水田量-控-灌一体化智能决策系统（PFIS）V1.0

任务来源：

技术领域：农村水利

技术来源：自主研发。发明名称：测定土壤脱湿及吸湿过程的水分特征由线的装置及方法（专利号ZL 20171 1322257.9）。计算机软件著作权，软件名称：水田灌溉智能监控管理软件（简称：PFI）V1.0。原始取得，登记号：2019SR1191281。美国发明专利，Patent No.：US10，579，756 B2。

技术原理

水田灌溉智能监控系统集成物联网技术、大数据技术，基于逐日田间墒情和田面水位监测数据、气象数据以及水稻灌溉制度、农艺措施，构建了水田灌溉水运动模拟模型，形成了包含灌溉信息自动监测装置、智能灌溉决策系统和灌溉自动控制系统为一体的水田灌溉智能监控系统。

技术特色

（1）该系统开发了基于田面水层和土壤含水量双信息的水田灌溉智能监控系统，与目前常见的基于田面水层的智能控制系统相比，能更好地促进东北稻田控制灌溉技术的实施。（2）研发基于全生育期灌溉性能最优的智能灌溉决策系统，考虑了泡田灌溉与生育期补充灌溉时灌溉水流运动特点，克服了传统的基于水量平衡确定灌水量的缺陷，同时提出降雨补偿机制和农艺联动机制对预灌溉方案进行修正，达到精准灌溉的目的。（3）监测、决策数据实时上传至云平台，可为灌区管理者提供灌溉管理工具。

技术指标

（1）测量精度：水位传感器测量误差±0.5cm，土壤墒情传感器测量误差≤5%；测量范围：水位传感器测量范围0～50cm。（2）功耗：水位传感器（静态功耗小于2mA，最大功耗小于30mA），土壤墒情传感器（最大功耗小于30mA），无线传输模块（最大功耗小于100mA）。（3）工作环境：-40～+70℃；设备防水性：IPX3；管理记录数：1000万；数据增长频率：3.4万条/月。（4）计算效率：单次灌溉量模拟≤10min，灌溉控制优化决策≤15min。（5）典型田块模拟精度：地表水流推进时间绝对误差3.6min，田面水位变化过程相对误差≤4%。

应用范围及前景

适用于灌区管理部门、高校、科研机构以及农业合作社、种粮大户、普通农户等。水田灌溉智能监控系统已分别在黑龙江省庆安县、四川省金堂县进行推广应用。黑龙江省和四川省分别是我国东北、西南地区水稻主产区，具有代表性。典型应用案例：案例1：庆安县推广应用10套、应用面积5000亩，2019年4月投入运行，从水稻泡田期开始至黄熟期收割，累计运行160d。与同期未安装系统的田块对比，累计节水14.15万t，节电1.7万kW·h。累计增产90t，以平均9t/h㎡的产量计算，可增产约3%。安装产品后，累计节省人工1000人次。综合节水、节电、高产和省工效益，累计增收42.92万元。节水增产效果显著。案例2：金堂县推广应用2套、应用面积1000亩，2019年4月投入运行，从水稻泡田期开始至黄熟期收割，累计运行125d。与同期未安装系统的田块对比，累计节水5万t，节电1.125万kW·h。累计增产18.01t，累计节省人工200人次，综合节水、节电、高产和省工效益，累计增收9.19万元。节水增产效果显著。

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白美健

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