一、灌區智慧化轉型背景與政策要求

在農業水價綜合改革推進中，中型灌區面臨用水計量設施缺失、信息化管理滯后等問題。數據顯示，部分灌區因計量設施陳舊導致水資源浪費，畝均灌溉用水量較先進地區高 30% 以上，制約水價改革深化與水資源管控。

政策層面，《中共中央國務院關于加快水利改革發展的決定》明確完善供水計量設施要求，廣東省《農業水價綜合改革實施方案》規定大中型灌區骨干工程實現斗口及以下計量，小型灌區細化計量單元，地下水灌溉計量到井，推動灌區智慧化改造成為必然。

技術發展為轉型提供支撐。物聯網、大數據與傳感器技術成熟，使水位、流速等參數實時采集成為可能，4G 通信保障數據傳輸，為智慧灌區建設奠定基礎。

二、智慧灌區技術架構與實施方案

（一）感知層：全域監測網絡構建

根據灌區特點布設監測站點，明渠輸水系統采用多普勒超聲波流量計與圖像監控設備，實現水位、流速、流量一體化監測，流速測量精度 ±1%±1cm/s，水位 ±1cm。監測點按 “有利節水、方便管理” 原則布局，大中型灌區骨干工程斗口設計量點，小型灌區細化單元，地下水灌溉計量到井。

供電采用 40W 以上太陽能板與 38Ah 免維護蓄電池組合，搭配充電控制器；通信使用 4G 無線傳輸，物聯網卡含 3 年通訊費，每月 100M 流量，保障設備持續運行與數據傳輸。

（二）網絡層：數據傳輸與保障系統

遙測終端（RTU）支持 4G / 有線雙通信模式，可同時向 3 個中心站發送數據，每個中心站 1 主 2 備端口，防止數據丟失。配置電源與信號防雷器，接地電阻≤4Ω，提升系統抗雷擊能力。傳輸協議遵循 SL651-2014 水文規約，確保與現有系統兼容。

（三）應用層：智能管理平臺建設

平臺采用 B/S 架構與 SQL Server 數據庫，包含信息采集、綜合服務與系統管理模塊。信息采集模塊實時接收數據，支持遠程召測與測站狀態監視；綜合服務模塊通過 GIS 地圖可視化管理，具備實時數據監視、歷史查詢與多站對比功能，水位超限以特殊顏色告警，支持數據表格、過程線圖等展示。

平臺可生成流速、流量對比趨勢圖，為調度決策提供依據；預設閾值觸發水位超限、設備故障等報警，短信通知負責人，提升應急響應效率。

三、實施效益與發展趨勢

（一）多維效益分析

水資源節約方面，智慧化改造后畝均灌溉用水量降低 20%-30%，利用效率提升 40% 以上。管理效率提升 50%，減少人工巡測成本，數據實時性保障科學調度，穩定農業生產。中型灌區項目投資回收期 3-5 年，水價改革促進水資源市場化配置。

（二）未來技術融合方向

人工智能將應用于灌溉需水預測與渠系調控，基于作物模型與氣象數據生成精準灌溉方案。區塊鏈技術可用于水權交易數據存證，確保計量真實性。智慧灌區將與智慧農業、數字鄉村系統對接，實現水源到餐桌全鏈條數字化管理，推動水利向智能化、精準化轉型，為糧食安全與水資源可持續利用提供支撐。