探讨井灌区地下水位资源动态监测技术

《探讨井灌区地下水位资源动态监测技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、探讨井灌区地下水位资源动态监测技术1.行业背景随着国民经济的迅速发展，水资源的供需矛盾□益突出，A前相当多的井灌区多年平均地下水实际开采量超过了其多年平均地下水可开采量，并造成了地下水位多年持续下降的现象，出现了面积不等的地下水超采区。据统计，全国共有地下水超采区164片，全国地下水超采区总面积达181291km2。2000年的超采量己近100亿m3,累计超采量逾1000亿m3,地下水的超采己引发了一系列生态环境问题，如地面沉降、水质污染、咸水入侵等。如今井灌区农业高效用水的需求对井灌系统的管理提出了新的要求，如灌区用水的实时控制、灌区地下水限量开采、灌区地下

2、水位监测预报、灌区水费管理等，但灌区0前的设备状况与管理手段是无法满足的。虽然在一些井灌区己试行了1C卡水费收取系统，解决了水费收取问题，但却无法对井群进行集中管理、统一调度，因而也就无法实现地下水的均衡开采，更谈不上地下水资源的可持续开发利用。为保障井灌区农业生产的可持续发展和生态环境的改善，有必要从管理系统入手，研发出适应灌区特点的井群无线&动控制系统。要以井灌区水资源及水环境承载能力评价结果为依据，在井灌区供需水量平衡分析的基础上，开发利用优化调度方法与模式进行Y深入研宄,并在灌区机井布局、科学调控地卜水位、采用井渠结合的灌溉管理技可有效提高灌溉保证率并

3、控制地下水位在合理的埋深范围内。而与工、Ik领域的自动化不同，农业灌溉自动化要获得推广应用首先必须解决低造价与高可靠性之间的矛盾，同时考虑到使用对象，做到操作简单，维护方便。2.系统方案设计2.1系统整体架构:.iflfiV采M«拎SKA交换机A■并IX翼■设格•II•sIfri，；TA垃找析押I•晷砧^>1分灌区快屮器2.2通信组网设计0前，国内研制的自动控制系统信总(数据)传输基本上采用冇线方式，通常执行平衡传输的EIA-485标准，在不采用中继方式的情况下，可靠传输距离约为1.2km,多数情况下不能满足实际对通讯距离的要求，采用中继方式不仅增加投入，而且

4、管理不便。国内也有利用电话线路采用互联IM技术和设备进行灌溉系统的远距离控制，这在技术上比较容易实现，且己有现成设备可用，但受控端要配置计算机设备，不仅设备投入大，还要向电讯部门交纳线路占用费，运行费用高。此外，有线传输还存在维护困难，信号线容易丢失等问题。我推荐的“灌区小无线自组网”通信控制方式，特别适用于分灌区至机井设备通信测控。而从集中器上传采用GPRS或双工无线电台模块。灌区小无线自组网：WPRCN无线网络是自组织网络，系统采用可靠的网状拓扑结构，网络最人级数为10级，最多可以容纳1024个节点。WPRCN网络是对等网络，每个模块都是相同的，都•有路由

5、功能，没有单独的路由器，施工安装非常简单，真正即插即用，组网过程自动完成，现场无需人工设置参数。WPRCN网络能够自动优化网络路由，自动发现与删除节点，对于出现故障的节点，WPRCN具有自动识别功能，并且能够自动修复路由，使网络处于最佳的通信状态，由于采用网状(mesh)拓扑结构，网络可靠性和抄表成功率都有较高的表现。模块与模块之间的通讯距离达到600-1300m.WPRCN无线网络有较强穿透能力，距离远，室外网络覆盖半径超过4Km。1.硬件设备及相关设计3.1集中器集中器根据各分灌区机井分布，一般每个分灌设置_2两个。集中器感器分灌区：水量、雨量、温度等信号

6、。各分灌区自动雨量站，在灌区管理处信息中心安装中心站采集程序后进行联网，就组成了灌区的“全自动雨量监测和速报系统”，对多个自动雨量站的数据集中收集，并建立数据共享页面，供相关人员查询和浏览。工作电源采用三相四线供电方式，在断一相或两相电压的条件下，交流电源能维持集中器正常工作和通信；并备有太阳能供电组件，系统供电具有双电源系统，配备大容量备用电源UPS,停电时UPS自动供电，支持设备停电5~10天的运行吋间，确保系统正常有效工作。电源向终端提供9〜15V的直流电源，该电源给3部分供电，分别是：微处理系统，通信模块和传感器数据釆集。高性能、低功耗K1SC处理器；

7、无线自组网，470M-510MIIZ,发射功率50mW;1路RS485;1路GPRS/CDMA;1路WPRCN微功率无线网络管理器；支持采集终端数量：1000块；3.2采集器每台机井设置采集器，监测：动静态水位、出水压力、水量、电量、设备状态及1C卡用户信息等。终端配置4路状态，便于采集水泵的启动/停止，终端箱门的开启/关闭、供电监测、1C卡器等状态。工作电源采用单相供电方式，额定电压AC220V,允许偏差-25%〜+20%;频率:50Hz,允许偏差-6%〜+2%;无线自组网，470M-510MHZ,发射功率50mW;1路RS48;1路WPRCN微功率无线节点

8、模块；支持系统校时、参数设置功能；支持