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国内外数字灌区项目案例介绍
来源: | 作者:武汉睿农科技有限公司 | 发布时间: 2023-11-21 | 954 次浏览 | 分享到:
数字灌区项目通过安装传感器和自动化设备来实现智能灌溉。这些设备可以监测土壤湿度、气象条件和作物需水量,并根据这些数据自动调整灌溉水量和时间。这种精确的灌溉方式可以避免过度灌溉或不足灌溉,从而最大限度地利用水资源。

数字灌区项目是一个旨在提高农业灌溉效率的创新计划。它利用数字技术和智能系统来监测和管理农田的水资源使用。该项目的目标是减少水的浪费,提高农作物的产量和质量。

数字灌区项目通过安装传感器和自动化设备来实现智能灌溉。这些设备可以监测土壤湿度、气象条件和作物需水量,并根据这些数据自动调整灌溉水量和时间。这种精确的灌溉方式可以避免过度灌溉或不足灌溉,从而最大限度地利用水资源。

此外,数字灌区项目还提供了实时监测和远程控制的功能。农民可以通过手机或电脑应用程序随时了解田地的水情况,并远程控制灌溉系统。这种便利性使农民能够更好地管理水的使用,提高农作物的生长环境。

数字灌区项目的实施对农业产业有着重要的意义。首先,它可以减少水资源的浪费,提高水资源的利用效率。这对于干旱地区的农民来说尤为重要,因为他们面临着水资源短缺的问题。其次,数字灌区项目可以提高农作物的产量和质量,增加农民的收入。这有助于促进农业的可持续发展和农民的生活质量。国内外都有许多数字灌区项目案例,下面是一些代表性的案例介绍:


1. 以色列的数字灌溉系统:以色列是世界上水资源最为匮乏的国家之一,但通过引入数字灌溉系统,成功实现了农业的高效用水。以色列的数字灌溉系统利用先进的传感器技术和远程控制功能,实现了对灌溉水量和灌溉时间的精确控制,从而最大限度地减少了水资源的浪费,提高了农作物的产量和质量。

以色列在农业用水技术上处于国际领先地位,其节水能力非常强。例如,通过使用压力灌溉方法,以色列单位面积土地的耗水量已经下降了50%-70%。现在,以色列境内的灌溉土地都已经开始使用这种灌溉方法。此外,许多田间作物都采用处理后的废水进行灌溉,这种方法不仅节约了水资源,还有利于生态环境。以色列每年用于农业生产的处理后废水约为2.3亿立方米,这个数字还在不断增长。重点来说一下以色列的灌溉技术:

压力灌溉技术。以色列在灌溉领域有着丰富的经验,并在此基础上开发出一系列新的灌溉技术,这些技术现在已经成功地进入国际市场。以色列的滴灌设备生产商每年都会推出5-10种新产品,而以色列生产的灌溉设备约有80%用于出口。如果客户有特殊需求,灌溉设备生产商可以根据客户的要求定制产品。

滴灌技术。以色列的滴灌技术处于国际领先地位。滴灌设备的每小时供水量在1升-20升之间,最高水利用率可达95%,非常适用于精细种植。例如,无土栽培中使用的低流量滴灌喷头,温室中使用精细种植需要消耗大量水,而为温室应用而设计的滴灌系统则使用了低流量喷头,每小时供水仅200毫升。

地埋式灌溉技术。从滴灌技术中又派生出一种新的灌溉方法,把管线埋藏在地表下50厘米深的地方进行灌溉,这种方法可以使地表保持干燥,即使是灌溉时也不影响田间作业。

喷洒式灌溉技术。这种技术可以让每棵树都拥有一个单独的喷洒器为其灌溉。

散布式灌溉技术。主要是为田间作物的灌溉所设计的,适合于大区域灌溉的要求。

灌溉系统的操作。以色列所有的灌溉方式都可以采用计算机控制,实现自动化操作。在灌溉过程中,如果系统记录下水肥施用量与要求相比有一定偏差,系统会自动关闭灌溉装置。




2. 美国加利福尼亚州的数字灌区项目:加利福尼亚州是美国农业生产最为重要的州之一,但由于缺水问题,农业面临着严重的挑战。为了解决这个问题,加州推出了数字灌溉项目。该项目利用先进的传感器技术和数据分析算法,实现了对灌溉系统的智能控制和优化,从而提高了农业用水的效率,减少了浪费,保护了水资源。

数字灌区项目是美国加利福尼亚州一个旨在提高农业灌溉效率的重要计划。该项目利用先进的技术和数据分析,为农民提供精确的水资源管理,以最大程度地减少水的浪费并提高农作物的产量。这项创新的农业灌溉项目在加利福尼亚州的农业生产中扮演着关键角色,并为全国其他地区提供了一个成功的范例。


中央加利福尼亚灌溉区(Central California Irrigation District,简称CCID)是位于美国加利福尼亚州中央山谷地区的一个大型灌溉区,为超过1,600个农场提供灌溉服务,涵盖了超过143,000英亩(58,400公顷)的优质农田。该地区的农业产出包括谷物、水果、蔬菜和棉花等农作物。

CCID一直致力于实现其使命宣言,即有序、高效、公平地分配水资源。为了实现这一目标,CCID特别注重采取广泛的节水措施,并通过为农民提供节水项目贷款和拨款来最大化水资源的潜力。这些节水措施不仅有助于保护和优化水资源的使用,也有利于提高农作物的产量和品质,为当地的农业生产和经济发展做出了重要贡献。

CCID还与当地农民合作,推广和应用先进的农业技术和实践,以进一步提高水资源的利用效率。通过优化农田灌溉计划和采用精准农业技术,CCID帮助农民实现了在节约水资源的同时保持高农作物产量的目标。


中央加利福尼亚数字灌区项目的核心目标是通过数字化技术来改进灌溉系统,以实现可持续的农业发展。该项目采用了传感器、自动化控制系统和实时数据分析等先进技术,监测土壤湿度、作物需水量和气象条件等关键指标。通过这些数据的收集和分析,农民可以实时了解土壤和作物的水分状况,并根据需要进行精确的灌溉。

这项项目的一个重要组成部分是数字化的灌溉计划。基于实时数据和先进的算法,该计划能够为每个农场制定个性化的灌溉方案。农民可以根据自己土地的特点和作物的需求,精确计算出所需的灌溉量和灌溉时间。与传统的固定灌溉时间相比,数字化灌溉计划能够减少水的浪费,提高灌溉效率,并减少对地下水的过度开采。

数字灌区项目还通过远程监控和控制系统,使农民能够随时随地监测和调整灌溉系统。农民可以通过智能手机或电脑远程访问系统,查看实时数据和报告,并进行必要的调整。这种实时的监控和控制能力使农民能够更好地管理水资源,及时应对气候变化和作物需求的变化。

数字灌区项目在加利福尼亚州取得了显著的成功。通过提高灌溉效率,该项目帮助农民节约了大量的水资源,并提高了农作物的产量和质量。此外,数字灌区项目还为农民提供了更好的经济效益,减少了能源和劳动力的浪费。

数字灌区项目的成功经验也为全国其他地区提供了有益的借鉴。许多地方政府和农业机构已经开始推广类似的数字化灌溉项目,以提高农业的可持续性和竞争力。数字化技术的应用为农业带来了新的机遇和挑战,同时也为实现更加智能、高效的农业生产提供了可能。



3. 中国的数字灌溉示范项目:中国是世界上最大的农业国家之一,但由于水资源的不均衡分布和浪费,农业用水效率相对较低。为了提高农业用水的效率和可持续性,中国政府推出了一系列数字灌溉示范项目。这些项目利用先进的传感器技术、数据分析算法和远程控制功能,实现了对灌溉系统的精确控制和优化,从而提高了农作物的产量和质量,减少了水资源的浪费。


淠史杭灌区的数字化灌溉系统及其应用。系统包括:动态优化灌溉方案,支持快速编制年度供水计划和阶段性动态供水方案;预报调度一体化系统,可视化供水演进过程;渠道防汛系统,初步实现洪水预报。这些系统的应用提高了供水调度方案的科学性和安全性。


此外,该系统还实现了灌区日常灌溉供水管理的数字化、水闸控制的自动化、工程运行可监控,提高了灌区工程管理、建设管理标准化规范化水平。
淠史杭灌区还开展了数字孪生工程试点和示范区建设,探索数字化供用水管理模式。该灌区已列入水利部数字孪生灌区先行先试建设名单,将继续补充监测感知等灌区信息化基础设施建设,进一步拓展数字孪生平台和业务应用,加强建设成果的推广应用,逐步提升灌区业务应用智能化水平。

案例展示了数字灌区项目在全球范围内的应用和效果。通过引入先进的传感器技术、数据分析算法和远程控制功能,数字灌区项目可以实现对灌溉系统的智能控制和优化,提高农业用水的效率和可持续性,为农业生产的发展提供了重要的支持。

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都江堰数字化灌区。都江堰灌区在科技方面进行了大力推进,树立了“大科技”理念,并坚持“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的原则。他们通过建设智慧大脑、智慧水网和慧眼工程等举措,推动了灌区的数字化转型和智能化升级。

都江堰灌区建成了全省水利行业最大的云计算数据中心,这为灌区提供了强大的数据处理和分析能力,也为数字孪生都江堰(渠首枢纽)试点提供了技术支撑。数字孪生技术的运用使得都江堰灌区能够进行数字模拟仿真,从而更好地预测和优化灌区的运行状态。

都江堰灌区还推进了“卫星遥感+无人机+AI识别”的“慧眼工程”应用研究。这项技术的应用实现了无人机的自主巡航,提高了巡航的效率和精度,并为水利数据资产管理工作提供了有力支持。

都江堰灌区还率先探索了水利数据资产管理工作,实现了对水利大数据的标准化管理和协同共享“0”的突破。这意味着都江堰灌区已经引领了智慧灌区的新潮流,通过数字化转型和智能化升级,提高了灌区的运行效率和管理水平,为灌区的可持续发展提供了强有力的支撑。

都江堰灌区注重“信息化”、“标准化”、“规范化”和“企业化”管理,以打造智慧灌区为目标,推动可持续发展。

在“信息化”方面,都江堰灌区注重利用先进技术手段,加强信息化基础设施建设,推进智慧大脑、智慧水网、慧眼工程建设,实现大数据标准化管理、协同共享突破。这些举措有助于提高灌区管理效率,提升服务水平。


在“标准化”方面,都江堰灌区制定了一系列标准规范,实施了统一视觉识别系统,推进站点、闸点风貌的统一打造,并建立了统一指挥、一体运行、统分结合、系统高效的管理体制。这些举措有助于提高灌区管理水平和形象,促进灌区管理的规范化。
在“规范化”方面,都江堰灌区注重内部管理的规范化,制定了一系列制度,加强了廉政风险防控和监督管理。这些举措有助于提高灌区管理水平和工作效率,促进灌区管理的规范化。
在“企业化”方面,都江堰灌区坚持以加强和优化供水服务为主业,深化拓展综合经营,积极发展水利经济。这些举措有助于推动都江堰灌区的可持续发展,为灌区管理提供更好的支持和保障。




青龙山数字化灌区在三江平原的应用。青龙山灌区是一个大型水利工程,通过引江水灌溉三江平原的农田,实现了对地表水和地下水的联合调度使用,达到了节水、节电的效果。同时,灌区的数字化、智慧化技术的应用,也提高了灌区的管理效率和灌溉效果,推动了农旅融合发展。
青龙山灌区的应用方式包括:

  • 利用渠道将江水引入总干渠,再通过二级、三级提水泵站输水到田间。

  • 采用三水联调的方式,利用地表水置换地下水,促进粮食增产。

  • 进行格田改造,使土地更加平整,减少积水。

  • 推广水田标准化工程建设,提高灌溉效率和管理水平。
    青龙山灌区的作用和效果包括:

  • 促进了三江平原的农业发展,改善了当地的水资源短缺状况。

  • 减少了地下水的开采量,保护了地下水资源。

  • 通过数字化、智慧化技术的应用,提高了灌区的管理效率和灌溉效果,推动了农旅融合发展。


宁夏河套灌区数字孪生与智慧灌溉(全渠道闸门智能控制)系统的应用。灌区物联网技术与水利综合利用研究深度结合,产生以下创新成果:

  • 更精准的灌溉系统:通过水联网全数字治水技术,可以实时监测灌溉需水量,并智能控制闸门开度,按需灌溉,达到精准配送、经济节水的目的。这种技术可以大大提高灌溉效率,减少水资源的浪费。

  • 更高效的洪水预警和调度:在洪水预警和调度方面,物联网技术可以实现洪水精准预报和智能调节。通过卫星、雷达、地表等多源雨情监测和耦合优化布局体系,可以提供更准确的洪水预报,并支持山前拦洪库联合调度,提高了防御洪水的效率和山洪利用的水平。

  • 更智能的河湖水质监测:通过河湖水质智能诊断和智慧河长技术,可以实时监测河湖的水质情况,并提供智能预测和预警。这种技术可以减轻河长的巡河工作强度,提前预测水华发生的可能性和程度,及时采取措施保护水资源。

山东位山灌区利用物联网技术打造数字高效灌区。灌区实现了水资源优化配置、提高用水效率,为推进水资源集约节约利用提供了科技支撑。

位山灌区通过安装全自动轨道测流系统和远程闸控系统等数字化设备,实现了数据自动采集和传输到平台,工作人员通过手机就能实时查看,大大提高了工作效率。

数字化手段的运用还为配水调水提供了更科学依据,指导农民科学灌溉、适时灌溉,使粮食生产能力得到了有力保障,同时节约了水资源,改善了灌溉面积。

位山灌区还将加快推进数字灌区建设,提升管水治水的数字化、网络化、智能化水平,为农业农村稳定发展、推动乡村振兴贡献智慧和力量。

综上所述,灌区利用物联网技术打造数字高效灌区,不仅提高了水资源管理效率和灌溉效率,推动水利现代化的进程,提高水利行业的效率和生产力,还为保障粮食安全和推动乡村振兴做出了积极贡献。