一种灌区明渠自动量水系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种灌区明渠自动量水系统，包括简易量水槛、雨量传感器、第一超声波水位计、第二超声波水位计、远程通信模块、上位机、立杆；其中，所述简易量水槛设置引水渠道上；所述立杆固定在明渠的一侧；所述雨量传感器和远程通信模块均安装在立杆上；所述第一超声波水位计设置在简易量水槛的上游；第二超声波水位计设置在简易量水槛的下游；所述雨量传感器、第一超声波水位计、第二超声波水位计均与远程通信模块相连；所述远程通信模块与上位机相连。本实用新型专利技术可以应用于灌区量水工作，有助于减少降雨和淹没流、渠道淤积给明渠量水造成误差影响，提高灌溉用水量测精度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及农业灌溉量水
，尤其涉及一种灌区明渠自动量水系统。
技术介绍
明渠是灌区农业灌溉的主要输水工程，明渠量水是灌区量水工作的重点领域。实践中，明渠量水工作受渠道地形、灌溉管理以及降雨的影响比较大，实际精度很难保证，影响测流效果。通常受地形影响，在拟开展量水的明渠段，明渠底部坡度过缓，难以形成稳定过流控制断面，以形成自由流态满足测量基本条件，需要对这段渠道进行改造。往往有时候即使明渠底部坡度足够，下游不利的灌溉管理，尤其是临时设置挡水物时或者垃圾入渠，造成量水段的局部壅水形成淹没流，明渠量测精度迅速下降，甚至会导致量水数据不可用。除了灌溉管理，明渠由于是开放的系统，在降雨期间也收纳雨水作为排水通道，这时候若是将雨水(排水)计量后纳入灌溉水量，直接导致灌溉水量不准确，这也是明渠量水实际当中普遍遇到的问题和难题。根据明渠量水实际工作需求，开发既能够满足常规测流，又能将降雨时灌溉水量扣除，及灌溉管理导致下游壅水时及时提醒并排除障碍的系统，是非常有必要的。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种灌区明渠自动量水系统，该系统能够减少雨水及下游壅水给明渠量水带来的精度影响，确保量测精度，可应用于灌区农业用水管理的要求。为了达到上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种灌区明渠自动
量水系统，包括简易量水槛、雨量传感器、第一超声波水位计、第二超声波水位计、远程通信模块、上位机、立杆；其中，所述简易量水槛设置引水渠道上；所述立杆固定在明渠的一侧；所述雨量传感器和远程通信模块均安装在立杆上；所述第一超声波水位计设置在简易量水槛的上游；第二超声波水位计设置在简易量水槛的下游；所述雨量传感器、第一超声波水位计、第二超声波水位计均与远程通信模块相连；所述远程通信模块与上位机相连。进一步的，所述雨量传感器将测得的降雨量数据通与远程通信模块进行数据交换。进一步的，所述第一超声波水位计和第二超声波水位计将测得的简易量水槛上下游水位数据与远程通信模块进行数据交换。进一步的，所述远程通信模块为GSM/GPRS模块。本技术的有益效果是：依靠雨量传感器判断灌溉期间下雨实践段，记录降雨量大于0mm以上的时间，计算灌溉水量时将这段时间内的水量不算为灌水量，这样有效减少明渠中将降雨纳入为灌水量的误差。简易量水槛可用于自由流和淹没流状态下明渠量测，但淹没度应控制在0.85以下。实践中，现有明渠大多坡度很难达到要求，并且受到下游顶托作用，很容易导致淹没度大于0.85，这时简易量水槛水位流量关系不稳定，原有水位流量计算公式已经不适合了，量水效果将急剧下降。通过设置2个超声波水位计，可以有效的监测简易量水槛处的过流流态，判断下游水位是否超过淹没度水位。在渠道中没有过水时，两个超声波水位计通过监测渠道底部高程，判断渠道是否淤积或冲刷，产生淤积或冲刷时，派人现场进行处理。通过安装雨量传感器和安装两个超声波水位计能够有效减少雨水、下游壅水、渠道淤积给明渠量水带来的精度影响，确保量测精度，可应用于灌区农业用水管理的要求。附图说明图1是本技术的系统结构示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本技术作进一步的说明。简易量水槛属于量水堰的一种，最早由荷兰、美国等研究提出。我国水利部有关科研部门，在引进的基础上作了一定的改进。通过多个灌区的现场应用表明，其量测精度较高，另外还具有：造价低廉、野外适应性强等特点，是灌区较为理想的量水建筑物，已被推荐进入《灌溉渠道系统量水规范》(GB/T 21303-2007)。本技术对现有渠道进行改造，将渠道进行衬砌，形成三面光矩形渠道，在渠道顺直段按照规范建设简易量水槛。如图1所示，本技术包括简易量水槛、雨量传感器、第一超声波水位计、第二超声波水位计、远程通信模块、上位机、立杆；其中，所述简易量水槛设置引水渠道上；所述立杆固定在明渠的一侧；所述雨量传感器和远程通信模块均安装在立杆上；在简易量水槛上游1m处安装第一超声波水位计，在下游距离简易量水槛顶部1m处安装第二超声波水位计；所述雨量传感器、第一超声波水位计、第二超声波水位计均与远程通信模块相连；远程通信模块与上位机进行通信，交互数据。所述雨量传感器将测得的降雨量数据与远程通信模块进行数据交换，可以采用上海瑞昕科技发展有限公司RN型翻斗式型号的产品，但不限于此。所述第一超声波水位计和第二超声波水位计将测得的简易量水槛上下游水位数据与远程通信模块进行数据交换，可以采用北京金水中科科技有限公司HOH-S-CF型号的产品，但不限于此。所述远程通信模块为GSM/GPRS模块，可以采用武汉星恒瑞机电设备有限
公司三菱PLC的产品，但不限于此。本技术的工作过程如下：当灌区开展正常灌溉时，第一超声波水位计实时监测明渠内简易量水槛的上游水位，第二超声波水位计实时监测简易量水槛的下游水位，并将监测数据实时上传到上位机。上位机首先根据上下游水位数据，分析是自由流还是淹没流。若判断为自由流或者淹没度小于等于0.85时，将上游水位结合水位流量关系换算成水量；若判断为淹没流大于0.85时，则立即派人去现场查看是否下游有堵塞情况。降雨时，雨水通过汇集进入明渠，通过雨量传感器对降雨进行监测，并将降雨量数据实时上传到上位机，上位机根据降雨判断该段时间是雨水，不计入灌溉水量。当渠道中没有过水时，第一超声波水位计和第二超声波水位计对简易量水槛上下游的明渠底部高程进行定期监测，并将监测数据实时上传到上位机。上位机根据设置的明渠底部高程基准情况，判断简易量水槛上下游是否淤积或者冲刷，当水位高于或低于基础值时，明渠中可能有淤积或冲刷现象，派人去现场进行清理。通过本系统，不仅可以对灌区明渠灌溉水量进行自动量测，还可以通过设置雨量传感器和两个超声波水位计减少下游壅水、降雨、上下游淤积对量水精度的不利影响，提供量测效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灌区明渠自动量水系统，其特征在于，包括简易量水槛、雨量传感器、第一超声波水位计、第二超声波水位计、远程通信模块、上位机、立杆；其中，所述简易量水槛设置引水渠道上；所述立杆固定在明渠的一侧；所述雨量传感器和远程通信模块均安装在立杆上；所述第一超声波水位计设置在简易量水槛的上游；第二超声波水位计设置在简易量水槛的下游；所述雨量传感器、第一超声波水位计、第二超声波水位计均与远程通信模块相连；所述远程通信模块与上位机相连。

【技术特征摘要】
1.一种灌区明渠自动量水系统，其特征在于，包括简易量水槛、雨量传感器、第一超声波水位计、第二超声波水位计、远程通信模块、上位机、立杆；其中，所述简易量水槛设置引水渠道上；所述立杆固定在明渠的一侧；所述雨量传感器和远程通信模块均安装在立杆上；所述第一超声波水位计设置在简易量水槛的上游；第二超声波水位计设置在简易量水槛的下游；所述雨量传感器、第一超声波水位计、第二超声波水位计均与远程通信模块相连；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡荣祥，肖万川，郑世宗，
申请(专利权)人：浙江省水利河口研究院，
类型：新型
国别省市：浙江;33