一、方案背景与核心目标

河套灌区是我国大型自流灌溉农业区，气候干旱、蒸发量大、土壤盐碱化特征显著，传统人工监测无法满足精细化灌溉与土壤管控需求。本方案搭建自动化水文气象与土壤监测体系，为灌区水资源调度、节水灌溉、土壤改良提供连续精准的数据支撑。

二、系统整体架构设计

系统采用模块化开放设计，兼容多类型传感设备，适配灌区野外无人值守场景。硬件集成防雷抗干扰模块，供电以太阳能为主、市电为辅，降低野外部署成本。终端操作简便，数据传输支持有线与无线双模，数据存储具备掉电保护与断线补发能力，保障监测连续性。

三、气象监测单元核心参数

大气温度：量程 - 50℃～100℃，分辨率 0.1℃，精度 ±0.5℃

大气湿度：量程 0～100% RH，分辨率 0.1% RH，精度 ±5% RH

风速：量程 0～45m/s，启动风速≤0.5m/s，分辨率 0.1m/s，精度 ±(0.3+0.03V) m/s

风向：量程 0～360°，启动风速≤0.5m/s，分辨率 1°，精度 ±3°

雨量：量程 0～999.9mm，降雨强度≤4mm/min，分辨率 0.2mm，精度 ±4%

气象单元可实时采集农田小气候数据，信号抗干扰能力强，长距离传输无失真。

四、土壤墒情监测单元核心参数

土壤含水率：量程干土至水分饱和土，精度 ±3%，分辨率 0.1%

土壤温度：量程 - 40℃～80℃，精度 ±0.5℃，分辨率 0.1℃

监测深度：标准 10cm、20cm、30cm、40cm，可扩展多层

防护等级：地面 IP67，地下 IP68

设备采用 FDR 原理测量，耐腐蚀密封工艺，适配灌区盐碱土壤长期埋置监测。

五、数据采集与传输体系

数据采集终端集成多路信号接口，采集与传输间隔可自定义，内置存储单元可保存 3 年以上数据。无线通讯依托公共移动网络，搭配心跳与断线重连机制，数据实时上传至云平台。平台支持多终端登录，可实现数据查看、报表导出、异常告警。

六、现场安装与项目应用

监测站点选在灌区代表性地块，远离积水区与道路边缘，土壤传感器采用专用钻孔垂直安装，太阳能组件朝南 45° 布设。该方案已应用于河套灌区某万亩节水灌溉示范区，覆盖 3 个核心灌溉片区，布设 12 套监测站点，连续稳定运行超 8 个月。

七、方案应用价值

系统实现灌区水文气象与土壤状态自动化全覆盖监测，大幅减少人工工作量与数据误差。监测数据为灌溉定额制定、春浇秋灌调度、盐碱地改良提供量化依据，显著提升灌区水资源利用效率与农田管理现代化水平，适配灌区长期绿色发展需求。