DB61T-“四位一体”集雨补灌技术规程 第8部分：智慧控制编制说明

陕西省地方标准《“四位一体”集雨补灌技术规程第8部分：智慧控制》（征求意见稿）编制说明一、工作简况：包括任务来源、协作单位、主要工作过程、起草组组成成员及其所做的主要工作等；1.任务来源标准制定任务来源于陕西省市场监督管理局2024年第二批地方标准制修订项目《“四位一体”集雨补灌技术规程第8部分：智慧控制》（SDBXM215-2024）。《“四位一体”集雨补灌技术规程第8部分：智慧控制》是在国家“十五”节水农业重大科技专项（“863”计划）、国家“十一五”863计划课题、“十二五”科技支撑计划课题和“863”计划课题、“十三五”国家重点研发计划课题、“十四五”国家重点研发计划课题、陕西省重点研发计划、陕西省重点产业创新链、陕西省农业关键核心技术攻关等项目支持下完成制定的。项目组历时25年，共发表论文160余篇，申请专利20余件，软件著作权9件，示范应用面积超过63万亩。2.标准制定和协作单位本标准制定单位：西北农林科技大学、陕西崇仁水利工程有限公司、国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心、陕西飞沃农林科技有限公司。3.主要工作过程（1）开展标准制定内容试验，按专业开展标准制定的理论技术参数和技术集成研究探索，从2001年10月份开始进行试验布设及试验研究，开展的与标准制定相关试验包括：“四位一体”集雨补灌技术在旱作农业中应用的数据收集与分析和推广应用等主要工作。（2）成立规程制定小组，项目承担单位西北农林科技大学、陕西崇仁水利工程有限公司、国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心、陕西飞沃农林科技有限公司等起草单位及时成立标准制定小组，明确任务分工，制定编写要求，统一思想，规划工作思路，为标准制定建立了组织保障。2024年制定组对收集到的试验数据和技术应用进行了讨论，起草了地方标准（征求意见稿）。本规范制定小组成员见表1：表1地方标准““四位一体”集雨补灌技术规程第8部分：智慧控制”制定小组成员序号姓名职称工作单位备注1蔡耀辉副研究员国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心负责人2赵西宁研究员西北农林科技大学编写人3任利宇高级工程师陕西崇仁水利工程有限公司编写人4刘雷工程师陕西飞沃农林科技有限公司编写人5高晓东研究员西北农林科技大学编写人6陈虹吕硕士研究生西北农林科技大学编写人7牛虎虎博士研究生西北农林科技大学编写人（3）数据收集整理和标准起草2024年1月至8月数据收集整理阶段；2024年9月至11月制定阶段。二、标准编制原则和确定标准主要内容：包括技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等的依据（包括试验、统计数据）；地方标准修订项目还应当列出和原标准主要差异情况；1.编制原则本地方标准《“四位一体”集雨补灌技术规程第8部分：智慧控制》编制按照GB/T1.1—2020《文件化工作导则第一部分标准化文件结构和起草规则》的规定起草。技术内容将“四位一体”集雨补灌技术融入物联网、大数据、人工智能等现代信息技术，有针对性的制定新的技术标准，提升系统的智能化水平和运行效率。2.确定地方标准主要内容（1）范围本文件规定了“四位一体”集雨补灌技术中智慧灌溉工程技术的适用条件、系统设计、软硬件组配系统、系统运行、运行管理、数据管理等要求。本文件适用于集雨补灌工程中智慧控制部分设计、运行管理等。其他类似灌溉工程可参照使用。（2）规范性引用文件本标准规范性引用文件包括：GB/T28452《信息安全技术应用软件系统通用安全技术要求》；GB/T33703《自动气象站观测规范》；GB/T37714《公安物联网感知设备数据传输安全性评测技术要求》；GB/T50085《喷灌工程技术规范》；GB/T50462《数据中心基础设施施工及验收规范》；GB/T50485《微灌工程技术标准》；SL364《土壤墒情监测规范》；SL515《水利视频监视系统技术规范》；GA/T711《信息安全技术应用软件系统安全等级保护通用技术指南》。（3）术语和定义本标准规定了以下8个术语和定义：智慧灌溉、灌水枢纽、灌水器、小型气象检测站、传感器、控制系统、云服务器、控制器。（4）系统设计主要包括：系统组成、信息采集系统、智慧决策系统。（5）系统运行主要包括：系统调试、运行。（6）维护与管理主要包括：设备维护与管理、数据管理与存储、安全管理、性能监控与优化。三、试验验证：包括试验（或验证）准确度、可靠性、稳定性的分析和说明，实验结果综述等；黄土高原总面积达64万平方公里，占黄河流域面积的80%以上。作为我国重要的生态屏障和粮食及特色农产品生产基地，该地区生产的玉米、马铃薯、小杂粮、苹果等农产品在全国占据重要地位。目前，黄土高原已被纳入国家新一轮千亿斤粮食产能提升的战略后备区，成为未来我国实现粮食增产的关键区域。然而，干旱缺水和水资源匮乏问题严重制约了当地农业生产的发展。因此，充分开发利用雨水资源，成为缓解水资源供需矛盾、保障农业可持续发展的有效途径。为此，针对黄土高原降雨时空分配不均、农田水分供应不足和降水利用效率不高等制约粮食、果业产能提升的“卡脖子”难题，在国家“十五”节水农业重大科技专项、国家“十一五”863计划课题、“十二五”科技支撑计划课题和“863”计划课题、“十三五”和“十四五”国家重点研发计划课题、陕西省重点研发计划、陕西省重点产业创新链以及陕西省农业关键核心技术攻关等项目的支持下，项目组历时25年，开发出“沟道坝拦水（拦）+光伏发电提水（提）+水窖高位蓄水（蓄）+节水灌溉补水（补）”的“四位一体”集雨补灌技术（简称“四位一体”集雨补灌技术）。“四位一体”集雨补灌技术先后在榆林国家农业科技园区、杨凌国家农业科技园区、榆林国家现代农业科技示范园（子洲旱作农业示范园）等进行示范应用。多地多年定位试验示范结果表明，“四位一体”集雨补灌技术亩均投资约2400元（包括光伏系统、蓄水池、田间管网等），在使用寿命相当的情况下较普通滴灌亩均投资降低约40%，技术应用后旱作作物平均增产27.5%-163.6%。其中，谷子亩产达到278kg，亩均增产171kg，谷子价格6元/kg，亩均增收1026元；玉米亩产达到720kg，亩均增产280kg，玉米价格2元/kg，亩均增收560元；榆林山地苹果亩产达到2130kg，较滴灌果园亩均增产200kg，苹果价格10元/公斤，亩均增收2000元；延安山地苹果亩产达到2480kg，较大田传统种植亩均增产480kg，苹果价格10元/公斤，亩均增收4800元。该技术有效解决了电力缺乏地区旱作农田“卡脖旱”“救命水”等制约农田产能提升的瓶颈性问题，同时采用清洁能源提水加压，也有效减少化石能源消化，降低了碳排放。该技术操作简单、仅需简单培训即可投入使用，运维成本低,对于减轻农业从业者劳动强度，提高工作效率也有积极的作用。四、知识产权说明：标准涉及的相关知识产权说明；无。五、采标情况：采用国际标准和国外先进标准的程度或与国内同类标准水平的比较；该技术是在黄土高原雨水资源高效集蓄利用中发明的一项利用“沟道坝拦水（拦）+光伏发电提水（提）+水窖高位蓄水（蓄）+节水灌溉补水（补）”的“四位一体”集雨补灌技术，显著提升粮食作物和经济林果产量与水分利用效率，有效缓解了干旱缺水，推动了旱作农业的高质量发展。无可采用的国际标准或国外先进标准。六、重大意见分歧的处理：包括处理过程、依据和结果；无重大分歧意见。七、标准性质的建议说明：建议审批发布为推荐性标准或强制性标准的说明及理由；黄土高原是我国重要的粮食和特色农产品生产基地，玉米、马铃薯、小杂粮、苹果等在全国均占有重要地位。目前，该区已被列入国家新一轮千亿斤粮食产能提升的战略后备区，是未来我国粮食增产的重要粮仓。然而干旱缺水、水资源短缺问题严重制约了黄土高原旱作农田产能，充分利用雨水资源是缓解水分供求矛盾，保障旱作农业可持续发展的有效途径。为此，针对黄土高原降雨时空分配不均、农田水分供应不足和降水利用效率不高等制约粮食、果业产能提升的“卡脖子”难题，采用“沟道坝拦水（拦）+光伏发电提水（提）+水窖高位蓄水（蓄）+节水灌溉补水（补）”的“四位一体”集雨补灌技术，耦合集雨补灌智能控制决策平台、LoRa无线传输、水肥一体化等，形成智能集雨补灌系统，自动监测土壤墒情、气象要素、蓄水池水位、水质等信息，根据作物的需水规律自主决策制定补灌计划，因此，研究建立和完善“四位一体”集雨补灌技术规程，对于促进旱作农业提质增效、可持续发展具有不可替代的作用，在“四位一体”集雨补灌技术科学建设、运行、管理、应用方面有着很好的应用前景，自该技术提出，截至2024年，累计示范应用63.14万亩