农田灌区地下水位自动监测系统设计

为将农田灌区地下水位控制在最佳范围,避免严重超采,需要准确了解灌区地下水位的动态变化情况。为此,设计了地下水位自动监测系统,系统主要由灌溉机井水位监测终端、数据监测中心和传输网络组成。灌溉机井水位监测终端为客户端,利用水位传感器测量水压,并换算成水位高度,通过GPRS无线模块接入VPN网络,建立与监控中心服务器的TCP/IP网络连接,把采集到的数据整理后再上传至监控中心;数据监测中心接收、处理、分析和显示从各终端发来的数据,并将数据存入数据库ACCESS2003中。通过对灌区6口机井样本进行实验表明,该系统能够准确实时地监测地下水位的高度,精度达到0.01m,可为灌区合理管理供强有力的数据支持。     

渠道量控一体化系统在灌区明渠中的实用性研究

介绍了结合运用流体力学、通讯及信息控制技术,成功研制的一套渠道量控一体化系统。通过现场试验和试用后,通过对自动测量数据和人工测量数据进行的对比分析证明,水位、流量测量精度满足要求,且具有可操作性强、成本低和功耗低等特点。该系统在江西省赣抚平原灌区二干渠灌片中的应用表明:安装渠道量控一体化系统的灌片,采取间歇灌溉模式下,既节省了人力物力,提高了劳动生产率,又增加了粮食产量,节约了灌溉用水量,为灌区灌溉用水科学管理和决策提供可靠依据,是推进灌区现代化建设的必然选择。     

灌区水环境信息遥测系统设计与开发应用

灌区水环境信息的遥测是数字灌区建设中基础数据获取的重要研究内容.为此,设计开发了灌区水环境信息遥测系统,分析了其组成结构及功能,对其关键技术进行应用研究,利用带有智能传感器的遥测仪获取测点的水位、水温、水质等水环境信息,通过GPRS模块实施数据无线传输.该系统实现了灌区水环境信息采集、传输、处理的自动化和无线化,提高了灌区数字化管理水平.     

基于磁致伸缩效应的明渠水位测定仪研究

为了提高灌区渠道水位测量的精度,设计了一种基于磁致伸缩材料磁滞伸缩效应的水位测定仪。根据明渠水位测量的要求,本设计主要对硬件电路进行了以下优化设计:采用NE555时基集成芯片产生激励脉冲信号;微弱回波信号的处理采用简单无源滤波器、高精度仪表放大器AD8420、专用集成有源滤波器LTC1562-2、电压比较器LM397处理;计时和数据处理采用16位超低功耗混合信号处理器MSP430F169单片机设计。经实验验证,结果表明本文设计的水位仪具有精度高、耐腐蚀、安装方便、工作稳定可靠等特点,适合灌区明渠水位的测量。     

基于GPRS的灌区水位智能监测系统设计

为实现三江平原灌区地下水位数据的实时采集和监控,设计了基于无线传输的灌区水位监控系统。数据采集终端使用超声波水位传感器对地下水位进行实时监测,使用GPRS无线通讯技术实现水位数据的远距离传输;水位监控中心接收、处理、存储并实时显示水位数据,同时绘制出水位变化折线图。试验结果表明,系统测量误差介于0.1~0.5cm之间,能完成对灌区地下水位的实时监测,运行十分稳定,为当地政府部门合理开发灌区地下水资源提供了宝贵的科学依据。     

浑北灌区渠首枢纽工程自动化监控系统

浑北灌区渠首枢纽工程自动化监控系统,分别由硬件及软件系统组成.介绍该系统的设计原则、基本功能、总体设计,系统的硬件以及灌区设备控制系统软件的设计等.系统采用以计算机控制技术和无线通信技术为核心的集控系统,对灌区渠首枢纽运行状态、水位、水量进行监控,并实现泵站视频监控图像上传灌区渠首监控中心,具有远程监测、远程与现场控制以及远程监视等功能.本系统已运行二年,运行情况正常并达到了设计要求.     

基于FLUENT的摆杆式明渠测流特性数值模拟

为更好地进行灌区输配水管理,提高灌区量水精度,对摆杆式明渠测流装置在D50型U形渠道中测流特性进行数值模拟研究。基于计算流体力学,通过FLUENT软件,采用VOF方法、Realizable k-ε湍流模型以及动网格技术对3种不同材质测流摆杆测流特性进行数值模拟,并利用后处理软件对模拟结果进行分析,发现模拟渠道水位随着流量的增大而增大,水流最大流速位于水面下方,符合明渠水力学基本原理;采用动网格技术对测流摆杆摆动特性进行模拟是可行的;利用测流公式算得流量与实际流量之间平均相对误差小于3%,可以满足明渠测流精度要求。     

基于水位流量关系的量水计研制与测试

为克服传统量水设施的不足,促进灌区灌溉水情的实时监测,研制和测试了一种基于水位流量关系的量水计。该量水计由水位传感器、模数转换器、单片机、电源、控制盒组成,其测流方法是:水位传感器实时采集水位数据,通过水位流量关系推算渠道流量,再按时段对水量进行累计得到灌溉水量,可实时读出或存储渠道水位、流量及灌溉水量数据。在高邮灌区的实验表明,该量水计与高精度板闸流量计的量水结果相近,相关系数为0.986,平均相对误差为4.48%,满足渠系量水的精度要求。该量水计具有成本低廉、使用方便、量测精度较高的优点,适合在中小型灌溉渠道推广应用。     

基于WEB的疏勒河灌区灌溉管理系

疏勒河灌区灌溉管理系统对提高灌区管理水平具有重要意义。该系统建设以需求为主导,强调深化业务应用,为灌区提供简便直观的灌溉管理功能。系统采用浏览器/服务器体系结构,侧重于实现日常工作流程的自动化。系统功能和业务流程紧密结合实际,实现了灌溉管理的快捷性和安全性。通过运用模块化编程思想和Java开发语言,保证了系统的可扩展性和可移植性。     

宽带声学多普勒技术用于灌区量水

在美国加利福尼亚州Imperial灌区进行了便携式微型ADCP现场试验，并采用河流型ADCP同步比测。微型ADCP六次实测流量相对标准差仅为1.22 %。在该灌渠试验条件下，微型ADCP单次流量测验随机不确定度仅为1.75%，达到国家规范一类精度水文站高水位级允许总随机不确定度指标。试验和分析结果表明，微型ADCP精度高、使用方便，比河流型ADCP更适合灌区量水，可以取代传统流速仪作为率定或校核其它灌区量水方法的标准仪器。     

大型灌区渠道闸门一体化测控系统

基于自动化控制、网络通信和测量等技术,设计并研发了能够实现信息采集-处理-决策-信息反馈-监控-共享一体化的灌区闸门测控设备,并在甘肃省景电灌区进行了应用和验证.结果表明:渠道闸门一体化测控系统实现了灌区流量数据自动监测、收集和计算分析,提高了计量精度;能够对数据进行存储、查询与展示,实现了数据的共享,形成了灌区水资源管理数据库;实现了渠道流量远程自动控制与调节,提高了管理水平和管理效率;实现了智能手机远程操作,提高了办公效率.灌区闸门测控一体化测控系统的实施减少了灌区现场维护的次数,降低了设备运行成本,极大地提高了灌区水资源管理效率.研究成果可为中国大型灌区水资源科学管理提供有力的技术支撑,对闸门量水测流技术进步进行了有益的探索.     

专家系统在灌区节水灌溉技术选择中的应用

将专家系统引入灌区工程建设及灌溉管理中，可大大提高节水灌溉工程科技含量。通过对影响灌区灌水技术选择的主要因素分析，提出了灌区灌水技术选择的专家系统结构形式及系统程序运行过程图。为最终建成灌区规划与管理专家系统打下了重要基础     

基于实时气象信息的灌溉决策支持系统研究

基于实时气象信息的灌溉决策支持系统,是利用实时的气象信息结合灌溉预报模型,实现灌溉管理的自动化、智能化。详细介绍了基于实时气象信息的灌溉决策支持系统主要的数学模型、系统结构及功能。与现有的灌溉管理系统相比本系统在改进了灌溉计划的制订流程、增加了实时气象预报的灌溉计划修正功能,并提供智能的人工干预功能;此外,结合数据分析技术和灌溉管理的实际特点,利用回归分析方法解决由于极端天气或数据采集过程中引起的数据缺失及错误问题,提供灌溉决策的准确性。实际应用表明,系统具有较高的实用性和准确性,为灌区灌溉管理提供了科学手段及依据。     

土壤水分监测与灌溉预报系统设计

土壤水分监测与灌溉预报是实现作物适时适量灌溉的基础。提出了一种新的土壤水分监测与灌溉预报系统,依据实时采集的数据信息,判断作物用水情况,采用智能方法,建立高准确度土壤墒情与灌溉预报的模型,实现作物用水信息实时管理。     

Irrigation system design for management in mountainous areas

The paper reports research on engineering designs of irrigation systems in mountainous areas and the resulting implications for management. The engineering designs are important because they may or may not provide the social basis for local people to participate in system development and management. This hypothesis is analyzed by using field data from an irrigation development program in the Himachal Pradesh State in India. The development program will construct about 150 small-scale, gravity flow and lift irrigation schemes in a seven year period. The results of the analysis support the argument that the engineering designs critically influence local people's capability and willingness to manage irrigation facilities. In gravity flow irrigation schemes, water capture by permanent flow diversion structuress is extremely expensive and yet unreliable because of large variation in stream flow and unstable mountain slopes. A more practical alternative is to utilize diversion structures of temporary nature which are made with local materials. Construction and management of such structures will encourage local participation because of high maintenance requirements. In lift irrigation schemes a conventional design is to lift all water requirements to a single highest point in the command area. This practice results in unnecessarily high energy costs and in a water distribution system which is complex to manage. A better alternative is to design the pumps so that water can be delivered at variable elevations in the scheme area. This will allow disaggregation of the total area into smaller rotational units and, therefore, management of water distribution can be potentially easier and equitable.     

20年农田灌溉科技发展回顾

改革开放２０年来,在邓小平同志建设有中国特色社会主义理论的指导下,农田灌溉科学技术取得了举世瞩目的成就。文章从农田灌溉科技事业、农田灌溉的基础理论研究、高效井灌技术、节水灌溉研究示范与推广、农业水管理体制、农田水管理６个方面对２０年农田灌溉科学技术的成就作了回顾     

渠井双灌区水资源统一调控的管理机制研究

分析制约泾惠渠灌区渠井协调发展的主要原因,开展水资源统一调控管理机制研究。在了解泾惠渠渠井双灌区发展历程的基础上,指出水资源管理主体不一致、地下水无计量设施和水价不统一是制约渠井协调发展的主要原因。通过完善水资源管理体制、建立水量计量与监控机制、实施总量控制与定额管理相结合的用水管理制度、建立"异水同价、阶梯水价"的水价形成机制、建立水资源联合调控智能管理决策系统、建立舆论监督制度等一系列措施,对泾惠渠灌区水资源统一调控管理机制进行了初步研究探讨。     

基于高分辨率遥感影像的灌排沟渠提取方法

科学有效的监管保障了土地整治工程顺利开展。农田水利工程是土地整治项目的重要内容,根据高空间分辨率遥感影像中农田水利灌排沟渠特征,提出一种农田灌排沟渠提取方法。通过对影像中灌排沟渠的光谱值进行统计分析,确定其取值范围,通过二值化和中值滤波去除噪点后得到灌排沟渠的初步结果,最后利用Canny算子对部分有行道树遮挡区域的沟渠进行边缘补充提取,最终得到研究区的灌排沟渠。以内蒙古达拉特旗土地整治某项目区为例,以World View-2为数据源,对提出的方法体系进行了验证,结果表明精度达到91.46%,满足土地整治工程监管的需要。提出的方法很好地解决了微小弯曲和被遮蔽沟渠问题,可为土地整治工程实施监管提供支持      

土地流转背景下南方自流灌区终端用水特点分析

随着经济社会的发展以及城镇化进程的推进,我国农村土地结构、人口结构、种植结构以及农村资本发生了巨大的变化,引发了农村土地的大幅度流转,催生了多种形式的农业经营主体。南方地区受自然条件、传统观念等方面的影响,农户配合度与参与度不高,南方灌区用水组织的内生动力、凝聚力较弱,终端用水管理体制也比较薄弱。新型经营主体对用水组织的供水质量提出了更高的要求,南方自流灌区的终端用水管理迎来了机遇与挑战。本文通过总结新型经营主体的经营特点,分析了新型经营主体在在农村水利设施的建设、管护与用水管理等方面对南方自流灌区终端用水管理的影响,从新型经营主体的参与、基层水管队伍的建设、水费计收机制的完善等角度提出科学有效的管理意见。     

灌溉水利用系数综合测定法实例分析

灌溉水利用系数是衡量农业节水效果的关键指标。目前各地区统计出的灌溉水利用系数差异极大。很多数据明显的存在错误，难以作为比较与衡量的标准。影响灌溉水利用系数正常测定的主要原因是传统测定方法存在测定工作量巨大、测定条件难以保证等。通过开展对灌溉水利用系数资料的搜集、整理并对灌区进行实地调研，在了解目前灌区灌溉水利用系数测量中存在问题及原因的基础上，对灌区灌溉水利用系数测量计算方法进行了分析研究，提出了测定灌溉水利用系数的综合测定计算方法。该方法既克服了传统测量方法中工作量大，需要大量人力、物力才能完成的缺点，又弥补了只测量典型渠段而引起较大误差的不足，而且能反映出灌区渠系用水情况、灌溉工程质量及灌溉用水管理水平等。以漳河灌区为例进行了应用分析。