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黄河高扬程灌区农业供水调度与灌溉管理优化研究

发布时间:2026-08-27 16:40:03

摘要:黄河高扬程灌区农业供水受地形条件、工程体系和用水需求变化影响,存在调度协调不足、水资源配置精度不高等问题。本文分析灌区供水运行特点,探讨多级泵站联合调度、水资源动态配置及信息化监测技术,提出精准灌溉、节水管理和智慧灌区建设优化路径,为提升农业供水效率提供参考。

关键词:黄河灌区;高扬程供水;灌溉管理;智慧灌区

引言:黄河高扬程灌区承担着重要农业供水任务,其工程体系复杂,供水过程涉及泵站提水、渠道输配和田间灌溉多个环节。随着农业生产发展和水资源约束增强,传统管理模式难以满足精准供水需求[1]。研究供水调度优化技术与灌溉管理措施,对提高水资源利用效率具有重要意义。

1黄河高扬程灌区农业供水与灌溉管理现状分析

1.1黄河高扬程灌区工程体系与供水运行特点

黄河高扬程灌区主要依靠引黄泵站、输水渠道、压力管道及田间灌溉设施形成多级提水供水体系。由于灌区地势高差较大,农业供水需要经过多级泵站连续提升,泵站运行状态、输水损失和调度方式直接影响供水效率。当前工程运行中,水泵机组能耗较高,渠道输水受渗漏、蒸发等因素影响明显,供水过程需要结合灌溉周期和作物需水规律进行动态调整。部分灌区已引入自动化监测设备,实现泵站、水位、流量等参数采集[2]。

1.2当前供水调度与灌溉管理存在的问题

黄河高扬程灌区供水调度与灌溉管理仍存在工程运行协调性不足、水资源配置精度不高等问题。由于灌区供水流程涉及引水、提水、输水和田间灌溉多个环节,各级泵站之间缺少统一优化调控机制,部分区域仍采用人工经验制定供水计划,难以及时适应作物需水变化和气象条件波动。部分渠道及末级渠系计量设施配置不足,灌溉用水量难以精准核算,影响水资源利用效率。现有信息化系统多集中于单一环节监测,泵站运行数据、渠道流量数据和田间墒情数据之间融合不足,制约了供水调度智能化水平提升,灌溉管理中还存在节水技术应用不均衡、用水管理标准化程度不足等情况[3]。

2黄河高扬程灌区农业供水调度优化关键技术

2.1多级泵站联合运行与供水调度优化

黄河高扬程灌区多采用梯级泵站提水方式,泵站之间运行状态相互关联,需要建立联合调度机制优化供水过程。调度系统可结合泵站流量、扬程、机组效率等参数,合理配置水泵启停组合,降低高峰运行能耗。针对不同灌溉阶段的供水需求,可利用水力模型分析输水过程,确定泵站运行方案,减少输水过程中的压力波动和水量损失。智能控制系统能够根据实时监测数据调整泵组运行状态,提高供水调度的精准性和稳定性。

2.2灌区水资源配置与动态调控技术

黄河高扬程灌区水资源配置需要综合考虑黄河来水条件、灌区面积、作物种植结构以及季节性需水变化。动态调控技术通过建立水资源调配模型,对干渠、支渠及末级渠系的供水量进行优化分配,实现水量与灌溉需求匹配。在实际应用中,可结合作物需水规律和土壤墒情监测数据,调整灌溉计划和供水时序,避免部分区域过量供水或缺水现象[4]。基于优化算法的调度模型能够提高有限水资源利用效率,增强灌区供水系统适应性。

2.3基于信息化平台的供水过程监测与调度管理

信息化平台建设为黄河高扬程灌区供水调度提供了数据支撑。系统通过部署流量计、水位监测设备、压力传感器和远程控制终端,实现泵站、渠道及闸门运行参数实时采集。采集数据经过通信网络传输至管理平台后,可开展供水过程分析、运行状态诊断和调度指令下达。结合地理信息系统和数据库技术,管理人员能够掌握灌区水量分布情况,及时调整输配水方案,提高供水管理的精细化水平[5]。

3黄河高扬程灌区灌溉管理优化路径

3.1精准灌溉技术应用与田间用水效率提升

精准灌溉技术能够依据作物实际需水情况优化田间供水方式,提高灌区水资源利用效率。黄河高扬程灌区可结合土壤墒情传感器、气象监测设备和作物生长模型,动态获取田间水分变化信息,制定差异化灌溉方案。滴灌、喷灌等节水灌溉设施与自动控制系统结合后,可实现灌溉时间、灌水量的精准调节,减少传统漫灌造成的深层渗漏和无效蒸发。田间计量设施完善后,能够为灌溉用水评价和管理优化提供依据。

3.2灌溉制度优化与农业节水管理措施

灌溉制度优化需要结合区域气候条件、土壤特性和作物生育阶段,合理确定灌水定额、灌溉周期及供水时间。黄河高扬程灌区应根据主要作物需水规律,优化传统定时灌溉模式,建立以实际需求为导向的灌溉管理制度。农业节水管理过程中,可推广水肥一体化、管道输水和田间节水设施,提高灌溉水有效利用率。结合用水计量和定额管理机制,可强化灌区用水约束,提高农业生产与水资源承载能力的协调水平。

3.3智慧灌区建设与综合管理能力提升

智慧灌区建设是提升黄河高扬程灌区管理水平的重要方向,核心在于实现工程设施、供水过程和农业用水信息的融合管理。智慧灌区平台可整合泵站运行数据、渠道流量信息、气象资料和田间墒情数据,形成统一的数据分析与决策体系。利用物联网、大数据分析等技术,可实现灌溉任务自动生成、设备远程控制和异常状态预警。管理人员能够依据系统分析结果调整供水计划,提升灌区运行调度效率和工程管理精度。

4结束语

黄河高扬程灌区农业供水调度与灌溉管理优化需要结合工程特点和农业用水规律,完善多级泵站调控、水资源配置及信息化管理体系。通过精准灌溉、节水措施和智慧灌区建设,可提升供水运行效率,推动灌区农业生产与水资源利用协调发展。

参考文献

[1]李佩萍.浅析水量调度在农业灌溉管理中的作用及发展措施[J].陕西水利,2025,(8):180-181.

[2]楚艳磊.黄河流域灌区水资源调度模型构建研究[J].水利科技与经济,2025,31(10):89-94.

[3]张书花.农田水利灌溉统一调度管理的应用策略[J].农村科学实验,2024,(14):118-120.

[4]肖生武.农业灌区自动化灌溉控制调度研究与应用[J].农业工程技术,2023,43(26):28-29.

[5]张恒飞,辛黎东,梅粮飞,等.宁夏引黄灌区水资源调度系统设计与实现[C]//中国水利学会.中国水利学会2021学术年会论文集第四分册.黄河水利出版社,2021:444-449.

毛巴根纳

孪井滩黄河高扬程灌溉事业发展中心