遼寧墑情遙測站結(jié)構(gòu)性能詳解

　　遼寧朝陽墑情遙測系統(tǒng)建于2007年5月，經(jīng)過2007、2008年兩年汛期的運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
　　1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
　　1.1 系統(tǒng)組成
　　朝陽墑情遙測系統(tǒng)分布于遼寧省朝陽市四大流域。朝陽墑情遙測中心下設(shè)：獨(dú)立墑情遙測站7處，雨墑?wù)�合�?處。其中大凌河流域7處、小凌河流域1處、老哈河流域1處、青龍河流域1處。遙測站點(diǎn)分布基本能夠及時(shí)掌握朝陽地區(qū)的墑情變化情況。
　　1.2 系統(tǒng)通信組網(wǎng)方案
　　通信信道主要采用移動(dòng)通信信號(hào)；其中獨(dú)立墑情站采用GSM移動(dòng)通信信號(hào)為通信信道，雨墑?wù)�合站采用GPRS移動(dòng)通信信號(hào)為主信道，GSM信號(hào)為備份信道。
　　2 遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
　　2.1 總體功能
　�。�1）野外遙測站為無人值守，全天候自動(dòng)工作，具備良好的防雷能力。
　�。�2）各站具備自檢能力，并能對(duì)電源電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。
　�。�3）能夠?qū)崟r(shí)采集、傳輸、接收各遙測墑情站的墑情變化信息。
　�。�4）用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)，在線進(jìn)行墑情處理，并進(jìn)行旱象分析。
　�。�5）可利用計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)向主管部門發(fā)送墑情數(shù)據(jù)傳遞墑情信息。
　�。�6）墑情實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，墑情數(shù)值越限、設(shè)備工作異常實(shí)時(shí)告警。
　�。�7）W indows輸出全漢化的土壤含水率圖形、報(bào)表和人機(jī)界面。
　�。�8）所有測站均按低功耗要求設(shè)計(jì)，電源設(shè)計(jì)配置可保證連續(xù)30天陰雨條件下系統(tǒng)正常運(yùn)行。靜態(tài)守候電流<2mA。
　　2.2 墑情遙測站
　　2. 2. 1 墑情遙測站工作體制
　　遙測站采用國內(nèi)外自動(dòng)化系統(tǒng)通常采用的自報(bào)式工作體制。自報(bào)工作方式采用事件和定時(shí)兩種自報(bào)方式，即在遙測墑情數(shù)據(jù)發(fā)生一個(gè)計(jì)量單位的變化時(shí)，實(shí)時(shí)將實(shí)測數(shù)據(jù)傳送到中心站；若定時(shí)時(shí)段內(nèi)無事件發(fā)生，則按定時(shí)時(shí)段自報(bào)數(shù)據(jù)。這種工作方式下系統(tǒng)界面可直觀地反映降雨對(duì)墑情影響的全過程，且遙測站采用間歇式工作方式，功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。
　　2.2.2 墑情遙測站組成
　　本系統(tǒng)采用國產(chǎn)最新型產(chǎn)品YAC9900遙測數(shù)傳終端機(jī)，它是在已經(jīng)成熟的遙測數(shù)傳終端機(jī)基礎(chǔ)上研制開發(fā)的新型遙測終端，另外配備了國內(nèi)托普儀器生產(chǎn)的土壤墑情速測儀，該產(chǎn)品在功能設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、可靠設(shè)計(jì)上都有較大提高，符合水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)規(guī)范要求。產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用了微處理器技術(shù)和龐大的軟件支持。墑情遙測站組成見圖1。

圖1  墑情遙測站組成框圖
　　2.2.3 技術(shù)指標(biāo)
　　電源電壓： DC 12~15V;功耗：守候電流<2mA（不含通訊終端）；工作電流<80mA（不含通訊終端電流）；環(huán)境條件：溫度-10 ~ +45℃、相對(duì)濕度95%（+40℃）。
　　2.2.4 主要功能
　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：當(dāng)傳感器發(fā)生變化1個(gè)增量時(shí)，設(shè)備自動(dòng)采集存儲(chǔ)并將更新值發(fā)送出去；定時(shí)數(shù)據(jù)采集：合理控制、灌溉用水浪費(fèi)嚴(yán)重以及按畝征收水費(fèi)、水費(fèi)征收難等問題，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)水資源管理量化、智能化、科學(xué)化。對(duì)其它井灌區(qū)灌溉計(jì)量和水價(jià)改革起到試點(diǎn)、示范和帶頭作用。
　　3 項(xiàng)目區(qū)應(yīng)用效果
　　2008年靜海水務(wù)局選擇一處1 200畝的井灌區(qū)作為項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)區(qū)。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)有機(jī)井2眼，安裝全自動(dòng)控制柜1套，安裝IC卡機(jī)井取水控制器1套，推行一井一表、一戶一卡。在分析水資源承載能力的基礎(chǔ)上，根據(jù)種植計(jì)劃、灌溉定額、灌溉面積以及干旱程度分配用水指標(biāo)，確定各農(nóng)戶允許所用水量，及機(jī)井總控制提水量，向農(nóng)戶預(yù)售水量。用戶根據(jù)自己的需要，持卡購水、用水。此項(xiàng)措施的推廣應(yīng)用，取得了很好的效果。
　　3.1 解決了收費(fèi)難的問題
　　由于IC卡系統(tǒng)采取水費(fèi)預(yù)交，再也不用為農(nóng)戶拖欠水費(fèi)發(fā)愁，農(nóng)民預(yù)交多少費(fèi)就用多少水，解決了收費(fèi)難的問題。對(duì)于村集體，也不用再派人到農(nóng)戶家中頻繁催交水費(fèi)，收繳水費(fèi)省時(shí)省力、拖欠水費(fèi)的問題得到了解決。
　　3.2 減少了水資源的浪費(fèi)
　　過去，由于灌溉電費(fèi)與用水多少?zèng)]有直接掛鉤，很多農(nóng)村實(shí)行電費(fèi)按畝分?jǐn)�，單個(gè)農(nóng)戶的節(jié)水節(jié)電積極性不高，地下水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。IC卡系統(tǒng)的應(yīng)用，將農(nóng)民自身的利益與用水的多少直接聯(lián)系起來，充分調(diào)動(dòng)了農(nóng)民的節(jié)水積極性，地下水資源的使用量也大幅度降低。2008年項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)使用了IC卡系統(tǒng)后，農(nóng)田灌溉每畝年節(jié)水100 m³以上，系統(tǒng)加載的土壤水分速測儀系統(tǒng)也在檢測土壤水分含量上立下了汗馬功勞。
　　3.3 減少了農(nóng)戶間的用水糾紛
　　應(yīng)用IC卡的交費(fèi)方式，農(nóng)民十分注意控制灌溉時(shí)間，灌溉時(shí)間較以前大大縮短，即使在用水的高峰期澆地難的問題也基本解決了，因此發(fā)生的糾紛也明顯減少。
　　3.4 保證用電和機(jī)電井設(shè)備安全
　　機(jī)電井自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)較原來的直接啟動(dòng)機(jī)井灌溉，能夠保證用電和設(shè)備安全，而且使機(jī)電設(shè)備的使用壽命大大增加。
　　3.5 提高了電費(fèi)負(fù)擔(dān)的公平性和透明性
　　過去灌溉電費(fèi)按田畝分?jǐn)�，搞平均主義，用多用少每畝都出一樣的錢，不公平也不合理。用了IC卡系統(tǒng)以后，多用多花錢，少用少花錢，農(nóng)民普遍反映，這種方式比以前更公平、更合理。
　　4 結(jié)論
　　IC卡系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)電井灌溉，操作方式簡單，農(nóng)戶易于掌握。該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，不僅可以促進(jìn)水費(fèi)的回收，降低農(nóng)戶的灌溉成本，而且可以減少地下水資源的無序開采和浪費(fèi)，增強(qiáng)農(nóng)民的節(jié)水意識(shí)，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉。這對(duì)推進(jìn)水利科技現(xiàn)代化，提高地下水資源管理水平具有重要意義。