本書專注于滴灌工程技術與管理優化，內容覆蓋了滴灌工程從設計、計算、建設到優化管理的各個環節，旨在通過科學的方法提升滴灌系統的運行效率和節水效果。書中不僅詳細闡述了滴灌工程的基本建設標準、性能評估指標以及工程建設路徑，還深入分析了新疆等典型地區滴灌工程實踐中遇到的挑戰與問題，特別是針對輪灌策略的優化進行了深入探討。通過構建和應用多種輪灌組模型，結合群體智能算法等現代優化技術，本書展示了如何在不同應用場景中實現輪灌組的精準布局與智能管控，從而滿足各種灌溉需求。此外，書中還重點探討了如何通過優化策略實現水資源的有效節約、降低運營成本，并提升計算效率，為滴灌系統的可持續發展提供了重要參考。同時，本書對遺傳算法在滴灌系統優化中的應用進行了深入研究，構建了基于實際需求的多樣化優化算法架構，為滴灌管理系統的設計與實施提供了理論基礎和思路。
本書可為深入研究滴灌技術、探索滴灌系統優化路徑的專家學者提供豐富的理論資源和實際案例，有助于推動滴灌技術的理論創新與實踐應用；對于從事農業水利規劃、設計、施工與管理工作的技術人員而言，本書能夠幫助他們更好地掌握滴灌工程技術與管理要點，提升工作效率與灌溉效果；農業院校相關專業師生可將本書作為教學參考書或課外讀物，以了解滴灌技術的最新進展與實際應用情況，為未來的學習與工作打下堅實基礎。

我國雖是農業大國，但水資源短缺與分布不均的問題尤為突出。在干旱、半干旱地區，如新疆等地，農業灌溉用水需求巨大，而傳統的大水漫灌方式不僅浪費嚴重，還易導致土壤鹽堿化、生態環境惡化等問題。滴灌技術作為現代農業節水灌溉的典范，以其高效節水、精準施肥、提高作物產量與品質等優勢，在全球范圍內得到了廣泛應用與推廣。近年來，隨著物聯網、大數據、人工智能等先進技術的快速發展，以及滴灌工程規模的不斷擴大與應用場景的日益復雜，如何根據作物生長需求、土壤水分狀況、氣候條件等因素，科學合理地制定輪灌策略，進一步優化滴灌系統的設計與運行策略，實現水資源的最大化利用，成為當前農業水利領域亟待解決的重要課題。
本書旨在通過系統深入的研究，為滴灌工程的優化設計與高效管理提供全面的理論支持與實踐指導。本書共分為十章，內容涵蓋滴灌工程的基礎理論、設計建設、輪灌策略優化、自動控制、成本效益分析以及智慧農業建設等多個方面。第1章引言部分，詳細闡述了研究的背景、目的和意義，以及國內外研究現狀，為后續章節的展開奠定了基礎。第2章至第4章重點介紹了滴灌工程的基本建設標準、設計原則、組織實施與運行管護等內容，并深入分析了手動控制場景中輪灌組劃分與調度優化的方法與策略。第5章和第6章則進一步探討了自動化滴灌系統的設計方案、輪灌組劃分算法以及基于輪灌組的精準灌溉模型，展示了現代科技在滴灌工程優化管理中的應用成果。第7章至第9章，則從成本效益分析、智控用水決策系統研究以及智慧農業建設可行性等多個角度，對滴灌工程的綜合效益與未來發展進行了深入探討。最后一章，總結了全書的研究成果，并對未來的研究方向進行了展望。
本書的特色在于：一是理論與實踐相結合，既注重滴灌工程基礎理論的闡述，又緊密結合實際案例，提供了實踐經驗和操作指南；二是技術先進性與實用性并重，充分吸收了物聯網、大數據、人工智能等先進技術的最新成果，為滴灌系統的優化管理提供了強有力的技術支持；三是研究視角廣泛而深入，不僅關注滴灌工程本身的優化問題，還從成本效益、智慧農業建設等多個角度進行了綜合考量，為滴灌技術的推廣應用提供了全面的參考。
在編寫過程中，獲得了陳偉能教授、趙慶展教授，以及李寶珠、林萍、丁連軍、曹兵等專家學者的寶貴意見與建議，本人深感榮幸；同時感謝鄧紅濤、黃文華等，他們提供的技術資料與數據使本書內容更加豐富、嚴謹且具有實際應用價值。在此，向所有為本書編寫提供審閱與指導幫助的專家學者表示最誠摯的感謝。
因水平有限，書中疏漏之處在所難免，望廣大讀者批評指正。

李偉
2024年9月

第1章 引言1
1.1　研究背景1
1.2　研究目的和意義3
1.3　國內外研究綜述4
1.4　小結14
參考文獻15

第2章 滴灌系統工程基礎21
2.1　常用術語21
2.2　工程項目概述22
2.3　滴灌工程設計34
2.4　組織實施與運行管護60
2.5　自動化滴灌設計方案70
2.6　小結83

第3章 滴灌輪灌分組優化模型與算法研究84
3.1　輪灌組問題研究思路84
3.2　輪灌組調度優化模型86
3.3　模型求解89
3.4　算例分析92
3.5　小結99
參考文獻100

第4章 手動控制場景下多目標輪灌組優化研究103
4.1　手工控制場景下輪灌組問題及研究思路103
4.2　模型構建105
4.3　模型求解108
4.4　算例分析112
4.5　小結116
參考文獻117

第5章 自動化滴灌輪灌組劃分算法121
5.1　自動化場景輪灌組問題及研究思路121
5.2　模型構建122
5.3　模型求解125
5.4　實驗分析129
5.5　小結135
參考文獻135

第6章 自動化滴灌精準施水模型和算法研究138
6.1　基于輪灌組的精準灌溉問題及研究思路138
6.2　模型構建139
6.3　模型求解142
6.4　實驗分析143
6.5　小結145
參考文獻145

第7章 滴灌工程成本優化問題研究思路147
7.1　背景和研究意義147
7.2　總體目標148
7.3　滴灌工程成本概算與效益分析149
7.4　研究內容156
7.5　實施方案和技術路線156
7.6　小結160
參考文獻160

第8章 響應式滴灌智控用水決策系統研究思路162
8.1　背景和研究意義162
8.2　研究思路165
8.3　研究內容165
8.4　實施方案和技術路線166
8.5　小結176
參考文獻176

第9章 智慧農業建設可行性研究182
9.1　研究背景182
9.2　建設目標185
9.3　建設內容186
9.4　效益分析186
9.5　系統功能分析187
9.6　系統性能分析188
9.7　智慧農業總體架構191
9.8　智慧農業保障措施213
9.9　項目風險與風險管理214
9.10　環保、消防、職業安全衛生217
9.11　項目建設可行性218
9.12　經濟及社會效益219
9.13　小結220

第10章 研究結論與展望221
10.1　研究結論221
10.2　研究展望222
10.3　研究的不足之處及進一步研究方向230
10.4　小結231