□曹 巖 牟連營(yíng)

河北省農(nóng)田灌溉智能控制信息化建設(shè)的應(yīng)用與推廣

□曹 巖 牟連營(yíng)

水利信息是國(guó)家基礎(chǔ)國(guó)情信息之一，以水利智能信息化帶動(dòng)水利現(xiàn)代化，以水利現(xiàn)代化促進(jìn)水利智能信息化，增加水利科技含量、降低水資源消耗、提高水利整體效益是現(xiàn)代水利發(fā)展的必由之路。近年來(lái)隨著政策要求提高，灌溉節(jié)水技術(shù)正朝著信息化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，采用自動(dòng)測(cè)控技術(shù)量測(cè)設(shè)備，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地掌控動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)流量數(shù)據(jù)及灌區(qū)地下水位，通過(guò)數(shù)據(jù)采集、傳輸與信息處理，可以實(shí)現(xiàn)科學(xué)配水，為水行政主管部門(mén)用水決策提供有效依據(jù)。

1.河北省農(nóng)村水資源現(xiàn)狀及國(guó)家節(jié)水智能控制方面政策

河北省是嚴(yán)重缺水的省份之一，全省人均水資源量?jī)H為307m3，遠(yuǎn)低于國(guó)際公認(rèn)的人均500m3的“極度缺水標(biāo)準(zhǔn)”，河北省農(nóng)業(yè)用水占總用水量的70%以上，為保障水資源的可持續(xù)利用，《河北省水資源管理辦法》明確了用水總量控制、用水效率、建立水功能區(qū)限制納污指標(biāo)體系“三條紅線(xiàn)”，體現(xiàn)了“最嚴(yán)格水資源管理制度”。

2014年1月19日，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于全面深化農(nóng)村改革加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的若干意見(jiàn)》（中央1號(hào)文件），這是從2004年起，中央1號(hào)文件連續(xù)11年“鎖定”三農(nóng)主題，顯示中央對(duì)“三農(nóng)”問(wèn)題長(zhǎng)期持續(xù)關(guān)注。2012年11月26日國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布國(guó)家農(nóng)業(yè)節(jié)水綱要（2012～2020年）提出：“（十六）農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)創(chuàng)新工程。加強(qiáng)主要農(nóng)作物高效用水基礎(chǔ)科學(xué)研究，推廣具有自主核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能控制和精量灌溉裝備。開(kāi)展灌區(qū)自動(dòng)化控制、智能控制信息化管理等應(yīng)用技術(shù)研究，逐步建立農(nóng)田水利管理信息網(wǎng)絡(luò)”。

國(guó)家目前啟動(dòng)了河北省地下水超采綜合治理工作，主要措施就是開(kāi)展農(nóng)業(yè)節(jié)水。河北省現(xiàn)已經(jīng)確定試點(diǎn)區(qū)域，編制了《河北省地下水超采綜合治理實(shí)施方案》并加大資金投入，把節(jié)水灌溉智能監(jiān)控信息化納入到了建設(shè)任務(wù)中。

2.農(nóng)田節(jié)水灌溉智能控制信息化建設(shè)目的

2.1 用水計(jì)量信息化監(jiān)控需求

目前河北省節(jié)水灌溉管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、資料和信息通?？看笠?guī)模人工調(diào)研獲得，信息延續(xù)性差、時(shí)效性差、精確度差，利用智能信息化平臺(tái)建立高效、實(shí)時(shí)取用水量監(jiān)控系統(tǒng)，逐步建立全省取水?dāng)?shù)據(jù)系統(tǒng)，為用水部門(mén)實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理灌溉提供決策信息。

2.2 地下水位信息化監(jiān)測(cè)需求

對(duì)已安裝智能控制系統(tǒng)的區(qū)域進(jìn)行地下水位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為制定合理灌溉制度提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)還可以對(duì)有效控制地下水位下降、保護(hù)當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境提供科學(xué)的信息支持與服務(wù)。

2.3 智能灌溉自動(dòng)化管理需求

智能灌溉自動(dòng)化管理，不但節(jié)省農(nóng)村勞動(dòng)力，還可以節(jié)省灌溉時(shí)間、節(jié)約灌溉費(fèi)用，從而提高灌溉質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)灌溉管理方式變革，引領(lǐng)灌溉現(xiàn)代化方向。

2.4 信息發(fā)布需要

通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端渠道發(fā)布有關(guān)節(jié)水灌溉政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及研發(fā)的相關(guān)數(shù)據(jù)、新成果等，可以指導(dǎo)科學(xué)用水，科學(xué)種植，提高農(nóng)民對(duì)高效灌溉新技術(shù)的認(rèn)知程度，提高面向農(nóng)村的信息服務(wù)水平，塑造良好的河北農(nóng)田水利新形象。

近年來(lái)，河北省水行政主管部門(mén)逐步要求基層水務(wù)部門(mén)在節(jié)水灌溉項(xiàng)目建設(shè)中配備節(jié)水灌溉智能控制系統(tǒng)，對(duì)農(nóng)作物灌溉狀況、農(nóng)村地下水開(kāi)采進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將采集的有效用水信息進(jìn)行加工，用于指導(dǎo)科學(xué)用水，從而實(shí)現(xiàn)精確灌溉、預(yù)報(bào)灌溉、調(diào)控灌溉，現(xiàn)代信息技術(shù)正在逐步改造河北省農(nóng)田水利節(jié)水灌溉項(xiàng)目管理的傳統(tǒng)模式。

3.灌溉智能控制與信息化系統(tǒng)主要建設(shè)內(nèi)容

河北省農(nóng)田灌溉智能控制與信息化系統(tǒng)包括農(nóng)田智能灌溉控制設(shè)備、GPRS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、灌溉監(jiān)測(cè)管理信息系統(tǒng)3部分組成。

農(nóng)田智能灌溉控制設(shè)備由控制保護(hù)柜柜體、農(nóng)田智能灌溉監(jiān)測(cè)控制裝置、流量傳感器、控制柜水泥底座等元件組成。

GPRS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是農(nóng)田智能灌溉監(jiān)測(cè)控制裝置與信息管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸處理器，主要包含無(wú)線(xiàn)傳輸模塊、GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、集中后備電源充電切換模塊，實(shí)現(xiàn)接收農(nóng)田灌溉智能控制裝置監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的功能。

灌溉監(jiān)測(cè)管理信息系統(tǒng)由遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理軟件、農(nóng)田灌溉數(shù)據(jù)庫(kù)和縣級(jí)水務(wù)局視頻監(jiān)控中心組成，是水行政主管部門(mén)用水決策的中樞系統(tǒng)。

節(jié)水灌溉智能控制與信息化流程為“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集→分析提煉→形成決策（或提供有效信息）→指導(dǎo)實(shí)用”，把計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等應(yīng)用于農(nóng)田節(jié)水灌溉，以實(shí)現(xiàn)水資源的合理配置和節(jié)水灌溉的優(yōu)化調(diào)度。通過(guò)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)機(jī)井水位及灌溉用水?dāng)?shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程采集和監(jiān)控，結(jié)合土壤墑情進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)與分析結(jié)果，利用節(jié)水灌溉設(shè)施以較精確的方式向作物直接供水。智能化管理技術(shù)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，形成有效信息，為用水決策提供強(qiáng)大的技術(shù)保障?！?/p>

2014-04-29

曹巖，男，漢族，華北水利水電大學(xué)水利學(xué)院，在讀學(xué)生。牟連營(yíng)，男，漢族，河北省水利科學(xué)研究院，正高級(jí)工程師。