灌區(qū)水資源的合理利用一直是我國發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵.為了緩解疏勒河灌區(qū)用水矛盾,基于原有渠道閘門研制出測控一體化閘門系統(tǒng).系統(tǒng)由安裝于渠道上的自動(dòng)計(jì)量閘門和運(yùn)行于遠(yuǎn)方中心站的調(diào)水控制系統(tǒng)組成,能夠根據(jù)目標(biāo)過閘流量或過閘總水量實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,做到按需供水.試驗(yàn)表明,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了渠系閘門的智能控制和田間用水的合理分配,功能完備,可靠性高,操作和維護(hù)便捷,能夠有效提高灌區(qū)水資源的利用率.

行業(yè)痛點(diǎn)：

1、由于缺乏數(shù)據(jù)監(jiān)控手段，閘門出現(xiàn)異常故障往往無法及時(shí)知曉，往往造成水資源的浪費(fèi)或不當(dāng)使用，需要建立預(yù)警機(jī)制。

2、閘門自控模式僅限于本地，不能靈活應(yīng)對(duì)突發(fā)氣候變化帶來的影響，加重對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)，需要人工遠(yuǎn)程調(diào)控。

3、閘門運(yùn)行狀態(tài)、工情數(shù)據(jù)等依賴人工記錄，管理困難，同時(shí)優(yōu)化改進(jìn)工作也缺少數(shù)據(jù)支持，需要實(shí)現(xiàn)閘門數(shù)據(jù)的可視化分析。

一、系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)

1. 硬件組成部分：主要包括水位傳感器、流量計(jì)、水質(zhì)分析儀等用于數(shù)據(jù)采集的前端設(shè)備；執(zhí)行機(jī)構(gòu)如電動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)的閘門裝置；以及負(fù)責(zé)信息傳輸?shù)?a target="_blank">物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。
2. 軟件平臺(tái)：基于藍(lán)蜂物聯(lián)網(wǎng)的EMCP物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，能夠?qū)崟r(shí)接收來自各監(jiān)測點(diǎn)的信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而做出精準(zhǔn)調(diào)控決策。此外，還包括了用戶界面友好、操作簡便的應(yīng)用程序，使得管理人員可以隨時(shí)隨地掌握灌區(qū)運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。
   

3. 核心功能實(shí)現(xiàn)：
   ○ 精確計(jì)量與調(diào)節(jié)：通過對(duì)水流速度、壓力等因素的綜合考量，確保每個(gè)區(qū)域都能獲得適量的灌溉用水。
   ○ 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：針對(duì)不同類型的土壤條件和作物需求，靈活調(diào)整灌溉策略。

○ 故障診斷與維護(hù)：網(wǎng)關(guān)24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)能及時(shí)通過網(wǎng)頁語音、短信、電話、消息推送等多種方式發(fā)出警報(bào)信息，提醒工作人員采取相應(yīng)措施。

二、應(yīng)用場景案例分析

以我國某大型灌區(qū)為例，該地區(qū)由于地形復(fù)雜且降雨分布不均，長期以來面臨著嚴(yán)重的水資源供需矛盾。引入測控一體化閘門系統(tǒng)后，首先通過布設(shè)密集的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)收集到了大量第一手資料，然后利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)優(yōu)化了整個(gè)流域內(nèi)的水資源配置方案。實(shí)踐證明，在相同條件下，采用新系統(tǒng)的田塊相比傳統(tǒng)灌溉方式節(jié)水效果顯著提升約20%，同時(shí)農(nóng)作物產(chǎn)量也有明顯增長。

三、未來發(fā)展趨勢展望

隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、人工智能（AI）等前沿科技的不斷進(jìn)步，預(yù)計(jì)未來灌區(qū)測控一體化閘門系統(tǒng)將朝著更加智能高效的方向演進(jìn)。例如，結(jié)合衛(wèi)星遙感圖像識(shí)別技術(shù)，可進(jìn)一步提高對(duì)農(nóng)田干旱狀況預(yù)測的準(zhǔn)確性；而借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法，則能夠在海量歷史數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上訓(xùn)練出更為精細(xì)的灌溉模型，為個(gè)性化定制服務(wù)提供支持。

總之，灌區(qū)測控一體化閘門系統(tǒng)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水利工程領(lǐng)域的一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新成果，對(duì)于緩解全球性水資源危機(jī)具有重要意義。它不僅有助于保障糧食安全，促進(jìn)生態(tài)環(huán)保，還將推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的協(xié)同發(fā)展，形成良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙贏局面。

審核編輯 黃宇