智能农业灌溉系统论文

智能农业灌溉系统论文

现代化智能灌溉技术推广困难与发展方向论文

在学习、工作中，大家都接触过论文吧，通过论文写作可以培养我们独立思考和创新的能力。那么，怎么去写论文呢？以下是我为大家整理的现代化智能灌溉技术推广困难与发展方向论文，仅供参考，大家一起来看看吧。

摘要： 本文阐述了农业灌溉技术的现状和发展方向，对物联网、无线传感器、大数据以及智能感知等人工智能技术与灌溉技术相结合，实现农业灌溉的智能化、规模化管理，以及农业生产的灌溉环节面临的困难和挑战做出了深入的分析，对农业生产的智能化有一定的参考意义。

关键词： 智能灌溉；传感器；无线；物联网；大数据；

农业是社会生产和生活的基础。随着科技的发展，各项技术不断应用到农业生产中，“智慧农业”以智能感知、物联网、大数据和机器学习为依托，逐渐成为现代农业建设的主方向。

水资源的储备和利用技术与现代农业的发展休戚相关，水资源的不合理利用，甚至浪费，成为农业现代化发展的瓶颈。另外，水资源的地域分布不均和季节分布不均，干旱缺水与水资源短缺已成为制约现代农业可持续发展的重要因素。一方面是水资源严重不足，一方面是不科学的灌溉方式，这不仅造成了水资源的浪费，更加剧了水资源的短缺。另一方面，气候变化及其影响也是现代化智能灌溉要面临的挑战。气候变化会导致水质的下降，水和土壤盐分的增加，进而加大灌溉需求，最终导致农业生产成本的提高。

农业智能化灌溉技术通过基于无线传感器技术的物联网技术、云计算技术、大数据技术以及人工智能技术等，集智能感知、智能预报、智能决策、智能分析为一体，为农业生产灌溉提供智能预测与决策方案，达到精确化灌溉的目的，是高品质农作物产品生产的重要一环。

因此，发展农业智能化灌溉技术，实施旨在改善水资源管理的技术创新，实现水资源的合理利用，同时，能够实施水肥一体的灌溉技术的革新，在大幅减少灌溉水用量的同时，能够降低农作物生产成本，提高作物的产量和质量，是目前我国农作物生产的一个战略目标。

1、我国农业灌溉技术的现状

灌溉行业发展迅速，在欧美发达国家已经有了成熟的应用。以滴灌、喷灌为主的水肥一体化灌溉模式在国外已经非常普及，但国内，农业生产企业总体上对于水肥一体化的认知程度还是不够。

我国大部分地区，特别是北部地区，由于干旱气候决定的资源性缺水比较严重，而中部地区则同时面临着严重的水质性缺水和资源性缺水。即使是南方地区，也存在季节性缺水的情况，给农业生产发展带来了阻碍。同时，气候环境、温室效应等因素也使得水资源的供需矛盾日渐显现，在一定程度限制了这些地区的经济发展和繁荣。

目前，农业生产灌溉技术主要采取滴灌、喷灌、微灌等节水灌溉措施，虽然相对于大水漫灌而言，已经实现了较高的效率，但从综合效果看，还无法根据农作物的生产环节进行按需灌溉，精细化程度远未满足当下生产的需要。公开资料显示，生产一公斤粮食耗水量高达800公斤，相对于先进国家，生产一公斤粮食耗水量约为500公斤，差距还是很明显。

传感器的兴起使农业生产更加精准和安全，比如，现在许多灌溉公司正在开发跟气候环境、土壤环境相关的传感器技术，通过物联网技术，来实现对农业灌溉的精细化管理和控制，但目前，特别是国内，对这些技术的应用，还处于探索初级阶段。

为了全面实现我国农业高效灌溉系统的建设，必须要大力推广基于物联网结合无线传感器技术的农业灌溉应用，建立基于物联网和传感器等新技术基础上的节水灌溉体系。

2、实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术的意义

2.1实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术，为实现我国从传统农业向现代化、集约化、规模化农业发展提供了一个强有力的.技术支持，是解决我国农业灌溉作业中水资源短缺问题的最佳途径。

2.2农业生产中，灌溉环节是最为重要、也是人力成本花费较高的环节。智能化物联网灌溉技术的应用，不仅能够节约灌溉用水，还能够最大化降低人力成本。

2.3实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术，能够对植物生长的各个环节进行精细化的监控，提高作物产量；另外，结合水肥一体灌溉技术的应用，还有利于提高和改善农作物的品质和产量，达到增产增收的效果。

2.4实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术，能够实现灌溉的自动控制、远程控制，减少人为操作的盲目性与随意性，提升农业灌溉的综合管理水平，改变原先粗放式的灌溉模式，全面提高农业生产的效率，为规模化、集约化农业生产奠定基础，有效地缓解我国灌溉水资源紧缺的问题。

综上所述，基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术，必然成为今后农业智能化灌溉发展的趋势。

3、现代化智能灌溉技术推广的困难

3.1商业型智能灌溉设备系统成本高昂，中小农业商户承担不起费用，无法使用智能灌溉系统，比如：典型商业传感器非常昂贵，因此提供可连接到节点的低成本传感器用于灌溉管理和农业监控系统，成为推广智能灌溉的一个挑战。

3.2不同土壤类型和土地所需的灌溉水量不同，如果没有因地制宜地实施灌溉方案，使用过多或过少的水量都有可能造成产量损失或质量达不到要求。在过多灌溉的情况下，径流会导致营养物的流失以及水资源的浪费；水量过少，无法满足农作物生长需求。使用智能灌溉调度系统可以帮助用户确定最佳的灌溉方案，有效提高生产力并减少这些不利的环境影响，也是农业灌溉智能化地必要途径，由于前期需要高投入，农民地积极性很难被调动，致使新技术的实施进展缓慢。

3.3基于物联网和无线传感器的智能灌溉技术，涵盖了农业科学，电子科学，计算机信息科学，环境科学等多学科技术，比如，不同类别的的作物对土壤环境和温湿度环境的要求是不同的、地下根部分和地上茎叶部分对水分要求也不同，有的作物的价值在根部，有的作物价值在叶部，因此，就需要灌溉系统根据不同的要求采用不同的灌溉方式。因此，智能化灌溉技术的实施，有比较高的挑战。

4、现代化智能灌溉技术的发展方向

基于物联网和无线传感器等智能感知技术的现代智能灌溉技术，利用无线传感器技术，采集土壤的温度、湿度、酸碱度以及土壤的水分含量、二氧化碳浓度等土壤墒情信息，结合气候环境传感器采集的温湿度、光照强度等环境信息，实时监测周围环境的变化，甚至能够监测到作物表面的水分等作物生理信息，并通过物联网无线通讯网络，将采集的原始信息传送到云端数据中心进行处理、存储，实现信息互通与共享。再通过大数据技术对这些信息进行综合对比分析，根据分析结果对灌溉实行智能化的判断，制定出最适宜作物生长的灌溉方案，根据需要实时、自动驱动相应的灌溉设备，对农作物实施智能化、精细化的灌溉，灌溉阶段完成后，作物生长监控系统可以对灌溉结果进行对比分析，提供更合理的灌溉调整方案，形成闭环，最大化减少人工干预，使得各功能模块达到互相协作的目的，有效帮助农业生产者计划和管理灌溉的时间、灌溉的频率和用水量，将作物生长需要的水分和土肥环境调整到最优状态，减少水的浪费，节约生产成本，并最大程度地减少过量灌溉，从而确保灌溉的准确性与高效性。另外，通过土壤传感器对土壤成分的分析，进行灌溉系统施肥操作，实现水肥一体的灌溉作业，是现代化智能灌溉技术的发展方向之一。

随着农业物联网平台的建设的不断推进，结合气候预报信息和相关传感器收集的气候信息，对可能发生的气候灾害采取预防性措施，例如：针对干旱气候，可以提前布局，储蓄水量，以备干旱来临，有充足用水，实施预防性灌溉，提高农作物抵抗灾害的能力。

综上所述，构建一个多功能，高效率、低能耗的基于智能灌溉技术的节水灌溉平台具有十分重要的意义，也是未来物联网智能化灌溉发展的必然趋势。总之，随着科技的发展，新的技术不断出现，智能灌溉技术融合到农业生产的整个过程，形成完整的闭环系统，不断提升农业生产管理水平，是现代化智能灌溉技术发展总的方向。

5、结论

物联网结合无线传感器技术作为新一代信息化技术的高度集成与综合性应用，已经成为了当今科技发展的战略发展方向之一。我国农业生产规模的不断扩大和农业发展的需要，水资源管理至关重要。物联网与农业的相结合，为农业信息化技术与农业产业的发展，提供了新的机遇和挑战，同时农业生产也为互联网技术提供了一个广阔的应用平台，尤其是智能灌溉技术的应用，可以直接有效地解决当前农业发展中遇到的问题，为农业的现代化进程提供强劲的动力，实现高效的精准化灌溉，全面提高农业生产效率。

建设我国农业高效智能化灌溉体系，必须要大力推广基于物联网结合无线传感器技术的农业灌溉应用，以提高农业生产效率和水资源的利用率，保证粮食生产和消费用水的充足和节约。

6、参考文献

[1]赵庆建,王昌海,丁胜,等.农业智能灌溉系统关键技术研发[J].江苏科技信息,2018(2):59-61.

[2]杨彦鑫,阮解琼,黄兆波,等.基于ZigBee的智能农业灌溉系统研究[J].农业与技术,2017(4):66.

[3]徐一,江昊.智能节水灌溉技术在主要农作物全程机械化中的应用[J].南方农机,2019(4):72.

[4]王健.现代农业智能灌溉技术的研究现状与展望[J].广东蚕业,2019(4):26-27.

农业灌溉现状分析及发展思路探索论文

农业灌溉现状分析及发展思路探索论文

1概况

阳城县位于山西省东南部，全县总面积1968km2。区域内地形构造复杂，山大沟深、土地破碎、地高水低、年降雨时空分布极不均匀，造成旱涝交替，十年九旱。县境内主要有沁河、获泽河等12条河流，70%以上的地表水资源集中在6—9月，多年平均降雨量627.4mm。全县人均水资源量809.2m3，高于山西省和晋城市人均水资源量，但仅占全国人均水资源量的36.78%。近年来，阳城县水资源供需矛盾日益突出，工农业争水问题逐步显现。究其原因，主要是水资源先天不足，加之取水量逐年递增、用水效率不高，导致水资源十分短缺。随着经济社会的发展，水资源短缺矛盾将尤为明显，农村饮水安全、灌溉用水保障问题将尤为突出。为此，分析全县农业灌溉现状，探讨其下一步的发展思路十分必要。

2农业灌溉现状

新中国成立以来，阳城县农业灌溉事业得到了迅速发展，先后经历了大水漫灌、沟灌、畦灌和节水灌溉的喷灌、滴灌、渗灌、管灌等方式。20世纪80年代起阳城县农业灌溉进入了快速发展期，“九五”期间被列为全国节水增产重点县，节水灌溉技术得到了大规模的推广和普及。近年来，坚持围绕农业调产，抓好节水灌溉工程建设，北留镇皇城村、芹池镇北宜村、次营镇苏村等一批桑树、果树、大棚蔬菜节水园区相继建成。截至2012年底，全县水浇地面积0.91万hm2，实际灌溉面积0.83万hm2，节水面积0.56万hm2，其中:喷灌0.16万hm2，滴灌0.05万hm2，管灌0.33万hm2，渠道防渗0.02万hm2。灌溉设施1276处，其中:小型引水灌区66处，提水站125处，机电井372眼，蓄水工程713处。

3存在问题

3.1群众认识不到位

受传统观念影响，多数农村群众节水意识淡薄，农业灌溉用水浪费现象十分严重;而且灌溉粮食作物经济效益不明显，导致群众“只浇救命水，不浇增产水”，影响农作物产量。

3.2水源保障不到位

由于多年运行，阳城县原有的.26座水库淤积严重，效益衰减，近期已申请报废3座，降等3座，申请注册登记水库1座;大多数水库建在石灰岩地区，70%以上的水库库区漏水，只能起到滞洪、蓄洪作用;18座塘坝中有15座带病运行，蓄水、灌溉功能严重下降;受降雨量减少和人类活动影响，地面小泉小水量逐年减少，有的甚至干枯，致使引水工程效益逐年下降。

3.3设施管护不到位

全县农田水利基础设施大都修建于20世纪60年代，为典型的边勘测、边设计、边施工“三边”工程，设计标准偏低，建设质量较差，工程设施不配套，致使许多工程老化失修，效益衰减。

4发展思路

针对阳城县农业灌溉存在的问题，首先要进一步加大宣传力度，提高农村群众节水意识;其次要制定节水政策，创新节水机制，提高灌溉水利用率，激发农村群众灌溉积极性;再次要根据全县水资源分布及耕地资源状况，因地制宜开展节水工程建设。在县城中南部缺水山区要以雨水积蓄补灌为主，水资源充足的沿河乡镇要以发展管灌、喷灌为主，小泉小水丰富的地区要以发展高效的节水微灌为主。工程建设思路如下:

4.1新水源工程建设

建设芦苇河提水、磨滩水库提水泵站、张峰水库引水工程等重点水源工程;新建沟底、东铁、园河、竹园、阳陵、上河、西哄哄、窟窿山、洪水、杨柏等工程;充分开发零星分散的小泉小水。

4.2大中型灌区建设改造

实施董封灌区、北留灌区续建配套和节水改造工程，新建张峰水库阳城灌区工程。干支渠建设18.52km，干渠整修12km，支渠配套和田面节水配套等，建成后可新增水地0.56万hm2，改善水地0.01万hm2，年增收2540万元。

4.3煤矿废水利用

全县现有煤矿29座，可用来发展农业灌溉的煤矿20座，年排水量280万m3;利用现有6座煤矿矿坑水发展节水灌溉，建成北留镇史山村、郭峪村等煤矿废水利用工程。未开发利用的煤矿14座，年排水量196万m3，主要分布在芦苇河、沁河流域的北留、润城、芹池等乡镇。“十二五”期间，规划7座煤矿废水利用，新建节水工程15处，新建蓄水池20座，新增节水灌溉面积0.05万hm2。

4.4雨水集蓄利用

雨水集蓄利用以县城中南部石灰岩山区的驾岭乡、东冶镇、河北镇等5个乡镇为主。受气候、地质、地貌等因素影响，这些乡镇地表地下水资源缺乏，并且不具备修建骨干水源工程的条件，是阳城县主要的干旱缺水区。“十二五”期间，要充分利用村村通水泥(油)路和农村街巷硬化工程的硬化面积，建设雨水集蓄利用工程，发展灌溉面积0.07万hm2，兴建旱井0.5万眼。

4.5中水回用

为减轻环境污染、缓解水资源不足问题，阳城县在凤城镇南安阳村、北留镇和润城镇规划了3座污水处理厂>:请记住我站域名/<，目前南安阳污水处理厂已建成并运行。南安阳污水处理厂设计处理污水1.8万t/d，实际处理1.35万t/d，年处理污水490万t。规划以达标废水为主要水源兴建节水园区，新建泵房1座45m3，铺设提水管路2300m，新建蓄水池2个共计5000m3，维修蓄水池2个共计4000m3等。建成后可新增水地0.02万hm2，年增收120万元。此外，在建设农业灌溉工程的同时，要加强工程管理与维护，确保工程良性运行。要进一步制定管护标准，明确管护责任，落实管护资金，通过拍卖、租赁、承包和股份合作等形式，明确工程的所有权、经营权、使用权，使之长期发挥效益。

农田水利工程节水灌溉技术论文

农田水利工程节水灌溉技术论文范文

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传统方式进行农田输水灌溉时渠床两侧的杂草、水面等会蒸发出大量的水资源，针对这一情况，可以选用管道输水方式有效控制蒸发量。在以后的工作中，一定要在科学技术的引导下，坚持理论结合实际的方式进行研究，进一步完善节水灌溉技术，提高农田的产量。

摘要： 农田水利工程节水灌溉技术得到很大发展，主要的灌溉方式有喷灌技术、微灌技术、步行式灌溉技术、雨水集蓄利用的技术等，和传统的灌溉方式相比节水效能得到极大提高，有利于农田水利工程灌溉的可持续发展，有效保护水资源和当地环境。下面就对这些方面进行分析，希望给有关人士一些借鉴。

关键词：农田;水利工程;节水灌溉技术

1前言

由于人类的过度利用和开发，水资源已经相当匮乏，为了保护自然环境，确保人和自然和谐相处，倡导我国的可持续发展战略，在农田水利工程灌溉中必须应用节水技术，提高灌溉效率，保证农田的增产增收。

2农田水利工程节水灌溉注意的事项分析

2.1分析在无坝取水中的注意问题

根据现实情况建设为有建闸和不建闸两种，如果建设不建闸的引水口，那么在发生洪水的情况下，就不能有效的控制水的流量，进而导致渠道和其他设施被洪水冲走，淹没大量的农田，针对这一危险的情况，一定要考虑好建设建闸飞控制方案。引水角通常是指在进水闸的中心线和河道水流方向之间产生的.夹角，一般都会设计成锐角，基本是在30~45°范围，这样可以保证水流的平稳性，而且这样的引水效果也是最好的，同时还减少了水流对引水口下唇的冲蚀。如果水位非常低，没有条件进行自流灌溉引水操作，在这种情况下可以在河道上修建堑水建筑物，或者是低坝、节制闸等，以此来提高水位，对水资源进行存储，合理的调整水位高低，可以使用引水自流灌溉的方式进行灌溉。

2.2有效控制输水过程中造成的水量浪费

在长时间的农田水利灌溉发展中，主要使用挖土成渠的灌溉方式，直接将水输送到农田中，如果管理不到位，或者使用的管道设备存在质量问题，输送的水量会有一定的蒸发和渗漏，流失大量的灌溉用水，结合多年工作经验以及对相关数据的整理分析，一般每年植物生长时所需水量为4,000亿m3[1]，但是在所有输送水量中利用在农田灌溉中的只有50%~60%，针对这一情况，一定要对输水环节的质量进行严格的控制，采取有效方案进行节水，例如对水泵、管道进行检查，不能出现漏水、渗流问题，有效控制农业生产的成本，提高整体灌溉的效率。

2.3对水渠进行防渗处理

在农田灌溉过程中，可以利用挖掘的水渠进行水资源的输送，为了保证对水资源的充分利用，一定要合理选择渠道的防渗材料，现浇混凝土护面、浆砌块石、混凝土预制面、干砌块石是常用的防渗材料，通过统计得知可以解决80%~90%的渗漏损失，如果使用浆砌石，防渗损失的水量可以减少到60%~70%[2]。另一方面，在水渠表面铺上一层塑料薄膜，输送水量的损失可以减少到90%，但是这一处理成本非常高，因此在使用中不能广泛推广，只能有针对性的进行使用。在施工中如果设计的渠道比较小，还要求使用混凝土护面，技术人员可以选择U型混凝土渠道，可以很好的改善输水流量。

2.4输水中可以选用管道

传统方式进行农田输水灌溉时渠床两侧的杂草、水面等会蒸发出大量的水资源，针对这一情况，可以选用管道输水方式有效控制蒸发量。如果在农田灌溉中应用喷灌、滴灌等技术，可以选用高压的输水管进行地面灌溉，有效减少5%~10%的水量浪费，这种灌溉方式对水的利用率在95%以上，由于造价成本较低，因此在实践中得到了大量的应用。

3农田水利工程节水灌溉方式的分析

3.1分析喷灌技术在农田水利工程中的应用情况

对于喷灌技术而言，主要利用了水泵、管道和自动喷头，在水泵的作用下产生压力，推动管道中的水箱喷头流动，在喷头处产生高压进而将水喷洒到田地中，这一喷洒过程非常均匀，提高灌溉的有效性，达到很好的节水目的。通过对实际喷淋技术的调查统计，喷灌的均匀度可以达到90%以上，对水资源的使用率可以提高60%~85%，如果将喷灌和传统地面灌溉进行对比分析，大约能够节省30%~50%的用水量。

3.2分析步行式灌溉技术在农田水利工程中的应用情况

对于步行式灌溉方式而言，灌溉的动力来源主要是电力和相关的农用机械，再配备相应的灌溉设备，提高这种步行灌溉的适应性和实效性，这种灌溉方式充分结合了农业机械技术和节水技术，而且整个操作流程并不复杂，通过对不同设备的简单组装，就直接可以到田地中进行灌溉，流动方便、适应性强，因此在农田灌溉中应用范围较广。另一方面，应用步行式灌溉技术后，在当地还无需建设大型的水利工程，极大的节约了用于水利工程建设的费用，节能了人力物力，因此在技术不断发展中这种灌溉模式不会被淘汰。

3.3分析微灌技术在农田水利工程中的应用情况

相关技术人员通过对滴灌技术的深入研究，结合实际需求和该技术的缺点，合理的进行改进，从而研发出了微灌技术，微灌技术在节水方面有很大的作用，具体应用方式有四种，分别是小管涌流管、滴灌、微喷灌、渗灌[3]，可以结合实际需求选用具体微灌方式，这种微灌技术主要由灌水器、灌区首部、输配水管网、水资源构成。微灌方式主要有以下特点，灌溉过程中的灌水流量非常小，一次微灌会延续很长的时间，除此之外，这种灌溉方式的灌水周期短，能够很好的控制灌溉水量，除此之外在灌溉过程中，可以将养分和水分和养分输送到农作物根部土壤中，这种灌溉方式更直接，作用效果更强，作用时间更短，有很强的适应性，因此在经济作物中都选用微灌技术。结合实践灌溉情况对相关数据进行整理分析，该灌溉技术可以节约大约50%~80%的用水量，还可以提高肥料的利用率，对土壤的结构有一定的改善作用。

4结束语

通过以上对农田水利工程节水灌溉技术的分析，发现节水灌溉技术很多，目前微灌技术、步行式灌溉技术、喷灌技术在实践中都有很好的应用，有效节约了水资源，提高了灌溉的作用效果。在以后的工作中，一定要在科学技术的引导下，坚持理论结合实际的方式进行研究，进一步完善节水灌溉技术，提高农田的产量。

参考文献：

[1]盛亚南.简论农田水利工程节水灌溉技术的应用[J].工程技术:引文版,2016(12):172.

[2]张斌.关于农田水利工程节水灌溉技术的研究[J].农业科技与信息,2016(17):96.

[3]居尔艾提,图尔荪尼亚孜.浅谈节水灌溉技术及其在农田水利工程中的应用[J].建筑工程技术与设计,2016(23).

智能农业灌溉系统的重要意义是什么？

托普智能农业灌溉系统不仅可以提高源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。基于传感器技术的智能农业灌溉系统是中国发展高效农业和精细农业的必由之路。