□曹 巖 牟連營

河北省農田灌溉智能控制信息化建設的應用與推廣

□曹 巖 牟連營

水利信息是國家基礎國情信息之一，以水利智能信息化帶動水利現(xiàn)代化，以水利現(xiàn)代化促進水利智能信息化，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。近年來隨著政策要求提高，灌溉節(jié)水技術正朝著信息化、自動化、智能化方向發(fā)展，采用自動測控技術量測設備，能夠及時準確地掌控動態(tài)實時流量數(shù)據(jù)及灌區(qū)地下水位，通過數(shù)據(jù)采集、傳輸與信息處理，可以實現(xiàn)科學配水，為水行政主管部門用水決策提供有效依據(jù)。

1.河北省農村水資源現(xiàn)狀及國家節(jié)水智能控制方面政策

河北省是嚴重缺水的省份之一，全省人均水資源量僅為307m3，遠低于國際公認的人均500m3的“極度缺水標準”，河北省農業(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)限制納污指標體系“三條紅線”，體現(xiàn)了“最嚴格水資源管理制度”。

2014年1月19日，中共中央、國務院印發(fā)《關于全面深化農村改革加快推進農業(yè)現(xiàn)代化的若干意見》（中央1號文件），這是從2004年起，中央1號文件連續(xù)11年“鎖定”三農主題，顯示中央對“三農”問題長期持續(xù)關注。2012年11月26日國務院辦公廳發(fā)布國家農業(yè)節(jié)水綱要（2012～2020年）提出：“（十六）農業(yè)節(jié)水技術創(chuàng)新工程。加強主要農作物高效用水基礎科學研究，推廣具有自主核心知識產權的智能控制和精量灌溉裝備。開展灌區(qū)自動化控制、智能控制信息化管理等應用技術研究，逐步建立農田水利管理信息網絡”。

國家目前啟動了河北省地下水超采綜合治理工作，主要措施就是開展農業(yè)節(jié)水。河北省現(xiàn)已經確定試點區(qū)域，編制了《河北省地下水超采綜合治理實施方案》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任務中。

2.農田節(jié)水灌溉智能控制信息化建設目的

2.1 用水計量信息化監(jiān)控需求

目前河北省節(jié)水灌溉管理的基礎數(shù)據(jù)、資料和信息通?？看笠?guī)模人工調研獲得，信息延續(xù)性差、時效性差、精確度差，利用智能信息化平臺建立高效、實時取用水量監(jiān)控系統(tǒng)，逐步建立全省取水數(shù)據(jù)系統(tǒng)，為用水部門實現(xiàn)科學合理灌溉提供決策信息。

2.2 地下水位信息化監(jiān)測需求

對已安裝智能控制系統(tǒng)的區(qū)域進行地下水位實時監(jiān)測，為制定合理灌溉制度提供科學依據(jù)，同時還可以對有效控制地下水位下降、保護當?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境提供科學的信息支持與服務。

2.3 智能灌溉自動化管理需求

智能灌溉自動化管理，不但節(jié)省農村勞動力，還可以節(jié)省灌溉時間、節(jié)約灌溉費用，從而提高灌溉質量，實現(xiàn)灌溉管理方式變革，引領灌溉現(xiàn)代化方向。

2.4 信息發(fā)布需要

通過移動互聯(lián)網終端渠道發(fā)布有關節(jié)水灌溉政策、法規(guī)、標準、規(guī)范及研發(fā)的相關數(shù)據(jù)、新成果等，可以指導科學用水，科學種植，提高農民對高效灌溉新技術的認知程度，提高面向農村的信息服務水平，塑造良好的河北農田水利新形象。

近年來，河北省水行政主管部門逐步要求基層水務部門在節(jié)水灌溉項目建設中配備節(jié)水灌溉智能控制系統(tǒng)，對農作物灌溉狀況、農村地下水開采進行實時監(jiān)測，將采集的有效用水信息進行加工，用于指導科學用水，從而實現(xiàn)精確灌溉、預報灌溉、調控灌溉，現(xiàn)代信息技術正在逐步改造河北省農田水利節(jié)水灌溉項目管理的傳統(tǒng)模式。

3.灌溉智能控制與信息化系統(tǒng)主要建設內容

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

農田智能灌溉控制設備由控制保護柜柜體、農田智能灌溉監(jiān)測控制裝置、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)是農田智能灌溉監(jiān)測控制裝置與信息管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸處理器，主要包含無線傳輸模塊、GPRS網絡通訊模塊、集中后備電源充電切換模塊，實現(xiàn)接收農田灌溉智能控制裝置監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過GPRS網絡通訊設備傳輸數(shù)據(jù)的功能。

灌溉監(jiān)測管理信息系統(tǒng)由遠程監(jiān)測管理軟件、農田灌溉數(shù)據(jù)庫和縣級水務局視頻監(jiān)控中心組成，是水行政主管部門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“基礎數(shù)據(jù)采集→分析提煉→形成決策（或提供有效信息）→指導實用”，把計算機技術、自動控制技術、信息技術、系統(tǒng)工程技術、地理信息系統(tǒng)等應用于農田節(jié)水灌溉，以實現(xiàn)水資源的合理配置和節(jié)水灌溉的優(yōu)化調度。通過系統(tǒng)運行實現(xiàn)機井水位及灌溉用水數(shù)據(jù)的無線遠程采集和監(jiān)控，結合土壤墑情進一步實現(xiàn)監(jiān)測預報，并根據(jù)監(jiān)測與分析結果，利用節(jié)水灌溉設施以較精確的方式向作物直接供水。智能化管理技術通過對數(shù)據(jù)庫的基礎數(shù)據(jù)進行分析處理，形成有效信息，為用水決策提供強大的技術保障?！?/p>

2014-04-29

曹巖，男，漢族，華北水利水電大學水利學院，在讀學生。牟連營，男，漢族，河北省水利科學研究院，正高級工程師。