科技成果——灌区需(耗)水信息时空诊断与预测技术
灌区信息化的技术指标
灌区信息化的技术指标随着信息技术的快速发展，灌区信息化已成为现代农业管理中的重要组成部分。
灌区信息化的技术指标包括灌溉自动化、远程监控、数据管理与分析、决策支持系统等方面。
本文将从这几个方面详细介绍灌区信息化的技术指标。
一、灌溉自动化灌溉自动化是灌区信息化的核心技术之一。
通过传感器、执行器等设备实现对灌溉过程的自动监测和控制，能够提高灌溉的精度和效率。
灌溉自动化系统可以根据土壤湿度、气象条件等因素，自动调整灌溉量和灌溉时间，实现精确的水分管理，减少能耗和水资源浪费。
二、远程监控远程监控是指通过互联网或其他通信技术，实现对灌区的远程实时监测和控制。
通过传感器和监测设备，可以实时获取灌区的土壤湿度、气象数据、水质等信息，通过远程监控中心进行数据分析和决策支持。
远程监控系统不仅可以提高管理效率，还可以及时发现和解决问题，减少人工巡视和维护成本。
三、数据管理与分析数据管理与分析是灌区信息化的重要环节。
通过建立灌区信息数据库，对灌区的各类数据进行采集、存储、管理和分析，可以为决策者提供可靠的数据支持。
数据分析可以通过统计分析、模型建立等方法，对灌区的生产情况、水资源利用效率等进行评估和优化，为灌区管理提供科学依据。
四、决策支持系统决策支持系统是指基于灌区信息化技术，为决策者提供全面、准确的信息和多种决策方案的支持系统。
通过整合灌区的各类数据、模型和算法，决策支持系统可以对灌区的运行状态、水资源利用情况、灌溉效果等进行综合评估和预测，帮助决策者制定科学合理的决策方案。
灌区信息化的技术指标不仅包括上述几个方面，还涉及到网络通信、传感技术、人机交互等多个技术领域。
灌区信息化的实现需要依托先进的硬件设备和软件系统，同时也需要合理规划和设计灌区的数据采集、传输和处理流程。
此外，灌区信息化还需要与灌区管理、决策者和农民等相关方进行有效的沟通和协作，共同推动信息化建设的进程。
灌区信息化的技术指标是现代农业管理中的重要内容，通过灌溉自动化、远程监控、数据管理与分析、决策支持系统等技术手段，可以提高灌区的管理效率、水资源利用效率和决策科学性。
灌区灌溉管理的技术与信息集成
灌区灌溉管理的技术与信息集成灌区灌溉管理是农业生产中的重要环节，通过科学合理地利用水资源，提高农作物产量和质量，实现农业可持续发展。
而技术与信息的集成将为灌区灌溉管理带来更高效、智能化的决策支持和操作管理。
一、技术集成1.无线传感技术随着物联网技术的发展，灌区灌溉管理可以通过无线传感技术实现对水分、土壤湿度、气象等环境参数的实时监测和数据采集。
利用传感器网络，实现对灌溉设施的全面监控和智能控制，通过合理的决策支持，提高水资源利用效率。
2.物联网技术物联网技术的应用可以实现灌区灌溉系统的远程监控和集中管理。
通过将灌溉设备、传感器、执行器等关键节点连接到云平台，实现对灌溉系统的实时监测、故障诊断和智能调控。
同时，物联网技术还可以实现与水务管理部门的对接，建立起灌区与市级水资源管理平台的信息互联互通。
3.遥感技术遥感技术的应用可以实现对灌区的空间监测和决策支持。
通过利用卫星、无人机等遥感数据，对灌区的土壤质量、植被覆盖等进行监测和分析，为农田水分管理和农作物生长提供科学依据。
同时，遥感技术还可以通过监测水源、河流和湖泊的水体变化，提前预警灌溉水资源的供应状况，保障灌溉的可持续发展。
二、信息集成1.决策支持系统通过综合运用信息技术、模型和算法，建立灌区灌溉管理的决策支持系统。
该系统可以综合考虑灌溉需求、水资源供应、土壤水分状况等多个因素，通过数据分析和模拟计算，给出灌溉计划和优化方案，提高灌溉水分利用效率和农作物产量。
2.大数据分析利用大数据分析技术，对灌区灌溉管理中的大量数据进行整合、分析和挖掘。
通过对历史数据、实时数据和环境数据的深入分析，可以识别出关键因素，分析其对农业生产的影响，并寻找最佳的管理和调控策略。
3.可视化展示平台构建一个灌区灌溉管理的可视化展示平台，通过图表、地图、报告等形式，展示灌区内各个地块的灌溉情况、水资源利用情况等关键信息。
决策者可以通过平台直观地了解灌溉效果和水资源利用情况，及时做出决策调整，提高灌溉管理的效果和水资源利用效率。
科技成果——多尺度水文水资源预报预测预警关键技术
科技成果——多尺度水文水资源预报预测预警关键技术技术开发单位河海大学等研究背景在气候变化与高强度人类活动共同作用下，水循环时空规律发生了复杂变异，极端气候和水文事件时空格局出现了新特点，水文节律非稳态增强，不确定性加剧。
现有水文科学理论和方法，无论是物理还是统计的都难以对此进行精细刻画和揭示，提高不同尺度降水和水文水资源预报预测精度仍是水文科学界和工程界面临的难题，正在发展的大数据、星地遥感技术、全景物理实验、人工智能和动力学数学模型的结合，为流域水文循环的精确模拟提供了新途径，据此创新变化环境下基于气陆耦合的水文水资源预报预测理论，发展降低控制不确定性的多尺度预报预测预警技术和方法十分迫切。
拟解决的关键问题（1）气候变化下区域降水时空特征变化对水文水资源演变的影响机理；（2）高强度人类活动扰动下水文过程的累积响应机制；（3）基于气陆耦合的短中长期多尺度水文水资源预报预测及不确定性；（4）基于大数据异构共享及集群计算的云平台构建技术。
研究内容（一）基于物理实验和大数据的水文水资源规律解析综合高分辨率的地形、风速、植被等因素，提出了整合全球主要微波遥感卫星平台产品的方法、发展了多源卫星-站点降雨融合新算法，建立了基于多源卫星的土壤湿度遥感反演新方法。
基于实验流域开展了长期和场次尺度上地表水与地下水的稳定同位素，揭示了半湿润区山坡产流机理，建立降雨径流本构关系。
（二）基于气陆耦合模式的多尺度降水预测及可利用度评价开展了AHI资料与其它卫星资料的协同同化研究，评估了多源土壤湿度资料的适用性，探讨了适合于气陆耦合模式的陆面土壤湿度初始化方案，建立了多模式集成的动力-统计客观预报模型。
（三）变化环境下水文预报理论与模型研究以汉江流域、海河流域、渭河流域等为代表性流域，考虑水库集水面积与库容双因素，提出一种改进水库指标，增加地表水、土壤水、地下水等串联的垂向转化耦合模式，削减地面径流、壤中流、地下径流等并联的横向运移耦合模式，构建了全过程中尺度大气-陆面-水文耦合模型，为开展了水利工程群影响下水文过程扰动和累积效应研究奠定了基础。
科技成果——旱区主要经济作物节水调质高效灌溉技术
科技成果——旱区主要经济作物节水调质高效
灌溉技术
对应需求节水技术
成果简介
该成果基于作物水分生产函数，以有限水量对作物产量贡献最大或追求有限水量条件下的产量损失最小为目标，采用旱区特色经济作物的节水调质高效灌溉技术体系与应用模式，通过旱区特色经济作物节水调质高效灌溉设备，提高水分利用效率，提升作物品质和综合效益。
可实现特色经济作物节水调质高效灌溉。
适用于旱区瓜果、温室蔬菜等特色经济作物节水高效灌溉。
技术特点
该成果构建了葡萄、玉米和温室作物耗水估算模型；形成了基于水分-产量-品质响应关系的节水灌溉控制指标和灌溉制度优化决策方法；建立作物水-肥-质-量一体化综合技术体系。
1、建立考虑土壤不均匀湿润和对流条件的耗水计算与模拟方法，估算精度较传统方法提高15.7-20.5%。
2、基于毛管束的灌水器和兼做温室作物爬蔓绳的有芯微管灌溉系统，具有自动调节流量的孔口出流控制器，输水效率较传统方法提高10.3-18.5%，灌溉效率提高12.4-16.3%，节能效率提高18.9%。
3、建立作物不同茬口及一年多茬栽培的水氮管理、灌溉与栽培组合模式，同等产量下果园和温室节水102-128立方米/亩，Vc等品质指标提高10.6-15.8%。
技术水平
发明专利5项，实用新型专利4项，软件著作权1项，高等学校科学技术进步奖二等奖1项。
应用情况
该成果在甘肃石羊河流域应用，依托中国农业大学石羊河试验站开展技术推广应用，建设了莫高酿酒葡萄节水调质高效灌溉示范基地、武威市农业技术推广中心温室基地等温室节水调质高效灌溉核心示范区，技术示范区和辐射区累计生产温室作物16164.5吨。
已在甘肃、陕西、北京、山东等省市累积推广应用70余万亩。
科技成果——智慧灌区管理系统
科技成果——智慧灌区管理系统技术简介
该成果基于B/S构架模式，在成熟技术的基础上采用面向对象的分析技术和设计工具，进行应用系统的开发，系统数据通过监测中心将遥测硬件设备的数据进行统一收集并处理归类，系统配套手机客户端。
支持分布式部署，具有一张图、大屏系统、监测中心、控制中心运维系统、灌区综合业务、系统管理等功能模块。
适用于大中小型灌区续建配套、节水与现代化改造等。
技术特点
1、系统响应：常规操作的响应时间小于3秒；周期性数据报表实时分析响应时间小于5秒；大数据统计分析响应时间小于10秒；系统支持并发访问量QPS大于200；
2、系统数据存储：各类基础数据永久保存；监测监控数据（除视频数据外）永久保存；视频监控数据至少保存30天；统计报表和汇总分析数据至少保存3年；
3、系统可靠性：系统保证每周7×24小时连续不间断工作；系统重大故障恢复时间小于30分钟。
知识产权情况
软件著作权1项
应用情况
从2017年至今，该成果在巨鹿县现代农业“田田通”智慧节水灌溉项目、云南省楚雄州姚安县万亩农田高效节水灌溉项目、甘肃省
疏勒河流域水权试点实时在线监测系统建设项目、贺兰县现代化灌区量测水设施建设项目、新疆第三师46团灌区信息化建设项目、黑龙江省富锦市锦西灌区管理信息系统建设项目、夏津县引黄灌区农业节水工程建设项目等中应用，系统运行良好，遥测数据准确，统计分析数据及时，能够第一时间反映出当地现场的实时运行情况，为灌区管理提供了技术支撑。
灌区节水灌溉工程水利信息化技术应用初探
灌区节水灌溉工程水利信息化技术应用初探灌区节水灌溉工程是指利用现代技术手段，通过对灌溉系统的合理规划、设计和管理，使其达到节水、高效、精准、智能化的目的。
随着信息技术的不断发展和水资源的逐渐紧缺，水利信息化技术在灌区节水灌溉工程中的应用已经变得越来越重要。
一、水资源信息化水资源信息化技术是指通过对水资源进行数字化、网络化、智能化的管理，实现水资源信息共享和动态掌控。
对于灌区节水灌溉工程来说，水资源信息化技术可通过建立水资源信息库、水资源监测和分析系统等手段，确保灌溉计划的科学性和有效性。
同时，随时了解水资源的变化情况，及时调整灌溉计划，保证灌溉的合理性和经济性。
二、精准灌溉技术精准灌溉技术是指根据水土特性及农作物需水量，通过监测和控制灌溉量、时间、频次等关键指标，实现对各种农作物精准灌溉。
精准灌溉技术可以通过传感器、自动化控制系统等手段，实现对农田灌溉水量的实时监测和控制，使得灌溉量更加精确，减少了水资源的浪费，提高了作物产量和品质。
三、灌溉排水信息管理系统灌溉排水信息管理系统可以实现对灌区内各项工程、设施、设备、材料和人员等方面的综合管理，从而优化灌溉水资源利用效率，提高工程设施、设备和人员的运行效率。
这些信息包括灌区灌溉系统的规划、设计、施工、运行、维护、改造及各项硬件设施的维修和更新等相关信息。
在整个灌溉过程中，利用信息技术，可以对灌溉情况进行监测、自动控制和调整，提高使用效率和科学性。
四、远程监控和控制系统远程监控和控制系统是指通过网络技术，实现对灌区内各项工程和设施的远程监控和控制，从而实现高效、自动化的灌溉管理。
远程监控和控制系统通过自动化控制系统和传感器等手段，实现对灌区内的灌溉设施、灌溉量的实时监测和控制。
同时，可通过电视监控、视频会议技术等手段，实现零距离监控和管理，确保灌区的平稳运行和高效管理。
科技成果——智慧灌区用水全过程监管平台
科技成果——智慧灌区用水全过程监管平台技术简介该成果集成物联网技术、计算机视觉计算、人工智能技术、云技术、大数据技术和软件应用技术，建立自动控制体系、智能应用体系、主动服务体系、支撑保障体系，实现灌区水资源管理、工程管理、取用水管理、运行管理、防灾减灾管理，为灌区合理分水、管住用水和科学供水提供技术保障。
通过“一张图”的模式透彻感知灌区关键数据，并对感知数据进行深化处理及靶向应用，提高信息采集和利用的精准度。
适用于灌区高效节水管理。
技术特点1、低功耗节水灌溉控制器利用低功耗嵌入式技术和多模式无线数据传输方法，解决单一数据通信方式下通信故障率高、功耗大的弊端，工作功耗：<0.096瓦（低功耗模式）、<0.36瓦（传输模式）；控制器在丢包率小于10%的前提下，传输距离可以达到2.5千米，可满足采集数据和控制电磁阀的要求；2、研发视觉式明渠流量计进行渠道水位流量测量，流速测量精度为±0.5%、水位测量精度为±1毫米、综合系统测量精度为±1.5%；3、开发的智慧灌区用水全过程监管平台，系统响应时间<0.1秒，系统最大并发用户数为1000户。
知识产权情况发明专利2项，实用新型专利3项，软件著作权5项获奖情况珠江水利委员会科学技术一等奖1项，珠江水利科学研究院科技奖一等奖1项应用情况从2016年至今，该成果在流溪河灌区中应用，建设16个重要支渠水量图像监测点、布置3处水质监测点以及4处视频监控点，开发1套广州市流溪河灌区用水信息管理系统，实现了灌区灌溉水有效利用系数的实时计算分析及日常工作管理的相关功能，实现按需、按期、按量高效供水，做到计划用水、优化配水，提高了灌区综合效益。
从2016年至今，该成果在广州市流溪河灌区管理中心、汕头市金平区农业农村和水务局、恩平市水利工程建设服务中心、惠东县水务工程建设服务中心、博罗县水务工程建设管理中心、白盆珠灌区琼海市合水水库灌区管理处、乳源瑶族自治县引杨灌区管理所、南雄市瀑布灌区管理所和平远县富石水库灌区管理所等单位中应用，已推广设备464套。
科技成果——全管道灌区测控智能化灌溉系统
科技成果——全管道灌区测控智能化灌溉系统技术开发单位甘肃水务节水科技发展有限责任公司成果简介利用信息化技术手段与4G物联通信相结合，以大数据分析技术作为便民服务基准，从点到线、以线到面的控制方式让各个干线和支渠的水资源利用率达到最优。
通过智能流量计硬件控制，对每一个阶段让其所有带载传感节点均以该网络为基础依托，实现数据主动采集。
专门建立针对古浪黄花滩对景电黄河引水的水资源管控、水量信息查询、水费征收管理、配水计划管理应用平台，来提供便民服务和决策支持。
管道型取水流量自动监测站主要设备包括数据采集遥测终端、管道流量传感器、通信设备、蓄电池等组成。
主要性能指标1、技术符合《节水灌溉技术规范》、《微灌工程技术规范》、《土壤墒情监测规范》等。
2、以黄花滩灌区为例，由于输水实时性和精准性的提高，减少了水量损失，每个测控点位可节水20%，年节水可达168万m3。
适用范围适用于灌区信息化建设工程，实现水资源管控、水量信息查询、水费征收管理、配水计划管理，达到高效节水。
技术特点全管道灌区测控智能化灌溉系统是一个为灌溉水利服务的，集水利信息化、流量计运行控制、水资源计划配置与调度于一体的、完整的、系统的管理信息化系统，旨在实现灌区信息的采集、处理、加工、存储、传输、反馈的一体化和自动化，其本质是灌区管控的信息化和智能化。
全管道灌区测控智能化是灌区管理信息系统的基础和中心内容，合理灌溉、科学用水、提高灌溉效益的一切措施均取决于准确、可靠、及时的灌溉用水管理信息。
应用成本少人管理，运维成本低。
典型案例甘肃省古浪县黄花滩灌区信息化工程。
智能化灌溉系统对14个斗渠进行监控和监测，对215个农渠进行流量监测。
该系统由信息采集、信息传输和信息管理等功能组成。
计算机网络与通信系统支持信息采集传输及反馈信息的实时传输，实现了多层次、全方位的信息交互与共享。
项目建设投用后，每个测控点位节水20%，节水效益显著。
应用情况全管道灌区测控智能化灌溉系统建设投用后，节能效益提升40%，其中包括节电、节水等。
灌区节水灌溉工程水利信息化技术应用初探
灌区节水灌溉工程水利信息化技术应用初探灌区节水灌溉工程水利信息化技术是将现代信息技术与传统水利工程相结合，实现农田灌溉自动化、智能化和节水化。
它利用计算机、传感器、自动控制等高新技术手段，对农田灌溉系统进行全面监测、实时控制和智能调节，以达到提高农田灌溉效率、减少用水、减轻人工劳动强度和提高经济效益的目的。
1. 传感器技术的应用传感器技术是水利信息化技术中的关键技术之一，通过在农田灌溉系统中部署土壤湿度传感器、气象传感器等多种类型的传感器，可以实时获取农田土壤湿度、气象参数等信息，为灌溉系统的智能调度提供了可靠的数据支持。
2. 自动控制技术的应用自动控制技术是实现农田灌溉自动化的核心技术，通过在灌溉系统中配置自动控制设备，如自动启闭阀门、自动喷灌设备等，可以实现对灌溉系统的自动化控制，减少人工干预，提高生产效率。
3. 信息技术的应用信息技术在灌区节水灌溉工程中的应用非常广泛，可以通过建立农田灌溉信息数据库，实现对农田灌溉系统的全面监测和实时控制；利用互联网技术，可以远程监测农田灌溉系统的运行情况，并进行远程控制。
1. 提高农田灌溉效率通过灌区节水灌溉工程水利信息化技术的应用，可以实现对农田灌溉系统的全面监测和实时控制，提高了农田灌溉的精准度和稳定性，从而大大提高了农田灌溉效率。
2. 节约用水资源水资源是人类生存和发展的基础，而灌区节水灌溉工程水利信息化技术的应用可以实现对用水的精准控制和节约，有效减少了农田灌溉的用水量，保护了水资源的可持续利用。
3. 减轻人工劳动强度传统的农田灌溉工作需要大量的人工投入，而通过灌区节水灌溉工程水利信息化技术的应用，可以实现对农田灌溉系统的自动化控制，减少了人工干预，减轻了人工劳动强度。
4. 提高经济效益灌区节水灌溉工程水利信息化技术的应用不仅提高了农田灌溉效率，还可以通过减少用水、节约成本和提高产量，从而使农业生产的经济效益得到显著的提升。
1. 技术应用成本高灌区节水灌溉工程水利信息化技术的应用需要大量的高新技术设备和专业人才，技术应用成本较高。
灌区灌溉管理的未来发展趋势与展望
灌区灌溉管理的未来发展趋势与展望随着全球人口的不断增长和人工的水资源供应的限制，灌区灌溉管理作为一种有效利用水资源的方式越来越受到重视。
未来，随着科技的发展和水资源管理的需求变化，灌区灌溉管理将呈现出一些新的发展趋势和展望。
1. 智能灌溉系统的普及智能灌溉系统利用先进的传感器、监测技术和数据分析等，可以实时监测土壤湿度、作物需水量、气候情况等因素，并根据数据调整灌溉方案。
未来，智能灌溉系统将得到进一步发展和普及，能够更好地优化灌溉效果，减少水资源的浪费，并提高农作物的产量和质量。
2. 精准灌溉技术的应用精准灌溉技术是指根据植物的需水量和土壤的特性，进行准确、定量的灌溉。
未来，随着传感器技术和无线通信技术的进步，精准灌溉技术将得到更广泛的应用。
通过实时监测土壤湿度、作物需水量等信息，精准灌溉系统可以精确计算出灌溉的时间和量。
这不仅可以节约水资源，还能够避免土壤过湿或过干导致的作物品质下降和产量损失。
3. 水资源管理的综合化和多元化未来，随着水资源供应的压力增大，灌区灌溉管理将更加注重整体的水资源管理。
综合化的管理手段将得到发展，包括对供水渠道、水库和灌溉系统进行全面管理，确保水资源的合理分配和利用效率的提高。
此外，多元化的水资源管理，包括引入新的水源、开发再生水利用等，也将成为未来灌区灌溉管理的重要方向。
4. 节水灌溉技术的推广随着水资源供应的限制，节水灌溉技术将成为未来灌区灌溉管理的重要部分。
通过采用滴灌、微喷灌、渗灌等节水灌溉技术，可以将水资源利用效率提高到75-90%以上，大幅减少灌溉水的浪费。
未来，将会加大对节水灌溉技术的宣传推广和政策支持，鼓励农民和灌区利用这些技术。
5. 跨领域合作的加强灌区灌溉管理涉及到农业、水资源等多个领域，未来的发展需要各个领域之间的紧密合作。
政府、农业部门、科研机构、农民等各方应共同努力，加强跨领域合作，提供科技支持和政策指导，促进灌区灌溉管理的发展。
例如，农业部门可以提供灌溉技术培训和咨询服务，科研机构可以开展相关研究并提供技术支持，政府可以出台相关政策和经济激励措施。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
科技成果——灌区需（耗）水信息时空诊断
与预测技术
技术简介
该成果采用农田-控制区域-灌区等多尺度需耗水、作物生理生态、分布式土壤水分原位监测及多源遥感监测的方法，基于水分运动过程、作物生长、地表植覆因子响应、气象等物理过程相关理论，明晰灌区需耗水时空格局-生境因子之间的耦联关系。
全国范围通用数据产品空间分辨率1公里，灌区及灌域范围通用数据产品空间分辨率250米，数据订制功能特定产品最高可达16-30米。
适用于区域用水信息实时监测预报。
技术特点
1、空间分辨率：全国范围通用数据产品空间分辨率1公里，灌区及灌域范围通用数据产品空间分辨率250米，数据订制功能特定产品最高可达16-30米；
2、时间分辨率：全国范围通用数据产品时间分辨率8天，并提供月平均及年平均等统计结果，灌区及灌域范围通用数据产品时间分辨率为每日；
3、预报预见期：全国范围以区县为预报单位，预见期最长可达90天，灌区内用水信息空间分布精细化预报，预见期可达15天；
4、预报精度：作物种植结构识别精度可达90%以上作物需耗水及土壤墒情实时监测数据精度可达85%以上，作物需水预报精度可达75%以上。
知识产权情况
实用新型专利3项，国际专利1项，软件著作权2项
应用情况
2020年，该成果在洪金灌区管理处中应用，构建了基于LORA+4G 网络的无线称重数据实时传输网络，计算了灌区蒸散发，实现了灌区蒸散发适价精准监测，为灌区耗水规律研究及进一步的精准灌溉指导提供数据支撑。
2020年，该成果在漳河工程管理局中应用，研发了快速、高效、高时空分辨率的灌区水情信息融合同化技术，形成了统一时空分辨率的灌区用水信息诊断预测方法，获得了短期灌区灌溉预报，覆盖漳河灌区18千米干渠控制的50万亩农田范围，提升了工作效率。