一、灌溉信息管理係統
1.灌溉信息管理的主要內容
計算機在灌溉管理中的應用主要有以下幾方麵：
（1）灌溉用水信息管理。包括灌溉用水信息采集與傳輸、灌溉數據處理、灌溉預報、灌溉數據庫、水源水情預報、灌區地下水與土壤鹽堿化預報、灌溉計劃用水與優化配水等。
（2）灌溉設施管理。包括為改善和改建渠道及各種建築物所要進行的設計計算，量水、灌水設備自動化控製；水源及灌溉設施與建築物的實時監測與數據采集；灌溉設施，如閘門、水泵及泵站等的運行管理自動化和半自動化控製。
（3）灌溉管理局行政管理。包括灌區水費、財務、文書、行政、人事、組織管理等。
（4）計算機常規應用。包括日常工作中數值計算、文字處理、繪圖、網絡通信與信息檢索等。
盡管計算機在灌溉管理中的應用是很廣泛的，但是目前我國大多數灌區尚未充分發揮計算機的多方麵應用。
2.灌溉用水信息係統
灌區灌溉用水信息管理是灌溉管理的基礎和中心。合理的灌溉取決於正確的灌溉用水信息，可以說灌溉用水管理在本質上就是灌溉用水信息管理。
灌溉用水信息以下述5個方麵為基礎：
（1）水源信息，包括河流、水庫、湖泊、地下水等的水位、流量、物理及化學成分。
（2）氣象信息，包括氣溫、濕度、日照、降水、風力、蒸發量等。
（3）農業信息，包括作物種類、作物布局與種植麵積、灌溉麵積、作物旱情、各作物生長日期、作物發育階段、作物葉水勢、葉麵溫度、施肥、耕作措施等。
（4）土壤信息，包括土壤種類、土壤含水量、土水勢、土壤鹽分、土壤溫度等。
（5）灌溉係統信息，包括渠係水有效利用係數、渠係建築物狀態等。噴、微灌係統信息，如管網直徑、壓力、流量、灌水器型號等。
上述各種信息均屬於基本信息。
由這些信息積累成的數據不斷地補充和豐富了灌區的曆史資料，連同灌區所固有資料，如灌區土地資料、社會經濟概況、人口及勞力、灌區概況等.用數據庫保存起來，供以後檢索和應用。
3.灌溉信息管理係統
灌區用水信息管理係統是以微型計算機係統為主幹，具有數據采集、傳輸（通信）、信息加工等功能，是進行灌區用水信息管理的一個完整的軟硬件係統。其主要設備集中於管理中心，以便管理人員進行操作。
（1）灌區信息管理中心。主要由微機係統、電訊和控製係統組成，其任務是控製和管理各主要子係統和設備，實現灌溉用水信息管理。信息管理中心可與灌區用水管理行政部門相聯係，以提高管理效率。灌區用水信息管理中心應具有以下功能：
1）通過通信網絡接受和詢問信息采集係統；
2）接受外部機構（水文、氣象等部門）提供的信息和灌區曆史資料，構成完整的灌區數據庫；
3）通過數據處理輔助係統進行數據加工存儲，建立和管理數據庫，並不斷接受灌溉用水管理的反饋信息，補充數據庫；
4）根據灌區用水信息變化進行水源預報、土壤墒情預報和灌溉預報；
5）製定作物灌溉製度和用水計劃，並根據水源、氣象和其他信息的變化及時調整計劃，提出用水管理決策；
6）通過灌溉用水控製係統進行灌溉係統運行管理，如按照用水配水計劃或應急計劃進行閘門及灌溉設施的遠動操作，與管理站（段）進行電訊聯係，下達管理指令，並進行渠道和泵站的水位、流量監測等；
7）編製和打印文件，包括用水計劃、用水總結、工作報告等。
（2）灌區用水信息采集-傳輸子係統。任務是通過各種傳感器、數／模、模／數裝置及電訊傳輸係統把所接收到的各種氣象、水文、土壤、作物等信息傳送到信息管理中心。它由以下幾個部分組成：
1）氣象信息采集係統，采集並傳輸氣溫、濕度、日照、風力、蒸發量、降雨等數據；
2）水文信息采集係統，采集並傳輸河流水位、流量、泥沙及地下水位、含鹽量等數據；
3）土壤信息采集係統，采集並傳輸土壤含水量、土壤水勢、土壤溫度和土壤鹽分數據；
4）作物信息采集係統，采集並傳輸農田作物生長發育狀況、植物葉水勢、植物頂冠溫度等數據。
（3）數據庫管理係統。主要任務是管理灌區各種數據（包括來自外部的資訊），即進行數據的存取、增補、修改、加工、檢索、打印等。
（4）灌溉用水信息管理係統。它接受信息管理中心的指令，並從數據庫管理係統和信息采集係統取得的數據，進行加工處理，進行水源預報和灌溉預報(包括作物需水量和土壤含水量預報)，擬定灌溉製度，製定和修改灌區用水計劃，進行灌區用水經濟管理。
（5）渠係配水管理係統。進行渠道水位、流量監測，閘門及灌溉設施的運動操作以及與管理站（段）的通信。
（6）信息管理輔助係統。信息管理輔助係統包括數據處理，文書檔案管理，複印，繪圖打印等。
二、灌溉係統數據采集與自動化監測
數據采集是灌溉信息管理的首要工作，管理工作的成效在很大程度上取決於信息的準確性和是否及時。數據采集可以采取人工的和自動化的方式。
人工數據采集設備和操作較為簡單，也較為普遍，通常是觀測人員攜帶觀測儀器或自動記錄儀進行現場采集。
自動化數據采集，或稱自動化監測，除需要數據采集設備外還需要有通信設備和與之配套的微機係統，並在微機控製下按照一定的程序進行自動化數據采集。對於需要頻繁進行數據采集的場合，應盡可能采用自動化數據采集。
在微機控製下將遙測站傳感器采集的數據，通過有線聯係或無線電台傳輸到控製中心進行加工處理，最後以顯示、打印、存儲方式輸出監測結果。
由於灌區的特點、任務和要求的不同，可分別采用人工或自動化采集方式。設置各種不同的傳感器以及與之相應的監測係統。
在灌溉管理方麵，20世紀80年代以來，一些灌區設置了河渠水位的自動測報係統，灌溉管理部門還可以把水文測驗部門的水文監測技術，特別是自動化監測和遙測技術移植過來，收到事半功倍的效果。開發墒情監測係統，是灌溉管理部門的迫切要求，關鍵問題是要迅速研製出性能可靠、經濟、方便的土壤濕度傳感器。遙感技術的應用將在未來的灌溉管理中發揮一定的作用。目前已經研究了利用手持紅外測溫儀測定作物蒸散強度和估算土壤墒情的方法。
灌溉係統中數據采集與自動化監測可分為農業氣象、灌區水文、土壤墒情、地下水以及渠係等幾個方麵。
1.農業氣象數據采集與自動化監測
氣象監測一般由氣象部門管理，但往往不能滿足灌區對農業氣象數據的需要，因此通常都設有農業氣象站，以便及時獲取所需的氣象數據，並與氣象部門的資料對照，使氣象數據更為可靠。目前在灌區農業氣象監測技術尚較落後，大多采用人工觀測和記錄，其中部分觀測設備具有自記裝置。僅個別試驗站對一些觀測項目進行自動化監測。美國水管理研究所1983年就已在加利福尼亞州建立了以微記錄器（Micrologger）為基礎的可移動式小型氣象觀測係統。該係統將溫度計、濕度計、風向-風速儀、雨量計、土壤溫度計等各種測量儀表裝置在一個三腳架上。各個測量儀器所收到的信息定時自動送入三腳架上的儀器箱內，存入磁帶機，通過RS232接口傳送到田間工作室，並通過自動應答調製解調器和電話線同遠處的計算機室連接，進行數據處理，構成一個田間小氣候數據采集-傳輸-處理係統。
2.水文數據采集與自動化監測
灌區水文數據監測方法和設備基本上與水文部門的監測方法和設備相同，主要包括水位、流速、流量、含沙量的監測。其中水位監測是較簡單也是最普遍的，其次為流速自動化監測。泥沙監測主要用於北方多泥沙河流，而流量監測則多半是間接進行的，通過水位或流速監測數據可以計算出相應的流量值。
（1）水位數據采集與自動化監測。水位測量是水文測量的重要項目，廣泛用於河流、渠道、地下水和水庫等各種水體的水位監測。過去多采用人工觀測水尺的方法記錄水位，不僅費工費時，而且精度差和不及時。采用自動化水位監測能大大提高水位監測效率和精度，解除人工測量的繁重勞動。
水文自動化監測係統按水位傳感器的不同，可分為浮子式水位監測係統、跟蹤式水位監測係統、超聲波水位監測係統、水壓式水位監測係統等。其中浮子式水位監測係統應用最為廣泛，特別適用於水位變幅較大的場合。浮子式水位監測裝置又可分為電阻式水位監測裝置和編碼式水位監測裝置。由傳感器的轉換電路輸出水位變化信息，然後由測定儀器讀出並記錄下來。
它由超聲液位傳感器和轉換器兩部分組成。
水位監測亦可采用遙測形式，已廣泛用於江河防汛部門。水位遙測係統由水位傳感器、分站計算機、無線電通信電台、天線和中心站計算機等構成。分站機將水位傳感器測得的水位數據通過無線電通信網絡傳給管理控製中心的中心站機。實現了分站機自動定時水位采集、傳輸、存儲、打印和中心站計算機自動定時水位遙測、存儲、打印之功能，並實現其數據的自動分析與處理。此外，該係統具有選呼功能，使中心站計算機與分站計算機之間可進行通話，分站機之間也可通過中心站機進行通話。