双岗灌区灌溉水有效利用系数在线监测研究应用

2022-09-11

1. 设备仪器

水量监测系统现场测站由流量监测仪表 (明渠流量计) 、RTU、太阳能供电系统组成、通信传输设备。智能明渠流量计以流速-水位运算法为基础, 并采用了先进的伺服水位跟踪测速系统和微处理器, 从而确保测速和运算的准确性的一种新型智能化流量系统, 根据渠道的宽度和测量精度的要求, 采用明渠测流的数学模型。RTU采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块, 以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台, 符合《水文监测数据通信规约》和《水资源监测数据传输规约》。超短波无线通信方式, 主要设备有数传电台, 以及天线附属设备。

2. 通信方式

数传电台适用于各类点对点、一点对多点的各类无线遥控遥测SCADA系统。数传电台的工作频率使用在220-240MHz或400-470MHz频段, 有效覆盖半径约有几十公里。与其他通信方式相比, 具有数话兼容、数据传输实时性好、专用数据传输通道、一次建设投资、没有运行使用费、适用于恶劣环境、稳定性好等优点。本项目水量监测系统范围较小, 且灌区内无较高建筑物影响通信, 因此可不设置中继站。采用泰达868E频段230MHZ-10瓦产品, 接收端868A-25瓦设备可满足要求。

3. 软件设计

总控中心的主要设备包括:监测工作站 (在线监控计算机) 、计量工作站、管理工作站 (离线管理计算机) 、交换机、打印机、通信设备、控制柜和控制台等。

监测工作站实时采集各测点水位/水量数据, 并把数据存入实时数据库, 管理人员和上级可随时在本地或远程直接查询水位/水量数据信息。计量工作站用于运行灌区支渠及田间工程水量监测系统, 进行实时水位监测, 越线报警;实时流速监测, 越线报警;水位流量换算:通过水位流量关系曲线由水位计算获得流量;动态数据折线图等。

4. 监测断面水位流量关系曲线与灌区灌溉水有效利用系数计算

标准断面量水:水位流量关系曲线以水位为纵坐标, 流量为横坐标, 建立水位流量关系曲线。

水位流量关系式用幂函数表示:………………… (1)

式中:Q——断面流量 (m3/s) ;H——水深 (m) ;K——系数;n——指数。

水利用系数测点布置包括在南北支渠渠首各布置一个点, 测渠首流量。灌区末端各一个测点测退水量。灌区支渠及田间工程片区布置7个测点, 测田间片区进水及退水量。2个布置在南北支渠中段处。

——样点灌区毛灌溉用水量, m3。

通过该上述公式计算出双岗灌区的有效利用系数η为0.47。双岗灌区属小型灌区, 主要作物为经济蔬菜, 平原地形, 灌区内水渠经过硬化工程, 工程概况良好, 渠道防渗率指标良好, 测出该有效利用系数属于合理。

5. 结语

影响灌溉水有效利用系数的因素复杂多样, 以灌区地形地貌、土壤质地和渠系特征为代表的静态因素起基础作用。以工程状况、供用水量、耕作面积和水利投资为代表的动态因素对灌溉水利用系数的提高有着决定性作用。双岗灌区作为小型灌区, 经过良好的渠道标准化工程措施后, 灌溉用水有效利用系数得以提高, 对节水起了重要作用。

摘要：广东地区水资源丰富, 各灌区灌溉引水条件较好, 大中型灌区比例较高, 然而节水灌溉工程面积比例仅为8%, 低于东南沿海其他地区的节水灌溉水平, 灌溉水有效利用系数远低于国内其他省份。以广州市流溪河双岗灌区为试点, 建设灌区灌溉水有效利用系数在线监测系统, 深入了解灌区农田工程灌溉用水情况, 有助于制定科学的灌溉制度, 实现灌区内水资源优化配置;有助于提高灌区灌溉管理水平, 促进节水农业发展;有助于实现灌区水资源高效利用。

关键词：灌区,水资源,监测,有效利用系数