水是生命的源泉，人类的日常生活和工农业生产都离不开水。人们在不断适应、利用、改造和保护水资源环境的过程中建立了水利。随着社会生产力发展的变化，水利也成为人类文明进步和经济发展的重要部分。近年来，随着国家的大力引导，水利事业也走上了智能化、数字化之路，智慧水利的概念应时而生。

“智慧水利”一词，在2014年提出，“十四五”期间，各省份提出智慧水务行业的发展方向。水利部印发了《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》（以下简称《指导意见》）《智慧水利建设顶层设计》 《“十四五”智慧水利建设规划》等系列重要文件，明确提出全面部署智慧水利建设，并将数字孪生流域、数字孪生水利工程建设作为构建智慧水利体系，实现“四预”的核心和关键。

智慧水利不仅仅是简单地控制灌溉系统，而是通过集成各类传感器、网络通信和数据分析等技术手段，实现对农田的精确检测和灵活调节，为农民提供更高效、更准确的灌溉方案，提升农民生产效益。

智慧水利的含义

“智慧水利”，是利用互联网、云计算、GIS等先进技术，以“数字化、网络化、可视化、智慧化”为主线，以资源整合共享和技术创新应用为抓手，提高水利部门的管理效率和社会化服务水平，推动水利信息化建设，保障区域的防洪安全、供水安全及维系河流健康生态环境，逐步实现“信息技术标准化、信息采集自动化、信息传输网络化、信息管理集成化、业务处理智能化、政务办公电子化”。

智慧水利的主要方向

具体来看，智慧水利主要涉及八大技术：云计算、大数据、物联网、移动互联网、移动终端、人工智能、信息安全、GIS地理信息。

01 云计算技术

云技术是分布式计算的一种，通过网络“云”将巨大的数据计算处理，程序分解成无数个小程序，然后，通过多台服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到的结果并返回给客户。云计算在水利信息化中的应用能够将分散的信息资源整合，优化资源分配，减少能耗。水利信息云系统能够为水利工作提供便利的技术支撑，显著提高水利管理能力，推动我国“数字水利”向“智慧水利”转变。

02   大数据技术

“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。大数据技术包括收集、存储、查询分析、可视化分析、挖掘、模型预测、结果呈现等，大数据技术在智慧水利中的应用相当于发挥了实时监控、监督的作用，对实现管理运行信息准确、及时获取，以及实现对运行管理问题的及时发现、处理提供有效保障。

03   物联网技术

物联网技术更多地应用于水利工程监控、水资源管理、水生态建设等水利项目，这些对监控范围内流域智能调度中的感知、仿真、预警、调度、控制、数据处理和运维等关键技术得到综合运用，真正实现在物联网技术基础上的“智能水利”。

04   人工智能技术

人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。人工智能在智慧水利的应用主要是其较强的数据分析能力，可以高效地完成工作，可实现水利工程管理工作中的预测及模拟，可以不断优化水利工程的管理方法；人工智能分析可以获取高精度的水位和流速水文参数，可实现河道水位、闸门开启以及关闭、水面漂浮物、水岸垃圾、盗采河沙等项目的自动监测预警及时发现前端警情，对如何排口和工业排口的实时监测，从源头上解决污染问题。

05   GIS地理信息

GIS地理信息系统是对整个或部分地球的表层（包括大气层）空间中水位有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示以及描述的技术系统。在防洪减灾、水资源管理、水土保护、水利工程建设和管理方面都有重要的应用。

06   移动终端技术

移动终端是可以在移动中使用的计算机设备，大多数情况具有多种应用功能的智能手机以及平板电脑设备。移动智能终端几乎瞬间成为互联网业务的关键入口和主要创新平台，成为新型媒体、电子商务和信息服务的平台，成为互联网资源、移动网络资源与环境交互资源的最重要枢纽。

07   移动互联网技术

移动互联网技术将移动通信和互联网二者结合起来融为一体，5G时代的到来以及移动终端设备的发展将为移动互联网的发展注入新能量。通过移动互联网技术，水利行业可以直接与QQ、微信、APP、网站和智能手机建立双向通信，提高服务质量，提醒用户可以发生的洪涝灾害、旱情、雨情、水情、水质等情况。

08   信息安全技术

信息安全是互联网智能时代不可忽视的一个问题，网络安全包含信息完整性、保密性以及可用性，智慧水利在建立互联互通网络环境的同时，也要建立多层次一体化的网络信息安全组织架构，同城和异地灾备体系，以防为主、软硬结合的信息安全管理体系，保障网络信息安全。

智慧水利的核心与特点

智慧水利发展前景的主要特点包括：自动化、精准化、智能化、可视化。

自动化：指利用自动化设备实现农业水利的自动化操作，减少人工干预，提高生产效率。

精准化：指利用传感器等设备对农作物、土壤、气候等因素进行监测和分析，实现精准的灌溉、施肥、用药等操作。

智能化：指利用人工智能、大数据等技术对农业水利数据进行处理和分析，实现智能化的决策和管理。

可视化：指利用可视化技术将农业水利数据呈现出来，便于管理者和农民了解农业生产情况。

智慧水利的核心是能够让水利行业内物与物、物与人、人与人之间产生互联互通和相互感知能力，并且能更高效安全的处理水利信息和资源整合，更科学地解决水利监测、预警、分析、预测和决策，让跨部门、多层级、异地点的合作能力更加协调。

传统水利与智慧水利的区别

智慧农业水利是在传统农田生态、作物需水、灌排理论基础上，借助于先进的智能感知、物联网、大数据分析（机器学习）和嵌入式控制技术，实现作物的精准水肥调控和生态调控。

传统农业水利主要以节水灌溉为目的，通过特定实验数据和理论来实现灌溉技术的推理、总结、回归和模拟；而智慧农业水利则通过先进智能感知技术，来实现“数据密集型科学新发现”，数据分析将从“随机采样”、“精确求解”和“强调因果”的传统模式演变为大数据时代的“全体数据”、“近似求解”和“只看关联不问因果”的新模式，从而引发科研和应用领域的新方向。

传统农业水利以理论发现为主，其科研理论与产业结合有时存在一定的差距，而智慧农业水利依靠云计算和物联网等技术，能实现研究模型的动态调整，形成科研、生产和效益的完全闭环，为智慧农业生产服务。

01   精准监测

智慧水利技术通过实时监测和分析，能够准确掌握农田的水分状况、土壤肥力和气象数据等，帮助农民及时了解农田状况，有针对性地制定灌溉方案。

02   灵活监控

智慧水利技术可以根据农田的实时情况，智能地控制灌溉系统的运行，实现对灌溉时间、水量和频率等参数的动态调整，最大限度地避免水资源的浪费。

03   数据分析

通过对大量的农田数据进行深度分析和挖掘，智慧水利技术能够为农民提供科学合理的决策支持，协助农户作出更加明智的种植决策，提高农业生产的效益和质量。

04   节能减排

智慧水利技术可以根据实际需求进行精准化灌溉管理，降低灌溉水和用电量，通过实时监测和智能控制，优化排水效率，从而减少水资源消耗和环境污染。

智慧水利技术发展前景

未来，随着农业现代化的推进和人工智能技术的应用，智慧水利技术将会迎来更广阔的发展前景。

首先，智慧水利技术将会更加智能化、自动化和集成化，通过无人机、人工智能和大数据等技术手段，实现对农田的全方位监测和智能化调控。智慧水利技术还将与其他农业技术紧密结合，推动农业的数字化和智能化升级，为农民提供更加便捷、高效的农业生产解决方案。

其次，智慧水利技术可以在水环境的保护和治理中发挥更加重要的作用。通过智慧水利技术，可以实现水环境的实时监测和分析，预测水环境变化趋势，及时采取治理措施，保护水环境的健康和生态平衡。

综上所述，智慧水利技术作为现代农业的智能引擎，将为农民带来更多的机遇和挑战。只有不断增强科技创新能力，加强技术研发与应用推广，才能更好地发挥智慧水利技术的优势，推动农业持续发展，实现农田的可持续利用。