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【摘 要】近几年来，随着我国水资源的日趋紧张，为了能否解决水资源不足的问题，从而提高灌溉的效率，世界各国都在积极地探索一些行之有效的节水途径和措施，其中节水灌溉自动化就是一种现在常用的方式。它与人工控制方式相比，具有节省能量、杀虫剂、水肥、人工等优点，重要的是能够消除在灌溉过程中造成的人为因素等不利影响，有利于灌溉过程的科学管理，从而提高操作的准确性。本文介绍了节水灌溉自动化技术的国内外发展现状，并且分析了节水灌溉自动化技术的发展趋势和发展前景。
【关键词】节水灌溉；自动化技术；发展趋势
引言
我国是一个人口众多的国家，同时也是一个严重缺水的国家，我国每年平均缺水量大约400亿 m3，其中农业生产缺水量就高达 300 亿m3，占全国缺水总量的62%。农业生产用水是我国用水的主要大户，大约占年生产生活用水总量的 70%，而农业用水中大约90%左右是灌溉用水，节约农业灌溉用水是我国农业节水的重要内容。由于受当时建设水平和综合投资资金的制约，我国很多农田灌区依然采用传统的灌溉模式，普遍存在农业生产灌溉定额较高现象。
与国外一些农业较为发达的国家相比，我国农业用水实际利用效率还是相当低的，农业灌溉水资源浪费现象相当严重，具有非常大的节水潜力。因此，采用先进的节水灌溉自动化技术，有效提高我国灌水利用率，在满足农业生产基本要求的前提下，有效节约水资源，对实现水资源的可持续利用具有非常重要的意义。
一、节水灌溉自动化技术的发展
随着传感器技术、自动控制技术、通信技术等技术在农业领域中的应用与发展，为农业灌溉从传统充分灌溉向局部控制点灌溉发展提供了重要的基础条件。利用自动化监测技术，通过传感器等检测单元，实现对灌区用水的实时监测预报和统计分析，可完成对整个灌溉过程的动态控制管理。利用传感器来实时监测土壤墒情和农作物生长数据信息，实现对灌溉用水的自动化动态分析管理。由于农业生产灌溉是一个复杂过程，其所涉及到的技术内容想当多，要真正实现农业生产灌溉水资源的高效利用，仅凭单一的节水灌溉设备或技术措施几乎不可能有效解决。因此，必须将灌溉水源开发、输配水、灌水技术装备和灌区降雨、蒸发、土壤墒情，以及农作物需水需肥规律等各方面特征因素有机结合起来，进行统一考虑，做到灌区降雨、灌溉水、土壤水、地下水等水资源的联合动态调度使用，实现按期、按需、按量等自动供、配、用水的需要。
（一）国外节水灌溉自动化技术研究现状
早在上世纪 90 年代美国就开发出第一套灌溉控制器，以土壤中的水分作为整个控制系统的控制对象，判断灌水管道上阀门是否需要打开。1990 年，Fang-meier 等人在总结了红外线热电偶在其它工程中的应用特征后，成功将其引入到自动化灌溉控制领域，形成了以红外线热电偶测灌区土壤温度，并与空气湿度计、土壤湿度传感器等相互配合，构筑了一整套完善的自动化灌溉控制系统。在美国一些管理水平较高的灌区中，已经做到了将土壤墒情与灌区灌水、降雨等因素相结合，实现了取水、输水、配水、用水等过程的统一调度、优化配水的灌溉全过程自动化管理，大大减少了输配水管道水损失和渠道弃水量，有效提高了灌溉水资源的利用效率。
以色列是微灌技术发展最为典型的国家，以色列农业工作人员在家就可以通过电脑实现对农场的全程监督管理，不仅可以通过操作家用电脑上相关“电子软按钮”实现对灌溉间隔时间、灌溉水量等的远程调控，同时，还可以根据历史灌溉数据分析，获得较为灵活、准确、实时快捷的灌溉方案策略，整个操作相当方便，而且水资源利用效率也相当高。
（二）国内节水灌溉自动化技术研究现状
由于受国民经济、农业用水传统观念等因素的影响，我国在节水灌溉自动化方向的研究起步相对较晚，目前几乎处于起步阶段，灌区普遍存在基础自动化设备短缺、综合自动化管理水平较低等情况。我国现代灌区中所拥有的节水灌溉自动化系统基本都是在引进和消化的基础上形成的。
北京农业工程大学自主研发的自动化灌溉系统主要以 8031 单片机作为控制核心，通过多通道动态采集土壤中的水分，并結合 DSP 数据处理单元完成了对数据的动态采集和实时分析。
韶山灌区于 1997 年投入运行一套以水位闸位为控制对象的灌区水自动管理控制系统，不仅有效提高了灌区的综合防洪抗汛能力，同时还有效提高了灌区的综合自动化水平，有效提高了灌区水资源的综合利用效率，能够根据农田用水实时情况进行动态水资源调度分配管理。
北京奥特斯达科技有限公司研发的 WT -02 型微喷灌定时自动控制系统是国内应用较为优越的节水灌溉系统之一，它是一种满足农业、园林、温室大棚等灌溉领域的电子灌溉自动化控制系统，但由于该系统主要以定时、定量、定周期为控制对象，没有结合灌区的实际时变因素，不能根据农作物所需水分进行动态水量调节分配。
就目前我国所拥有的节水灌溉控制系统设备而言，大多数均是独立控制单元，其控制规模较小、控制对象较单一，局限于实验和理论的探讨，加上各类系统设备价格较高，一次性投资较大，无法得到有效普及推广应用。市政工程排水系统质量问题的防治策略
二、节水灌溉自动化技术的发展趋势
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、物力的投人，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、以及我国加人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人、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。
三、结束语
综上所述，随着计算机技术、无线通讯技术以及传感器技术和神经网络技术等的迅速发展，我国的各种电力电子器件的价格出现了逐渐降低的现象，它们的可靠性日益提高。节水灌溉监测控制管理系统是用先进的信息技术构筑完成的，它是优化水资源分配调度进行现代农业灌溉的发展方向。实施节水灌溉自动化系统的建设，用高新技术来改造传统的农业产业的模式已经成为我国农业乃至国民经济可持续发展的重要途径，也是重要保障，同时也是水资源利用的战略性措施之一。
参考文献：
[1] 姜训宇，段生梅，母利.节水灌溉自动化技术的发展及前景分析[J].安徽农学通报，2011（8）.
[2] 林红专，陈绍甫.节水灌溉自动化技术的发展及前景分析[J].节水灌溉， 2011（7）.
[3]张兵，袁寿其，成立.节水灌溉自动化技术的发展及趋势[J].排灌机械， 2011（3）.
【关键词】节水灌溉；自动化技术；发展趋势
引言
我国是一个人口众多的国家，同时也是一个严重缺水的国家，我国每年平均缺水量大约400亿 m3，其中农业生产缺水量就高达 300 亿m3，占全国缺水总量的62%。农业生产用水是我国用水的主要大户，大约占年生产生活用水总量的 70%，而农业用水中大约90%左右是灌溉用水，节约农业灌溉用水是我国农业节水的重要内容。由于受当时建设水平和综合投资资金的制约，我国很多农田灌区依然采用传统的灌溉模式，普遍存在农业生产灌溉定额较高现象。
与国外一些农业较为发达的国家相比，我国农业用水实际利用效率还是相当低的，农业灌溉水资源浪费现象相当严重，具有非常大的节水潜力。因此，采用先进的节水灌溉自动化技术，有效提高我国灌水利用率，在满足农业生产基本要求的前提下，有效节约水资源，对实现水资源的可持续利用具有非常重要的意义。
一、节水灌溉自动化技术的发展
随着传感器技术、自动控制技术、通信技术等技术在农业领域中的应用与发展，为农业灌溉从传统充分灌溉向局部控制点灌溉发展提供了重要的基础条件。利用自动化监测技术，通过传感器等检测单元，实现对灌区用水的实时监测预报和统计分析，可完成对整个灌溉过程的动态控制管理。利用传感器来实时监测土壤墒情和农作物生长数据信息，实现对灌溉用水的自动化动态分析管理。由于农业生产灌溉是一个复杂过程，其所涉及到的技术内容想当多，要真正实现农业生产灌溉水资源的高效利用，仅凭单一的节水灌溉设备或技术措施几乎不可能有效解决。因此，必须将灌溉水源开发、输配水、灌水技术装备和灌区降雨、蒸发、土壤墒情，以及农作物需水需肥规律等各方面特征因素有机结合起来，进行统一考虑，做到灌区降雨、灌溉水、土壤水、地下水等水资源的联合动态调度使用，实现按期、按需、按量等自动供、配、用水的需要。
（一）国外节水灌溉自动化技术研究现状
早在上世纪 90 年代美国就开发出第一套灌溉控制器，以土壤中的水分作为整个控制系统的控制对象，判断灌水管道上阀门是否需要打开。1990 年，Fang-meier 等人在总结了红外线热电偶在其它工程中的应用特征后，成功将其引入到自动化灌溉控制领域，形成了以红外线热电偶测灌区土壤温度，并与空气湿度计、土壤湿度传感器等相互配合，构筑了一整套完善的自动化灌溉控制系统。在美国一些管理水平较高的灌区中，已经做到了将土壤墒情与灌区灌水、降雨等因素相结合，实现了取水、输水、配水、用水等过程的统一调度、优化配水的灌溉全过程自动化管理，大大减少了输配水管道水损失和渠道弃水量，有效提高了灌溉水资源的利用效率。
以色列是微灌技术发展最为典型的国家，以色列农业工作人员在家就可以通过电脑实现对农场的全程监督管理，不仅可以通过操作家用电脑上相关“电子软按钮”实现对灌溉间隔时间、灌溉水量等的远程调控，同时，还可以根据历史灌溉数据分析，获得较为灵活、准确、实时快捷的灌溉方案策略，整个操作相当方便，而且水资源利用效率也相当高。
（二）国内节水灌溉自动化技术研究现状
由于受国民经济、农业用水传统观念等因素的影响，我国在节水灌溉自动化方向的研究起步相对较晚，目前几乎处于起步阶段，灌区普遍存在基础自动化设备短缺、综合自动化管理水平较低等情况。我国现代灌区中所拥有的节水灌溉自动化系统基本都是在引进和消化的基础上形成的。
北京农业工程大学自主研发的自动化灌溉系统主要以 8031 单片机作为控制核心，通过多通道动态采集土壤中的水分，并結合 DSP 数据处理单元完成了对数据的动态采集和实时分析。
韶山灌区于 1997 年投入运行一套以水位闸位为控制对象的灌区水自动管理控制系统，不仅有效提高了灌区的综合防洪抗汛能力，同时还有效提高了灌区的综合自动化水平，有效提高了灌区水资源的综合利用效率，能够根据农田用水实时情况进行动态水资源调度分配管理。
北京奥特斯达科技有限公司研发的 WT -02 型微喷灌定时自动控制系统是国内应用较为优越的节水灌溉系统之一，它是一种满足农业、园林、温室大棚等灌溉领域的电子灌溉自动化控制系统，但由于该系统主要以定时、定量、定周期为控制对象，没有结合灌区的实际时变因素，不能根据农作物所需水分进行动态水量调节分配。
就目前我国所拥有的节水灌溉控制系统设备而言，大多数均是独立控制单元，其控制规模较小、控制对象较单一，局限于实验和理论的探讨，加上各类系统设备价格较高，一次性投资较大，无法得到有效普及推广应用。市政工程排水系统质量问题的防治策略
二、节水灌溉自动化技术的发展趋势
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、物力的投人，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、以及我国加人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人、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。
三、结束语
综上所述，随着计算机技术、无线通讯技术以及传感器技术和神经网络技术等的迅速发展，我国的各种电力电子器件的价格出现了逐渐降低的现象，它们的可靠性日益提高。节水灌溉监测控制管理系统是用先进的信息技术构筑完成的，它是优化水资源分配调度进行现代农业灌溉的发展方向。实施节水灌溉自动化系统的建设，用高新技术来改造传统的农业产业的模式已经成为我国农业乃至国民经济可持续发展的重要途径，也是重要保障，同时也是水资源利用的战略性措施之一。
参考文献：
[1] 姜训宇，段生梅，母利.节水灌溉自动化技术的发展及前景分析[J].安徽农学通报，2011（8）.
[2] 林红专，陈绍甫.节水灌溉自动化技术的发展及前景分析[J].节水灌溉， 2011（7）.
[3]张兵，袁寿其，成立.节水灌溉自动化技术的发展及趋势[J].排灌机械， 2011（3）.