广西中型灌区续建配套与节水改造项目案例分享

项目背景

广西某灌区位于广西西部，是全国无公害蔬菜种植示范基地，地形以山丘为主，每年10月到次年4月份降雨量很少，旱灾频繁发生，造成农作物减产、农民减收。为解决这段期间农业用水紧缺问题，灌溉需要通过从河道（水库）引水提升至山上后自流至灌溉明渠。取水工艺流程如下：

灌溉取水工艺流程图

项目概况

该灌区属于中型灌区，灌溉面积7万多亩，灌溉水源提取右江水，在沿河两岸布设7座（3类）提灌泵站，将水从河中提升至主干渠，干渠设置8座（4类）分水闸门，用于灌溉用水调剂。

泵站：提灌站类型属于半入江式混凝土结构，配有卧式离心泵、配电柜、启动柜，各类泵站的水泵电机功率大小和启动方式不同。

闸站：在干渠、支渠、斗渠有单孔闸和多孔闸，闸门种类分为泄洪闸和灌溉闸（节制闸和分水闸）。

存在问题：

①这些泵站、闸站不但数量、种类多，而且地理位置分散、偏远，采用的运行管理方式通常是开机时需要有人值守，人工操作和记录数据，无自动化和信息化，调度效率低下，不方便实现整个灌区的统一管理。

②、灌区农业用水计量依靠人工观测，影响水量调度的及时性和准确性。

③、泵站、闸门故障不能及时发现，不仅导致灌溉效率低下，还降低了设备的使用寿命。

为解决上述问题，平升公司为其定制了一套灌区续建配套与节水改造信息化管理系统。

解决方案

系统功能

1、泵站远程监测、自动控制

泵站工艺图

· 监测水泵、阀门、真空泵的启停状态，阀门开关到位，保证系统的正常运行。

· 监测河道水位，防止水位过高/过低，造成水泵损坏。

· 监测管道压力、流量，保障输水正常。

· 本地、远程控制水泵、阀门的启停，节省了大量人力。

2、闸门远程监测、控制

· 监测闸门的开关到位状态，根据灌溉需求控制流量大小。

· 监测闸前水位、闸后水位、闸门开度，计算出灌溉流量。

· 远程控制闸门开、关和停，节省了大量人力。

3、越限/故障报警，提高设备使用寿命

· 渠道水位、流量越限自动报警。

· 水泵/阀门/闸门故障报警。

系统特点：

1、现场泵站、闸门、阀门的控制逻辑全部由监控终端完成，节约投入成本。

本次项目每个泵站的水泵、阀门的数量较多且需要自动化控制，因此远程测控终端的核心设备采用了RTU主控制器DATA-7301（12路DI，6路AI、6路DO、1路CAN口）并搭配子控制器DATA-7302(20路DI、8路AI、8路DO)，丰富的接口满足了现场对泵、阀的监测、控制需求，节约了投入成本，同时也免去了泵站管理人员的PLC编程设计工作。

2、泵站监控终端嵌入了一体化触摸屏（DATA-7401），实现了人机交互，提高了就地控制效率。

泵站监控终端设置一体化触摸屏为本地操作终端，显示屏能显示时钟、水位、流量、报警点及有关画面等信息，工作人员直接根据需要完成就地操作，提高了工作效率。

3、渠道流量计算通过闸门开度和闸前、后水位计算，节约了建设成本。

为了降低建设成本，本项目采用国家标准水力学公式，通过闸门开度和闸前闸后水位计算明渠的流量。流量计算采用水工计算公式：水力学P75公式3-1-4