兵团灌溉自动化技术发展的趋势

管和疆 韩冬梅 李向春

【摘 要】灌溉自动化控制是信息技术在农业生产的具体应用，是现代农业发展的方向。本文从滴灌自动化系统在兵团的应用情况，新疆兵团节水灌溉自动化技术的发展成果，新疆兵团节水灌溉 自动化技术的发展前景三个方面探讨了兵团灌溉自动化技术发展的趋势。

【关键词】新疆兵团，灌溉，自动化，节水

水资源对于干旱少雨、蒸发量大的新疆来说，显得尤为重要，拥有1872万亩耕地的新疆兵团对水的需求更是如此。为此，上世纪末，新疆兵团开始大面积推广膜下滴灌技术，并大力加强水利建设。通过实施节水灌溉，新疆兵团年节水超10亿多立方米，水资源利用效率明显提高，农业生态环境得到极大改善。

一、滴灌自动化系统在兵团的应用情况

灌溉自动化控制是信息技术在农业生产的具体应用，是现代农业发展的方向。随着传感器技术 、自动控制技术、通信技术等在农业领域中应用的进一步完善，为农业灌溉从传统充分灌溉向局部控制点灌溉发展提供了重要基础条件。利用自动化监测技术，通过传感器等检测单元，实现对灌区用水的实时监测预报和统计分析，完成了对整个灌溉过程的动态控制管理。利用传感器来实时监测土壤墒情和农作物生长 数据信息，实现对灌溉用水 的自动化动态分析管理。要真正实现农业生产灌溉水资源的高效利用，必须将灌溉水源开发、输配水、灌水技术装备和灌区降雨、蒸发、土壤墒情，以及农作物需水需肥规律等各方面特征因素有机结合起来，进行统一考虑，做到灌区降雨、灌溉水、土壤水、以及地下水等水资源的联合动态调度使用，实现按期、按需 、按量等 自动供 、配、用水。并已成为新疆生产建设兵团发展精准农业技术、实现农业生产全程机械化和体现规模化经营效益的必由之路。近年来新疆生产建设兵团许多师、团在滴灌自动化方面已做出了有益的尝试取得了丰硕的成果和宝贵的经验。部分师、团在完成了小面积的试用、取得了成熟经验的基础上把它当作一种实用的增产、节水、节劳技术措施放到最普通的大田里去运用。国产的灌溉自动化系统采用先进的技术、较低的价格、完善的服务和切合实际的操作和管理界面得到用户的认可。自动化系统都起到了灌溉自动控制的作用，直接效果是劳动强度大大降低、灌溉计划得以实施、灌水均匀度大大提高。从而达到了配合滴灌系统实现节水、增产的目标。近年较大面积实施灌溉自动化控制的 22 个团场，总控制面积达到 25 万亩。

二、新疆兵团节水灌溉自动化技术的发展成果

新疆兵团所属南北疆各师和农牧团场大多地处绿洲最外围、沙漠最前沿、水源最末端，14个师的170多个农牧团场主要分布在塔克拉玛干和古尔班通古特两大沙漠边缘以及2000多公里的边境线上，所处区域自然禀赋差，水资源总体比较缺乏。对新疆兵团而言，节水问题不仅是经济问题，也是政治问题。为发展现代农业，兵团人将目光投向了世界上沙漠绿洲农业的权威国家以色列，希望引进其节水灌溉技术，缓解农业发展的瓶颈。1997年，新疆兵团下属企业新疆天业集团请来了以色列的专家，并由此开始了漫长的节水灌溉探索之路。在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，与国内外数十所高等院校加强合作，对大田膜下节水滴灌系统从生产设备到制造工艺，创新研发出了一批具有自主知识产权的塑料节水新技术，制造出了农民用得起的膜下节水灌溉产品。该项技术在近10年间不仅成为产业，也改变了新疆兵团农业发展方式。如今，以膜下滴灌技术为主的“兵团节水灌溉模式”，被输出到吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦、安哥拉等18个国家和地区，累计试验示范推广达5万余亩，主要通过国家科技部国际合作司主办、国家节水灌溉工程技术研究中心（新疆）承办的国际节水培训班走向中亚、非洲等地区。并在国内辽宁、河北、甘肃等省区试验推广超120万亩。农业现代化是新疆兵团推进“三化”建设的基础和重要环节。近年，新疆兵团加快推进全国节水灌溉示范基地、农业机械化推广基地、现代农业示范基地等“三大基地”建设，现已建成国家重要的优质商品棉、特色林果生产基地，节水灌溉示范基地和农业机械化推广基地也已基本建成。

三、新疆兵团节水灌溉 自动化技术的发展前景

通过电话线或无线通讯通道构筑分层分布式 自动化管理系统是农业节水灌溉发展的主要方向。

1、基于无线传感器技术的节水灌溉自动化

系统无线传感器网络新技术是电力电子技术、自动控制技术、无线通讯技术等发展的优 良产物。WSN新技术的出现为灌区灌溉不同控制系统信号的动态采集、远程传输、以及动态处理分析提供了一个较为优越的实时同步解决方案，同时也是灌区自动化控制技术一个新的研究方向 。

2、基于電话网络拨号的有线节水灌溉

自动化系统利用远程监测控制系统可以实现用户对任何控制点的动态监测和实时控制。亨特公司研制的IMMS中央灌溉控制系统结构是今后发展的重要趋势，IMMS借助于已经很成熟的电话网络作为系统的主要数据通道，然后传输到灌区中央控制中心，实现对水资源的动态调度分配。IMMS中央灌溉自动化控制管理系统，可以实现对灌区子系统的同步监测控制，并可由工程师工作站计算机完成灌水顺序、灌水持续时间、灌水量等参数的编制，还设置了相应的自动报警提示功能单元，且只有当管理人员亲自到每个灌溉监控单元，才能改变自动控制系统中的程序参数值，杜绝运行人员“误操作”带来大量水资源浪费事故发生。

3、 基于 3G技术的节水灌溉自动化系统

随着 GIS、全球定位系统（GPS）、无线通信（GPRS）、微波通讯、卫星遥感、人工神经网络等技术在灌 区节水控制领域应用的不断推进，不仅使灌溉用水决策支持系统功能变得越来越强大，而且还大力推动了灌区灌溉管理逐步向现代化、自动化、智能化等方向发展，构筑具有高效灌溉、节水、节能等高性能高水平的灌区综合自动化控制管理系统。

总之，新疆兵团灌溉自动化控制是解决灌溉制度执行难的有效途径，也是灌溉技术发展的必然趋势，灌溉自动化控制技术在不断发展中已经逐渐成熟，并已得到大面积的推广应用。灌溉自动化的进一步发展还需要多学科、多层次的密切配合才能得到更迅速、更健康的发展。

参考文献：

[1]国家发改委，科技部，建设部，农业部，水利部，中国节水技术政策大纲，2005

[2]杨一天，节水灌溉技术手册，中国大地出版社，2005

[3]吴普特、牛文全，节水灌溉与自动控制技术，化学工业出版社，2001