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        貴州省大中型灌區(qū)信息化建設(shè)研究

        發(fā)布時間:2019-08-13 來源: 日記大全 點擊:


          摘 要:本文從平羅灌區(qū)的基礎(chǔ)情況入手,開展灌區(qū)信息化發(fā)展現(xiàn)狀與建設(shè)內(nèi)容的分析,確定其信息化建設(shè)的主要內(nèi)容是實現(xiàn)重要水情站點數(shù)據(jù)的自動采集、傳輸、接收、處理和存儲以及實現(xiàn)總閘、干渠級別重要分水口的自動啟閉及量測水。通過主要硬件設(shè)備的設(shè)計與選型,包括灌區(qū)信息化總體結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)信息流程、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、閘門測控系統(tǒng)以及灌區(qū)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計等系統(tǒng)軟件設(shè)計工作,實現(xiàn)基于GIS、GPS等手段的灌區(qū)基礎(chǔ)信息的電子化管理和灌區(qū)的可視化,形象直觀地反映歷年工程建設(shè)情況,極大地提高了灌區(qū)管理工作效率。
          關(guān)鍵詞:信息化;監(jiān)測設(shè)備;數(shù)據(jù)庫;平羅灌區(qū)
          一、灌區(qū)基礎(chǔ)情況
          平羅灌區(qū)規(guī)劃灌溉面0.35萬hm2,現(xiàn)狀有效灌溉面0.08萬hm2,本次設(shè)計灌面0.14萬hm2。通過防滲、恢復(fù)、新建渠道4條,總長21.791 km。其中,新建明渠1條,長0.170 km;新建暗渠1條,長0.161 km;改造渠道4條,長
          18.908 km。新建隧洞1座(落雨寨隧洞),長183 m;改造涵洞1座(清明山涵洞),長300 m。新建DN400管道(栗木管道)長2 883 m;改造DN1000倒虹管1座(小滿口倒虹管),長84 m。維修渡槽1座(栗木渡槽),長114 m。新建量水設(shè)施及自動化系統(tǒng)9處。新增、恢復(fù)、改善灌面0.14萬hm2(新增0.010萬hm2,改善0.083萬hm2,恢復(fù)0.043萬hm2),新增糧食和經(jīng)濟作物197.55萬kg,節(jié)水
          1 142萬m3。
          推進平羅灌區(qū)信息化建設(shè),不僅是全面提升灌區(qū)水利工程運用的效率、效能和實現(xiàn)灌區(qū)水利現(xiàn)代化的需要,也是水利事業(yè)發(fā)展的方向。貴州省大中型灌區(qū)的信息化建設(shè)必將為整個灌區(qū)社會經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展提供更加有力的保障,平羅灌區(qū)信息化建設(shè)具有顯著的社會效益和生態(tài)環(huán)境效益[1]。
          二、灌區(qū)信息化發(fā)展現(xiàn)狀與建設(shè)內(nèi)容
         。ㄒ唬┌l(fā)展現(xiàn)狀
          平羅灌區(qū)在信息化建設(shè)方面一直都在進行積極嘗試,但由于灌區(qū)多為貧困山區(qū),信息化建設(shè)工作認(rèn)識尚淺,管理人員素質(zhì)不高、技術(shù)落后,管護經(jīng)費難以到位,不能有效地管理好、利用好信息設(shè)備與技術(shù)。目前還未進行過系統(tǒng)的信息化建設(shè),水庫隧洞放水多為雙向轉(zhuǎn)動閘閥控制,采用手搖式啟閉機方式,結(jié)構(gòu)老化,運行極不方便。雖然在灌片管理站和水庫管理所都配備了雨量筒,但未安裝自動化監(jiān)測與控制設(shè)備,仍然采用人工觀測的方式,存在不同程度的安全問題。
         。ǘ┙ㄔO(shè)內(nèi)容
          通過與平羅灌區(qū)管理局的深入交流與現(xiàn)場實際調(diào)研,綜合考慮水庫灌區(qū)效益較好、需求迫切、認(rèn)識到位程度、人員配置及管理情況、技術(shù)成熟度以及易于實施等基礎(chǔ)條件,選取大沖水庫灌片、均民水庫灌片作為本次項目實施區(qū)域,主要建設(shè)內(nèi)容分為硬件和軟件兩部分。建設(shè)內(nèi)容主要如下,一是灌區(qū)工情信息的采集與監(jiān)測,包括基礎(chǔ)工情信息和部分實時工情信息。將灌區(qū)的圖片和資料通過掃描儀和數(shù)字化儀轉(zhuǎn)化為圖片文件,包括灌區(qū)氣象、水文、土壤、作物基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及灌區(qū)概況、渠系分布、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、歷年工程批復(fù)建設(shè)情況、工程效益及績效評估等方面的基本概況數(shù)據(jù)。通過圖形實時模擬顯示計算成果,提高系統(tǒng)管理操作的直觀性和可視性。二是重要分水口的自動啟閉及量測水的遠(yuǎn)程控制。通過在灌區(qū)水庫水源出水口閘門的自動化改造,實現(xiàn)總閘的自動啟閉、自動放水、自動量水,干渠重要分水口閘門的自動啟閉及量測水。三是通過對泵站出水管道的流量監(jiān)測、壓力監(jiān)測和高位水池水位的自動監(jiān)測來實現(xiàn)泵的自動化控制;管理人員在信息中心可實時查看高位水池水位數(shù)據(jù)、出水管道壓力和流量數(shù)據(jù),來控制泵的啟閉。通過實時掌握水池水位、管道流量、壓力、泵站開關(guān)狀態(tài)、電壓和電流等各種監(jiān)測指標(biāo),為水庫灌區(qū)取用水安全運行提供保障。四是通過灌區(qū)信息化建設(shè)加強灌區(qū)基層人才培訓(xùn),提高灌區(qū)信息化應(yīng)用水平,體現(xiàn)灌區(qū)信息化建設(shè)的優(yōu)勢。
          三、主要硬件設(shè)備設(shè)計與選型
         。ㄒ唬┧畮焖槐O(jiān)測設(shè)備
          灌區(qū)中的水庫大多具有供水、灌溉等功能,同時還具備調(diào)蓄、防洪功能。因此,對灌區(qū)水庫水位進行監(jiān)測一直是水文、水利部門的重點。實時動態(tài)監(jiān)測水庫水位,對保證灌區(qū)正常用水乃至灌區(qū)的安全有著重要的意義。雖然部分灌區(qū)水庫都配備了水位尺,但仍然采用人工觀測,還未安裝自動化監(jiān)測與控制設(shè)備。本次灌區(qū)信息化建設(shè)擬實現(xiàn)水庫水位監(jiān)測的自動化,滿足水庫雨水情自動化監(jiān)測的需求。
          雷達(dá)式水位計是一種高精度、非接觸式的水位測量儀。通過往水面發(fā)射高頻雷達(dá)波,接受水面反射比,測量到水面的距離,測量中不與水面接觸,不受渾水、污泥、水生植物等因素的影響,并且安裝工作量比較小,只需安裝一個懸臂。該設(shè)備的最主要的優(yōu)點是抗干擾能力強,不受溫度、風(fēng)、蒸汽等影響,安裝、使用、維護方便。以RTU為核心單元,使用雷達(dá)式水位計,利用GPRS公網(wǎng)傳送數(shù)據(jù),采用市電進行供電。
         。ǘ┝髁勘O(jiān)測設(shè)備
          本灌區(qū)主要涉及閘門計量,根據(jù)上述渠道流量監(jiān)測方法對比,結(jié)合本灌區(qū)水源泥沙量大的現(xiàn)實情況,采用超聲波多普勒進行測量。
          1.傳感器安裝
          灌溉渠道大多數(shù)都是明渠,形狀為矩形、梯形,少部分是U字型的。小部分灌溉的暗渠是圓形的。對上游和下游渠道的要求:在傳感器上游,要有渠道寬度10倍的直渠道;如果上游是閘門、水泵,傳感器和閘門、水泵之間要有渠道寬度30倍的直渠道,傳感器的下游要有渠道寬度5倍的直渠道。
          2.活動支架安裝法
          如果有沉積物如淤泥,要把傳感器安裝在沉積物的旁邊或者上面。此時就需要用到安裝支架,因為每個現(xiàn)場安裝支架的高度和寬度都不相同,一般在現(xiàn)場附近找人制作。
          傳感器的支架和岸邊起固定作用的支架之間用螺絲擰在一起,當(dāng)需要維修和維護的時候,把岸邊支架上的螺母擰掉,即可把傳感器從水中撈出。
          四、系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計

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