灌区续建配套与节水改造,灌区信息化,智慧灌区,节水改造,水价改革,灌区流量监测,明渠流量计

灌区续建配套与节水改造信息化项目实施方案

一、项目背景

灌区是保障国家粮食安全和农业可持续发展的重要基础设施，承担着农田灌溉、生态补水等关键任务。随着现代农业发展和水资源供需矛盾加剧，传统灌区面临灌溉效率低、水资源浪费严重、管理粗放等问题。通过实施灌区续建配套与节水改造信息化项目，利用物联网、大数据、云计算等技术，实现灌区水资源的精准调配、灌溉过程的智能控制和管理决策的科学化，提升灌区现代化水平，对提高农业用水效率、保障粮食生产、促进水资源可持续利用具有重要意义。

二、现状问题

灌溉设施老化落后：部分灌区干支渠衬砌破损严重，渗漏问题突出；灌溉设备陈旧，水计量设施缺失或精度不足，导致水资源浪费和灌溉效率低下。

管理信息化程度低：灌区管理多依赖人工巡查和经验决策，缺乏实时监测和数据支撑。灌溉用水调度、工程运行状态监控等主要依靠人工操作，效率低且易出错。

水资源调配不合理：缺乏科学的水资源调配模型，无法根据农作物需水规律、土壤墒情和气象条件精准供水，导致水资源浪费与局部干旱并存。

信息孤岛现象严重：灌区内部各部门之间、灌区与上级管理部门之间信息不共享，数据格式不统一，难以实现协同管理和科学决策。

应急响应能力不足：面对干旱、洪涝等自然灾害，缺乏有效的预警和应急调度机制，无法快速响应和采取应对措施，影响农业生产安全。

水测家箱涵式超声波时差法流量计在灌区渠道量测水应用案例

三、解决思路

构建智能化监测体系：部署先进的传感器和监测设备，对灌区水资源、工程设施、灌溉过程等进行实时监测，实现数据自动采集和传输。

建设智慧管理平台：开发灌区信息化管理平台，整合多源数据，利用大数据分析、人工智能等技术，实现水资源精准调配、灌溉智能控制和工程设施智能运维。

推进节水改造工程：结合信息化监测数据，对灌区干支渠进行防渗衬砌，更新节水灌溉设备，推广滴灌、喷灌等高效节水技术，提高水资源利用效率。

打破信息壁垒：制定统一的数据标准和接口规范，实现灌区内部各部门以及与上级管理部门之间的数据共享和互联互通。

完善应急管理机制：建立基于实时监测数据的灾害预警模型，制定应急预案，提高灌区应对自然灾害的能力。

水测家箱涵式超声波时差法流量计在灌区渠道量测水应用案例

四、硬件感知体系

（一）水资源监测设备

水位 / 流量监测：在干支渠关键断面、分水口安装多普勒超声波流量计雷达水位计，实时监测渠道水位和流量，为水资源调配提供数据支持。

水质监测：在水源地、灌溉取水口等位置部署多参数水质监测仪，监测 pH 值、溶解氧、电导率、浊度等指标，保障灌溉用水安全。

土壤墒情监测：在灌区农田内合理布设土壤墒情传感器，监测土壤含水量、温度、盐分等参数，掌握农作物需水情况。

（二）工程设施监测设备

闸门自动化控制设备：对灌区干支渠闸门安装电动启闭机、闸门开度仪和控制终端，实现闸门远程自动化控制和开度实时监测。

泵站监测设备：在泵站安装压力传感器、流量传感器、电量监测仪等设备，实时监测泵站运行状态，包括水泵流量、压力、用电量、设备温度等参数。

视频监控设备：在重要工程设施、关键渠段、分水口等位置安装高清智能摄像头，具备夜视、变焦、移动侦测功能，实时监控工程运行情况和人员活动。

（三）数据传输与通信设备

通信网络：采用 “4G/5G + 光纤 + 物联网” 多网融合的通信方式。在信号覆盖良好区域优先使用 4G/5G 网络；对于偏远地区或重要数据传输节点，铺设光纤网络；同时，利用 LoRa、NB - IoT 等物联网技术实现低功耗、广覆盖的数据传输。

数据传输终端：为各类监测设备配备 DTU（数据传输单元）、RTU（远程终端单元）等通信模块，支持多种通信协议，确保数据稳定传输至管理平台。

（四）灌溉控制设备

智能灌溉控制器：在田间地头安装智能灌溉控制器，根据土壤墒情、气象数据和农作物需水模型，自动控制灌溉设备的启停和灌溉量。

节水灌溉设备：推广安装滴灌带、喷灌喷头、智能水肥一体机等节水灌溉设备，实现精准灌溉和水肥一体化管理。

五、产品选型

（一）水位监测设备

武汉水测家科技SCJ-LD40雷达水位计，测量精度±3mm，量程大，可适应恶劣环境，具备远程通信功能，方便数据采集与传输。

（二）流量监测设备

武汉水测家科技SCJ-LL01多普勒超声波流量计，测量精度±1%，可在不同流速条件下稳定运行，具备良好抗干扰能力；SCJ-LL21雷达流量计采用电磁波非接触式测量，能够快速准确测量断面流量，后期免维护，广泛应用于河流流量监测领域。

（三）水质监测设备

在线多参数自清洗数字数传感器，采用一体化设计，产品可靠易用。最多可同时测量8个参数，可选择传感器类型有溶解氧、COD、pH、ORP、电导率/盐度、氨氮、浊度等。采用RS-485总线，Modbus/RTU通讯协议，数据可直接传输至采集平台。

在线多参数水质传感器上配备自动清洗装置，可以设定自动清洗间隔时间和自动清洗圈数，以适应不同清洁程度的水质。自动清洗装置可以有效地清洁传感器表面，防止微生物附着，极大的减少维护成本。每支传感器配备快速插拔防水接头，拆装方便。

前端的传感器保护罩用来保护内部传感器不受损坏，保护罩四周开有槽孔，可以有效防止大的悬浮颗粒和生物对传感器探头的破坏，同时不会影响测量的准确性。

（四）终端设备

武汉水测家科技的SCJ-RTU01遥测终端机rtu，数据传输稳定，兼容性好，可与多种监测设备无缝对接；支持北斗三号卫星通信设备，通信稳定可靠，在极端环境下也能保障数据传输，确保监测系统正常运行。

六、应用场景

（一）水资源精细化管理

实时监测与分析：通过水资源监测设备实时采集水位、流量、水质、土壤墒情等数据，上传至管理平台进行可视化展示和分析。管理人员可直观了解灌区水资源状况，为水资源调配提供科学依据。

精准调度：利用水资源调度模型，结合实时监测数据和天气预报，制定科学的灌溉用水计划。根据不同农作物生育期需水规律，精准控制各分水口流量，实现水资源的合理分配和高效利用。

（二）灌溉智能控制

自动灌溉：智能灌溉控制器根据土壤墒情传感器数据和预设的灌溉策略，自动控制田间灌溉设备的启停，实现按需灌溉。例如，当土壤含水量低于设定阈值时，自动开启滴灌系统，达到设定水量后自动关闭。

水肥一体化：结合智能水肥一体机，将灌溉与施肥相结合。根据农作物需肥规律和土壤养分状况，精确控制肥料配比和施用量，通过灌溉系统均匀施入农田，提高肥料利用率，减少环境污染。

（三）工程设施智能运维

远程监控与控制：通过视频监控设备和工程设施监测设备，管理人员可在管理平台上实时查看闸门、泵站等工程设施的运行状态，远程控制闸门启闭和泵站启停，实现无人值守或少人值守。

故障预警与维护：管理平台对工程设施运行数据进行实时分析，当设备出现异常（如流量突变、设备温度过高、用电量异常等）时，自动发出预警信息，并通知维护人员及时处理，降低设备故障率，保障工程设施正常运行。

（四）应急管理与决策支持

灾害预警：建立干旱、洪涝等灾害预警模型，结合实时监测数据和气象预报，提前发布灾害预警信息。例如，当监测到降雨量过大或渠道水位超过警戒值时，及时发出洪水预警，提醒相关人员采取防范措施。

应急调度：在灾害发生时，管理平台根据应急预案和实时数据，迅速制定应急调度方案，如紧急关闭闸门、启动备用泵站、调整灌溉计划等，最大限度减少灾害损失。（五）数据共享与协同管理

通过统一的数据标准和接口规范，实现灌区内部各部门之间、灌区与上级管理部门之间的数据共享。农业、水利、气象等部门可实时获取灌区相关数据，协同开展农业生产指导、水资源管理、灾害防御等工作，提高管理效率和决策科学性。