節(jié)水灌溉自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

阿爾新.曼蘇爾

摘 要：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷提高和農(nóng)業(yè)發(fā)展環(huán)境逐漸變化的形勢(shì)下，水資源短缺問(wèn)題日漸凸顯，節(jié)約水資源成為了未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本方向，并且關(guān)系到了農(nóng)業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)力的發(fā)展情況。近年來(lái)，農(nóng)業(yè)工作者開(kāi)始在農(nóng)業(yè)活動(dòng)中應(yīng)用節(jié)水灌溉自動(dòng)化技術(shù)，并取得了顯著的應(yīng)用效果，為此，本文分析了自動(dòng)化技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：節(jié)水灌溉；自動(dòng)化技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，但是水資源較為缺乏，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示我國(guó)灌溉用水的應(yīng)用效率普遍較低，大體在45%-55%之間，由此可見(jiàn)，當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急是解決水資源應(yīng)用效率不高以及其帶來(lái)的浪費(fèi)問(wèn)題，以此來(lái)減少水資源對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的限制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的增產(chǎn)，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

一、節(jié)水灌溉自動(dòng)化技術(shù)

1.節(jié)水灌溉。節(jié)水灌溉指的是應(yīng)用一些農(nóng)業(yè)技術(shù)和節(jié)水措施，讓有限的灌溉水資源發(fā)揮出最大的價(jià)值，以此來(lái)獲得更多的生產(chǎn)效益及經(jīng)濟(jì)效益。面臨著水資源普遍短缺的局面，世界各地的技術(shù)團(tuán)隊(duì)都在尋求最先進(jìn)的灌溉節(jié)水技術(shù)和措施，目前，在節(jié)水灌溉體系中應(yīng)用最多的是噴灌技術(shù)和微灌技術(shù)。

2.節(jié)水灌溉自動(dòng)化技術(shù)。在科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)不斷普及的時(shí)代背景下，各國(guó)開(kāi)始著手研究節(jié)水灌溉技術(shù)的自動(dòng)化技術(shù)，旨在在提高水資源應(yīng)用效率的同時(shí)，減輕農(nóng)業(yè)工作者的勞動(dòng)壓力，以此來(lái)提高水資源的合理配置程度和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。與發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度相比，我國(guó)現(xiàn)階段應(yīng)用的節(jié)水灌溉自動(dòng)化技術(shù)還存在一些不足之處，大多數(shù)農(nóng)業(yè)地區(qū)的灌溉工作是通過(guò)人工的方式來(lái)完成的，只有一些農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速的地區(qū)應(yīng)用了自動(dòng)化灌溉技術(shù)和設(shè)備，具有擴(kuò)展功能的農(nóng)業(yè)灌溉計(jì)算機(jī)體系數(shù)量較少，還沒(méi)有在全國(guó)范圍內(nèi)普及。

二、節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.節(jié)水灌溉技術(shù)的國(guó)際發(fā)展現(xiàn)狀。自上世紀(jì)70年代起，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始在農(nóng)業(yè)活動(dòng)中應(yīng)用新型的灌溉技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上研制出了各種先進(jìn)的灌溉設(shè)備和節(jié)水設(shè)施，其中最具有代表性的便是功能性較強(qiáng)的數(shù)字式灌溉控制器。目前，在美國(guó)和加拿大等地，農(nóng)業(yè)工作者已經(jīng)將計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制體系應(yīng)用到了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，并延伸研究了模糊控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等，并進(jìn)一步提高了自動(dòng)化灌溉體系的精準(zhǔn)程度和智能性，加強(qiáng)了節(jié)水灌溉系統(tǒng)的可靠性和操作的靈活性。

2.節(jié)水灌溉技術(shù)的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀。滴灌技術(shù)是在我國(guó)應(yīng)用范圍最廣泛的新型節(jié)水灌溉工藝，該技術(shù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化不斷推進(jìn)的過(guò)程中，已經(jīng)取得了比較顯著的發(fā)展成果，形成了比較完善的應(yīng)用體系，農(nóng)業(yè)工作者也積累了諸多節(jié)水灌溉經(jīng)驗(yàn)。目前，計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制體系已經(jīng)被應(yīng)用在諸多領(lǐng)域和行業(yè)中，很多傳統(tǒng)的人力資源型部門已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)變成自動(dòng)化控制型，通過(guò)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制體系，實(shí)現(xiàn)了自主調(diào)度的操作管理。

國(guó)內(nèi)節(jié)水灌溉自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)仍然處于發(fā)展和研究階段，現(xiàn)階段能夠投入到實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中并且適用范圍比較廣泛的自動(dòng)化灌溉技術(shù)和灌溉控制器較少，其中最具有代表性的便是溫室自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，此系統(tǒng)結(jié)合了我國(guó)農(nóng)業(yè)種植溫室的實(shí)際環(huán)境，通過(guò)積木分布式結(jié)構(gòu)解決了諸多自動(dòng)化灌溉體系面臨的問(wèn)題，如計(jì)算機(jī)的閉環(huán)監(jiān)控、灌溉動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)掌握及控制、控住器的中文顯示、施肥泵的調(diào)節(jié)、電磁開(kāi)關(guān)的可調(diào)度等。除此之外，手動(dòng)控制體系和程序控制體系等自動(dòng)化灌溉技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也取得了顯著效果，適合應(yīng)用在節(jié)水灌溉工作中。

三、節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1.有線節(jié)水灌溉技術(shù)。目前，網(wǎng)絡(luò)電話技術(shù)及其體系已經(jīng)發(fā)展的比較成熟，因此，農(nóng)業(yè)工作者可以將電話網(wǎng)絡(luò)作為自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸渠道，將所需要的數(shù)據(jù)和信息傳送到灌溉區(qū)域的中心控制體系中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉水資源的合理分配以及對(duì)灌溉區(qū)域的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。在有線灌溉技術(shù)的指導(dǎo)下，工作人員可以精確設(shè)置灌溉時(shí)間、方式、水量、順序等參數(shù)，還可以在自動(dòng)化灌溉體系中添加自動(dòng)報(bào)警功能，以此來(lái)避免人為操作帶給灌溉體系的不利影響，規(guī)避了水資源浪費(fèi)風(fēng)險(xiǎn)。

2.無(wú)線節(jié)水灌溉技術(shù)。無(wú)線灌溉體系主要由電子技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)支撐運(yùn)行，主要應(yīng)用的是無(wú)線灌溉技術(shù)，該技術(shù)和體系能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)灌區(qū)信息的動(dòng)態(tài)收集，在經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)程傳輸和動(dòng)態(tài)處理后，自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)工作者提供相應(yīng)的灌溉方案和解決問(wèn)題的方式，勢(shì)必會(huì)成為新型灌溉技術(shù)和自動(dòng)化灌溉體系發(fā)展中的主要技術(shù)。

3.3G節(jié)水灌溉技術(shù)。3G自動(dòng)化灌溉體系能夠?qū)⒅T多先進(jìn)的灌溉技術(shù)結(jié)合在一起，如全球定位技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、微波通信技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)、人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。另外，3G自動(dòng)化體系可以結(jié)合灌區(qū)實(shí)際的灌溉現(xiàn)狀和水資源分布情況，建立完善的灌溉支持系統(tǒng)，提高節(jié)水灌溉系統(tǒng)的節(jié)能性和科技含量，高水平高效率的自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)能夠切實(shí)提高灌溉工作的高效性、智能性、自動(dòng)化程度。

4.加大對(duì)自動(dòng)化灌溉體系的研究力度。在農(nóng)業(yè)發(fā)展需求不斷增多的形勢(shì)下，灌溉工作對(duì)自動(dòng)化灌溉技術(shù)和體系的要求也在逐漸增多，為此，工作人員需要加大對(duì)先進(jìn)自動(dòng)化灌溉技術(shù)的研究力度，推動(dòng)其向價(jià)格低廉、技術(shù)含量高、便于操作的方向發(fā)展。除此之外，工作人員還需要將自動(dòng)化灌溉技術(shù)和傳感技術(shù)、智能化技術(shù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)而研制出應(yīng)用效果更加良好的控制器。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，自動(dòng)化灌溉節(jié)水系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜程度較高的建設(shè)工程，不系統(tǒng)和小規(guī)模的自動(dòng)化控制系統(tǒng)將會(huì)限制農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，加劇水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。為此，相關(guān)人員需要結(jié)合實(shí)際的灌溉情況，應(yīng)用先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)和設(shè)備，進(jìn)而提高灌溉水資源的利用率。

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