摘要：隨著人口的增加和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進，傳統(tǒng)的灌溉方式存在著水資源浪費、管理不精細等問題，灌區(qū)改造成為解決農(nóng)業(yè)用水問題的重要途徑之一，通過進行改造能夠有效提高灌區(qū)管理的精細化水平實現(xiàn)智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。灌區(qū)改造是指通過科學合理的工程措施和管理手段，改善現(xiàn)有灌區(qū)的水利設(shè)施和農(nóng)業(yè)灌溉管理體制，提高農(nóng)業(yè)用水效率，保障農(nóng)田灌溉用水供應(yīng)的一項重要工作?；诖?，對灌區(qū)改造中的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用進行分析研究，以期為相關(guān)工程技術(shù)人員提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：灌區(qū)改造農(nóng)業(yè)灌溉優(yōu)化結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TU99

ApplicationStrategiesofTechnologicalInnovationinIrrigationDistrictReconstruction

YUEXi

（GansuWaterConservancyandHydroelectricPowerConstructionCo.，Ltd.，DayuIrrigationGroup，Jiuquan，GansuProvince，735000China）

Abstract：Withtheincreaseofpopulationandtheadvancementofagriculturalmodernization，traditionalirrigationmethodshaveproblemssuchaswaterresourcewasteandpoormanagement，andirrigationareatransformationhasbecomeoneoftheimportantwaystosolveagriculturalwaterissues，whichcaneffectivelyimprovethefinelevelofthemanagementofirrigationareas，soastoachieveintelligentagriculturalproduction.Irrigation areatransformationreferstoanimportanttaskthatimprovesexistingirrigationfacilitiesandagriculturalirrigationmanagementsystemsinirrigationareasthroughscientificandreasonableengineeringmeasuresandmanagementmethodstoimproveagriculturalwaterefficiencyandensuretheagriculturalirrigationwatersupply.Basedonthis，thisarticleanalyzesandstudiesthetechnologicalinnovationandapplicationinirrigationareatransformation，withtheaimofprovidingsomereferenceandguidanceforrelevantengineeringtechnicalpersonnel.

KeyWords：Irrigationareatransformation;Agriculturalirrigation;Optimizestructure

灌區(qū)改造是指對現(xiàn)有的灌溉系統(tǒng)進行升級改造，以提高水資源利用效率、降低能耗和減少環(huán)境污染。隨著科技的不斷進步，技術(shù)創(chuàng)新在灌區(qū)改造中的應(yīng)用變得越來越重要。通過引入新技術(shù)，可以實現(xiàn)灌區(qū)水資源的精確分配、自動化管理和智能化決策，提高農(nóng)田灌溉的水平和效益。一方面，傳統(tǒng)的灌溉系統(tǒng)存在許多問題，如水量浪費、能耗高、管理不便等。通過對現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新可以解決這些問題。例如：通過利用先進的傳感器技術(shù)，可以實時監(jiān)測土壤水分狀況，根據(jù)實際需求調(diào)整灌溉水量，減少浪費。同時，自動化控制系統(tǒng)可以精確控制灌溉設(shè)備的開關(guān)和運行時間，提高能源利用效率。此外，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析，可實現(xiàn)對灌溉系統(tǒng)的遠程監(jiān)控和智能化決策，提高管理效率和決策精度。另一方面，隨著全球氣候變化和水資源緊缺的問題日益突出，灌區(qū)改造迫在眉睫。對灌溉改造中的技術(shù)進行創(chuàng)新能夠提供更加可持續(xù)和環(huán)保的解決方案。例如：利用新型材料和工藝技術(shù)，可以改善灌溉設(shè)備的效能和耐用性，減少能耗和維護成本。同時，利用可再生能源和節(jié)能技術(shù)，可以降低灌溉系統(tǒng)的能源消耗，減少對化石燃料的依賴，從而減少碳排放和環(huán)境污染。此外，通過技術(shù)創(chuàng)新能夠推動農(nóng)田灌溉的現(xiàn)代化和智能化發(fā)展。傳統(tǒng)的灌溉方式通常依賴于人工操作和經(jīng)驗判斷，管理效率低下。而通過引入自動化和智能化技術(shù)，可以實現(xiàn)灌溉系統(tǒng)的自動控制和智能決策。例如：利用人工智能和機器學習算法，可以建立模型來預測土壤水分變化，從而實現(xiàn)精確灌溉和節(jié)水灌溉。此外，利用無人機和遙感技術(shù)，可以對農(nóng)田進行高精度的遙感監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)并解決灌溉問題，提高管理效率和決策精度。因此，在灌區(qū)改造中加強技術(shù)創(chuàng)新具有重要的理論和實踐意義。

1灌區(qū)改造過程中存在的問題

1.1技術(shù)和設(shè)施落后

灌區(qū)改造需要先進的技術(shù)和設(shè)備支持，以提高灌溉效率和水資源利用率。然而，許多灌區(qū)的技術(shù)和設(shè)施已經(jīng)落后，導致改造工作效果不佳。缺乏現(xiàn)代化的灌溉系統(tǒng)和設(shè)備，使得灌區(qū)的水資源利用率無法得到充分提高，同時也增加了維護和管理的難度[1]。

1.2生態(tài)環(huán)境保護不足

灌區(qū)改造可能對生態(tài)環(huán)境造成一定的影響，如水土流失、水污染等。在改造過程中，往往沒有足夠的重視生態(tài)環(huán)境保護的措施，導致對周邊生態(tài)環(huán)境的破壞和污染。這不僅影響當?shù)氐纳鷳B(tài)平衡，也會對周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成負面影響，甚至引發(fā)生態(tài)災害。

2技術(shù)創(chuàng)新在灌區(qū)改造中的應(yīng)用意義

2.1提高灌溉效率

通過引入先進的灌溉設(shè)備和智能控制系統(tǒng)，提高灌溉水的利用效率。例如：利用節(jié)水灌溉技術(shù)，通過地下滴灌、微噴灌、旱田灌溉等方式，減少水分流失和地表蒸發(fā)，達到節(jié)水目的。此外，利用智能化的灌溉控制系統(tǒng)，可以根據(jù)土壤濕度、氣象條件和作物需水量實時調(diào)整灌溉量，提高灌溉水的利用效率，減少水資源浪費。

2.2優(yōu)化灌溉結(jié)構(gòu)

通過優(yōu)化管網(wǎng)布局、改良灌溉設(shè)備和改進灌溉方式，實現(xiàn)灌區(qū)水資源的合理配置和優(yōu)化利用。例如：通過建設(shè)管道輸水系統(tǒng)，減少水資源在輸送過程中的損失，提高輸水效率；通過改進灌溉方式，如改善灌溉水質(zhì)、調(diào)整灌溉周期、改良灌溉設(shè)備等，實現(xiàn)不同地塊、不同作物的灌溉需求，優(yōu)化灌溉結(jié)構(gòu)，提高灌溉效率。

2.3減少能源消耗

通過引入新型節(jié)能設(shè)備、提高設(shè)備效率和優(yōu)化運行方式，減少灌區(qū)的能源消耗。例如：利用太陽能灌溉系統(tǒng)、高效節(jié)能水泵、智能控制系統(tǒng)等設(shè)備，減少灌區(qū)的能源消耗；通過優(yōu)化灌溉時段、降低壓力損失、改進水泵運行方式等措施，提高設(shè)備的能源利用率，減少灌區(qū)的能源消耗。

2.4優(yōu)化灌區(qū)管理體制

傳統(tǒng)的灌區(qū)管理往往由人為進行，缺乏一定的便利性。通過信息化技術(shù)，可以建立起灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對灌區(qū)水資源的監(jiān)控和管理并且提供決策支持，有效提高管理效率和水資源利用效率。

2.5推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展

在灌區(qū)改造過程中實現(xiàn)對現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新，能夠提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學性和現(xiàn)代化水平。同時，也能夠帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，例如農(nóng)業(yè)機械、智能化設(shè)備等，提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的競爭力。

3灌區(qū)改造中的技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用

3.1灌溉控制調(diào)度系統(tǒng)

灌區(qū)灌溉控制調(diào)度系統(tǒng)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)，包括傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)及自動化技術(shù)，對灌區(qū)內(nèi)的供水和排水系統(tǒng)、各渠道、水庫水位和水量進行自動監(jiān)測和控制的系統(tǒng)。通過計算機實現(xiàn)灌區(qū)水資源的實時監(jiān)測和調(diào)度管理，主要功能包括：監(jiān)測各渠道水位和水量；監(jiān)測控制泵站水位和水量；監(jiān)測灌區(qū)灌溉水量；實時監(jiān)控控制泵站運行狀況和人員工作狀態(tài)；實時監(jiān)控運行參數(shù)和人員工作參數(shù)；通過信息系統(tǒng)實現(xiàn)對灌區(qū)的水資源調(diào)度管理；對供排水系統(tǒng)進行分析和評價，并提出優(yōu)化調(diào)度方案[2]。

傳感技術(shù)是灌區(qū)灌溉控制調(diào)度系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于監(jiān)測各渠道水位和水量、控制泵站水位和水量等。傳感器可以實時采集水位、水量等數(shù)據(jù)，并通過通信技術(shù)傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)中進行處理。各渠道和泵站的水位和水量數(shù)據(jù)可以幫助系統(tǒng)實時監(jiān)測灌區(qū)的水資源情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行調(diào)度管理。通信技術(shù)能夠?qū)鞲衅鞑杉降臄?shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)中，實現(xiàn)實時監(jiān)測和遠程控制。通過通信技術(shù)，可以將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程監(jiān)控中心，實現(xiàn)對灌區(qū)水資源的遠程監(jiān)控和調(diào)度管理。計算機技術(shù)是灌區(qū)灌溉控制調(diào)度系統(tǒng)的核心，通過計算機系統(tǒng)可以實現(xiàn)對灌區(qū)水資源的實時監(jiān)測和調(diào)度管理。計算機系統(tǒng)可以對傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析，實現(xiàn)對灌區(qū)水資源的實時監(jiān)控和調(diào)度管理。同時，計算機系統(tǒng)還可以通過信息系統(tǒng)實現(xiàn)對灌區(qū)水資源的調(diào)度管理，提出優(yōu)化調(diào)度方案，實現(xiàn)對供排水系統(tǒng)的分析和評價。通過自動化技術(shù)可以實現(xiàn)對灌區(qū)內(nèi)的供水和排水系統(tǒng)、各渠道、水庫水位和水量的自動監(jiān)測和控制[3]。自動化技術(shù)可以實現(xiàn)對灌區(qū)水資源的自動調(diào)度管理，提高灌溉效率，減少人工干預，降低運行成本。

3.2遙感技術(shù)

3.2.1高分辨率遙感影像

利用高分辨率遙感影像，可以獲取灌區(qū)內(nèi)各種地表特征的詳細信息，如農(nóng)田分布、灌溉設(shè)施、水體分布等。這些信息對制訂灌區(qū)改造的規(guī)劃方案非常重要。通過分析高分辨率遙感影像，可以確定農(nóng)田的分布情況，了解不同區(qū)域的灌溉設(shè)施情況，以及水體的分布和變化[4]。這些信息可以幫助決策者更好地理解灌區(qū)的現(xiàn)狀，并根據(jù)實際情況制定改造方案。

3.2.2遙感與地理信息系統(tǒng)結(jié)合

將遙感數(shù)據(jù)與地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，GIS）技術(shù)相結(jié)合，可以實現(xiàn)灌區(qū)空間分析與決策支持。通過對遙感數(shù)據(jù)進行圖像分類和空間分析，可以提取出灌區(qū)內(nèi)不同土地利用類型的空間分布信息，評估土地利用變化對水資源利用的影響，并制定相應(yīng)的改造措施。例如：通過遙感數(shù)據(jù)與GIS技術(shù)，可以將灌區(qū)內(nèi)的不同土地利用類型進行分類，包括農(nóng)田、水體、建筑等。然后可以分析這些不同土地利用類型之間的關(guān)系，并評估不同土地利用類型對水資源的利用情況。

3.2.3時間序列遙感分析

通過獲取多期遙感影像，可以進行時間序列遙感分析，監(jiān)測灌區(qū)的變化過程。通過對遙感影像的時序變化進行分析，可以提取出灌區(qū)內(nèi)植被生長的動態(tài)變化信息，評估灌區(qū)植被覆蓋度和生長狀況，為灌區(qū)改造提供決策依據(jù)。例如：通過獲取多期遙感影像，可以分析灌區(qū)內(nèi)植被的覆蓋度和生長情況的變化。這些信息可以幫助決策者了解灌區(qū)內(nèi)植被的發(fā)展趨勢，并根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的措施，如增加灌溉設(shè)施、改善土壤水分管理等，以提高灌區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。

3.3無人機測量

無人機測量技術(shù)可以高效地獲取大量的地理空間數(shù)據(jù)，為灌溉改造提供準確、全面的數(shù)據(jù)支持，提高灌溉效率和水資源利用率[5]。

首先，無人機可以通過激光雷達測量獲取地面的高程數(shù)據(jù)，用于灌溉系統(tǒng)設(shè)計和施工。通過機載激光雷達，無人機可以快速、高精度地獲取地面點云信息，并通過過濾地面建筑物、植被等，提取斷面線的高程點數(shù)據(jù)。這樣可以得出灌溉區(qū)域的地形圖和斷面圖，幫助設(shè)計師和工程師了解地形起伏和高程變化，合理規(guī)劃灌溉系統(tǒng)的布局和排水方案。同時，利用無人機測量數(shù)據(jù)可以準確計算出斷面點位的水平距離和高程，為灌溉管道的敷設(shè)和水源調(diào)度提供精確的參考。其次，通過對縱斷面和橫斷面的測量，提供河道和水源的詳細信息。對灌溉改造項目中的水庫、河流和渠道等水域，無人機可以通過測量縱斷面數(shù)據(jù)得出縱斷面圖，從而了解河道沿程的縱坡和落差分布情況。同時，通過測量橫斷面數(shù)據(jù)，可以了解河流的橫向變化，包括河寬、深度和河床形態(tài)等。這些數(shù)據(jù)可以為灌溉改造項目的水源調(diào)度和水域管理提供重要的參考依據(jù)，確保灌溉系統(tǒng)的順利運行和水資源的合理利用。最后，無人機測量還可以在灌溉改造中進行植被監(jiān)測和土壤水分監(jiān)測。通過無人機的高分辨率遙感影像技術(shù)，可以獲取灌溉區(qū)域的植被覆蓋和植被類型等信息，幫助管理者了解植被的生長情況和健康狀況。同時，無人機還可以利用多光譜和熱紅外遙感技術(shù)，實時監(jiān)測土壤的水分含量和分布，為決策者提供科學的灌溉水量和灌溉時機建議，避免水資源的浪費和土地的盲目灌溉。

4結(jié)語

通過引入先進的灌溉技術(shù)和智能化管理系統(tǒng)，可以提高水資源利用效率，減少浪費，降低成本，同時也能夠改善農(nóng)作物的生長環(huán)境，提高產(chǎn)量和質(zhì)量。此外，利用無人機、遙感技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析，可以實現(xiàn)灌區(qū)的監(jiān)測和管理，提高農(nóng)田的精準化管理能力，為灌區(qū)改造提供了數(shù)據(jù)支持和科學依據(jù)。同時，技術(shù)創(chuàng)新還可以推動灌區(qū)改造向智能化、可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的改善提供了新的可能性。然而，技術(shù)創(chuàng)新在灌區(qū)改造中的應(yīng)用也面臨著技術(shù)成本較高、接受度低等問題。因此，需要政府、企業(yè)和研究機構(gòu)共同努力，加大對技術(shù)創(chuàng)新的支持和投入，促進技術(shù)創(chuàng)新與灌區(qū)改造的深度融合，推動灌區(qū)改造向高效、智能、可持續(xù)的方向發(fā)展。

參考文獻

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