數(shù)字灌區(qū)是一個復雜的系統(tǒng)工程，需要一套先進的、可靠的和完善的測控技術實現(xiàn)方法，首先需要可靠實用的硬件，這些硬件首先必須要有抗各種惡劣環(huán)境的能力，因為我們灌區(qū)設備環(huán)境都是潮濕的，有時甚至是要在水下的環(huán)境工作的，這就要求我們的電子硬件具有高等級的IP68防水功能。在數(shù)字灌區(qū)內使用的硬件需要防水功能以外，還需要有合適的通訊傳輸功能的硬件，這個通訊傳輸硬件不可能只采用一種通訊網(wǎng)就能簡單解決的，必須要有局部的通訊和遠距離通信，近程物聯(lián)網(wǎng)和遠程互聯(lián)網(wǎng)的上網(wǎng)功能，它是全網(wǎng)融合，互聯(lián)互通的，多種網(wǎng)關互相配合的通訊系統(tǒng)。數(shù)字系統(tǒng)數(shù)據(jù)是多種多樣的、使用場景十分不同，操作人員知識技能結構不同等，現(xiàn)場操作員工除了必須經(jīng)過培訓以外，還需要針對是有著巨大差異的管理隊伍，選擇合適的硬件設備，對于終端使用的產(chǎn)品來說，必須要在安裝、使用和維護上簡單化，理想的使用產(chǎn)品必須要達到以下的要求：

(1)終端盡量小型化，降低產(chǎn)品成本；

(2)設備安裝方便，讓用戶不需要很多知識輕松自助安裝；

(3)盡可能實現(xiàn)少維護，最好免維護，這樣需要終端的續(xù)航時間長，產(chǎn)品盡量設計成終身免換電池或免充電的一次性消耗品。

數(shù)字灌區(qū)需要搭建以硬件設備、通訊、數(shù)據(jù)、模擬和分析決策的功能實現(xiàn)為核心的系統(tǒng)架構。實現(xiàn)數(shù)字灌區(qū)需要在技術上實現(xiàn)以下軟硬件內容：

網(wǎng)絡層 

網(wǎng)絡層為信息共享和數(shù)據(jù)傳輸提供云服務平臺基礎，網(wǎng)絡的配置根據(jù)實際情況采用公用云服務器和本地云服務器相結合的方式。 

數(shù)據(jù)層 

數(shù)據(jù)層通過建立所有與灌區(qū)相關數(shù)據(jù)的模型或結構，使應用層能夠更方便、更快捷地獲得各種灌區(qū)數(shù)據(jù)，完成灌區(qū)的應用構建。數(shù)字灌區(qū)孿生模型需要海量的、異構的數(shù)據(jù)，還要兼顧人機交互的應用。數(shù)據(jù)格式的建立必須遵循水利部門相關標準，以便為上級或下級系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。

應用層 

應用層建立在大數(shù)據(jù)和云計算的基礎上，通過建立各種應用模型如作物生長模擬模型、配水模型等，提供農村用水與灌區(qū)管理相關的應用功能。如灌區(qū)配水計量和服務、統(tǒng)計分析、灌區(qū)數(shù)字孿生、預報決策等。 表示層 表示層以瀏覽器和APP為載體，直接面向從事灌區(qū)工作的各級人員和灌區(qū)用水戶提供其所需要的相關用水和配水管理功能和服務。 

執(zhí)行層 

執(zhí)行層實現(xiàn)放水的水閘（閥）群、水泵站群、堰壩群的工況遠程測控、遠程數(shù)據(jù)收集和分析處理技術，實現(xiàn)灌區(qū)調度決策指令執(zhí)行，以及執(zhí)行后狀態(tài)工況收集，設備狀態(tài)數(shù)據(jù)精準修正，來水數(shù)據(jù)收集、蓄水數(shù)據(jù)收集和用水量數(shù)據(jù)收集的全過程測控與調度，包括感知設備和控制設備的各類感知器、控制器、調節(jié)器和執(zhí)行器的協(xié)調測控。