灌区智慧化升级改造：水库灌区续建配套信息化建设方案

灌区智慧化升级改造：水库灌区续建配套信息化建设方案

灌区作为保障农业生产的核心水利基础设施，运行管控水平直接影响区域粮食安全与水资源利用效益。水库灌区续建配套现代化改造除开展渠系整治、泵站更新等土建作业之外，信息化感知网络搭建同样占据重要位置。研究人员提出，传统灌区多依靠人工现场巡检开展水量统计，粗放的调度模式容易造成输水损耗，故而把水位、流量、气象墒情感知设备部署到渠系关键节点，可使管理方获取完整的全过程用水数据，以此支撑按需配水的业务落地。武汉德希科技针对灌区现代化升级需求推出整套信息化监测解决方案，将 DX‑LSX‑1 多普勒超声波流量计、DX‑WLX‑1 雷达水位计、翻斗式雨量计、气象传感器、DX‑RTU‑1 遥测终端以及业务云平台进行整合，覆盖水库取水、渠道输水、闸门配水、田间墒情观测全业务链条。

一、监测体系构成

灌区监测网络采用点面结合的布设思路。渠系重要分水节点布设多普勒超声波流量计搭配雷达水位计，以此完成流速水位采集并换算实时流量，为水量分配调度提供原始依据；田间点位部署土壤墒情传感器，采集不同土层含水量以及土体温度，用来研判作物实际需水情况；闸站、泵站点位同步采集闸位与流量数据掌握输配水动态；气象站点完成雨量、大气温湿度、风速风向要素采集。全部感知数据经由无线链路上传业务平台，管理人员足不出户即可掌握灌区全域运行状态。

二、核心设备技术参数

DX‑LSX‑1 多普勒超声波流量计

测量原理：多普勒效应，DSP 频谱分析算法

流速测量范围：0.02m/s‑5m/s，量程可拓展至 10m/s

流速测量精度：±1%±0.01m/s

水位测量量程：0‑10m

水位测量精度：±1cm

运算模式：速度‑面积法，支持自定义断面水位关系

信号输出：RS485 Modbus‑RTU

防护等级：IP68

整机功耗：≤1W

适用场景：明渠、非满管管道，无转动机械部件，抗泥沙漂浮物干扰

DX‑WLX‑1 雷达水位计

测量原理：FMCW 调频连续波非接触电磁波测距

测量量程：0‑40m

测量精度：±1cm，最优工况可达 ±5mm

分辨率：1mm

供电范围：9‑24V DC

整机功耗：＜30mA（12VDC）

防护等级：IP68

外壳材质：铝合金

设备特性：无机械运动构件，不受水体泥沙浓度干扰

翻斗式雨量计

执行标准：GB/T 21978.2‑2014

承水口径：Φ200mm

分辨力：0.2mm / 0.5mm 二档可选

测量精度：±3%

最大耐受雨强：10mm/min

输出信号：脉冲开关信号

外壳材质：不锈钢

工作温度：0‑50℃

气象传感器

大气温度量程：‑50～100℃

大气温度精度：±0.5℃

大气湿度量程：0‑100% RH

大气湿度精度：±5% RH

风速量程：0‑45m/s

启动风速：≤0.5m/s

风向测量范围：0‑360°

风向测量精度：±3°

通讯输出：RS485 Modbus

DX‑RTU‑1 遥测终端机

执行标准：SL180‑2015 水文自动测报系统设备 遥测终端机

供电电压：DC 6‑24V

静态电流：＜1mA（12V）

待机工作电流：＜10mA（12V）

硬件接口：3 路 RS485、2 路 4‑20mA 模拟量、1 路雨量脉冲输入、3 路 12V 可控电源输出

存储配置：板载 flash+TF 卡，最高支持 256G，断电历史数据不丢失

通信方式：4G、以太网、卫星、短消息、433 无线

核心功能：断网续传、多中心一包多投、远程配置、远程固件升级

防护特性：端口防雷保护，支持柜门异动报警

三、数据平台与调度应用

德希云平台完成多站点监测数据的汇聚处理，具备 GIS 站点地图展示、实时历史数据调取、统计报表生成导出等功能。管理人员可结合土壤墒情实测数值与作物生长周期的对应关系研判灌溉时机，以此规避无效灌溉带来的水资源浪费。系统依托采集到的水位流量数据建立动态调度逻辑，可结合气象预报信息灵活调整渠道供水量，以此落实按需供水的管控目标。水位流量参数超出预设阈值时系统触发告警，平台弹窗与短信消息同步推送，便于工作人员快速处置渠道渗漏、闸门异常等现场状况，输水、配水、田间用水全链条数据被集中收纳，给灌区调度决策提供数据支撑。

四、项目实施要点

灌区信息化监测系统建设需要结合区域地形地貌、作物种植品类、现有水利工程分布开展点位规划，渠系测流断面、闸站水位观测点、气象墒情监测点统筹布设，减少重复建设带来的资金消耗。野外太阳能供电站点优先选用低功耗感知与采集设备，使得供电配套建设以及后期运维投入得到控制。业务平台预留对接接口，可接入灌区管理单位已有的业务系统，统一数据格式，为后续跨片区的数据互通预留拓展条件。

水库灌区续建配套现代化改造的实际成效，不只取决于土建工程施工质量，信息化感知体系的落地同样会影响灌区水资源利用水平。德希科技将测流、水位、雨量、气象墒情采集传输软硬件做成套化输出，可帮助灌区管理单位以较低运维成本获取全流程用水监测数据，故而对正在推进续建配套升级的灌区项目，该套方案能够助力精准调度与农业节水目标落地。