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智慧灌區

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大型灌區現代化解決方案

一、背景分析

據水利部2021年8月16日消息,水利部、國家發改委近日正式印發《“十四五”重大農業節水供水工程實施方案》,明確在“十四五”期間優先推進實施納入國務院確定的150項重大水利工程建設范圍的30處新建大型灌區,優選124處已建大型灌區實施續建配套和現代化改造,中央預算內投資將予以積極支持,同時要求地方統籌加大財政支持力度,創新投融資體制機制,多渠道籌集資金,確保建設資金及時足額到位。方案實施后,預計新建大型灌區可新增有效灌溉面積1500萬畝,改善灌溉面積980萬畝。

《“十四五”重大農業節水供水工程實施方案》中提出灌區信息化建設,作為灌區建設內容部分的重中之重!


二:灌區信息化解決方案-建設內容

管理云平臺
灌區信息化建設,圍繞灌區現有水資源、水生態和水災害等問題, 實現智能感知、自動控制、智能監視、智能管理,進一步提升灌區 現代化管理水平,促進灌區現代化農業的發展。


智能感知體系建設
智能感知網絡建設以物聯感知、航空感知和視頻感知為主。主要包括雨情、水情、工情、墑情、水質、工程安全監測,以及智慧水管理系統所需信息。信息采集的布局應覆蓋到信息流全過程,并形成閉環,建成全域覆蓋的物聯感知網。

通信網絡建設
為保證整個灌區渠系工程的實時監控能力和數據傳輸效率,支撐渠系防洪、水環境保護、水資源調配信息的正常收集和傳遞,需建設高效、穩定的傳輸網絡。灌區工程通信方案中從各監測點采集的數據傳輸至數據備份中心采用“雙部署”模式有線+無線靈活部署,實現信息容災儀器本地存儲+云存儲功能。

數據中心建設
灌區信息化管理系統以數據共享、業務協同為根本出發點,通過數據收集整編、數據接入、匯集(數據標準化處理、標準化接口定制),整合重構各類水利信息資源,建立互聯互通智能融合的大數據中心,實現數據集中采集、集中存儲、集中管理、集中使用。


綜合管理平臺
以提高用水效率為核心,以嚴格的水資源管理制度為保障,該系統通過數據匯集平臺監控分析數據、精準測算,為水量調度、精準灌溉、水權交易提供科學的數據基礎。同時對各個灌片、不同區縣灌溉用水情況納入灌區信息化管理平臺,提供綜合監控、決策分析等服務,為灌區管理提供科學管控依據,推動灌區信息化管理的全面建設。

智慧灌區一張圖

灌區管理“一張圖”是以灌區 GIS 地圖為藍本,聚合基礎地形圖、 行政區圖、土地利用現狀圖、基本農田保護圖、水系分布圖、防汛 工程分布圖、灌溉工程分布圖、灌溉面積分布圖、水雨工情監測分 布圖、水資源紅線圖、遙感影像圖等多源信息的地圖,疊加灌區水 資源及工程管理等業務管理系統,構建統一的“地下測、網上控、 平臺管”的灌區綜合監管“一張圖”。

系統應用

量水監測系統
量水監測站實現對引水、輸水、配水、分水點和分界點全過程的水位、流量自動實時監控,為灌區總調度、分中心提供數據支撐,實現水資源優化配置。

水雨情監測系統
水雨情監測站主要實現水情、雨情全過程的遠程自動采集、定點抓拍,實時記錄河道、水庫、渠道水位的動態變化過程。通過對監測的水情、雨情數據進行分析,為灌區管理部門提供評估灌區的需水量和來水量的輔助決策依據,實現水量的科學配置。

閘門控制系統
閘門監控站對渠道進水閘門、節制閘門或重點支渠、水源的渠首閘門變化情況進行遠程控制與管理。根據系統下達的指令,將目標流量或水位遠傳至閘門控制器,調節閘門的開度,并使渠道的流量或水位達到目標值。減少人工勞動力,主觀放水控制的失誤率達到對閘門的精準控制,能及時掌握灌區的運行信息,為水資源的優化調配提供依據,減少水資源的浪費,促進灌區綜合效益的提高。

視頻監控系統
視頻監控站能將被監控現場的實時視頻和數據等信息準確、清晰、快速地傳送到管理中心,管理中心通過視頻監控系統,能夠實時了解和掌握監控現場的實際情況。同時,中心值班人員根據監控現場情況做出反應和處理,因此能有效地管理水利設施的運行情況及其周邊現場情況。

土壤監測系統
土壤墑情監測站是水循環規律研究、農牧業灌溉、水資源合理利用及抗旱救災基本信息收集的基礎工作。土壤墑情信息主要監測土壤含水量和土壤溫度,為灌區信息化系統提供決策依據。

氣象監測系統
農業氣象站主要監測灌區的氣溫、氣壓、相對濕度、風向、風速、雨量、光照、土壤溫濕度等氣象要素,實現對灌區農田小氣候的全天候監測。為灌區信息化平臺提供系統數據支撐。

三、典型應用


主干渠軌道車自動測流系統




主干渠H-ADCP自動測流系統


 


支渠超聲波時差法測流系統


支渠電磁明渠流量監測系統




雷達流量測流系統



多普勒流量測流系統



斗渠堰槽測流系統


四:方案應用價值


01

構建出統一的“地下測、網上控、平臺管”的灌區綜合監管  “一張圖”。

02

實現動態計劃用水,水資源優化配置,實時適量灌水與排水,滿足灌區現代化生產需求,提高經濟效益。

03
 

科學灌溉,提高種植水平,保障國家糧食安全和農產品有效供給, 實現灌區可持續發展。


 

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