[实用新型]一种基于全渠道控制系统的高效灌溉耦合技术装置

说明书

一、技术领域

本发明技术属于水利水电工程施工中技术、电子、通信和自动控制技术领域。

二、背景技术

2012年，甘肃省疏勒河流域水资源管理局通过省水利厅、清华大学的大力支持，引进澳大利亚墨尔本大学和潞碧垦公司研发生产的一体自动化测控闸门9套、全渠道控制系统软件1套。2014年年初，由于此系统的良好运行，清华大学确定昌马南干渠灌区为国家“十二五”科技支撑“水联网多水源实时调度与过程控制技术”科研项目中的技术推广应用示范区。之后省疏勒河管理局借助“敦煌水资源合理利用与生态保护综合规划”项目，再次引进了该闸门51套，目前南干渠控制的60套闸门全部采用全渠道控制系统模式，覆盖了南干渠5.8万亩耕地。

存在的问题是全渠道控制系统能够实现骨干渠系的联调联动，在渠道测量控制上为灌区水资源管理提供了强大的技术保障，但斗渠以下的渠道控制策略没有延伸到田间，全渠道控制系统的功能也没有得到最大化的发挥。且与当地建立的500亩集河水与井水的渠灌、滴灌、管灌和井水的温室大棚微灌等四种不同自动灌水方式为一体的田间自动化灌溉系统无法耦合。

发明内容

一种基于全渠道控制系统的高效灌溉耦合技术装置由一体自动化测控闸门（13）、沉淀池（17）、清水池（22）、泵房（24）、田间灌溉渠系（25）和改变后的下游水位传感器（20）组成。因为一体自动化测控闸门（13）、原下游水位传感器（11）仅测量下游渠道的水位，无法控制自动化灌溉系统的水源，本技术方案主要是改变全渠道控制系统（TCC）中一体自动化测控闸门（13）的结构将一体化测控闸门下游水位传感器（11）分离出来，通过数据线（19）移植到示范核心区首部清水池（22）内，使闸门能够自动控制水池水位，从而达到控制田间自动化高效节水灌溉系统的目的，实现全渠道控制系统和田间自动化灌溉技术的完美耦合，构成了甘肃疏勒河流域高效灌溉集成技术，因此将本技术定义为基于全渠道控制系统的高效灌溉耦合技术。

一种基于全渠道控制系统的高效灌溉耦合技术装置由一体自动化测控闸门（13）、沉淀池（17）、清水池（22）、泵房（24）、田间灌溉渠系（25）和改变后的下游水位传感器（20）组成，其特征是：将全渠道控制系统中一体自动化测控闸门（13）的结构中的一体化测控闸门下游水位传感器（11）分离出来，通过数据线（19）移植到示范核心区首部清水池（22）内，使闸门能够自动控制水池水位，从而达到控制田间自动化高效节水灌溉系统的目的，实现全渠道控制系统和田间自动化灌溉技术的完美耦合。

所述的一种基于全渠道控制系统的高效灌溉耦合技术装置，其特征是：以一体自动化测控闸门（13）传感器上面的横杆为10m基准高程，经测量得水池顶相对高程8.264m，池底相对高程4.614m，水池衔接的农渠设计流量0.4m³，渠底高程7.364m。

所述的一种基于全渠道控制系统的高效灌溉耦合技术装置，其特征是：在改变了一体自动化测控闸门下游传感器（20）的位置的前提下，根据高效节水灌溉不同工况下的运行条件，输入到一体自动化测控闸门下游水位数值栏，达到闸门控制和稳定下游水位的目的，使两种系统达到完美的耦合。

所述的一种基于全渠道控制系统的高效灌溉耦合技术装置，其特征是：高效节水灌溉运行工况和闸门下游水位设计如下：

A、防止抽水泵空转的最低下游水位：根据水泵高度30cm，确定最低下游水位为4.914m；

B、仅管、微灌两种灌溉模式工作，渠灌不工作，水池衔接的渠道不输水：为防止水从水池溢流到渠道中，渠道渠底高程下降10cm作为该工况的下游水位相对高程，确定为7.264m；

C、管、微灌两种灌溉模式工作同时渠灌工作，渠道输水流量0.1m³：根据渠道0.1m³的渠道水深为0.15cm，确定该工况的下游水位相对高程为7.514m；

D、管、微灌两种灌溉模式工作同时渠灌工作，渠道输水流量0.2m³：根据渠道0.2m³的渠道水深为0.28cm，确定该工况的下游水位相对高程为7.644m；

E、管、微灌两种灌溉模式工作同时渠灌工作，渠道输水流量0.3m³：根据渠道0.3m³的渠道水深为0.38cm，确定该工况的下游水位相对高程为7.744m；