动态监测渠道用水量监测控制方案
时间：2025-05-12
涉川
一、方案介绍
本方案依托流量计、水位计、闸门控制系统等水利专用设备，结合物联网RTU与4G通信技术，实现对灌溉渠道、水利干渠、支渠等输水过程中的用水量动态监测、调控和数据管理。用户可通过手机小程序或PC平台，实时查看每一处渠道断面的流速、水位、流量及闸门状态，实现渠道用水的精准计量、远程控制和科学配水。
二、监测与控制目标
实时监测渠道内瞬时流量、累计流量、水位数据
对渠道闸门进行远程开闭与联动控制
分段量化渠道用水情况，实现用水动态监管
提供报警、分析、报表、对账等功能，支撑水权分配与水价管理
三、需求分析
需求类别 说明
精准计量 渠道分段计量误差大，需高精度测流与累计数据
动态掌控 用水量随时波动，需实时掌握流量变化和调控状态
智能调度 需根据需求或灌溉周期远程调节各段闸门
管理透明 实现水权用水透明化、考核数据电子化
联网传输 现场多为偏远野外，需依赖4G等低功耗通信方式
四、监测与控制方法
使用明渠超声波流量计或雷达流量计监测渠道断面流量
配套水位传感器实时感知水位波动，提高流量精度
设置电动闸门执行器进行远程精准开合，实现流量调控
安装RTU远程控制终端采集流量、水位、门位、电参等信息
通过4G网络主动上报至云平台，支持手机小程序+网页管理端统一管控
五、应用原理图结构（文字简述）
感知层：流量计、水位计、门位传感器
执行层：闸门执行器、水泵/溢流阀（可选）
通信层：RTU终端+4G模组，采控一体
平台层：Web/小程序远程平台，云端存储与展示
控制逻辑：上水位自动闭闸，低水位自动开闸，支持手动调节与定时启闭
六、功能特点
实时动态监测渠道流速、瞬时流量、累计流量
远程控制闸门开度，实现精准配水与分段调度
数据周期上报，支持分钟级/小时级调整
平台支持多站点监测、地图定位与权限分级管理
断网缓存、断电保护、报警推送、历史追溯
报表导出功能，支持用水考核、水权分配佐证
可接雨量计、水泵、摄像头等实现联动扩展
七、硬件清单
序号 设备名称 功能说明
1 明渠流量计（超声/雷达） 测量渠道断面流速与瞬时/累计流量
2 液位传感器 辅助流量计算，监控上下游水位变化
3 RTU采控终端（4G） 数据采集、远程通信、控制指令下发
4 电动闸门执行器 实现远程精准控制闸门开度
5 太阳能供电系统（可选） 提供偏远地区供电
6 小程序/网页平台 实现数据查看、报警管理与历史导出
八、主要硬件参数
设备名称 参数说明
明渠超声波流量计 测量范围0.01~10m/s，精度±2%，输出RS485/4-20mA
雷达流量计 非接触式测量，适用于水草/泥沙/漂浮物较多场景
液位传感器 精度±0.5%，量程0~5米，RS485输出
RTU控制终端 支持Modbus、4G全网通、掉线重连、断点续传、本地存储功能
闸门执行器 0-100%开度调节，定位精度≤1%，防护等级IP65以上
九、方案实现流程
前期选点部署：确定渠段分布与断面安装点，布设测量设备与控制闸门
设备安装调试：固定流量计、水位传感器、RTU控制箱与闸门电动头
平台接入配置：开通账号，配置设备编号、参数限值与控制策略
系统上线运行：平台接收数据，实时生成流量、水位与闸门动态图
日常运维与报表：定期导出用水报表，支撑水资源管理与监督审计
十、数据分析与调度逻辑
日累计流量 = Σ(流速 × 横断面积 × 时间间隔)
平均流量/峰值流量分析，辅助水量调配
可设置：
高流量报警 > X m³/h
低流量异常或长时间无变化报警
平台可输出日报、周报、月报与Excel对账单，便于考核管理
十一、预警与决策支持
超流、断流、仪表故障、电源掉电等情况自动报警
报警可通过短信、微信或平台推送方式通知管理人员
平台支持根据用水计划设置每日分段限量，超用预警
水权调度管理：支持对比分配水量与实际水量
十二、方案优势
实时动态：流量数据秒级上报，支持断点续传
精确控制：结合电动闸门，实现流量精准调控
智能管控：云平台统一管控，远程即可操作和巡检
模块兼容：支持与现有灌区系统、水价系统对接
低功耗设计：支持太阳能供电，适配偏远渠道站点
十三、应用领域
农田灌溉渠道动态用水计量
灌区总干渠、支渠用水监控系统
水权水价精细管理工程
引水/调水/节水型灌区信息化建设
河湖水利调度智能配水项目
十四、效益分析
类型 效益描述
管理效益 实现数据统一、远程调控、用水可视，减轻人工压力
经济效益 降低漏水浪费和无效用水，促进精准农业用水
社会效益 推进节水型社会建设，增强公众节水意识
技术效益 为智能灌区、水权制度改革、水价分级调控提供技术支撑
十五、执行标准与参考
《灌区信息化建设规范》（SL 563-2020）
《水资源远程自动监控系统技术规范》（SL/T 277-2021）
《农业灌溉用水定额》（GB/T 5084-2020）
《农田灌溉水量自动监测设备技术条件》（JG/T 3022-1994）
十六、案例分享
案例：内蒙古某灌区干渠分段动态用水量监测控制系统
通过在干渠每2公里安装一套雷达流量计+液位计+RTU系统，对整个干渠系统的用水量进行分段监测与累计分析。项目接入智慧灌溉平台，支持数据对账与水价精算，实现水费精确结算，年节水率提升达12%，成为灌区精细化水资源管理示范样板。
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