灌区量测水自动化监测解决方案

一、方案背景
随着社会发展和人口增长，水资源需求不断增大。我国水资源总量虽然丰富，但时空分布不均，加之农业用水占比大且效率偏低，使得水资源短缺问题日益凸显。农业用水一直是我国的耗水大户，占全部耗水总量的60%以上，这其中灌溉用水又占农业用水90%左右。传统的农业灌溉过程存在着巨大的水资源滥用与浪费，目前我国的灌溉水有效利用系数仅为0.53，意味着有近一半的水资源在灌溉过程中被浪费。我国许多灌区因建设年代久、标准低，加上长期运行受自然和人类活动影响，设施老化、灌溉方式与管理模式落后，且面临气候变化与城市化带来的新挑战。为提高水资源利用效率和农业生产能力，保障粮食与生态安全，灌区续建和管理水平提升迫在眉睫。在灌区管理中，准确计量和监测灌溉用水量，是实现节水灌溉、提高水资源利用率的前提。通过量水计量监测，可以实时掌握灌溉水量的动态变化，及时发现并解决灌溉过程中的水资源浪费问题，为科学调度水资源、优化灌溉制度提供可靠依据。灌区量测水工作是农业灌溉的基础性工作，为灌区粮食生产起到保障作用。

二、系统组成
灌区水量测量监测系统通过 IC 控制的井控箱、水位传感器和流量计采集灌区的实际数据，并将采集到的数据显示在远程控制平台上，为分岔点水位和流量为优化水资源提供数据支持，实现“县控额、乡控水、村控电”的目标。系统通常由系统的知识层、网络层和应用层组成。无线技术、概念级技术和新应用的有效结合可用于提供各种服务，包括互联灌溉控制站、农业生产自动化和设施之间的完全计算机化。

█采集层：由流量计、水位计、报警器、通讯装置、摄像头、灌溉装置、电动闸阀等终端组成，提供数据采集和传输功能。

█网络传输层：传感器采集的数据信息通过LoRa技术传输至云平台进行处理，再将结果由云平台通过4G/5G技术传输至显示终端。

█云端平台层：数据实时传至云平台，云平台会对数据进行综合诊断分析，并借助WEB、APP、短信、电话等方式，随时随地向管理人员及终端推送信息。

█应用决策层：基于终端系统上显示的数据和处理分析，管理者可以通过终端管理平台随时查看灌溉用水数据，提高管理效率，减少水资源的浪费。

三、系统功能
█数据实时监测：系统能够实现在线监测的地图显示、查看，包括监测设备的快速查询显示、监测数据展示、报警情况显示及监测数据曲线图的实时展示。通过系统主界面的显示功能，可以查看设备的位置、运行状态，掌握其流量、流速、液位、水质、电量、电压等信息。

█GIS地图展示：系统提供以百度、谷歌二维或三维影像图为背景的地图展示功能，能够将监测点的灌区灌溉时水情信息的实时监测和历史信息查询功能相结合，确保用水信息准确、详细。同时，平台支持手机及PC等多种访问方式。

█设备统一管理：系统具有设备统一管理功能，能够统一通讯协议，为后续的设备接口提供和数据外传提供便利。

█远程控制功能：系统具备24小时灌区监管能力，能根据客户预设自动预警、自动报警，并预留与电磁阀等执行器联动的功能。当发现超标情况时，系统能够自动提高数据采集和传输频率，并控制相应阀门动作。

█数据汇总与分析：系统能够对采集到的数据进行汇总、展示和分析，提供各项数值的统计及分析功能。同时，系统支持设置预警量并自动报警，数据实时更新速率可调。

四、系统特点
█通信灵活：现场监控设备可灵活选用2G/3G/4G、NB-IoT、LoRa、光纤等通信方式。
█功能丰富：具有现场显示、本地操控、远程控制、预警分析等功能，并支持定制开发。
█远程运维：监控软件支持电脑、手机APP远程访问，方便供/配水管理和系统维护。
█智能运行：系统能够根据水池水位自动控制取水泵组运行，根据渠道水位自动启/闭电动闸门，并根据水源及用户缴费情况自动配水。

四、方案价值
灌区量测水自动化监测解决方案能够实现灌区的实时、准确、高效的监测和管理，为灌区的可持续发展提供有力保障。通过采用先进的传感器技术和智能数据分析平台，该方案能够对灌区内的水位、流量、水质等关键参数进行24小时不间断的监控，确保水资源的合理分配和利用。此外，它还能够通过远程控制和自动化调节，优化灌溉系统的运行，减少人力成本，提高灌溉效率，从而为农业生产和水资源管理带来革命性的改变。