一、方案介绍
本方案聚焦于农田在暴雨、强降水等极端天气后因地势低洼、排水不畅而出现的积水问题，通过构建集成型的在线监测与智能排水系统，实现农田水位的实时感知、自动排涝控制与远程联动调度。系统融合水位传感、泵站自动控制、无线通讯与云平台管理技术，为农业防涝减灾提供智能化技术支持。

二、监测目标

1. 实时监测农田积水的深度、水位变化趋势及持续时间；

2. 快速识别田间积水形成，提前预警并触发排涝机制；

3. 实现排水泵站的自动启动、远程控制与无人值守运行；

4. 支持手机端、电脑端远程查看现场情况与历史数据；

5. 提升农田水位调控效率，减少作物受涝损失。

三、需求分析
传统农田排水方式依赖人工巡查与人工启泵，响应滞后，且在连日暴雨或夜间降雨中常无法及时处理，易导致作物根系缺氧、烂根甚至大面积减产。现代农业迫切需要构建一个具备自动感知与联动排水能力的系统，实现科学调水排水与田间水分管理的数字化、智能化。

四、监测方法
系统在农田设立水位感知点，采用高精度液位传感器、超声波或雷达技术持续检测农田积水高度，通过4G无线网络将监测数据实时传送至云平台。平台分析数据后，若水位超出预设阈值，可自动控制泵站排水或向管理人员发送预警通知，支持一键远程启泵与停泵操作。

五、应用原理
系统以水位传感器为前端感知装置，通过连续监测农田水位变化获取实时积水深度数据；数据通过采集主机上传至云端分析平台。平台依据设定的水位预警线及排水逻辑，自动或人工控制智能泵站运行，并结合现场摄像头进行视频确认，实现闭环管理。整个系统可与墒情、雨量、天气预测等数据联动，实现精准决策。

六、功能特点

1. 实时水位在线监测，支持远程和本地水位告警设置；

2. 智能泵站远程启动与关闭，支持自动与手动双模式切换；

3. 数据采集支持4G、NB-IoT等无线传输，远程运维便捷；

4. 云平台具备趋势分析、历史数据回溯与报表导出功能；

5. 系统支持太阳能供电与市电双模式，适配野外部署；

6. 可拓展高清摄像头，辅助视频巡查与现场识别；

7. 支持微信小程序、PC网页等多端管理入口；

8. 可与气象站、墒情站、农业灌溉系统集成应用。

七、硬件清单

1. 水位传感器（液位型、超声波或雷达型）；

2. 数据采集主机（支持本地存储与远程上传）；

3. 智能泵控终端（控制潜水泵或自吸泵启停）；

4. 通信模块（内置4G卡或LoRa通信单元）；

5. 电源系统（太阳能板+锂电池组或市电适配器）；

6. 可选：高清摄像头、气象传感器等拓展组件；

7. 云平台账号及移动端应用接口。

八、硬件参数（量程与精度）

• 水位量程：0～5米（可定制）；

• 精度误差：±1cm或优于1%；

• 数据刷新周期：5秒～5分钟可调；

• 通讯方式：4G、NB-IoT、RS485等；

• 工作温度：-30℃～+70℃；

• 防护等级：IP65或以上，适应野外高湿环境；

• 泵控输出：支持远程继电器控制或开关量控制。

九、方案实现
在目标农田边缘、低洼区或排水主通道布设水位监测点，并在田边设置具备控制功能的智能泵站，确保排水路径通畅。系统部署完成后，水位监测设备开始连续采集积水深度数据，并通过无线网络发送至管理平台。平台依据阈值判断水情是否异常，决定是否发出自动启泵指令或通知管理员人工处理，真正实现快速响应、自动控制、无人值守的现代排水体系。

十、数据分析
平台可实现多点水位对比分析、水位变化曲线展示、水位与降雨关联性建模等，辅助识别田块排水效率与积水风险规律。历史数据支持导出并分析，为排水策略优化与土地改造提供依据。系统还可与多源气象数据联动分析，预测积水趋势与调度需求。

十一、预警决策
系统具备多级水位报警功能，根据设定阈值发出声光、短信、微信推送等多种报警方式。管理员可预设夜间自动启泵逻辑，规避人工响应滞后问题；也可设定特殊作物区域的差异化排水策略，实现分区域精细管理。

十二、方案优点

1. 全自动化排水响应机制，有效降低农田积水带来的作物损失；

2. 高集成、模块化系统，适配各种田块与水利结构；

3. 云端远程可控，支持大规模农田统一管理；

4. 多通信方式灵活接入，数据传输稳定可靠；

5. 运维简单，支持长期在线稳定运行；

6. 可拓展环境、墒情、视频监控等多类感知系统。

十三、应用领域
广泛应用于低洼农田、水稻田、蔬菜基地、现代农业园区、智慧农业示范区等区域的排水调控；也适用于城市绿地、果园、苗圃等具有排水防涝需求的场景。

十四、效益分析
本方案显著提升农业防涝能力，减少农作物在雨季、台风、暴雨等极端天气下的损失，有效降低人工巡查与误判成本。通过智能联控排水泵站，实现“自动判断+精准排涝+远程管理”的高效治理模式，为现代农业节本增效、数字化转型提供强有力支撑。

十五、国标规范

1. 《GB/T 19813-2005 灌溉排水自动化系统通用技术条件》；

2. 《GB/T 50104-2010 农田排涝设计规范》；

3. 《GB/T 22482-2008 土壤水分监测系统通用规范》；

4. 《GB/T 20239-2006 水文自动测报系统技术规范》；

5. 《NY/T 1849-2010 农业信息化工程技术规范》。

十六、参考文献

1. 农业农村部《农业防灾减灾信息化建设指导意见》；

2. 水利部《农田水利智能化发展规划》；

3. 中国农业大学《智慧农业排水控制技术研究》；

4. 国家气象局《农业水情监测评估技术手册》。