现代数字技术在农田水利供给体系中的创新应用探索

现代数字技术对农田水利供给体系有着举足轻重的影响，通过大数据分析，智能设备应用及信息化管理等手段为农业生产提供更有效、更智能化的解决方案。文章将对现代数字技术在农田水利供给体系中的赋能方式进行研究，促进农田灌溉效率的提高，促进农业的不断发展

一、现代数字技术在农田水利供给体系中的应用

1、数据采集技术

利用传感器、遥感技术和物联网技术，可实现土壤水分、气候变化、作物生长等重要信息实时监测与获取。对这些资料进行总结与分析，为农田水利供给体系合理调度与决策、提高水资源利用效率、确保农田灌溉稳定、可持续发展等提供科学依据。通过构建数据模型，构建预测算法能够实现灌溉水量，施肥周期等重要参数的准确调控，将资源浪费降低到最低限度，提升农田产量与品质。

2、数据处理与分析

数据处理与分析有助于农田水利管理者深入掌握农田水情，土壤水分状况，作物生长状况等重要信息，实现农田水利供给体系实时监控与精准控制。通过传感器，遥感技术获取农田水土信息数据并运用数据处理与分析技术对数据进行实时监测与分析，能够及时地发现问题并采取调整措施保障农田水利供给体系平稳运转。数据处理与分析也有助于农田水利设施优化设计与管理。对历史数据进行分析可找出农田水利设施中存在的问题与瓶颈，为农田水利设施调整与完善奠定基础。同时通过模型模拟与预测分析相结合，可对农田水利供给体系布局及运行策略进行优化，以达到合理分配与使用水资源、提高水资源利用效率的目的。

3、决策支持系统

决策支持系统通过实时监测、数据分析等手段，能够及时发现农田灌溉系统存在的问题与隐患，并提前预警、介入，有效预防灌溉不当造成水资源浪费，土壤盐碱化。决策支持系统能够根据历史数据及模型预测对农田水利供给体系进行规划与调整，更适应气候变化及作物生长需求，提高资源利用效率及产量稳定性。

4、管理平台功能

现代数字技术的广泛应用，如大数据分析、人工智能、物联网等，已在农田水利领域展现出巨大潜力，且管理平台功能的数字化应用在农田水利供给体系中扮演着关键角色，为优化农田水利管理、提高水资源利用效率和推动农业可持续发展提供了重要支持。农田水利建造管理平台中基本包含以下几个模块：{1}质量管理功能。该功能模块旨在监督和管理水利工程建设过程中的质量控制，通过设定质量标准、检测流程和质量验收规范，实时监测施工过程中的质量状况，及时发现和解决质量问题，确保工程建设符合相关标准和规范。{2}安全管理功能。安全管理是水利工程建设的重中之重，该功能模块通过设定安全生产规章制度、安全操作流程、安全检查标准等，全面监管施工现场的安全状况，实施安全教育培训，预防和应对施工中可能发生的安全事故，保障施工人员的人身安全和工程建设的顺利进行。{3}环保管理功能。在当前注重生态环境保护的大背景下，水利工程建设也要注重环保管理。该功能模块通过设定环境保护措施、监测指标和环境风险评估等，监管施工现场对环境的影响，确保施工活动对周边环境的影响最小化，保护生态环境的可持续发展。{4}数据分析功能。数据分析是管理平台的重要功能之一，通过对平台积累的各类数据进行分析和挖掘，为管理者提供决策支持和业务指导。数据分析功能可以帮助管理者更好地了解工程建设的情况，发现问题并提出改进建议，实现对水利工程项目全面、深入的管理与监控。

5、自动控制技术

在农田水利数字化灌溉监控系统中，自动控制技术占据着举足轻重的地位，其不仅是实现高效、精准、可持续农田灌溉的基石，更是推动现代数字技术与农田水利领域向前发展的核心动力，该技术的应用涉及了多个层面的创新，特别是设备的自动化控制，这一环节尤为关键。农田水利数字化灌溉监控系统通过精密的传感器网络，实时监测土壤湿度、多变的气象条件以及作物具体的需水量等关键数据。基于数据系统能够智能地、动态地调整灌溉设备的运行状态，如阀门的开合、泵站的运行功率、喷灌器的喷洒模式等，智能化的控制确保了灌溉的精准性，既避免了水资源的浪费，又确保了作物获得恰到好处的水分滋养，从而最大限度地释放其生长潜力。除此以外，自动控制技术还引入了远程监控和实时反馈机制。借助互联网和移动应用，管理者可以随时随地查看系统的运行状态，接收各类警报和报告，甚至进行远程的干预和调整。不仅提高了管理效率，还为应对突发情况提供了强大的支持，使灌溉计划能够更加灵活、及时地调整。

6、传感技术

传感器技术的应用在现代社会中扮演着至关重要的角色，其快速发展为各行业带来了革命性的变革，尤其在农田水利供给体系中的应用更是引领着农业现代化的进程。传感器的高精度监测能力使人们能够实时、精确地了解农田的环境参数，为农业决策提供可靠的数据依据。先进的土壤湿度传感器不仅可以深入测定不同土层的湿度，帮助农民精确确定何时进行灌溉，还可以避免了水资源和能源的浪费。与此同时，气象参数传感器能够及时监测气温、湿度、风速等信息，协助农场主根据实际天气情况做出合适的农业操作决策，传感器通过现代通信技术将数据传输到监控系统，实现了远程监测和控制，农田管理者可以在任何地点实时获取数据，调整灌溉策略和管理决策，从而提高了农田生产效益。传感器技术的不断进步为农业领域带来了巨大的机遇，有望在未来进一步推动农业现代化的进程。传感器技术的应用要点包括实时监测、精准度高、多参数监测、节约资源、远程监控、智能化决策、预警功能、数据记录、应用广泛以及持续创新。传感器技术的实时监测功能使其能够即时获取环境参数数据，为决策提供及时支持。其高精度监测能力保证了数据的准确性和可靠性，帮助用户做出科学决策。同时，传感器可以同时监测多种参数，全面了解环境状况，为综合分析提供数据支持。在资源利用方面，传感器技术可以帮助节约水资源、能源等，避免浪费，实现资源的有效利用。

7、通信技术

在农田水利供给中，通信技术的应用已经成为推动农业现代化和可持续发展的关键力量，其应用不仅极大地提升了农田灌溉系统的效率，还为农民和管理者提供了更加便捷、高效的信息交流和决策支持工具。首先，通过在农田灌溉系统中安装各种传感器和监控设备，管理者可以实时获取土壤湿度、气象条件、作物生长情况等多方面的数据。这些数据通过通信技术迅速传输到管理中心，使得管理者能够远程监控灌溉系统的运行状态，并根据实时数据调整灌溉计划，如调整灌溉水量、频率和时间等，不仅减少了人力投入，提高了灌溉效率，还使得灌溉更加精准，有效避免了水资源的浪费。其次，农田灌溉系统中产生的各种数据，包括土壤湿度、气象数据、作物生长情况等，都是农业生产中重要的决策依据。通过通信技术，数据可以迅速、准确地传输到数据中心或云平台，实现数据的集中存储和管理。管理者可以利用这些数据进行分析和挖掘，以制定更加科学的灌溉计划、优化资源配置、提高农业生产效益。除此以外，通信技术在应急响应与预警系统方面也展现了其独特优势。在农田灌溉系统中，可能会出现各种突发情况，如设备故障、水源短缺等。通过通信技术的应用，可以建立应急响应和预警系统，在系统出现问题时自动发出警报，提醒管理者及时采取相应措施。最后，在信息交流与农民服务方面，管理者可以通过通信技术向农民发布灌溉计划、技术指导、市场信息等重要信息，帮助农民更好地了解农田灌溉情况和市场动态，同时农民也可以通过通信技术向管理者反馈问题、提出建议和需求，促进双方之间的沟通和协作。这种信息交流平台有助于提升农业生产的信息化水平，推动农业现代化的发展。

二、现代数字技术赋能农田水利供给体系的机理分析

1、实时监测与管控

将传感器设置于灌溉管道，水泵设备等关键部位，可实现水资源实时监控，了解水资源利用状况及水位变化情况，以便适时调整灌溉计划以确保作物正常生长。利用物联网技术使这些传感器能够进行远程监控，实现远程控制农田水利供给体系、增加管理便捷性与效率。利用数字技术进行实时监控，能够及时发现农田水利系统漏水、堵塞现象，以免造成水资源浪费、破坏设备。采用远程管控的方式，管理人员可对灌溉系统运行状况进行远程调节，灵活操控，提升响应速度与精度，确保农田水利供给可靠。利用数字技术收集到的海量监测数据可对农田水利系统运行状况及效率进行分析，供管理者决策时参考。管理者可依据实时监测数据，制定合理灌溉计划，对水资源进行调度调整，实现农田水利供给体系运行最优化，促进农田水利系统效益提升与可持续性发展。

2、数据驱动决策

利用现代数字技术，通过对数据进行采集、分析与建模，使得农田水利管理者能更加精准，有效掌握农田水情、土壤情况、作物需水量等重要信息，实现精准供水和精准灌溉，使水资源利用效率与农业生产效益最大化。数据驱动决策使得决策者可以根据客观，精确的数据做出决策，避免了主观臆断与盲目作为，实现了真正意义上的科学管理与精细管理。现代数字技术对农田水利供给体系赋能路径下数据驱动决策发挥关键作用。通过对数据进行收集、处理和分析，管理者能够对农田水情、土壤湿度和作物生长状况等重要指标进行实时监测，并对灌溉计划进行适时调整，实现动态调控，保障农田水利供给体系高效运转。

3、自适应调控

自适应调控就是系统能根据外界输入数据及内部反馈信息对其参数及运行模式进行自主调节，实现系统本身在环境变化中的最优与适应。农田水利供给体系中自适应调控有助于该体系更好地应对气候变化、土壤状况以及其他外部环境变化，实现更准确和更有效利用水资源的目的。现代数字技术为实现农田水利供给体系的自适应调控提供了有力支撑。通过传感器、人工智能、大数据分析等技术手段，可以实现对农田水利系统的实时监测和数据采集。传感器可以监测土壤湿度、作物生长情况、气象条件等多个参数，将这些数据传输至中央控制系统。中央控制系统利用人工智能算法对数据进行分析，预测未来的水需求量，并根据实际情况制定灌溉方案。同时，大数据分析可以通过对历史数据的挖掘和分析，优化系统的运行模式，提高供水效率。现代数字技术能够对农田水利供给体系进行个性化调控。不同农作物不同生长阶段所需水资源存在差异，利用数字技术可实现不同农作物个性化灌溉以提高水资源利用效率。

三、现代数字技术赋能农田水利供给体系的路径探索

1、技术创新

技术创新给农田水利供给体系提供空前方便与利益。在信息技术快速发展的背景下，传感器，物联网和大数据等现代数字技术在农田水利管理方面得到了广泛运用。利用传感器对土壤湿度和作物生长情况进行实时监控，并把数据传送到云端分析和处理，能够达到精准调控农田中水分和养分及其他资源的目的，实现提高水资源利用效率、减少浪费、达到节水增效目的。技术创新使农田水利供给体系焕发出新的生机与活力。利用大数据分析与人工智能技术能够实现农田水利系统智能预测与优化调度。例如运用大数据对历史气象数据以及作物生长模型进行分析，能够给农户提供准确灌溉建议，有利于农户对农田水利系统进行科学、合理的管理。同时人工智能技术也能实现灌溉设施自动监测与控制，增加了系统运行的稳定性与可靠性，减少了人为干预、人力成本、智能化管理。该智能化农田水利供给体系建立在现代数字技术基础之上，在提高供给效率的同时也给农业生产提供了更加便捷与可能。

2、人才培养

人才培养是确保农田水利供给体系现代化的根本所在。高等院校可加大农田水利专业教育力度，增加农田水利专业数字技术应用课程设置，以培养学生有较强技术实践能力与创新意识。同时通过和企业合作、设立实习基地等方式，给学生更多的实践机会，使其能够在实践中运用所学知识，并真正掌握农田水利数字技术的运用技巧。政府部门可在人才培养方面增加投入与扶持力度。建立并完善有关政策法规，从政策上保证人才培养，从经济上扶持人才，吸引更多优秀人才致力于农田水利供给体系现代化建设。政府也可组织专家学者举办研讨会和论坛，以促进业内人才交流和协作，推动人才培养水平持续改进。企业可利用自身优势加强内部培训以提高员工数字技术运用水平。通过举办专业技能培训班和技术交流会，持续提升职工专业素养与技术能力，让其熟练使用数字技术工具，促进农田水利供给体系运行效率与管理水平。

3、政策支持

政府增加了数字技术应用于农田水利的投资。通过建立投资政策等方式，激励企业、科研机构增加农田水利数字化技术的研发投资，促进数字技术和农田水利融合。政府可设立专项资金扶持农田水利数字技术创新工程孵化与推广，并对其技术研发予以资助。政府主动推进农田水利数字化技术的标准化、规范化。通过建立行业标准与规范，实现农田水利领域数字技术应用标准的统一化，增强其可操作性与普适性，促进其推广应用。政府可加大农田水利领域数字技术监管力度，并规范相关行为以确保技术安全可靠。政府可推出多项激励政策鼓励农田水利从业者与企业主动采纳数字技术以促进水利设施管理与运行效率。例如，以税收优惠和补贴奖励引导农田水利部门增加数字技术投资，促进水利供给体系现代化升级。与此同时，我国政府可积极举办培训与交流活动，以提升从业人员对于数字技术的理解与应用，推动其在农田水利领域中的广泛使用。

总之，随着现代数字技术的持续进步和广泛应用，农田水利供应系统获得了新的活力和推动力，这不仅提升了农田水利的管理质量和灌溉效能，还为农业生产带来了前所未有的机会和挑战。今后，要充分发挥现代数字技术优势，继续探索和创新，促进农田水利供给体系现代化发展，为中国农业的持续发展作出更大贡献。

（作者单位：271513山东省泰安市东平县银山镇农业生产综合服务队）