农田输配水渠道流量实时监测方法研究

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1、分类号UDC密级农田学号06110041输配水渠道流量实时监博士学位论文测方法研究农田输配水渠道流量实时监测方法研究袁聆钊袁聆钊西安学科名称：水文学及水资源理工学科门类：工学大指导教师：王全九教授学申请日期：2013年12月万方数据万方数据摘要论文题目：农田输配水渠道流量实时监测方法研究学科：水文学及水资源博士生：袁聆钊（签名）导师：王全九教授（签名）摘要面对我国洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化三大问题，国家提出了“从工程水利向资源水利、从传统水利向现代水利、可持续发展水利转变，以水资源可持续利用

2、支撑经济社会可持续发展”的治水新思路。我国是农业大国，农业用水在我国的用水户中是大户。同时，农业也是用水的浪费大户，还是节水潜力大户。对农业灌溉用水进行计量控制，对于实现用水总量控制、用水效率控制具有其实际意义。本文在对输配水渠道测流系统的发展历史、现状及其优缺点进行充分分析、吸收和消化的基础上，充分利用现代传感器技术、信息传输技术、计算技术，以“多项技术综合，效果一加一大于二”的理念，综合考虑测流系统功能、进度、管理、成本、自动化水平和防盗等，研究灌区输配水渠道固定式测流系统的测流方法、技术及

3、系统和便携式移动测流设备及测流方法与技术。论文取得如下研究结果：1）提出了一种基于明渠均匀流原理的灌区输配水渠道固定式测流方法与技术，可对灌区输配水渠道的水位进行实时采集和传输，对水位和流量进行实时监测、存储、处理、查询和统计。2）所研究监测系统实现了数据的实时传输与现场的无人职守，且具有结构简单、性能先进、可靠性高、便于维护、操作方便、经济适用、防盗等特性。3）自主研制了毫米级全数字式水位传感器，该传感器不受杂质影响，结构简单、稳定可靠、安装维护方便、造价低、适应性强、反应灵敏、寿命长，是可直

4、接采样的普及通用型水位传感器，非常适合在灌区测流中大面积使用。4）与固定式监测系统相配套软件的研制采用VisualBasic语言，采用VisualBasic语言编制的模块化设计程序集多断面、多参数、实时性与分析性、汇总及存储性等于一体，简单易用，与灌区农田输配水渠道流量实时监测硬件系统配套使用，可对灌区渠道进行多点流量与流速的监测及计算。经实际使用验证，并与流速仪所测流量进行对比，其最大相对误差为1.35%。表明该系统用于灌区流量、流速计算及水量汇总、I万方数据西安理工大学博士学位论文分析是完全

5、可行的。5）便携式移动测流设备及其测流方法与技术可用于灌区渠道水流流量的巡检与量测，并实现了量测数据的实时传输，提高了量测数据的时效性。实验室内该便携式设备所测流量与三角堰所测流量最大相对误差为8.6%。与目前河道中常用的测流设备—流速仪相比，该便携式测流设备具有携带方便，操作简单，成本低廉，自动化水平较高，集数据传输性与时效性于一体，测量速度快捷，省时省力等特点。本文以具有规则横断面明渠水流为研究对象，采用监控、自控、无线通讯、计算机等多学科技术，辅以集多断面、多参数、实时性与分析性、汇总及存

6、储性等于一体的模块化程序，实现了对灌区渠道水流水深、流量、水量的实时监测、计算、统计、分析等，精度达到了较为理想的程度。便携式移动测流方法、技术及设备的研究，可实现对灌区渠道水位、水量及流量等进行定期巡检，提高量测数据的时效性。研究成果对于全面推进灌区信息化建设的进步，对于全面促进农业灌溉节水、红线控制和灌区管理水平的提升具有重要价值。由于问题的复杂性和方法手段的有限性，许多方面的问题（如不规则断面的算法及便携式设备的体形参数和设备应用效果的进一步评判等）还有待进一步研究。关键词：渠道流量；实时

7、监测；数据传输；便携式；信息化本研究得到国家自然科学基金项目（项目编号：50979065）与山西省水利厅十二五重大科技项目的资助。II万方数据AbstractTitle：STUDYONREAL-TIMEMONITORINGMETHODOFDISCHARGEINAGRICULTURECHANNELSMajor：HydrologyandWaterResourcesName：LingzhaoYuan（Signature）Supervisor：Prof.QuanjiuWang（Signature）Abs

8、tractConfrontedwiththeflooddisaster,thedroughtandwatershortage,thedeteriorationofwaterenvironment,thegovernmentbringsforwardthenewideaoftheconversionofwaterconservancyfromthetraditionaltothemodernandsustainabledeveloping,fromengineeringtoresources.Ch