CN207833344U - 干渠与灌溉渠管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种干渠与灌溉渠管理系统，包括干渠和从干渠分流出的若干条灌溉渠，每条灌溉渠与干渠均通过变径管连接，变径管和灌溉渠之间设置有闸门，干渠内设置有流速计，流速计用于监测干渠内的水流流量信息，流速计经干渠实时终端通信连接至控制终端，每根变径管上均设置有传感器，传感器用于监测由干渠进入灌溉渠的水流流量信息，传感器通信连接至灌溉渠实时流量终端，灌溉渠实时流量终端通信连接至数据传输中继系统，数据传输中继系统通信连接至控制终端。通过监测干渠与灌溉渠的流量情况自动实施灌溉，灌溉各环节如干渠和灌溉渠同时联动控制，精准计量灌溉量，可以实现灌区的自动化、智能化、精准化、科学化、信息化管理与控制。

Description

干渠与灌溉渠管理系统

【技术领域】

本实用新型属于灌溉技术领域，具体涉及一种干渠与灌溉渠管理系统。

【背景技术】

水资源是国民经济发展中重要的战略和基础资源，如何提高农业用水效率，减少农业用水中的巨大浪费已成为全社会共同关注的一大难题。针对灌溉系统节水和精确控制问题，深入开展灌区智慧渠系管理系统研究，研制新型智能化的灌溉流量监测和控制设备，对提高水资源整体利用率，有效缓解水资源供需矛盾具有重要意义。目前灌溉系统多采用人工、定时、看天、看土壤墒情等方式，且多为大田灌溉，管理粗放、用水效率低，造成水资源的严重浪费。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种干渠与灌溉渠管理系统，以解决上述现有技术的缺陷。

本实用新型采用以下技术方案：干渠与灌溉渠管理系统，包括干渠和从干渠分流出的若干条灌溉渠，每条灌溉渠与干渠均通过变径管连接，变径管和灌溉渠之间设置有闸门，干渠内设置有流速计，流速计用于监测干渠内的水流流量信息，流速计经干渠实时终端通信连接至控制终端，每根变径管上均设置有传感器，传感器用于监测由干渠进入灌溉渠的水流流量信息，传感器通信连接至灌溉渠实时流量终端，灌溉渠实时流量终端通信连接至数据传输中继系统，数据传输中继系统通信连接至控制终端；

干渠实时终端，用于收集所在干渠的流量信息，并将断面流量信息发送至控制终端；

灌溉渠实时流量终端，用于收集所在变径管的流量信息，并将其发送至数据传输中继系统；

数据传输中继系统，用于将收集到的干渠的流量信息和变径管处的流量信息发送给控制终端；

控制终端，用于根据接收到的干渠的流量信息和变径管处的流量信息来生成控制闸门的开启程度和开启时间的指令，并将指令经数据传输中继系统输送至闸门，用以控制由闸门进入灌溉渠的水流流量。

进一步的，变径管的底部均设置有插入式超声波流量计，每根变径管的顶部均设置有液位传感器，每个插入式超声波流量计和每个液位传感器均数据连接至相应的灌溉渠实时流量终端，每个灌溉渠实时流量终端均设置于相应的变径管外侧。

进一步的，插入式超声波流量计的插入深度为10mm-1900mm。

进一步的，变径管长为40cm，直径为40-200cm。

进一步的，液位传感器为超声波液位计或静压式液位计。

进一步的，在干渠的同一横截面上均匀设置若干个超声波多普勒流速计，每个超声波多普勒流速计均数据连接至干渠实时终端。

进一步的，两两超声波多普勒流速计的间距为6米，干渠实时终端设置于干渠旁距离岸边1.5-2m处。

进一步的，变径管的直径为40-200cm。

进一步的，数据传输中继系统设置有两个或两个以上，位于4000米长度范围内的若干条相邻的灌溉渠实时流量终端均通信连接到同一个数据传输中继系统。

本实用新型的有益效果是：通过监测干渠与灌溉渠的流量情况自动实施灌溉，灌溉各环节如干渠和灌溉渠同时联动控制，精准计量灌溉量，可以实现灌区的自动化、智能化、精准化、科学化、信息化管理与控制。

【附图说明】

图1为本实用新型干渠与灌溉渠管理系统的结构示意图；

图2为本实用新型干渠与灌溉渠管理系统的干渠断面示意图；

图3为本实用新型干渠与灌溉渠管理系统的变径管示意图；

图4为本实用新型干渠与灌溉渠管理系统的闸门结构示意图。

其中，1.控制终端，2.干渠实时终端，3.灌溉渠实时流量终端，4.数据传输中继系统，6.超声波多普勒流速计，7.变径管，8.插入式超声波流量计，9.液位传感器，20.闸门。

【具体实施方式】

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

本实用新型提供了一种干渠与灌溉渠管理系统，包括干渠和从干渠分流出的若干条灌溉渠，每条灌溉渠与干渠均通过变径管7连接，变径管的直径为40-200cm。变径管7和灌溉渠之间设置有闸门20，干渠内设置有流速计，流速计用于监测干渠内的水流流量信息，流速计经干渠实时终端2通信连接至控制终端1，每根变径管7上均设置有传感器，传感器用于监测由干渠进入灌溉渠的水流流量信息，传感器通信连接至灌溉渠实时流量终端3，灌溉渠实时流量终端3通信连接至数据传输中继系统4，数据传输中继系统4通信连接至控制终端1。

因为水流从干渠到灌溉渠之后会在灌溉渠产生旋涡，那么直接在灌溉渠侧水位和流速就不准确，就无法精确控制灌溉过程，所以本申请在干渠到灌溉渠的切换中间增加了一根变径管7，变径管7的直径小于干渠的直径和灌溉渠的直径，于是在变径管7处测量水位和流速时就会更加精确。

干渠实时终端2，用于收集所在干渠的流量信息，并将断面流量信息发送至控制终端1；灌溉渠实时流量终端3，用于收集所在变径管7的流量信息，并将其发送至数据传输中继系统4；数据传输中继系统4，用于将收集到的干渠的流量信息和变径管处的流量信息发送给控制终端1；控制终端1，用于根据接收到的干渠的流量信息和变径管处的流量信息来生成控制闸门20的开启程度和开启时间的指令，并将指令经数据传输中继系统4输送至闸门20，用以控制由闸门20进入灌溉渠的水流流量。

其中，数据传输中继系统4设置有两个或两个以上，位于4000米长度范围内的若干条相邻的灌溉渠实时流量终端3均通信连接到同一个数据传输中继系统4。

插入式超声波流量计8的插入深度为10mm-1900mm，变径管7长为40cm，直径为40-200cm，液位传感器9为超声波液位计或静压式液位计。通过插入式超声波流量计8和液位计，可以采集灌溉渠的流量信息。具体包括：水流瞬时速度、水流瞬时流量、本次灌溉水流总流量、水流瞬时高度、本次灌溉开始时间、本次灌溉结束时间、本次各部件的工作状态信息、本次各部件的故障信息、设备的启用时间、设备的工作时间计时和设备剩余工作时间。各部件为插入式超声波流量计8和液位计。

其中，水流瞬时速度：用于表示当前时刻的水流速度；水流瞬时流量：用于表示当前时刻的流出的水流体积；本次灌溉水流总流量：用于表示本次灌溉结束时总的流出的水流的体积；水流瞬时高度：表示当前时刻水流的高度值；本次灌溉开始时间：表示本次灌溉有水流出的瞬时时刻；本次灌溉结束时间：表示本次灌溉结束出水的实时时刻；本次各部件的工作状态信息：表示本次灌溉中各个传感器的正常工作代码，1表示正常工作，0表示故障；本次各部件的故障信息：表示本次灌溉中各个传感器故障，0表示供电故障，1表示无数值输出；设备的启用时间：表示本节点设备启用时间，以便提示质量保证期；设备的工作时间计时：表示本次设备的工作时间；设备剩余工作时间：表示距离质保期还剩余的可靠工作时间。

本实用新型的控制终端1根据接收到的干渠的断面流量信息、灌溉渠的断面流量信息，结合近期15天和历史同期的空气湿度数据、空气温度数据、雨量数据和土壤湿度数据，以及所种植农作物的用水期统计和用户申请，共同决定是否实施灌溉以及灌溉的用水量，可以实现单点或多点灌溉渠段的定量、定时间和定高度灌溉，这样有利于进行节水灌溉，提高水资源的利用率。

干渠与灌溉渠管理系统发出某点实施灌溉指令，相关干渠的闸门接到指令时，按预设高度进行闸门开启，使水流顺利向灌溉节点流去，到达需要控制的某点，即提出灌溉需求的用户后，该节点根据控制指令，可以实现定量、定时间、定高度灌溉，相关控制信息和返回信息利用数据传输中继系统4到达控制终端1。

闸门设置于变径管7与灌溉渠交接处，闸门为测控一体化闸门系统设计包括水闸结构部分、机械驱动装置、控制装置、电能供应装置、故障预警处置装置等的设计。闸门的结构及控制部分，需要具体提供。

闸门的电能控制装置可以是220V市电供电也可以是太阳能进行供电，该部分为闸门控制装置提供动力；控制装置根据上级指令进行闸门开启、关闭、定位等控制，控制装置将相关控制指令转换为机械装置所需要的相应指令，控制机械装置进行闸门的开启、关闭、定位等运动，该部分通过螺杆、蜗杆等传统机构进行机械传动，实现闸门的开启、关闭、定位等；故障预警处理一般包括高度预警、供电不足预警、通讯预警等，高度预警表示闸门上升高度达到预定高度或已经达到闸门最上位(最大高度，表示全部开启)或最下位(最小高度，表示闸门关闭)；水闸门结构部分主要用来固定闸门，包括闸门框架、闸门手动升降闸门机构等部件。

本实用新型还包括手持终端，用于检修人员随身携带，对渠系终端的运转情况进行检查和应急处理，其中，渠系终端为干渠实时终端2、灌溉渠实时流量终端3。手持终端包括显示模块、供电装置和控制按键，显示模块、供电装置和控制按键均数据连接至主控核心模块，主控核心模块通过通讯天线模块与渠系终端交互。

显示模块，用于显示正在交互的渠系终端的编号信息和设备状态信息；通讯天线模块，用于渠系终端和主控核心模块进行信息数据的交换；供电模块，用于对手持终端供电；主控核心模块，用于进行数据处理和数据分析，接收上级后台控制终端的授权码握手协议和渠系终端的设备编号和故障信息，发送授权控制码给后台控制终端，获得对渠系终端的控制权，获得控制权后实施对渠系终端的应急关停等控制并进行相应维修。

Claims (8)

1.干渠与灌溉渠管理系统，其特征在于，包括干渠和从干渠分流出的若干条灌溉渠，每条所述灌溉渠与干渠均通过变径管(7)连接，所述变径管(7)和所述灌溉渠之间设置有闸门(20)，所述干渠内设置有流速计，所述流速计用于监测干渠内的水流流量信息，所述流速计经干渠实时终端(2)通信连接至控制终端(1)，每根所述变径管(7)上均设置有传感器，所述传感器用于监测由干渠进入灌溉渠的水流流量信息，所述传感器通信连接至灌溉渠实时流量终端(3)，所述灌溉渠实时流量终端(3)通信连接至数据传输中继系统(4)，所述数据传输中继系统(4)通信连接至所述控制终端(1)；

所述干渠实时终端(2)，用于收集所在干渠的流量信息，并将断面流量信息发送至所述控制终端(1)；

所述灌溉渠实时流量终端(3)，用于收集所在变径管(7)的流量信息，并将其发送至所述数据传输中继系统(4)；

所述数据传输中继系统(4)，用于将收集到的干渠的流量信息和变径管处的流量信息发送给控制终端(1)；

所述控制终端(1)，用于根据接收到的干渠的流量信息和变径管处的流量信息来生成控制闸门(20)的开启程度和开启时间的指令，并将所述指令经所述数据传输中继系统(4)输送至闸门(20)，用以控制由闸门(20)进入灌溉渠的水流流量。

2.如权利要求1所述的灌溉渠管理系统，其特征在于，所述变径管(7)的底部均设置有插入式超声波流量计(8)，每根所述变径管(7)的顶部均设置有液位传感器(9)，每个所述插入式超声波流量计(8)和每个所述液位传感器(9)均数据连接至相应的灌溉渠实时流量终端(3)，每个所述灌溉渠实时流量终端(3)均设置于相应的所述变径管(7)外侧。

3.如权利要求2所述的灌溉渠管理系统，其特征在于，所述插入式超声波流量计(8)的插入深度为10mm-1900mm。

4.如权利要求2所述的灌溉渠管理系统，其特征在于，所述变径管(7)长为40cm，直径为40-200cm。

5.如权利要求2所述的灌溉渠管理系统，其特征在于，所述液位传感器(9)为超声波液位计或静压式液位计。

6.如权利要求1或2所述的干渠与灌溉渠管理系统，其特征在于，在所述干渠的同一横截面上均匀设置若干个超声波多普勒流速计(6)，每个所述超声波多普勒流速计(6)均数据连接至干渠实时终端(2)。

7.如权利要求6所述的干渠与灌溉渠管理系统，其特征在于，两两所述超声波多普勒流速计(6)的间距为6米，所述干渠实时终端(2)设置于干渠旁距离岸边1.5-2m处。

8.如权利要求1-5中任意一项所述的灌溉渠管理系统，其特征在于，所述数据传输中继系统(4)设置有两个或两个以上，位于4000米长度范围内的若干条相邻的灌溉渠实时流量终端(3)均通信连接到同一个所述数据传输中继系统(4)。