用智慧灌溉用水管理技术推动实现农业节水化

高占义

国际灌溉排水委员会荣誉主席

中国农业节水与农村供水技术协会副会长

农业用水过程管理包括田间灌溉和输配水系统供水两个部分，田间灌溉目的是维持适当的土壤水分或水田田面水深，使作物获得正常生长所需要的水分，输配水系统供水目的是通过渠系把水量输配到用水户。因此，农业节水包括两个层面，一个是田间节水，另一个是输配水过程节水。实现农业节水化需要从这两个方面开展工作。

传统田间灌溉仅凭经验灌水，很难做到适时、适量灌水，水灌多了造成会水资源浪费，灌少了会影响作物正常生长及作物产量、品质。在输配水过程，传统供水管理是灌区管理单位依靠经验或用水户上报的用水需求和来水情况制定配水计划，再依据配水计划通过用人工控制建筑物实现水量调配。人工凭经验管理难以做到水量合理调配，容易造成渠道弃水以及有的配水渠道水多，有的渠道水少的问题，不但会造成水资源浪费，还会使一些农户得不到所需的或计划的水量。

目前，我国大部分农田田间灌溉和渠道输配水都是人工凭经验管理，信息获取不及时，灌溉和供水计划不精准，灌溉和配水管理粗放，这也是造成农业用水利用效率和效益低的重要原因。现代信息技术、人工智能技术和自动化技术的发展应用非常迅速，用这些现代技术来改造传统的农田灌溉和输配水系统是实现农业节水化的关键技术措施。

信息采集和分析加工是实现农业节水化的基础，需要对土壤墒情、作物长势、气象、水情、工情和控制设施的运行工况等方面信息进行全面立体感知。智慧灌溉管理决策支持系统是根据灌区的土壤墒情、作物需水量、气象预报等信息，以及灌溉水源和渠系、控制建筑物、蓄水设施等硬件的状况和特征，利用数学和计算机模型，分析提出灌溉优化配水方案和渠系及其控制设施的优化运行方案，为决策者提供多角度、可选择的水量配置和输配水系统调度方案。决策管理支持系统是智慧灌区的核心，需要各种相关信息及模型技术的集成应用。 

灌溉系统是由取水引水枢纽、输配水渠系、节制闸及分水闸、调节水库等建筑物、农田组成的复杂供水系统。用传统人工控制的方法难以对这个大系统进行安全、及时、高效、精准、经济的运行管理。灌区管理人员根据智能化管理决策支持系统形成的调度方案，选择实际可行调度方案，生成调度指令，自动控制系统根据调度指令对灌区渠系上的控制建筑物，如分水闸、节制闸等设备运行进行自动控制，完成灌区的用水调度，并对控制、反馈和结果等调度过程进行实时监视和记录，实现灌溉系统智能化控制管理。

我国智慧灌溉用水管理正处在现代化建设的加速发展阶段，农业现代化对智慧灌溉用水管理系统建设提出了更高的要求。通过发展智慧灌溉用水管理技术来推动实现灌溉系统高效配水、农户高效用水和农业节水化的潜力巨大，也是国家现代化建设的重要组成部分。