随着我国农业水资源短缺和灌区水资源利用效率低下的问题日益突出,建设现代化的节水型大型灌区刻不容缓。为此,我们拟定了一套系统解决方案,通过RTU遥测终端、DTU无线终端、水利网关、工业路由器、雷达流量计、雷达流速仪、GNSS接收机、雨量计、云平台等设备和手段,打造一个精细化智能化的大型灌区,实现水资源的精准分配与高效利用。

方案首先在主要水源地及主干渠建设水文监测站,采用雷达式水位计、超声波流速仪、电磁流量计等设备监测水源及主干渠的水量和流速。同时在闸口设置DTU无线终端,采集水闸开度、流量等数据。这些监测站通过4G或LoRa无线网络将数据传输至云平台和灌区指挥中心。

然后,在灌区关键分水节点设置水利网关,它集成了蒸发计、土壤湿度传感器等设备,可以监测田间用水情况。网关还能对接电动水阀、水表等执行设备,形成边缘计算小区,实现对应不同作物的精准分水。

此外,我们利用GNSS接收机、RTU遥测终端和工业路由器,打造起区块链式远程测控系统,实现对泵站、阀閘、水肥一体机等执行设备的精确调度,进行按需浇灌。通过区块链确保调度指令不可篡改,保证灌区用水计划的执行。

另一方面,通过布设雨量计网络,我们可以对灌区不同位置的降雨情况进行监测。雨量计采集的信息通过LoRa网络传输到云平台,进行降雨分布分析。指挥中心可以根据降雨情况,实时调整灌区水资源调度方案。

最后,所有设备和业务系统都接入到统一的云平台,进行数据汇聚、存储和分析应用。平台上还建立了灌区数字孪生系统,进行各种用水和调度方案的模拟仿真,科学制定最优化节水方案。

通过该套解决方案的应用,可以打造一个信息化、自动化的现代化大型灌区。实现对水资源的实时监测与动态调度,进行精细化的时空分配,将水资源配置到最需要的地方,进而达到高效利用水资源,节约用水的目的。该方案充分利用物联网、移动通信、区块链、云计算等信息技术手段,将大幅提高灌区的智能化水平和管理效率。