農田水利之節水灌溉自動化控制系統

應用案例：內蒙古巴林左旗大良溝農田水利之節水灌溉自動化控制系統

項目背景

內蒙古巴林左旗大良溝是一個美麗的山村，2014年大良溝村開始進行美麗鄉村建設，強化土地流轉力度，大力發展林果業，但大良溝村全是山坡地，且常年降水不多，水資源匱乏，果園取水哪里來？為了解決果園取水的難題，同時為了解決農村建設發展和區域水資源緊缺的矛盾，當地水利局幫助其修建了農田水利工程，并從平升公司定制了節水灌溉自動化控制系統，實現取水、供水、灌溉的全流程自動化控制。

項目情況

1. 大良溝水利項目全長9300米，過溝17處，過土路1處，過水泥路1處。施工難度特別大。因地理環境的原因，要求設備必須要達到無人值守，實現自動灌溉。

2. 項目水源取自2眼深水井，為8個蓄水池和2個景觀水池逐級供水，蓄水池用于大田灌溉，景觀水池用于觀賞。為了實現自動灌溉要求，將每塊大田分成若干塊小田，鋪設滴灌帶，安裝了主控和分控電磁閥，控制滴灌帶灌水。

供水工藝流程如圖：

農田灌溉工藝流程（以1#蓄水池為例）：

3. 供電情況：每個蓄水池就近安裝有變壓器，方便取電。

4. 網絡情況：監控中心設在村部無固定寬帶網絡，所以無法使用現在主流的云平臺；整個區域GPRS信號較好。

系統概述

節水灌溉自動化控制系統遠程監測水源井和各水池水泵的電壓、電流、運行狀態、故障狀態、水池水位、管道閥門開關狀態、管道壓力、管道流量、土壤墑情等，遠程控制/邏輯自動控制水泵的啟/停、閥門的開/關，達到了逐級自動蓄水、根據農田土壤墑情自動灌溉的目的。

系統拓撲圖

節水灌溉自動化控制系統拓撲圖

                      

系統特點

1. 采用GPRS VPN專網，解決監控中心無固定寬帶網絡的難題。

通訊網絡是此項目的一個難點，因監控中心無固定寬帶網絡；又因為地處山區，架設網橋費用太高。所以我們采用VPN虛擬專網的組網方式，使用手機卡上網通過APN接入點，將各個監測站與監控中心連接組成小型的VPN專用網絡，進行數據通訊。

2. 三種水泵控制方式，方便靈活。

◆ 現場手動控制    

◆ 監控中心遠程手動控制    

◆ 自動邏輯控制

3. 無人值守自動邏輯控制，實現蓄水池長期自動蓄水，實現水泵保護，保障正常供水。

監控中心根據各級水池水位，自動控制進水閥門及上一級水泵的運行，達到蓄水池長期自動蓄水的效果。

例如：

5號、6號、8號水池根據本池水位高低關閉/開啟進水電動閥。當水池水位達到下限值時，自動開啟進水閥門，水滿時關閉。

7號水池內水泵的啟/停，受5號、6號、8號水池水位控制，當接收到5、6、8號任何一個水池的水位達到下限值時均需要開泵，3個水池水位均滿時停泵。

水泵保護功能：

◆ 下限保護停泵，當本地水池水位到達下下限時停止本地水泵。

◆ 當下一級水池進水閥門未打開時，不允許開泵。                                                            

4. 科學自動節水灌溉，根據管道來水量及墑情數據自動控制滴灌帶前端閥門的順序開關。

5. 軟件界面顯示整個工藝流程和工藝參數。

應用效果

該項目極大地改善了項目區農業生產條件，提高了土地的適宜性。通過實施自動供水，有效地緩解了區域水資源緊缺的矛盾，為農業生產、生活環境的改善提供了充沛的水源。通過實施自動灌溉，提升了灌溉水利用系數，使灌溉定額降低，最終節約了用水量。由于用水量的減少、耗電量也隨之減少，實現了節能效益。

綜上所述，項目實施后實現了供水有序化、灌溉科學化，從而促進農村社會、經濟的和諧發展及美麗鄉村的建設。

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