利工程的順利竣工。

3.2受環境和氣候條件影響,施工條件復雜,施工難度大

水利工程灌溉施工地點是匯集各方河流干支流的地點，水資源豐富但通常地勢復雜。在實際的施工作業中要做到排水，同時施工前還要導流或截流，同時水利工程施工受到水文氣候的重要影響，一旦出現洪災或大暴雨等都會造成水利工程施工的延期或是造成施工失敗的不良后果。

3.3水利工程灌溉對比其他水利工程的施工,存在異同之處

水利工程灌溉施工的顯著特征是施工手段、施工工序明顯區別于別的水利工程作業，灌溉施工受到自然環境的嚴重影響，且灌溉工程子項目眾多，建筑物繁多，灌溉渠道九曲十三彎，施工道路條件惡劣、施工難度大以及作業的大型機械操作儀器數量有限、以人力施工為主等等，都是水利工程灌溉施工的顯著特征。

4影響灌溉效果的因素

實際的水利灌溉工程中，其影響灌溉施工的因素眾多，主要分為環境因素、設計因素、人為因素等。設計因素指的是灌溉手段以及灌溉技術水平造成的影響；環境因素指的是土壤土質、地形地勢差異等造成的影響；人為因素指的是實際的人為灌溉的操作存在盲目性，這是因為農民對灌溉認知的薄弱或是沒有系統的農田水利灌溉的管理意識造成的。具體的環境因素分為以下原因：灌溉農田整體地形坑坑洼洼，不同的畦田的整塊面積比例存在較大差異，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誘發畦田水資源滲漏的問題，造成水源浪費，農田灌溉不平衡等。極有可能因不同畦田的水流量差異，導致某部位的田地出現雍水現象，降低水資源灌溉效能。部分土壤滲透量存在差異，即是土壤不均，出現部分土壤灌溉效果突出，部分土壤灌溉效果不明顯的問題。在上述的環境因素下，水利灌溉工程技術有了更高的要求，農田灌溉管理員對于灌溉技術了解、認知以及實際作業的要求也同步提升。目前，大部分灌溉農田管理者仍存在管理不足，導致灌溉效果不明顯的現象。

5改進措施

依據實際農田土質、農田的實際情況和節水需求，進行可行性的改進方式，對水資源環境適度進行節水灌溉技術的改進。從技術層面來說，針對各個種類農田開展多樣化的農田灌溉技術方式，設計出合理化、灌溉管理員高素質水平和人員的灌溉操作水平的水利工程灌溉機制。

5.1技術方面的改進

(1)水平畦田灌溉技術。該技術強調運用在整片平整的土地上，采取激光平底工藝鋪設水資源的均勻引流，使得工作環境更為可靠。這種灌溉技術適合于大面積的土地灌溉作業當中，同時需要對土質的檢驗和勘察下，增加土地的平均滲透值，做到土質的高滲透率，一般情況下可以達到80%的灌溉量。這種方法可以達到高自動化的要求對于人工監控的需求小。效果上灌溉均度也可以達到85%，增產量達到30%。

(2)小畦田三改灌溉技術。三改指的是對畦田的長、寬、高三者面積進行整改，從整片劃分為若干個小的小畦田。上述灌溉技術目的是發揮灌溉效能、減少灌溉時間，有效降低用水量，做到節水，提升水資源的覆蓋率，上述的技術多用于土地不整的小塊農田。

(3)長畦田分段灌溉技術。該技術主要用于水資源緊缺的地域，并且農田大面積成片的土地，該技術利用長畦分段手法變短，利用輸水渠塑料管道分段進行灌溉作業，從上而下進行灌溉作業，該分段灌溉實現高滲透率，節約時間。

(4)隔溝灌溉技術。該技術主要利用灌水作業對溝畦逐一進行灌水再隔，上述隔溝灌溉技術主要應用于水資源緊缺的地域，以上技術手段的灌溉應用減少了一半的用水量，并且利用地下水滲透將灌溉溝的水慢慢滲入到沒有進行灌溉的溝畦中。受水文氣候的影響較小，出現降水天氣亦不會嚴重影響農田灌溉水量的劇增。

(5)間歇灌溉技術。經過實證發現使用間歇灌溉技術灌溉農田，農田的水源利用率可以達到86%以上，水滲透率達到65%以上，水源浪費量足足減少了54%。而且間歇灌溉技術對儀器設備的要求低，設備成本低廉，可以普遍適用于多數的農田灌溉。多項研究實證得知，水流灌溉技術的第一次灌溉成果最為明顯，土地滲透率最高，間歇灌溉技術原理是水壓輸送水流至農田上，停止工作后水資源逐漸滲透，利用水壓推進輸送農田，呈現水資源向農田波浪式水前進，灌溉速率增速，水流速動加快，升級土壤孔洞的閉合，實現土壤滲透率減少競爭力。

(6)閘灌溉技術。農田土地水資源流向農田溝渠會產生或多或少的水利消耗，所以為了減少水量消耗采取閘灌溉技術。在這個部分的輸水管道則采用軟塑料制成以及加配配水口零件，并且輸水軟管也要可以做到紫外線屏蔽效果，對光、水、溫度都可以實現控制。配水口的部分則由閘門、壓環、閘窗、閘板四個部件組成。這可以說是一個整體系統，其主要是應用于渠灌去區和井灌區連接作用。

(7)膜上灌溉技術。該技術目前我國自主發明的技術，如今主要作用于地膜農田的灌溉中，利用多樣的畦田開展農田地面的膜覆蓋并于該膜上輸水灌溉，膜上農作物的孔洞、或者灌水孔洞實現水流輸送于膜內灌溉的效果。

5.2管理上的改善

灌溉工程管理上要求人員素質提升、積極調動參與者的積極性和技術掌握程度，為農田水利灌溉施工提供幫助，根本上提升灌溉效率。大田改造為畦田、大田改造為大面積平整田地的，有助于提升灌溉操作員的操作能力和操作效率，革新農民的農田灌溉思想，樹立節水、提產的灌溉觀念，農田灌溉技術改進促進實際的管理灌溉操作水平。

6結語

本課題主旨研究當下水利工程灌溉技術應用的實際問題，分析影響農田水利灌溉成效的因素，提出相應可行的農田水利灌溉技術的改善方案，羅列出七種灌溉技術，從灌溉方式選擇、人員素質水平提升上做到農田灌溉的升級優化，實現國內農田水利灌溉項目的可持續健康發展。

參考文獻：