技术创新在灌区改造中的应用策略

摘要：随着人口的增加和农业现代化的推进，传统的灌溉方式存在着水资源浪费、管理不精细等问题，灌区改造成为解决农业用水问题的重要途径之一，通过进行改造能够有效提高灌区管理的精细化水平实现智能化农业生产。灌区改造是指通过科学合理的工程措施和管理手段，改善现有灌区的水利设施和农业灌溉管理体制，提高农业用水效率，保障农田灌溉用水供应的一项重要工作。基于此，对灌区改造中的技术创新和应用进行分析研究，以期为相关工程技术人员提供一定的参考和借鉴。

关键词：灌区改造农业灌溉优化结构

中图分类号：TU99

ApplicationStrategiesofTechnologicalInnovationinIrrigationDistrictReconstruction

YUEXi

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

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

KeyWords：Irrigationareatransformation;Agriculturalirrigation;Optimizestructure

灌区改造是指对现有的灌溉系统进行升级改造，以提高水资源利用效率、降低能耗和减少环境污染。随着科技的不断进步，技术创新在灌区改造中的应用变得越来越重要。通过引入新技术，可以实现灌区水资源的精确分配、自动化管理和智能化决策，提高农田灌溉的水平和效益。一方面，传统的灌溉系统存在许多问题，如水量浪费、能耗高、管理不便等。通过对现有技术的创新可以解决这些问题。例如：通过利用先进的传感器技术，可以实时监测土壤水分状况，根据实际需求调整灌溉水量，减少浪费。同时，自动化控制系统可以精确控制灌溉设备的开关和运行时间，提高能源利用效率。此外，利用物联网技术和大数据分析，可实现对灌溉系统的远程监控和智能化决策，提高管理效率和决策精度。另一方面，随着全球气候变化和水资源紧缺的问题日益突出，灌区改造迫在眉睫。对灌溉改造中的技术进行创新能够提供更加可持续和环保的解决方案。例如：利用新型材料和工艺技术，可以改善灌溉设备的效能和耐用性，减少能耗和维护成本。同时，利用可再生能源和节能技术，可以降低灌溉系统的能源消耗，减少对化石燃料的依赖，从而减少碳排放和环境污染。此外，通过技术创新能够推动农田灌溉的现代化和智能化发展。传统的灌溉方式通常依赖于人工操作和经验判断，管理效率低下。而通过引入自动化和智能化技术，可以实现灌溉系统的自动控制和智能决策。例如：利用人工智能和机器学习算法，可以建立模型来预测土壤水分变化，从而实现精确灌溉和节水灌溉。此外，利用无人机和遥感技术，可以对农田进行高精度的遥感监测，及时发现并解决灌溉问题，提高管理效率和决策精度。因此，在灌区改造中加强技术创新具有重要的理论和实践意义。

1灌区改造过程中存在的问题

1.1技术和设施落后

灌区改造需要先进的技术和设备支持，以提高灌溉效率和水资源利用率。然而，许多灌区的技术和设施已经落后，导致改造工作效果不佳。缺乏现代化的灌溉系统和设备，使得灌区的水资源利用率无法得到充分提高，同时也增加了维护和管理的难度[1]。

1.2生态环境保护不足

灌区改造可能对生态环境造成一定的影响，如水土流失、水污染等。在改造过程中，往往没有足够的重视生态环境保护的措施，导致对周边生态环境的破坏和污染。这不仅影响当地的生态平衡，也会对周边地区的生态环境造成负面影响，甚至引发生态灾害。

2技术创新在灌区改造中的应用意义

2.1提高灌溉效率

通过引入先进的灌溉设备和智能控制系统，提高灌溉水的利用效率。例如：利用节水灌溉技术，通过地下滴灌、微喷灌、旱田灌溉等方式，减少水分流失和地表蒸发，达到节水目的。此外，利用智能化的灌溉控制系统，可以根据土壤湿度、气象条件和作物需水量实时调整灌溉量，提高灌溉水的利用效率，减少水资源浪费。

2.2优化灌溉结构

通过优化管网布局、改良灌溉设备和改进灌溉方式，实现灌区水资源的合理配置和优化利用。例如：通过建设管道输水系统，减少水资源在输送过程中的损失，提高输水效率；通过改进灌溉方式，如改善灌溉水质、调整灌溉周期、改良灌溉设备等，实现不同地块、不同作物的灌溉需求，优化灌溉结构，提高灌溉效率。

2.3减少能源消耗

通过引入新型节能设备、提高设备效率和优化运行方式，减少灌区的能源消耗。例如：利用太阳能灌溉系统、高效节能水泵、智能控制系统等设备，减少灌区的能源消耗；通过优化灌溉时段、降低压力损失、改进水泵运行方式等措施，提高设备的能源利用率，减少灌区的能源消耗。

2.4优化灌区管理体制

传统的灌区管理往往由人为进行，缺乏一定的便利性。通过信息化技术，可以建立起灌区信息化管理系统，实现对灌区水资源的监控和管理并且提供决策支持，有效提高管理效率和水资源利用效率。

2.5推动农业现代化发展

在灌区改造过程中实现对现有技术的创新，能够提高农业生产的科学性和现代化水平。同时，也能够带动相关产业的发展，例如农业机械、智能化设备等，提升农业产业链的竞争力。

3灌区改造中的技术创新应用

3.1灌溉控制调度系统

灌区灌溉控制调度系统是利用现代信息技术，包括传感技术、通信技术、计算机技术及自动化技术，对灌区内的供水和排水系统、各渠道、水库水位和水量进行自动监测和控制的系统。通过计算机实现灌区水资源的实时监测和调度管理，主要功能包括：监测各渠道水位和水量；监测控制泵站水位和水量；监测灌区灌溉水量；实时监控控制泵站运行状况和人员工作状态；实时监控运行参数和人员工作参数；通过信息系统实现对灌区的水资源调度管理；对供排水系统进行分析和评价，并提出优化调度方案[2]。

传感技术是灌区灌溉控制调度系统的重要组成部分，主要用于监测各渠道水位和水量、控制泵站水位和水量等。传感器可以实时采集水位、水量等数据，并通过通信技术传输到计算机系统中进行处理。各渠道和泵站的水位和水量数据可以帮助系统实时监测灌区的水资源情况，及时发现问题并进行调度管理。通信技术能够将传感器采集到的数据传输到计算机系统中，实现实时监测和远程控制。通过通信技术，可以将监测到的数据传输到远程监控中心，实现对灌区水资源的远程监控和调度管理。计算机技术是灌区灌溉控制调度系统的核心，通过计算机系统可以实现对灌区水资源的实时监测和调度管理。计算机系统可以对传感器采集到的数据进行处理和分析，实现对灌区水资源的实时监控和调度管理。同时，计算机系统还可以通过信息系统实现对灌区水资源的调度管理，提出优化调度方案，实现对供排水系统的分析和评价。通过自动化技术可以实现对灌区内的供水和排水系统、各渠道、水库水位和水量的自动监测和控制[3]。自动化技术可以实现对灌区水资源的自动调度管理，提高灌溉效率，减少人工干预，降低运行成本。

3.2遥感技术

3.2.1高分辨率遥感影像

利用高分辨率遥感影像，可以获取灌区内各种地表特征的详细信息，如农田分布、灌溉设施、水体分布等。这些信息对制订灌区改造的规划方案非常重要。通过分析高分辨率遥感影像，可以确定农田的分布情况，了解不同区域的灌溉设施情况，以及水体的分布和变化[4]。这些信息可以帮助决策者更好地理解灌区的现状，并根据实际情况制定改造方案。

3.2.2遥感与地理信息系统结合

将遥感数据与地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）技术相结合，可以实现灌区空间分析与决策支持。通过对遥感数据进行图像分类和空间分析，可以提取出灌区内不同土地利用类型的空间分布信息，评估土地利用变化对水资源利用的影响，并制定相应的改造措施。例如：通过遥感数据与GIS技术，可以将灌区内的不同土地利用类型进行分类，包括农田、水体、建筑等。然后可以分析这些不同土地利用类型之间的关系，并评估不同土地利用类型对水资源的利用情况。

3.2.3时间序列遥感分析

通过获取多期遥感影像，可以进行时间序列遥感分析，监测灌区的变化过程。通过对遥感影像的时序变化进行分析，可以提取出灌区内植被生长的动态变化信息，评估灌区植被覆盖度和生长状况，为灌区改造提供决策依据。例如：通过获取多期遥感影像，可以分析灌区内植被的覆盖度和生长情况的变化。这些信息可以帮助决策者了解灌区内植被的发展趋势，并根据实际情况采取相应的措施，如增加灌溉设施、改善土壤水分管理等，以提高灌区的农业生产效益。

3.3无人机测量

无人机测量技术可以高效地获取大量的地理空间数据，为灌溉改造提供准确、全面的数据支持，提高灌溉效率和水资源利用率[5]。

首先，无人机可以通过激光雷达测量获取地面的高程数据，用于灌溉系统设计和施工。通过机载激光雷达，无人机可以快速、高精度地获取地面点云信息，并通过过滤地面建筑物、植被等，提取断面线的高程点数据。这样可以得出灌溉区域的地形图和断面图，帮助设计师和工程师了解地形起伏和高程变化，合理规划灌溉系统的布局和排水方案。同时，利用无人机测量数据可以准确计算出断面点位的水平距离和高程，为灌溉管道的敷设和水源调度提供精确的参考。其次，通过对纵断面和横断面的测量，提供河道和水源的详细信息。对灌溉改造项目中的水库、河流和渠道等水域，无人机可以通过测量纵断面数据得出纵断面图，从而了解河道沿程的纵坡和落差分布情况。同时，通过测量横断面数据，可以了解河流的横向变化，包括河宽、深度和河床形态等。这些数据可以为灌溉改造项目的水源调度和水域管理提供重要的参考依据，确保灌溉系统的顺利运行和水资源的合理利用。最后，无人机测量还可以在灌溉改造中进行植被监测和土壤水分监测。通过无人机的高分辨率遥感影像技术，可以获取灌溉区域的植被覆盖和植被类型等信息，帮助管理者了解植被的生长情况和健康状况。同时，无人机还可以利用多光谱和热红外遥感技术，实时监测土壤的水分含量和分布，为决策者提供科学的灌溉水量和灌溉时机建议，避免水资源的浪费和土地的盲目灌溉。

4结语

通过引入先进的灌溉技术和智能化管理系统，可以提高水资源利用效率，减少浪费，降低成本，同时也能够改善农作物的生长环境，提高产量和质量。此外，利用无人机、遥感技术和大数据分析，可以实现灌区的监测和管理，提高农田的精准化管理能力，为灌区改造提供了数据支持和科学依据。同时，技术创新还可以推动灌区改造向智能化、可持续发展的方向发展，为农业生产和生态环境的改善提供了新的可能性。然而，技术创新在灌区改造中的应用也面临着技术成本较高、接受度低等问题。因此，需要政府、企业和研究机构共同努力，加大对技术创新的支持和投入，促进技术创新与灌区改造的深度融合，推动灌区改造向高效、智能、可持续的方向发展。

参考文献

[1] 宋正彦.新时代农村水利工程灌区改造的思考与探索[J].新农业，2023（22）：88-89.

[2] 肖生武.农业灌区自动化灌溉控制调度研究与应用[J].农业工程技术，2023，43（26）：28-29.

[3] 田新星，张娜.灌区现代化改造中量测水技术研究[J].海河水利，2023（12）：71-74.

[4] 张燕鸿.中型灌区续建配套与节水改造问题及措施研究[J].大众标准化，2023（1）：124-126.

[5] 韦恩惠.无人机测量技术在安徽汤泊河灌区续建配套与节水改造中的应用[J].资源信息与工程，2022，37（5）：53-56.