推進(jìn)信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的發(fā)展措施

摘要：近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是現(xiàn)代信息技術(shù)在社會(huì)各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中農(nóng)田水利工程作為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)和運(yùn)行水平直接影響水資源的高效利用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。面對農(nóng)田水利工程灌溉中存在的效率低下、資源浪費(fèi)、灌溉不精準(zhǔn)等問題，如何有效將信息技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中，已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的重要課題。基于此，本文深入分析信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中發(fā)揮的作用及面臨的挑戰(zhàn)，探索其在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的發(fā)展措施，以實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)灌溉的實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高農(nóng)業(yè)灌溉的精準(zhǔn)與高效，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；農(nóng)田水利工程；節(jié)水灌溉；發(fā)展措施

進(jìn)入21世紀(jì)，伴隨全球氣候變化日益嚴(yán)峻，水資源的可持續(xù)利用已成為世界各國關(guān)注的焦點(diǎn)問題。我國是世界農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其用水量在水資源消耗中占比較高。加之傳統(tǒng)農(nóng)田水利工程灌溉方式受限于管理手段和技術(shù)水平，出現(xiàn)灌溉效率低等問題，這些問題嚴(yán)重制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展，在某種程度上加劇了水資源的緊張局勢。對此，在深入推進(jìn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程中，將信息技術(shù)有效應(yīng)用于農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中顯得尤為重要[1]。

1信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的作用

1.1優(yōu)化地區(qū)水資源配置，提高水資源灌溉效率

農(nóng)田水利工程建設(shè)的目的在于實(shí)現(xiàn)地區(qū)水資源的優(yōu)化配置，解決區(qū)域水資源短缺問題。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，將其應(yīng)用于農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中，能夠更好地了解地區(qū)水資源分布和使用情況，以為節(jié)水灌溉實(shí)施提供決策支撐。在進(jìn)行農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉時(shí)，借助遙感衛(wèi)星等信息技術(shù)手段，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確了解地區(qū)土壤濕度、降水量及作物生長狀況，便于準(zhǔn)確了解地區(qū)節(jié)水灌溉需求。基于歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，地區(qū)在開展節(jié)水灌溉過程中能夠利用大數(shù)據(jù)等分析技術(shù)，預(yù)測未來一段時(shí)間內(nèi)地區(qū)作物需水量、可能會(huì)出現(xiàn)的極端天氣等情況，有利于制定更科學(xué)的灌溉計(jì)劃和灌溉調(diào)度方案，對現(xiàn)有水資源進(jìn)行合理調(diào)度和分配。此外，推進(jìn)信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的應(yīng)用，能夠有效避免傳統(tǒng)“一刀切”的灌溉方式，通過使用智能灌溉系統(tǒng)，使水資源根據(jù)預(yù)設(shè)的灌溉方案或?qū)崟r(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)灌溉設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉的全過程控制和管理，大大提高水資源灌溉效率[2]。

1.2提高節(jié)水灌溉技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)發(fā)展

信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的應(yīng)用，有效提高現(xiàn)有節(jié)水灌溉技術(shù)水平，為實(shí)現(xiàn)地區(qū)水資源的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[3]。遙感、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等與傳統(tǒng)節(jié)水灌溉技術(shù)的深度融合，能夠進(jìn)一步推動(dòng)傳統(tǒng)節(jié)水灌溉技術(shù)的創(chuàng)新性發(fā)展。如智能灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)農(nóng)作物不同生長階段所需的水量、土壤濕度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。這種精準(zhǔn)灌溉能夠有效減少過度灌溉、水資源浪費(fèi)等現(xiàn)象的發(fā)生，并在一定程度上減少農(nóng)藥、化肥的過度使用，降低土壤污染的風(fēng)險(xiǎn)，有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。除此之外，信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的推廣和應(yīng)用，減少對地下水的過度開采，以及過度灌溉造成的土壤鹽漬化現(xiàn)象，有效地保護(hù)地下水資源，維護(hù)生態(tài)平衡。

2信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中面臨的挑戰(zhàn)

2.1經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)：資金投入大，回報(bào)周期長

信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的應(yīng)用要依托相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)，這意味著地方政府要投入相應(yīng)的資金購置氣象監(jiān)測站、智能灌溉控制器等監(jiān)測設(shè)備。前期信息化設(shè)備的購置成本往往較高，且需要專業(yè)的安裝、調(diào)試以及定期維修，加之日常運(yùn)行中為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和處理，需要建設(shè)或租賃相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理中心，增加投入成本。為保障信息化系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還需專業(yè)的技術(shù)人員來操作和維護(hù)，并定期對其進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)以提高其技術(shù)水平和操作能力，這也會(huì)增加一定的培訓(xùn)成本。由于農(nóng)民對新技術(shù)的了解和接受程度有限，使得節(jié)水灌溉信息技術(shù)的普及和應(yīng)用需要一定過程和實(shí)踐，來提高農(nóng)民對新技術(shù)的認(rèn)識(shí)和接受度，導(dǎo)致前期投資回報(bào)周期長。除此之外，節(jié)水灌溉信息技術(shù)的投資回報(bào)機(jī)制相對復(fù)雜，雖然節(jié)水灌溉技術(shù)能夠提高水資源利用效率、提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)等，但這些效益的顯現(xiàn)需要一定周期。鑒于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特殊性和不確定性，使得信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的投資回報(bào)存在一定風(fēng)險(xiǎn)[4]。

2.2管理挑戰(zhàn)：專業(yè)人才短缺，管理難度大

農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉的信息化建設(shè)不僅需要精通農(nóng)業(yè)水利的專業(yè)知識(shí)，還需要熟練掌握信息技術(shù)。這種既具備農(nóng)業(yè)專業(yè)知識(shí)又掌握信息技術(shù)的復(fù)合型人才相對較為稀缺，難以滿足實(shí)際需求。加之上述復(fù)合型人才的培養(yǎng)需要較長時(shí)間，尤其是專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，和信息技術(shù)的更新迭代，使得短期內(nèi)難以迅速增加專業(yè)人才的數(shù)量。受工作環(huán)境、工資待遇等因素影響，符合上述要求的專業(yè)人才可能會(huì)選擇待遇較高的就業(yè)區(qū)域，因而離開農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉領(lǐng)域，這進(jìn)一步加劇了專業(yè)人才的短缺問題。同時(shí)，傳統(tǒng)的農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉多依賴于經(jīng)驗(yàn)決策，而信息技術(shù)要求以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、科學(xué)管理為導(dǎo)向，這兩種不同的管理理念涉及日常管理、人員培訓(xùn)、組織架構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制等多個(gè)方面，這在一定程度上增加管理難度。在應(yīng)用信息技術(shù)的過程中，涉及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)之間需要協(xié)同工作來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和處理。由于各系統(tǒng)復(fù)雜程度高，造成其日常管理和維護(hù)難度較大。此外，農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉的信息化建設(shè)涉及多個(gè)部門和單位，如農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門、水利部門、氣象部門等。這些部門之間需要進(jìn)行密切的協(xié)作和配合，才能實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的有效運(yùn)行。但由于部門間職責(zé)不同、利益不同等原因，跨部門協(xié)作的難度較大。

2.3技術(shù)挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)類型繁多，技術(shù)要求高

要實(shí)現(xiàn)農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉，需要對土壤濕度、溫度、降水量、蒸發(fā)量等環(huán)境參數(shù)和作物生長狀況、灌溉量等農(nóng)業(yè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，由于監(jiān)測的這些數(shù)據(jù)類型多樣化，且來源于不同的監(jiān)測設(shè)備和傳感器，導(dǎo)致數(shù)據(jù)格式和精度各不相同。由于數(shù)據(jù)類型繁多，且來自不同的設(shè)備和系統(tǒng)，使其在數(shù)據(jù)處理過程中還存在一定的數(shù)據(jù)兼容性問題。加之不同設(shè)備之間采用不同的數(shù)據(jù)格式和通信協(xié)議，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法直接共享和交換，進(jìn)而增加了數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜性和難度。與此同時(shí)，為了達(dá)到節(jié)水灌溉效果、實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉，在應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行節(jié)水灌溉時(shí)，還需高精度的傳感器來監(jiān)測土壤濕度、作物生長狀況等關(guān)鍵參數(shù)，這要求傳感器具備高靈敏度、高精度和長期穩(wěn)定性等特點(diǎn)，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。此外，隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全成為其關(guān)注的重點(diǎn)問題。尤其是在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中，更要保障監(jiān)測數(shù)據(jù)和系統(tǒng)不受外部網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)泄露等威脅，這些問題的出現(xiàn)都對信息技術(shù)提出較高要求[5]。

3推進(jìn)信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的發(fā)展措施

3.1加強(qiáng)政策與資金支持，優(yōu)化傳統(tǒng)管理制度

信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的應(yīng)用需要借助完善的基礎(chǔ)設(shè)施得以實(shí)現(xiàn)，為深化農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，國家和地區(qū)政府相繼出臺(tái)一系列建設(shè)措施。為推進(jìn)信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的應(yīng)用，地方要出臺(tái)專項(xiàng)政策，明確對農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉信息化建設(shè)的支持方向和重點(diǎn)，對使用信息化技術(shù)的節(jié)水灌溉項(xiàng)目給予財(cái)政補(bǔ)貼、稅收減免等優(yōu)惠政策。除專項(xiàng)政策支持外，地方政府可以設(shè)立專項(xiàng)資金，用于支持農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉信息化技術(shù)的研發(fā)、示范和推廣，鼓勵(lì)社會(huì)資本、金融機(jī)構(gòu)等參與農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉信息化建設(shè)，形成多元化的投資機(jī)制，降低節(jié)水灌溉信息化建設(shè)的融資成本。

相較于傳統(tǒng)的節(jié)水灌溉理念，要推進(jìn)信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的應(yīng)用，最重要的是轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)管理理念，樹立信息化思維，充分認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉中的重要作用，將信息化作為提升農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉效率和管理水平的關(guān)鍵手段，摒棄傳統(tǒng)的、依賴人工經(jīng)驗(yàn)的管理方式，善用新技術(shù)推動(dòng)管理理念和方法的創(chuàng)新。同時(shí)，基于農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉信息化建設(shè)需要農(nóng)業(yè)、水利、科技、財(cái)政等多個(gè)部門協(xié)作，加強(qiáng)部門間的溝通協(xié)調(diào)，形成部門合力，共同推進(jìn)信息化建設(shè)進(jìn)程。此外，相關(guān)部門要建立完善相應(yīng)的管理制度，尤其是數(shù)據(jù)信息的采集、分析和應(yīng)用機(jī)制，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，為科學(xué)決策提供支持。

3.2強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用，搭建信息化管理平臺(tái)

智能灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的應(yīng)用，正逐漸成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要趨勢。與自動(dòng)化灌溉技術(shù)相比，智能灌溉技術(shù)不僅具備自動(dòng)化灌溉技術(shù)所具備的基本功能，還能依托大數(shù)據(jù)等信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉的智能化發(fā)展。如部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)通過使用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、智能灌溉云平臺(tái)、數(shù)字孿生灌區(qū)體系等技術(shù)手段，管理人員不僅能夠通過綜合管控駕駛艙實(shí)時(shí)了解作物的生長階段和需水量，進(jìn)行自動(dòng)化灌溉，還能借助多井并聯(lián)變頻恒壓供水技術(shù)，有效提高灌溉效率和水資源利用率。在應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的同時(shí)，根據(jù)不同地區(qū)的地形、氣候條件，合理選擇低壓灌溉技術(shù)、滴灌技術(shù)以及微噴技術(shù)，通過前期利用各類傳感器和無線通信設(shè)備搭建的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)傳輸和共享農(nóng)田水利工程的運(yùn)行狀態(tài)、農(nóng)田環(huán)境信息等數(shù)據(jù)，優(yōu)化運(yùn)行管理，提高水資源灌溉效率。

搭建信息化管理平臺(tái)，是提升農(nóng)業(yè)水資源利用、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。對此，在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中要積極構(gòu)建節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)，利用土壤濕度傳感器、氣象監(jiān)測站等現(xiàn)代傳感器技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測農(nóng)田的土壤濕度、氣象條件等數(shù)據(jù)，為精準(zhǔn)灌溉提供科學(xué)依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，搭建視頻監(jiān)控系統(tǒng)和水資源調(diào)度系統(tǒng)，通過視頻圖像數(shù)據(jù)分析全面掌握灌溉區(qū)域的氣候、用水情況和農(nóng)田情況，建立數(shù)據(jù)模型精準(zhǔn)計(jì)算農(nóng)田灌溉量，以此制定科學(xué)的調(diào)度決策，最大程度上減少棄水溢流現(xiàn)象，提高節(jié)水灌溉效率。

3.3加強(qiáng)技能培訓(xùn)，優(yōu)化信息專業(yè)人才隊(duì)伍

為了推進(jìn)信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的應(yīng)用，加強(qiáng)技能培訓(xùn)并優(yōu)化信息專業(yè)人才隊(duì)伍是至關(guān)重要的。對此，相關(guān)部門要根據(jù)農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉的實(shí)際需求，制定詳細(xì)的技能培訓(xùn)計(jì)劃，包括信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、節(jié)水灌溉系統(tǒng)操作與維護(hù)、數(shù)據(jù)分析與決策支持等內(nèi)容。在制定詳細(xì)計(jì)劃的基礎(chǔ)上，采用線上與線下相結(jié)合的培訓(xùn)方式，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、視頻教程、遠(yuǎn)程會(huì)議等工具，方便學(xué)員隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，并認(rèn)真組織專家講座、現(xiàn)場實(shí)操演示、技術(shù)交流會(huì)議等活動(dòng)，增強(qiáng)其實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。針對農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉發(fā)展面臨的專業(yè)人才短缺問題，地方政府要加大人才引進(jìn)力度，吸引具有信息技術(shù)背景和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的復(fù)合型人才加入農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉領(lǐng)域。同時(shí)，強(qiáng)化對現(xiàn)有信息專業(yè)人才進(jìn)行持續(xù)教育和培訓(xùn)，鼓勵(lì)現(xiàn)有人才參與科研項(xiàng)目和技術(shù)攻關(guān)，提高其創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力。此外，為進(jìn)一步推動(dòng)信息技術(shù)與水利工程節(jié)水灌溉深度融合，地方政府要鼓勵(lì)地區(qū)科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)加大研發(fā)投入，及時(shí)關(guān)注國內(nèi)外節(jié)水灌溉技術(shù)的最新動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢，積極引進(jìn)和消化吸收先進(jìn)技術(shù)成果，在有條件的地區(qū)建設(shè)節(jié)水灌溉示范工程或樣板項(xiàng)目，展示信息技術(shù)的應(yīng)用成效和節(jié)水效果，通過示范推廣和經(jīng)驗(yàn)交流等方式，引導(dǎo)更多地區(qū)和農(nóng)戶采用節(jié)水灌溉技術(shù)和信息化管理手段。

4結(jié)語

綜上所述，隨著全球水資源日益緊張，提高農(nóng)業(yè)用水效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉已成為保障糧食安全、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。信息技術(shù)作為現(xiàn)代科技的重要組成部分，其在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的應(yīng)用正逐步深化，但要充分認(rèn)識(shí)到推進(jìn)信息技術(shù)在農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉中的發(fā)展是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)，需要多方面的共同努力和措施配合。在推進(jìn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中，要不斷完善相關(guān)政策支持和管理機(jī)制，優(yōu)化信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，細(xì)化智能灌溉技術(shù)應(yīng)用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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