灌区信息化建设应用技术

面向经营运作的灌区信息化建设

是此后水利的可持续发展方向目前灌区信息化建设的有关技术一、概述水利建设的发展，可以划分为三个阶段：1、治理建设阶段；治理建设是水利建设的最初阶段，其重要目的是为了治理大旱与大涝所带来的自然灾害。特点：规摸大，投资大。2、控制管理阶段；控制管理阶段是在治理建设之后，以保证水利设施有效的发挥作用和尽量持久的维护水利设施寿命为目的。特点：水在此阶段已由灾害形态转化为资源形态。3、经营运作阶段；以经济的形式经营水利，国家、地方、用水户从中获利，这是水利建设发展的最高阶段形式，也就是效益水利和可持续发展水利。国际上许多发达国家的水利建设都到达了经营运作阶段，他们采用了大量的先进手段和技术，实现了科学的经营运作，获得了极高的经济效益，许多数据表明效益的高下与采用的技术手段和经营运作水平有直接关系。我国是国际上水利建设发展历史最悠久的国家之一，尤其是新中国之后的历史时期，国力资源在水利建设上的投入比例巨大。目前，在建的项目还在扩大，已建成的项目有许多都运行了十几年或几十年，许多灌区都在积极实现经营运作机制，灌区信息化建设的目的正是要为增进和有效的推进实现经营运作机制发挥重要作用。因此，一切应用技术和转化技术都应当满足系统经营运作的需求。我国是一种底子很薄的国家，对可以满足系统经营运作的需求的应用技术提出的规定很高，如：专业化、原则化、实用化、低成本、实时性等，这些都是灌区信息化建设的关键环节。这些环节都要以充足满足灌区经营运作的需要，才能实现建设效益水利和可持续发展水利的目的。二、面向经营的灌区信息化建设需求1、专业化——水利行业专业化2、原则化——有助于维护普及和减少成本3、实用化——合用于灌区浇灌条件与状况4、实时性——满足浇灌作业的需求5、低建设成本——建设的起6、低运行成本——运行的起浇灌信息化系统基本构成水源静态数据GIS决策调度系统动态数据田间详细技术难点集中在如下方面：1、通讯技术——较大分散区域、集中时间、实时性2、末端量测技术——量大、简朴实用、高精度、低成本3、数字地理信息技术——时效性、高辨别三、目前可借助的有关技术发展状况1、低轨卫星系统将使通讯直接面向行业运行2、图像识别技术用于航拍大大减少了GIS成本3、无线接力通讯技术大大减少建设和运行成本4、声管测量技术是一种实用技术5、声管测传单元系统直接面向末端量水应用低轨卫星通讯系统——来源于铱性星的失败铱星原理—1、66颗定位卫星网络全球2、将地面基站浓缩到太空3、实现地面星际直接通讯低轨卫星系统原理1低通讯功率高通讯带宽2直接面向行业应用＿＿＿＿＿＿地区性流动覆盖特点:航拍无人机无线接力通讯技术接力通讯模式

差转通讯模式U1U2Un...Un-1UnUn+120世纪末，自袭击电台武器出现以来，战地隐形通讯技术迅速发展，运用高科技手段，使通讯化整为零，形成不可摧毁的通讯网络。无线接力通讯的长处1、多米诺关连构造，2、由点到线，由线到面。2、因地置宜，随用随建。老式量测模式电瓶电源管理器电台二次仪表数据装置压力传感器渠测井太阳能板天线声管原理

——谐振管声学测频原理

据北魏郦道元《水经注》记载：陈遵在造江陵金堤（公元512～518）时，曾运用竹筒听音来判断水位，这也许是在工程上运用谐振管声学原理测量水位的最早案例。管子对声音有极强的滤波效应，并且是性能非常稳定的滤波器，当具有锁相放大条件时，即为谐振状态，其频率只随管长变化，管乐器都是根据这一原理制造的，乐器之王《管风琴》可称典范。

——频率F对应于空管长度H——空管长度H对应于水位高度L传感器HL测量方式与构造HLHL蓄电池组数据处理模块测量精度:1mm测量管长度:0.4至5米测量管直径:50毫米可以灵活的适应多种直接和间接检测需求Hj测流速流量测量单元Hd集成一体化具有量测功能。具有数据存储功能。具有数据收、发功能。具有信息转发功能。——集成一体化测传单元蓄电池组数传模块数据处理模块天线测量水位采用声管原理实现非接触水位检测可以合用于任意大小灌渠构造形式无雷击隐患h测量管测传单元测传系统示意1-5km1-5km1-5km柔性集散特性由单元构成网络。由网络构成系统。网络可随时构建——柔性化系统可按需构建——集散化——充足适应各级渠网条件系统原理示意数据站点斗渠支渠斗渠测传单元灌区干线通讯系统至中心PDAPDAPDA用水户用水户配水员支渠数据处理与数据记录数据处理：对接受数据进行分类、数据转换、数据合成，计算出各观测点的直接物理量（流量值）。数据记录：将各观测点数据对应渠系静态数据库，形成灌渠实时信息与记录。该部分数据由调度员观测，及时掌握配水动态信息。

实时动态信息系统原理通过干线通讯系统汇总各站点数据信息。结合灌区基础数据库信息将数据处理成直接物理量。形成灌区实时动态信息，供专家系统、自动监控系统、现场调度人员使用。该项工作设计在灌区数据中心数据处理设备上完毕，实现手段是一套中心数据处理软件系统重要指标1、量水精度：1CM2、测量范围：mm3、通讯频率：223-235MHz4、级联数量：1255、通讯距离：1-4公里6、最大链接数据传播时间：20秒设备维护集中充电与保留集中检测与标定设备数字码注册结论1