灌区用水管理调度技术研究

灌区用水管理调度技术研究

关延峰

五常市五常灌区灌溉站  （黑龙江  五常  150200）

摘要：灌区水资源管理在整个水资源管理中发挥着至关重要的作用。然而，灌区目前的水资源管理方法往往依赖于传统和过时的方法，可能无法有效满足不断发展的水资源管理需求。近年来，一些灌区已开始利用计算机技术来加强水资源管理实践，并取得了显著改善。灌区水管理信息系统、灌渠水流模拟系统、太阳能自动控制系统、灌渠水位自动监测和记录设备等系统的应用大大提高了现代灌区水管理的便捷性、准确性和效率。本研究主要探讨加强灌区水资源管理的重要性，以及利用这四项新技术和设备提高灌区用水效率的方法。

关键词：灌区用水；管理；调度技术

引言

水资源管理在灌区管理当中占据着至关重要的核心地位。其中，水资源的分配问题显得尤为关键，合理的分配能够确保每一处需要用水的地方都能得到恰当的供给；运行费用也是一个不可忽视的方面，它关系到整个水资源管理体系能否可持续地运行下去；水质更是重中之重，优质的水才能更好地满足各种需求，避免因水质问题带来一系列不良影响；而配水精度则直接影响到水资源分配的精准性和有效性。这些因素对于工程优势的充分发挥起着决定性的作用，只有在水资源管理科学合理的情况下，工程的优势才能最大程度地展现出来。同时，它对于水资源的高效利用有着深远的意义，通过有效的水资源管理，能够避免浪费，让每一滴水都能发挥最大的价值。并且，这对于提高经济效益和社会效益也有着不可低估的重要影响，既能促进经济的发展，又能提升社会的整体福祉。在灌溉区积极探索创新的水利方法具有重大意义，这能够有力地推动这些地区加快采用科学、实时和现代的水利实践。通过不断创新和改进水利方法，能够让灌区的水资源管理与时俱进，适应时代发展的需求，从而更好地服务于农业生产和社会发展的大局，为实现灌区的可持续发展奠定坚实的基础。

1加强灌区管理的目的和意义

计算机作为一种通过图形和图像直观表现地面物体的信息系统，能够以图形和图像的形式有效而准确地动态展示地面物体的数量、质量、分布特征、相互关系和变化规律。这使管理人员能够迅速准确地理解，便于及时准确地做出决策。灌溉领域新技术和新设备的集成可以显著提高管理效率。同时，管理者不仅可以通过图形方式了解和监督灌区的整体用水情况，还可以通过多种快速查询方式了解各种非图形因素的状况。因此，管理人员可以获得更多的信息。

2灌区用水管理的新技术和设备

2.1灌区用水管理信息系统

建立渠系和用户信息、用水计划、统计、收费管理、灌溉进度监测、数据传输、信息检索和在线支持。该系统的一个显著创新是通过计算机识别灌溉系统和用户。在用户部分，根据灌区内的行政区划记录，可定义不同用水户的行政属性，从而建立用水户的行政框架。在渠系部分，可以从水源向下系统地完成渠系结构的建设，从而建立渠系的输水框架。渠系用户段建立用户与渠道之间的关系，确保用水户与末级渠道之间的连接，从而建立渠系与用户之间的配水结构。在用水规划中，配水算法的效率和准确性是该系统的关键环节，也是衡量其实际可行性的重要指标。解决渠系建筑物在不同时间间隔内智能有序的溢流排放、水资源利用最大化和废水最小化等问题是该系统必须考虑的重要因素。所开发的配水模块可根据渠系结构、渠道流量和泵站提水能力快速执行渠系配水流程。输出信息包括渠道名称、起止时间、相应流量和配水记录。统计和计费模块可生成所需的统计报告和水费清单，而数据传输模块则为数据上传和传输过程提供便利。

2.2灌溉渠系水流模拟仿真系统

对于大中型灌溉系统而言，其渠网的规模往往极为庞大，可能会长达几十甚至上百公里之遥。在这种情况下，如果不充分考虑水流的时间动态这一关键因素，那么所得到的结果必然会与实际情况存在着极大的出入。鉴于此，渠系内水流的演变就必须要依据非稳定流理论来展开精确的计算。为了能给用户带来更大的便利和更好的使用体验，关于“灌溉渠水流模拟系统”的研发工作已经卓有成效地建立起了标准的渠系结构。而用于定义这些结构属性的数据则是以表格的形式妥善地存储在后台数据库当中。各种各样水力结构的水力计算模型、公式以及具体的解决方案，都是通过专门的软件程序得以实现的。该系统主要具备这样一些显著的特点：能够可视化地构建运河网络，能够以表格形式清晰地定义运河结构的属性，并且能够严格按照非稳态流理论来执行水力计算。这个系统能够出色地模拟灌区内的输水和配水情况，通过可视化工具实现对灌溉渠结构的计算机化创建。当输入灌溉系统的控制点之后，该模拟系统便能够动态且精准地模拟出在灌溉过程中渠系内水位和流量的变化情况，并且还能够对模拟结果进行重放。这样的一个工具，能够切实地帮助灌溉管理人员精心挑选出渠系内的最佳配水方案，同时它还可以当作图形界面和数据库来加以使用，其重要性和实用性不言而喻。

2.3渠道闸门太阳能自动控制系统

用于渠道管理的基本太阳能自动控制系统是由多个重要部分共同构成的，其中包含了数据记录器，也即控制器，还有水位传感器、通信系统，比如移动电话、有线电话或是无线电等，以及调制解调器和电源，也就是电池加上电机。这个系统乃是一种极具经济性的渠道自动管理技术，它通过太阳能电池板把光能有效地转化为电能，并将这些能量妥善地储存在电池之中。同时，会在闸门上安装定位装置以及小型电机，用于对下游取水口的水位和流量进行实时监测，如此一来便可以对上游闸门的开启度进行精确测量、有效控制和合理调整，进而实现有规划、有秩序的配水工作。在实际运行的过程当中，上游闸门的开度会依据下游测水建筑物所预设的水位或者流量来进行灵活调整，从而满足下游的取水需求。

2.4渠道水位流量自动记录设备

渠系水位自动监测和记录设备WL-2000，该设备由微处理器(CPU)，LCD显示及驱动电路、按键、实时钟、AD转换器、大容量Flash存储器、串行口、电源及24V电源供给电路等几部分组成。它采用6V蓄电池供电，备有交流充电和太阳能充电两种方式，功耗很低，适合比较长期在无电力供应的情况下使用。它采用大容量闪存技术，记录数据量大，存储可靠，输出可采用IC卡和串口分别进行。存储在就地存储器中水位数据，可以通过专用电缆、磁卡或无线传输设备发送或可实现实时控制。该设备以时钟计时，每当设置的时间(软件设置)间隔到时，打开传感器24V供电电路(SS24)，测量该时的水位值，并存人Flash存储器中。Flash存储器选择AT45D041，存储容量为4Mbit，如果10min存储一条水位记录，可连续存储就近445d的水位数据。功耗低可连续使用2个月以上；如采用太阳能电池可长期在野外工作。

3.结束语

综上所述，灌区用水管理新系统和设备符合科学、实时、直观、高效的灌区用水管理的要求，极大地提高了灌区用水管理的效率和精确度。文章首先分析了加强灌区用水管理的意义，然后介绍了四项灌区用水管理新技术和设备的应用，旨在推动灌区用水管理的快速发展，提高灌区用水管理的效率。

参考文献：

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[3]司雪琴.宁夏引黄灌区水量调度现状分析及用水管理[J].水利技术监督,2023,06:20-21-24.

作者简介：

关延峰，男，满族，1972年1月23日出生，籍贯：黑龙江五常。