灌區(qū)信息化解決方案

灌區(qū)信息化系統(tǒng)的組成

灌區(qū)信息化系統(tǒng)是一個(gè)為灌溉水利服務(wù)的，集水雨情信息、水利工程信息、泵站控制、水資源配置與調(diào)度與一體的系統(tǒng)。灌區(qū)信息化系統(tǒng)包含信息的采集、傳輸、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理。本方案主要闡述灌區(qū)水雨情、閘閥測(cè)控、水量計(jì)量、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、氣象墑情在灌區(qū)中的應(yīng)用。

一、灌區(qū)水雨情系統(tǒng)

利用雷達(dá)水位計(jì)監(jiān)測(cè)灌區(qū)渠道水位、利用壓力式水位計(jì)監(jiān)測(cè)地下水、利用翻斗式雨量筒監(jiān)測(cè)灌區(qū)降雨量、工業(yè)攝像頭定時(shí)拍照拍攝現(xiàn)場(chǎng)圖片。這些傳感器可以直接通過遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)模塊自動(dòng)采集水位、雨量、圖像等信息。遙測(cè)終端機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送到中心系統(tǒng)上。

二、灌區(qū)閘閥控制系統(tǒng)

利用雷達(dá)水位計(jì)讀取閘前水位、閘后水位、閘位計(jì)測(cè)量閘門高度、雷達(dá)水位計(jì)的數(shù)據(jù)和閘位計(jì)的數(shù)據(jù)通過遙測(cè)終端機(jī)利用GPRS傳輸?shù)皆贫??？蛻艨梢酝ㄟ^電腦web軟件并根據(jù)現(xiàn)有的水位和閘位遠(yuǎn)程下發(fā)控制指令對(duì)本地PLC進(jìn)行控制、從而控制閘門開度或者泵站水泵的啟停。

三、水量計(jì)量

利用多普勒超聲波流量計(jì)測(cè)量渠道的水流量、通過遙測(cè)終端機(jī)將流量信息發(fā)送至服務(wù)器。

多普勒超聲波流量計(jì)流速測(cè)量基于多普勒效應(yīng)，探頭斜向上發(fā)出一束超聲波，超聲波在流體中傳播，流體中會(huì)含有氣泡或者顆粒等雜質(zhì)（可以認(rèn)為流體中的雜質(zhì)和水流的速度一致），當(dāng)超聲波接觸到流體中的雜質(zhì)時(shí)會(huì)使反射的超聲波產(chǎn)生多普勒頻移Δf， 多普勒頻移Δf正比于流速。通過測(cè)量多普勒頻移Δf即可測(cè)量出流體的流速。

多普超聲波流量計(jì)采用速度面積法測(cè)流，利用超聲波流速傳感器測(cè)量流速V，利用壓力式水位計(jì)測(cè)量水位H，預(yù)先在控制器設(shè)置的渠道參數(shù)，控制器可以利用水位自動(dòng)換算出過流面積S，流體的流量公式為：

Q= V×S

其中V- - - -流速 S- - - -過流面積Q- - -瞬時(shí)流量

由于采用了速度面積法測(cè)流，其可以適用于任何形態(tài)的斷面。

四、水質(zhì)監(jiān)測(cè)

利用投入式的水質(zhì)傳感器測(cè)量灌溉渠道的水質(zhì)情況、主要監(jiān)測(cè)氨氮、pH、溶解氧通過水質(zhì)的參數(shù)合理的對(duì)灌區(qū)的農(nóng)作物進(jìn)行灌溉作業(yè)。

五、氣象墑情

通過測(cè)量風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、氣壓、雨量、太陽(yáng)能輻射量、太陽(yáng)紫外線、土壤溫濕度等常規(guī)氣象要素，為灌溉區(qū)域科學(xué)化用水調(diào)度以及農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)判斷提供數(shù)據(jù)支持，在灌區(qū)內(nèi)布置土壤墑情傳感器，統(tǒng)計(jì)受旱面積、區(qū)域、程度、為科學(xué)引水灌溉提供依據(jù)。

七、數(shù)據(jù)平臺(tái)

云數(shù)據(jù)展示平臺(tái)：主要用于展示各個(gè)站點(diǎn)的水位、流速、流量、氣象、墑情、空氣溫濕度等信息。其功能為：站點(diǎn)的管理，全部站點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的查看，單個(gè)站點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)表、曲線、歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出、歷史曲線的導(dǎo)出。該平臺(tái)可以免費(fèi)使用，如需自建平臺(tái)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。遙測(cè)終端機(jī)支持的協(xié)議是SL651-2014 水文通訊規(guī)約。