探究农业水利灌溉节水新模式

探究农业水利灌溉节水新模式

王忠元，李光明

（德州市潘庄灌区运行维护中心  山东  德州）

摘要

随着社会经济的发展，农业水利灌溉节水已成为重要的课题。本文探究了农业水利灌溉节水新模式中智能化与物联网技术的应用以及先进的感知技术和数据分析方法，并深入分析了其理论基础。本文对这些新模式的理论基础进行了详细介绍，并说明了其应用效果。

关键词：农业水利；灌溉节水；智能化；物联网技术；感知技术；数据分析方法

一、引言

近年来，全球水资源短缺问题日益突出，农业作为重要的水资源消耗行业，水利灌溉节水已成为亟待解决的问题。传统的农田灌溉管理方式存在许多缺陷，无法有效地利用水资源，导致了水资源的浪费和生态环境的破坏。然而，随着智能化与物联网技术的快速发展以及先进的感知技术和数据分析方法的应用，农业水利灌溉节水新模式逐渐崭露头角。

二、相关技术发展

2.1 农业水利灌溉技术的发展历程

在近现代，随着科学技术的进步和农业生产的需求增加，农业水利灌溉技术得到了快速发展。最显著的进步之一是机械化灌溉系统的出现，如喷灌和滴灌技术。喷灌技术通过微小的喷头将水雾喷洒到土壤表面，使得水分可以更加均匀地分布到作物根部。而滴灌技术则通过管道和滴灌器将水滴流到作物根部，以实现更为精确和节水的灌溉。

另一个重要的技术进步是自动化控制系统的引入，如智能灌溉系统。这些系统使用传感器来监测土壤湿度、气象条件和作物的生长状态，根据数据进行智能化决策，从而实现对灌溉水量和灌溉时间的精确控制。这不仅提高了灌溉水利用效率，还降低了人工管理的工作量。

2.2 现有的农业水利灌溉节水技术和方法

当前，农业水利灌溉节水技术和方法已经取得了一些重要的突破和应用。以下是一些主要的技术和方法：

2.2.1 水量管理技术

水量管理是农业水利灌溉节水的核心问题之一。通过科学合理地确定灌溉水量，可以在减少水资源浪费的同时，满足作物的生长需求。目前，一些先进的水量管理技术被广泛应用，例如基于声纳和超声波技术的土壤含水量监测、气象数据预报模型以及灌溉机械设备的智能化控制系统。

2.2.2 灌溉方式改进

改进灌溉方式也是节水的重要途径之一。传统的洪水灌溉方式存在很大的水量浪费，而喷灌和滴灌技术可以在一定程度上减少水的损失。此外，还可以采用井下滴灌、地下渗漏灌溉等地下灌溉方式，以减少蒸发和表面径流损失。

三、新模式的理论基础

3.1 智能化与物联网技术在农业水利领域的应用

智能化与物联网技术在农业水利领域的应用可以实现对灌溉系统的远程监控与控制。通过传感器网络、自动化设备和互联网等技术的结合，系统可以实时感知农田的土壤水分、气象信息等关键参数，并根据这些数据进行智能调度，实现精确的灌溉管理。智能化与物联网技术不仅可以提高水资源的利用效率，还可以避免过度灌溉、减少水资源浪费，从而降低了农业生产成本，提高了经济效益。

3.2 先进的感知技术和数据分析方法

先进的感知技术可以通过传感器等设备准确感知农田土壤水分、气象信息等关键参数。传感器可以实时监测土壤湿度、土壤温度、降雨量等数据，提供灌溉决策所需的信息。此外，还可以使用无人机、遥感技术等进行大范围的数据采集和监测，提高数据的准确性和覆盖范围。

而数据分析方法可以对感知到的数据进行有效处理和分析，如基于机器学习的算法可以通过历史数据建立模型，预测未来的土壤水分状况，并根据预测结果进行灌溉调度。此外，数据分析方法还可以将感知数据与其他农业数据进行关联分析，挖掘潜在的农田管理规律，为农业生产提供科学依据。

   3.3节水管理与农生产的关系

在农业水利灌溉节水新模式中，节水管理与农生产之间存在着密切的关系。有效的节水管理措施可以提高农业生产的效益，减少水资源的消耗，实现可持续发展。

首先，节水管理可以优化农田灌溉方式，提高水的利用效率。传统农业灌溉普遍存在着大量的浪费，如洪水灌溉和不合理的灌溉水量。而采用现代节水灌溉技术，如滴灌、喷灌和微喷灌等，可以根据作物需水量精确供水，避免水分过多或不足，提高灌溉水利用效率，减少水的损失。

其次，节水管理可以促进农业生产结构的调整和优化。通过科学的节水管理措施，可以将水资源合理分配给不同作物，推动农业生产结构的转变。例如，在干旱地区，合理配置水资源，优先支持经济作物和高效农业，减少对粮食作物的浇灌，从而提高农业生产的经济效益。

此外，节水管理还可以改善土壤生态环境，促进农作物的健康生长。过度灌溉导致土壤中的水分过多，容易引发土壤硬化、盐碱化等问题，影响农作物的生长。而通过合理的节水管理措施，可以减少灌溉量，降低土壤中的盐分积累，保持土壤湿度和通气性，提高土壤肥力。

因此，新模式下的节水管理与农业生产密切相关，通过合理利用水资源，优化灌溉方式，调整农业结构以及改善土壤环境，可以提高农业生产效益，实现水资源的可持续利用。这一理论基础为推动农业水利灌溉节水新模式的实施提供了科学依据。

四、新模式的优势和挑战

4.1 节水潜力和环境效益

农业水利灌溉节水新模式具有重要的优势和潜力，能够带来可观的环境效益。首先，通过采用现代节水灌溉技术，如滴灌、喷灌和微喷灌等，可以大幅度减少灌溉水量，提高水的利用效率。相比传统灌溉方式，新模式下的节水管理措施能够将节省出的大量水资源用于其他用途，如城市供水或环境保护，从而实现水资源的合理分配和综合利用。其次，新模式下的节水管理可以降低土壤盐碱化和水土流失的风险，改善土壤生态环境。传统农业灌溉往往存在过度灌溉和不合理排水的问题，导致土壤中盐分积累、表层土壤流失等现象。而节水管理的实施可以减少灌溉水量，降低盐分积累的风险，保持土壤湿度和通气性，从而改善土壤质量，促进农作物的健康生长。

此外，新模式下的节水管理还能够减少水污染和生态破坏。农业生产中使用的化肥、农药等物质随灌溉水进入水体，容易引发水体污染问题。通过采用节水管理措施，可以减少灌溉用水量，从而减少带有农药、化肥等残留物的排放，降低水环境的污染风险，保护水体生态系统的稳定性。

4.2 经济可行性和可持续性

新模式的实施不仅具有环境效益，还具备经济可行性和可持续性。首先，新模式下的节水管理可以提高农业生产效益。通过精确供水、合理灌溉和作物调控，可以提高农作物的产量和品质，并且降低灌溉成本。同时，优化农业结构、合理配置水资源，也能够促进农业产业链的升级和农民收入的增加。

新模式的可持续性得到了有效保障。节水管理的实施有利于长期水资源的合理利用，避免过度开采造成的水源枯竭问题。此外，新模式下采用的现代节水灌溉技术具有较高的稳定性和可靠性，能够满足农业生产的需求，减少因水资源短缺而导致的农业产量下降风险。

   4.3技术障碍和社会接受度

新模式的实施需要依赖现代节水灌溉技术，如滴灌、喷灌和微喷灌等。然而，这些技术在一些农村地区尚未普及，农民对于这些新技术的了解和应用能力有限。因此，培训和推广现代节水灌溉技术是必要的，需要加大对农民的技术培训和指导力度，提高他们的技术水平和操作能力。

五、结论

  总之，农业水利灌溉节水新模式在技术障碍和社会经济方面存在一些挑战。通过加强农民的技术培训和指导，制定灵活的技术方案和管理措施，加强宣传和教育工作，提供政策支持和经济奖励，以及建立健全的技术储备体系和维护机制，可以有效克服这些挑战，推动新模式的广泛应用和可持续发展。同时，需要政府、农民、学界和相关部门的共同合作和努力，以推动农业水利灌溉节水新模式的成功实施。

参考文献：

[1]农业节水灌溉技术推广与应用存在的问题及对策[J]. 韩志华.乡村科技,2018(33)

[2]基于国外经验的农业节水灌溉技术推广措施分析[J]. 国亮;邵砾群;惠荣荣.陕西农业科学,2013(06)

[3]中国农业节水灌溉技术推广研究进展[J]. 张璇;胡宝贵.中国农学通报,2016(17)

作者简介：

一作：王忠元，在职单位：德州市潘庄灌区运行维护中心

二作：李光明；在职单位：德州市潘庄灌区运行维护中心