Page 91 - 海河堤防建设及中小河流治理

第三章 农田水利堤防工程建设

真正地实现用最小的水获得最高的农作物产出，提高农田的经济效益和生态效益，
同时还能够大幅度地缓解国内农业用水短缺的问题。
（一）新型农田水利工程灌溉智能系统总体设计

通过应用多深度土壤水分传感器对多个监测点进行连续监测，针对同一个地
点，对不同深度的土壤进行监测，获取农作物根系附近的土壤墒情数据，为智能
灌溉提供科学的灌溉决策。
通过实时监测获得土壤连续的变化曲线、土壤含水率、土壤温度、地表温度

等数据，结合气象卫星数据以农作物需水规律，进行数学模型分析，科学地预测
未来的降雨量与作物需水量等信息，为灌溉的开始及持续时间、灌溉周期及每次
灌溉量的决定提供正确的依据。
灌溉系统还可以对电磁阀开关的运行状态、阀门开度、水泵等运行状态进行

实时性的监测，为灌溉目标的执行提供依据。同时，备份的数据还可为以后区域
的灌溉定额修正提供科学的指导。
（二）新型农田水利工程灌溉智能系统结构及应用
1. 田间信息监测单元

田间信息监测单元的主要作用是对以下参数进行监测：土壤墒情、土壤温度、
灌溉流量和地表蒸发量。其中，通过采集土壤含水率可以正确地判断农田是否处
于缺水的状态，而通过监测土壤蒸发量和降雨量可以判断农田灌溉需水量。具体
来说，有以下三点。

①田间信息采集。通过传感器采集土壤墒情、降雨量、温度、流量等信息，
并上传至数据中心备份及存储。
②通信组网。该系统需采集的数据全部为文本数据，所占带宽小，传输速率
要求低。故可应用 ZigBee 实现传感器与控制器间的组网，而应用 GPRS/CDMA

无线网络可实现控制器与远程决策监控平台间的组网。ZigBee 无线网络具有低
功耗、距离短和成本低等一系列优势，适用于监控点较为密集布线难度较大的场
合；而 GPRS/CDMA 网络的应用往往不会受到距离的限制，通信程度更加可靠，
且可以让底层的 ZigBee 网络与 Internet 网络更加安全地连接。

③供电系统。因田间区域不能设置线缆，再加上 ZigBee 无线模块和田间传
感器的运行功耗情况较低，所以可以应用高性能锂电池供电，而对于气象监测站、
控制器以及 GPRS/CDMA 无线模块则需要采用太阳能板供电，电磁流量计与水

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