一．前言

在現代農業(yè)與水利管理中，灌區(qū)監(jiān)測是保障水資源高效利用、作物優(yōu)質生長及生態(tài)平衡的核心技術支撐。水位、流速、流量、氣象、雨量、土壤等關鍵要素的精準監(jiān)測，構建起覆蓋“水源-輸水-作物-環(huán)境”的全鏈條感知網絡，為灌區(qū)精細化管理提供科學數據支撐。

二．水位監(jiān)測

水位監(jiān)測主要依托壓力式與雷達式兩種核心設備，壓力式水位計通過感知水體與空氣的壓力差值換算水位高度，雷達水位計則借助電磁波發(fā)射與反射的時間差探測水面高程。壓力式水位計其關鍵參數涵蓋測量范圍0-200m、精度±0.1%FS、分辨率1mm，溫度補償范圍0-50℃可消除環(huán)境溫度對數據的干擾，防護等級達IP68的設備可在水下長期穩(wěn)定運行。雷達水位計，測量范圍：7m精度：±3mm。該技術無需人工現場值守，能實時捕捉水位動態(tài)變化，數據通過物聯網傳輸至管理平臺使管理人員遠程掌握渠道蓄水狀態(tài)，在水庫調度、閘門調控及洪澇預警中發(fā)揮關鍵作用，尤其適用于干支渠水位調控與泵站運行聯動場景。

三．流速流量監(jiān)測

流速與流量監(jiān)測是灌區(qū)水量調配的核心依據，流速監(jiān)測采用多普勒原理通過向水流發(fā)射電磁波捕捉頻移信號計算水流速度，流量則通過速度面積法結合斷面形態(tài)與平均流速推導得出。流速測量范圍0.02-5m/s、精度±1%±0.01m/s，流量測量精度±2-3%（受斷面形態(tài)影響），數據刷新頻率1HZ可滿足實時調度需求，設備支持RS485接口實現數據快速傳輸。研究人員認為該技術突破傳統(tǒng)人工測量的時空局限，能連續(xù)記錄水流變化規(guī)律避免人為誤差，在大型灌區(qū)渠系配水、灌溉定額核算及水資源計量中廣泛應用，為水價改革與節(jié)水考核提供精準數據支撐。

四．氣象監(jiān)測

氣象監(jiān)測聚焦灌區(qū)大氣環(huán)境關鍵要素，通過集成多類型傳感器實現綜合感知：溫濕度傳感器采用熱敏電阻與濕敏電容組合，在-50℃~100℃與0~100%RH范圍內精度分別達±0.5℃和±5%；風速傳感器以三風杯結構為核心，啟動風速≤0.5m/s可捕捉0~45m/s的氣流變化；風向傳感器通過磁電式原理實現0~360°測量，精度±3°。監(jiān)測數據與灌區(qū)灌溉模型聯動，能精準預判作物蒸發(fā)蒸騰量，為灌溉時間與水量調整提供參考，在作物生育期管理、災害性天氣預警及種植結構優(yōu)化中具有重要價值，干旱地區(qū)可通過風速、溫度數據提前制定抗旱灌溉方案。

五．雨量監(jiān)測

雨量監(jiān)測以翻斗式雨量計為主要設備，通過“翻斗”部件的周期性翻轉將降雨量轉化為可計量的電信號，200mm口徑承水裝置確保采集的全面性，0.2mm分辨率可精準捕捉小雨量級降水。其測量上限達4mm/min能適應暴雨天氣，數據通過無線通訊實時上傳使管理人員及時掌握降水動態(tài)。該技術實現降雨量的自動化記錄與傳輸，避免人工觀測的滯后性與誤差，在灌區(qū)防洪調度、地下水補給評估及灌溉用水優(yōu)化中不可或缺，多雨地區(qū)可依據雨量數據調整排水方案防止農田漬澇。

六．土壤監(jiān)測

土壤監(jiān)測采用頻域反射法（FDR）向土壤發(fā)射特定頻率電磁信號，通過介電常數變化測算含水量，同步集成溫度傳感模塊實現多參數監(jiān)測。標準配置可監(jiān)測10-40cm深度土壤狀態(tài)，支持最多10層定制滿足不同作物根系需求，土壤水分測量精度±3%、溫度精度±0.5℃，低功耗設計使設備休眠功耗≤1mA可通過太陽能供電長期運行。技術人員將土壤數據與作物需水規(guī)律結合，能精準判斷灌溉時機與用量，在節(jié)水灌溉、施肥調控及作物生長監(jiān)測中應用廣泛，設施農業(yè)與大田作物種植中可通過土壤濕度閾值觸發(fā)自動灌溉。

七．總結

灌區(qū)多維度監(jiān)測技術體系通過模塊化設計實現靈活組合，各監(jiān)測單元可根據灌區(qū)規(guī)模、作物類型及地理條件按需配置，偏遠地區(qū)采用4G或北斗通訊，近城鎮(zhèn)區(qū)域通過以太網實現低成本數據交互。該體系將分散的監(jiān)測數據整合為系統(tǒng)化決策依據，使灌區(qū)管理從“經驗驅動”轉向“數據驅動”，顯著提升水資源利用效率與農業(yè)生產穩(wěn)定性，為高標準農田建設、智慧水利發(fā)展及糧食安全保障提供堅實技術支撐。隨著物聯網與大數據技術的深度融合，灌區(qū)監(jiān)測將向全域感知、智能預警、精準調控的方向持續(xù)升級，助力農業(yè)可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)保護協(xié)同推進。