灌区输配水全渠道控制系统关键设备特性分析

灌区信息化系统解决方案一、引言灌区信息化系统是指利用信息技术手段对灌区进行管理和监控的系统。

本文将详细介绍灌区信息化系统的解决方案，包括系统目标、系统架构、功能模块、数据管理、安全保障等方面的内容。

二、系统目标1. 提高灌区管理效率：通过信息化系统的建设，实现对灌区的集中管理和监控，提高灌区管理的效率和准确性。

2. 优化水资源利用：通过系统的数据分析和预测功能，合理规划水资源的供应和分配，提高水资源的利用效率。

3. 提升决策支持能力：通过系统提供的数据统计、分析和报表功能，为决策者提供科学的依据，提升决策的准确性和效率。

三、系统架构灌区信息化系统采用分布式架构，包括前端设备、中间件、数据库和管理平台四个主要组成部份。

1. 前端设备：包括传感器、监测设备和控制设备，用于采集和传输灌区的实时数据。

2. 中间件：负责前端设备和数据库之间的数据传输和处理，确保数据的及时性和准确性。

3. 数据库：存储灌区的各类数据，包括水位、水质、灌溉量等指标数据，以及历史数据和统计数据。

4. 管理平台：提供用户界面，实现对灌区数据的查询、分析、报表等功能，同时支持系统的配置和管理。

四、功能模块灌区信息化系统包括以下功能模块：1. 数据采集与传输：通过前端设备对灌区的各种数据进行采集和传输，包括水位、水质、气象等数据。

2. 数据存储与管理：将采集到的数据存储到数据库中，并进行管理和维护，确保数据的完整性和可靠性。

3. 数据分析与预测：对存储的数据进行分析和挖掘，提供数据统计、趋势预测等功能，为决策提供科学依据。

4. 灌溉控制与调度：根据灌区的实时数据和预测结果，进行灌溉控制和调度，实现对灌溉过程的自动化管理。

5. 报警与预警：系统根据设定的阈值和规则，对灌区的异常情况进行报警和预警，及时处理问题。

6. 用户管理与权限控制：对系统的用户进行管理和授权，确保各级用户只能访问和操作其具备权限的数据和功能。

五、数据管理灌区信息化系统的数据管理包括数据采集、数据存储和数据分析三个方面。

科技成果——智慧灌区用水全过程监管平台技术简介该成果集成物联网技术、计算机视觉计算、人工智能技术、云技术、大数据技术和软件应用技术，建立自动控制体系、智能应用体系、主动服务体系、支撑保障体系，实现灌区水资源管理、工程管理、取用水管理、运行管理、防灾减灾管理，为灌区合理分水、管住用水和科学供水提供技术保障。

通过“一张图”的模式透彻感知灌区关键数据，并对感知数据进行深化处理及靶向应用，提高信息采集和利用的精准度。

适用于灌区高效节水管理。

技术特点1、低功耗节水灌溉控制器利用低功耗嵌入式技术和多模式无线数据传输方法，解决单一数据通信方式下通信故障率高、功耗大的弊端，工作功耗：<0.096瓦（低功耗模式）、<0.36瓦（传输模式）；控制器在丢包率小于10%的前提下，传输距离可以达到2.5千米，可满足采集数据和控制电磁阀的要求；2、研发视觉式明渠流量计进行渠道水位流量测量，流速测量精度为±0.5%、水位测量精度为±1毫米、综合系统测量精度为±1.5%；3、开发的智慧灌区用水全过程监管平台，系统响应时间<0.1秒，系统最大并发用户数为1000户。

知识产权情况发明专利2项，实用新型专利3项，软件著作权5项获奖情况珠江水利委员会科学技术一等奖1项，珠江水利科学研究院科技奖一等奖1项应用情况从2016年至今，该成果在流溪河灌区中应用，建设16个重要支渠水量图像监测点、布置3处水质监测点以及4处视频监控点，开发1套广州市流溪河灌区用水信息管理系统，实现了灌区灌溉水有效利用系数的实时计算分析及日常工作管理的相关功能，实现按需、按期、按量高效供水，做到计划用水、优化配水，提高了灌区综合效益。

从2016年至今，该成果在广州市流溪河灌区管理中心、汕头市金平区农业农村和水务局、恩平市水利工程建设服务中心、惠东县水务工程建设服务中心、博罗县水务工程建设管理中心、白盆珠灌区琼海市合水水库灌区管理处、乳源瑶族自治县引杨灌区管理所、南雄市瀑布灌区管理所和平远县富石水库灌区管理所等单位中应用，已推广设备464套。

灌区信息化系统解决方案引言概述：随着科技的不断进步和农业的发展，灌区管理也面临着日益复杂的挑战。

为了提高灌溉效率、降低资源浪费，灌区信息化系统成为解决方案的关键。

本文将详细介绍灌区信息化系统的解决方案，包括系统架构、功能模块、数据管理、安全保障和应用前景。

一、系统架构：1.1 主控平台：灌区信息化系统的核心，负责数据采集、处理和控制。

通过与各个子系统的通信，实现对整个灌区的集中管理和控制。

1.2 子系统：包括灌溉控制系统、水资源管理系统、环境监测系统等。

每个子系统负责特定的功能，通过与主控平台的交互，实现信息的共享和协调。

1.3 数据中心：作为系统的核心，负责存储和管理各类数据。

通过数据分析和挖掘，为决策提供科学依据。

二、功能模块：2.1 灌溉控制模块：通过传感器采集土壤湿度、气象数据等信息，结合灌溉需求和水资源状况，实现智能化的灌溉控制，提高灌溉效率。

2.2 水资源管理模块：通过监测水位、水质、水流等指标，实时掌握水资源的利用情况，合理调度水源，确保灌溉的可持续发展。

2.3 环境监测模块：通过监测空气质量、土壤质量、气象条件等指标，及时发现环境问题，预警灌区内的病虫害和自然灾害，保障农作物的安全生长。

三、数据管理：3.1 数据采集：通过传感器和监测设备，实时采集土壤湿度、水质、气象等数据，确保数据的准确性和及时性。

3.2 数据存储：将采集到的数据存储在数据中心，建立完整的数据库，方便后续的数据分析和应用。

3.3 数据分析：通过数据挖掘和分析算法，对灌区内的各类数据进行处理和分析，提取有用的信息，为决策提供科学依据。

四、安全保障：4.1 数据安全：采用数据加密和备份技术，确保数据的安全性和完整性，防止数据丢失和泄露。

4.2 系统安全：通过权限管理和网络防护，保障系统的稳定运行，防止黑客攻击和恶意破坏。

4.3 应急预案：建立完善的应急预案，对系统故障、自然灾害等情况做好应对措施，确保系统的连续运行。

浅析大中型灌区自动化控制系统关键技术作者：王宏闫光辉来源：《建筑建材装饰》2015年第09期摘要：大中型灌区自动控制系统单元多、距离远、节点分散和控制复杂等特点，需要从系统结构、软件结构、系统配置、控制安全、轮灌技术、无线网桥传输、无线数传技术等几个方面进行考虑，确保自动控制系统安全高效运行。

关键词：大中型灌区；自动化控制系统；关键技术前言大中型灌区自动化控制系统目前按现地闸站、阀门等设备“无人值班”（少人值守）的原则进行总体设计和配置，在中央控制室实现对所有输配水自动化设备的远方集中控制，以及对输配水阀门状态、流量等信息的远程集中监测。

1大中型灌区自动化控制系统设计原则1.1系统的安全可靠性为达到“无人值班”（少人值守），灌区自动化控制系统应具有极高的可靠性，系统设备采用标准化的高性能产品，监控软件功能完善并模块化，系统软件采用成熟正版软件，应具有完备的确保硬件及软件的安全性措施，防止灌区自动化控制系统硬件或软件的故障或缺陷对现场设备的危害。

针对灌区远方集中监控的特点，在保证操作安全、数据安全、控制闭锁和通讯安全方面也应采用相应的可靠性措施；自动化控制系统应运行在控制专网上，与其他系统之间有网络方式互联时，均应采取经国家有关部门认证的专用、可靠的安全隔离设施，保证网络的安全性。

1.2系统的开放性与可扩性系统主要硬件设备选型符合计算机技术发展迅速的特点，采用全分布开放式系统，具有良好的开放性与可扩性，并具有成功的系统软硬件扩展和与第三方系统开放互联的丰富经验，能在现场环境下长期连续稳定运行。

1.3系统的实时性、实用性及经济性系统以数据采集与控制为基础，通过分布配置冗余的高性能实时监控和通信服务，并合理优化配置系统软硬件及功能，以确保系统实时性与可靠性；在此基础上，以实用、经济并适度超前为设计原则。

2大中型灌区自动控制系统关键技术及特点2.1系统结构采用分层分布式冗余开放结构，不同的功能分布于各个层次，不同的数据流在各自的网络中进行交换。

简析灌区渠道工程质量的控制与管理措施摘要：灌溉对农业生产而言有着重要的作用，其可有效提高农业生产的水平，保护生态环境，同时还可改善局部气候。

在灌区建设和发展中，水资源的合理利用始终是一项重要内容。

而合理调配水资源则对经济建设与发展而言有着十分积极的意义，因此有必要采取有效措施做好灌区渠道工程质量控制和管理工作。

关键词：灌区渠道；农业生产；质量控制现阶段，农田水利系统主要借助渠道输送水源，采用这种水源输送方式可实现大范围和远距离的水资源配置，增大了水资源的利用率。

而渠道建设的质量对水资源的调配和利用有着非常显著的影响，因此在灌区发展中，应保证渠道工程的建设质量。

1灌区渠道工程的发展概述农田水利建设是我国农业发展中不可忽视的内容，只有保证农田水利的平稳发展，才能为我国农业生产的进步创造有利条件。

我国农业水利在发展的不同阶段具有不同的特点。

最为传统的农田水利工程，一般利用的是附近的水源来保证农业灌溉。

这种灌溉模式会受到地区和环境的限制。

科技的发展使越来越多的先进技术应用到了农田水利工程中，因此我国农业生产也获得了较大的进步。

当前，农业水利工程已经发展为灌区渠道工程，修筑渠道能够实现远距离和大范围的调水，这也有效促进了我国灌溉农业的建设与发展。

2加强灌区渠道工程质量控制与管理的意义2.1提高工程的经济效益灌区渠道工程具有较强的综合性和复杂性，所以在管理工作中通常采用管养分离的方式。

采用先进的技术和设备做好工程的管理与维护工作。

且灌区的渠道工程需要较大的资金支持，故此在工程建设的过程中应充分考虑工程的经济性。

我国当前以市场经济为主，所以需尊重市场运行的规律，以此提高成本控制的预见性，并采用更为科学和全面的分析方法，有效控制工程成本，提高工程的经济效益。

2.2保证沿线的安全运行灌区渠道工程日常管理中，水工建筑物与机电设备的维护是最为重要的两个环节，这也是确保沿线平稳运行的基础。

在日常工作中，系采取有效措施加强施工设备管理，同时指派专门的管理人员负责设备的管理和维护工作。

灌区系统的结构组成及功能分析摘要介绍了灌区系统的结构，并就其功能进行简要分析，以为提高水利工程基础建设水平提供参考。

关键词农业灌区；结构组成；功能灌区是水利工程基础设施中直接服务于农业生产并发挥水利工程经济和社会效益的重要水利灌溉工程设计目标，一个完整的灌区系统，必须有3个最基本的部分，即水源、输配水渠道系统和一定规模的灌溉面积。

该文介绍了灌区系统的结构组成以及功能作用。

1 灌区系统的结构1.1 水源水源又可区分为库坝型水源和江河型水源，前者通过人工修筑截流的水坝、淤地坝等集水工程而形成水库，其特点是这种水源由于受水库的调节，往往水量较大，而且水源相对稳定。

江河型水源是直接从大江、大河引水而形成的水源，这种水源的特点是受流域或集水区内天然降水或河道径流量的影响较大，并受江河流域工农业生产的发展和气候干旱等问题的影响。

江河型水源首先存在工业用水与农业用水争水的矛盾，这种问题在城市化发展中，又被日益集中的城市人口的生活用水所挤占。

在几乎所有大江大河两岸，都密集分布着各种大小不等的城市，江河既成了城市居民生活用水和城市工业用水的重要水源，同时也充当着城市工业废水和居民生活污水的排出通道。

对清洁水源需求量的持续提高和废弃污水的不断增加，共同消耗着原本属于灌溉水源的水质和水量。

对灌区来说，加强水源管理，确保水源清洁成为灌区管理的重要任务和目标[1-2]。

1.2 输配水渠道系统输配水渠道系统是灌区的重要组成部分，是灌区工程的主体。

输配水系统的功能是把灌溉用水按照需要从水源地运往目的地的重要途径。

在渠道系统中，根据与水源和灌溉目标之间的距离，又可以区分出总干渠（干渠）、支渠（分支渠）、斗渠和农渠4级固定渠道，并最终到达灌溉田块（农田）。

灌区内所有的渠系，从理论上讲，都应当属于公共灌溉设施，但渠系中不同级别的渠系，其公共性范围和程度不同，其中，越是接近水源的渠系，往往规模越大，而且对于下游的控制力也越大，其公共性也越强；接近农田的渠系或渠道，一般规模小，控制力低，公共性相对也低。

灌溉设施自动控制系统的设计与应用分析一、引言灌溉设施自动控制系统是一种自动化控制技术的应用，可以在灌溉作业中更好地解决水资源使用效率低、用水不足、精准灌溉等问题。

自动化控制技术不仅可以提高灌溉生产效率，还可以减小对环境的污染，保护水资源。

本文将介绍灌溉设施自动控制系统的设计和应用分析。

二、灌溉设施自动控制系统的组成和原理灌溉设施自动控制系统由传感器、执行器、控制器等组成，其主要原理是根据土壤水分状况、气象条件等因素进行数据采集和分析，对灌溉设备的运行进行控制。

1. 传感器传感器是灌溉自动化控制系统的核心部件，主要用于采集土壤水分、温度、湿度、气压和光照等信息。

传感器将采集到的信息反馈给控制器进行分析，进而进行相应的控制。

2. 执行器执行器是系统中另一个核心部件，它可以控制水泵、阀门等设备的开关。

执行器的开启和关闭受到控制器的命令控制。

3. 控制器控制器是灌溉设施自动控制系统的中心控制部件，它能够进行数据分析和决策。

经过数据分析，控制器会重新计算灌溉量，然后通过对执行器进行控制，实现更准确的灌溉。

三、灌溉设施自动控制系统的设计1. 控制策略的设计控制策略的设计是灌溉设施自动控制系统设计的一个关键环节，只有设计好的策略才能实现自动控制系统的优化性能。

传统的灌溉控制方法是根据地形、土壤类型和气候条件，预测植物所需水量，然后进行灌溉。

相比之下，自动控制系统可以更加准确、精细地控制灌溉，确保每个植物都可以得到其所需的水分量。

2. 智能控制算法的设计智能控制算法是灌溉自动化控制系统中的新技术，此技术的诞生使得自动控制系统更加智能化、自适应性更强。

传统的灌溉控制算法直接控制水泵或阀门等设备的开启和关闭，精度较低。

而此算法可以通过反馈控制来实现对水流的调整，使得控制精度更高，节水效果更明显。

四、应用分析1. 提高水资源利用率通过自动灌溉系统与传统灌溉方式的比较，我们可以发现自动控制系统能够更好的保证农业水资源的利用率。

甘肃科技Gansu Science and Technology第35卷第8期2019年4月Vol.35 No.8Apr. 2019节水灌区输配水自动化关键技术杨家颖（甘肃省景泰川电力提灌管理局，甘肃景泰730499）摘要：随着我国经济的不断发展，我国农业灌溉技术有了很大提高，其中农村节水灌区的技术条件有了很大改善。

本文主要针对目前节水灌区的输配水自动化关键技术进行探讨，从节水灌区输配水自动化技术是什么，其目前的技术发展程度怎么样，输配水自动化技术所对应的系统构成有什么这三个方面入手，总结概括目前我国节水灌区输配水自 动化技术的现状，并且加强对该技术的宣传，引起相关部门的重视，运用该技术提高我国农村地区，尤其是一些水资源贫乏或是水资源利用率低的地区，彻底解决农业灌区内的缺水问题、同时又达到节水的目的。

最后也通过输配水的自 动化系统,减少农民的实际操作，降低工作量.最后达到综合促进节水灌区的良好运行，农民增产增收的目的，为我国农业的长久发展贡献力量。

关键词：节水灌区；输配水；自动化技术中图分类号：S274；3S126随着我国农业经济的不断发展，我国农业已经 摆脱传统的原始、手动、粗糙、效率低下的发展模 式，转而向精细农业和高效农业这两方面进展。

但 是要想达到上述发展前景，对于水资源的充分利用就显得至关重要，目前随着全球变暖的环境背景， 我国内陆的很多农村灌溉区都面临着干旱缺水的问题。

要在这种情况下充分利用好稀缺的水资源， 就必须推广节水灌溉，这是应对干旱或半干旱地区环境的唯一而且是成本最低的途径。

而在其中，节 水灌区对于水资源的输配肯定不是人工进行，要想达到节约水资源的目的，输配水自动化技术应用而生。

本文就节水灌区的输配水自动化关键技术进行 分析，并研究利用该技术系统怎样高效解决干旱问 题，提高水资源利用率。

1节水灌区现状及问题1.1现状据有关资料统计，我国目前的农田实现全面灌溉的面积已经达到了 10亿亩，占全国总耕地面积 的一半以上叫目前灌溉问题在农田建设发展中已不是焦点问题，不仅如此，最近随着科技的进步，灌 溉技术的发展越来越往高效节水趋近，使得我国农田产量和农民收入都有了很大提高，但正是因为技术的进步，表明了我国目前农业面临的一大难题就 是水资源短缺问题。