在我國,大中型灌區(qū)生產(chǎn)糧食約占全國總量的50%,已成為保障我國糧食安全的主戰(zhàn)場。“十四五”期間,我國繼續(xù)加強大中型灌區(qū)現(xiàn)代化改造,保障國家糧食安全、促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。黨的二十大報告也明確提出,要全方位夯實糧食安全根基,牢牢守住十八億耕地紅線,確保中國人的飯碗牢牢端在自己手中。
日前,水利部辦公廳和財政部辦公廳聯(lián)合發(fā)布《全國中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造實施方案(2021—2022年)》,方案確定,抓住冬灌春耕前有利時機,加快完成年度灌區(qū)改造任務(wù),強化農(nóng)業(yè)用水科學(xué)調(diào)度,做好冬灌春耕工作,確保糧食生產(chǎn)供水需求,統(tǒng)籌推進(jìn)大中型灌區(qū)改造與高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)。
近日,中央財政提前下達(dá)2023年農(nóng)業(yè)相關(guān)轉(zhuǎn)移支付2115億元,其中下達(dá)農(nóng)田建設(shè)補助資金346億元,支持各地提前謀劃高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項目,確保國家糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)產(chǎn)保供,促進(jìn)農(nóng)業(yè)強國建設(shè)。
目前,我國共有中型灌區(qū)7000多處,它們大都建成于上世紀(jì)50年代至70年代。經(jīng)過幾十年運行,大部分灌區(qū)已進(jìn)入老年期,渠系滲漏、坍塌、決口等現(xiàn)象較為普遍,需進(jìn)行續(xù)建配套與節(jié)水改造以恢復(fù)原設(shè)計功能,保障冬灌春耕順利進(jìn)行。
01抗災(zāi)害
建設(shè)灌區(qū)渠系供水工程,調(diào)整水資源時空分布,抵御自然的旱澇災(zāi)害。
02護(hù)水土
堅持按需供水,推進(jìn)節(jié)水灌溉、科學(xué)灌溉,反對大水漫灌,防止水土資源流失。
03促生產(chǎn)
用科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),補齊農(nóng)田灌區(qū)水利設(shè)施短板,確保作物灌溉與土壤環(huán)境適合,促進(jìn)農(nóng)田增產(chǎn)增收。
04保安全
重視灌區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù),科學(xué)種植,有序規(guī)劃,推動綠色發(fā)展,建設(shè)宜居農(nóng)村。保證農(nóng)業(yè)灌溉用水充足,協(xié)調(diào)水資源分配,保障作物旱澇保收。
為了實現(xiàn)灌區(qū)智慧化建設(shè),四信搭建起完整的智慧灌區(qū)系統(tǒng)架構(gòu),系統(tǒng)分為物聯(lián)感知層、互聯(lián)互通層、多網(wǎng)融合層、數(shù)據(jù)中臺層、模型大腦層、智慧應(yīng)用層、展示座艙層七層架構(gòu),面向水利廳、農(nóng)業(yè)局、灌區(qū)管理局等管理單位和農(nóng)戶、維保人員等使用人員。
結(jié)合智能控制實現(xiàn)泵、閘、灌溉遠(yuǎn)程控制,實現(xiàn)智能化的管理。建設(shè)全面感知設(shè)備對水資源及周邊環(huán)境進(jìn)行數(shù)字化采集與控制,滿足多樣化組網(wǎng)及多網(wǎng)融合應(yīng)用,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,構(gòu)建灌區(qū)水資源數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚,通過信息化手段從測控,調(diào)度,便農(nóng),運維等方面實現(xiàn)灌區(qū)水資源配置、調(diào)配與應(yīng)用,構(gòu)建多維一體指揮中心,實施掌握灌區(qū)態(tài)勢,實現(xiàn)科學(xué)管理與決策。
灌區(qū)環(huán)境監(jiān)測
灌區(qū)環(huán)境監(jiān)測通過在水源地、灌區(qū)布設(shè)風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、光照、氣壓、溫濕度傳感器,對周邊的氣象環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)測,并將采集數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心,形成智慧灌區(qū)最基礎(chǔ)的信息要素。
農(nóng)渠量測水
農(nóng)渠量測水系統(tǒng)采用雷達(dá)流量計、水位傳感器和機井控制箱進(jìn)行灌區(qū)實時信息采集,并將采集數(shù)據(jù)按照站點以報表和數(shù)據(jù)等模式顯示在遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺,達(dá)到“縣控額、鄉(xiāng)控水、村控電”的建設(shè)目的。
泵站灌溉控制
根據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測水源井的水位信息、出水壓力、出水流量等控制水泵的啟停。同時可遠(yuǎn)程監(jiān)測水源井的取水狀態(tài)和水泵運行電流、電壓、消耗電能等電參數(shù),當(dāng)水泵狀態(tài)出現(xiàn)異常時發(fā)出告警。
管道量測水
管道量測水采用超聲波流量計,有外夾式、插入式、管段式,可滿足不同環(huán)境的流量監(jiān)測。其中外夾式安裝最為方便,無需破壞管道。
閘門遠(yuǎn)程控制
閘門監(jiān)控系統(tǒng)主要用于遠(yuǎn)程控制閘門升、降、停操作。閘門遠(yuǎn)控控制核心部分為測控終端,視頻遙測終端可通過視頻AI算法計算當(dāng)前水尺水位,根據(jù)閘后的水位結(jié)合水工建筑標(biāo)準(zhǔn)公式計算流量,同時視頻遙測終端可實現(xiàn)閘門開合度控制,從而控制閘后流量,實現(xiàn)水資源調(diào)度。
田間智慧灌溉
田間智慧灌溉系統(tǒng)通過LoRa通信技術(shù),在田間部署LoRa網(wǎng)關(guān),在電磁閥門前端部署LoRa控制終端實現(xiàn)灌溉閥門開閉,從而達(dá)到遠(yuǎn)程灌溉,定時灌溉,按需灌溉的訴求,其特點是與閥門實現(xiàn)聯(lián)動來達(dá)到控制節(jié)水的效果。
基于灌區(qū)物聯(lián)感知采集數(shù)據(jù),對灌區(qū)信息及設(shè)施狀態(tài)進(jìn)行二維動態(tài)展示,包括灌區(qū)、渠系、水庫、水閘、泵站等,并按專題進(jìn)行數(shù)據(jù)態(tài)勢展現(xiàn),包括水資源態(tài)勢、雨水情態(tài)勢等。
01物聯(lián)感知
對灌區(qū)前端各項要素指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,包括灌區(qū)水位、灌區(qū)流量、灌區(qū)氣象、農(nóng)田水質(zhì)等要素,并對閘門、機井、水泵進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和聯(lián)動。主要建設(shè)包括渠道量測水、閘門監(jiān)測控制在內(nèi)的多個監(jiān)測站點,滿足采集、供電、傳輸、控制、儲存、顯示的多樣化監(jiān)測需求。
02互聯(lián)互通
通過遙測傳輸終端對采集的水情、墑情等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程無線/有線傳輸,支持多種傳輸方式,包括4G/Ethernet/LoRa /北斗等,支持水文/水資源等多種國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約,可根據(jù)不同的監(jiān)測場景需求選擇不同的設(shè)備,適應(yīng)不同需求。
03多網(wǎng)融合
包含傳感器的報警信息,同時我們平臺也支持報警規(guī)則鏈的自定義,可通過設(shè)置,落實責(zé)任主體,落實到人,實現(xiàn)警報信息的閉環(huán)管理。
04數(shù)據(jù)中臺
數(shù)據(jù)通過傳輸、共享匯聚到數(shù)據(jù)中臺,在數(shù)據(jù)中臺進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)標(biāo)簽處理、數(shù)據(jù)整合成數(shù)據(jù)專題,給各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)應(yīng)用的有效數(shù)據(jù)支撐,實現(xiàn)取水、輸水、用水、測控、管理的數(shù)據(jù)專題服務(wù),對外提供強大的數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)處理服務(wù)。
05展示座艙
給管理用戶和使用用戶提供多個維度的展示方式,讓用戶直觀看到數(shù)據(jù)變化,掌握灌區(qū)情況。展示的方式包括移動終端,水資源一張圖和調(diào)度中心大屏。
福建廈門某智慧灌區(qū)
新疆某智慧灌區(qū)項目
內(nèi)蒙古某灌區(qū)流量監(jiān)測
山東灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水工程