農(nóng)田輸配水渠道流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法研究.pdf

1、面對(duì)我國(guó)洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水環(huán)境惡化三大問(wèn)題，國(guó)家提出了“從工程水利向資源水利、從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變，以水資源可持續(xù)利用支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展”的治水新思路。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)用水在我國(guó)的用水戶中是大戶。同時(shí)，農(nóng)業(yè)也是用水的浪費(fèi)大戶，還是節(jié)水潛力大戶。對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉用水進(jìn)行計(jì)量控制，對(duì)于實(shí)現(xiàn)用水總量控制、用水效率控制具有其實(shí)際意義。
　　本文在對(duì)輸配水渠道測(cè)流系統(tǒng)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行充分分析、吸收和消

2、化的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、計(jì)算技術(shù)，以“多項(xiàng)技術(shù)綜合，效果一加一大于二”的理念，綜合考慮測(cè)流系統(tǒng)功能、進(jìn)度、管理、成本、自動(dòng)化水平和防盜等，研究灌區(qū)輸配水渠道固定式測(cè)流系統(tǒng)的測(cè)流方法、技術(shù)及系統(tǒng)和便攜式移動(dòng)測(cè)流設(shè)備及測(cè)流方法與技術(shù)。論文取得如下研究結(jié)果：
　　1）提出了一種基于明渠均勻流原理的灌區(qū)輸配水渠道固定式測(cè)流方法與技術(shù)，可對(duì)灌區(qū)輸配水渠道的水位進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和傳輸，對(duì)水位和流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)、處理

3、、查詢和統(tǒng)計(jì)。
　　2）所研究監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸與現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)人職守，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能先進(jìn)、可靠性高、便于維護(hù)、操作方便、經(jīng)濟(jì)適用、防盜等特性。
　　3）自主研制了毫米級(jí)全數(shù)字式水位傳感器，該傳感器不受雜質(zhì)影響，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、安裝維護(hù)方便、造價(jià)低、適應(yīng)性強(qiáng)、反應(yīng)靈敏、壽命長(zhǎng)，是可直接采樣的普及通用型水位傳感器，非常適合在灌區(qū)測(cè)流中大面積使用。
　　4）與固定式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相配套軟件的研制采用Visual B

4、asic語(yǔ)言，采用Visual Basic語(yǔ)言編制的模塊化設(shè)計(jì)程序集多斷面、多參數(shù)、實(shí)時(shí)性與分析性、匯總及存儲(chǔ)性等于一體，簡(jiǎn)單易用，與灌區(qū)農(nóng)田輸配水渠道流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)配套使用，可對(duì)灌區(qū)渠道進(jìn)行多點(diǎn)流量與流速的監(jiān)測(cè)及計(jì)算。經(jīng)實(shí)際使用驗(yàn)證，并與流速儀所測(cè)流量進(jìn)行對(duì)比，其最大相對(duì)誤差為1.35％。表明該系統(tǒng)用于灌區(qū)流量、流速計(jì)算及水量匯總、分析是完全可行的。
　　5）便攜式移動(dòng)測(cè)流設(shè)備及其測(cè)流方法與技術(shù)可用于灌區(qū)渠道水流流量的巡檢

5、與量測(cè)，并實(shí)現(xiàn)了量測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，提高了量測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)效性。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)該便攜式設(shè)備所測(cè)流量與三角堰所測(cè)流量最大相對(duì)誤差為8.6%。與目前河道中常用的測(cè)流設(shè)備—流速儀相比，該便攜式測(cè)流設(shè)備具有攜帶方便，操作簡(jiǎn)單，成本低廉，自動(dòng)化水平較高，集數(shù)據(jù)傳輸性與時(shí)效性于一體，測(cè)量速度快捷，省時(shí)省力等特點(diǎn)。
　　本文以具有規(guī)則橫斷面明渠水流為研究對(duì)象，采用監(jiān)控、自控、無(wú)線通訊、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科技術(shù)，輔以集多斷面、多參數(shù)、實(shí)時(shí)性與分析性、匯總及存儲(chǔ)性

6、等于一體的模塊化程序，實(shí)現(xiàn)了對(duì)灌區(qū)渠道水流水深、流量、水量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、分析等，精度達(dá)到了較為理想的程度。便攜式移動(dòng)測(cè)流方法、技術(shù)及設(shè)備的研究，可實(shí)現(xiàn)對(duì)灌區(qū)渠道水位、水量及流量等進(jìn)行定期巡檢，提高量測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)效性。研究成果對(duì)于全面推進(jìn)灌區(qū)信息化建設(shè)的進(jìn)步，對(duì)于全面促進(jìn)農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水、紅線控制和灌區(qū)管理水平的提升具有重要價(jià)值。由于問(wèn)題的復(fù)雜性和方法手段的有限性，許多方面的問(wèn)題（如不規(guī)則斷面的算法及便攜式設(shè)備的體形參數(shù)和設(shè)備應(yīng)用效果