Hidrologiniai radariniai srauto matuokliai Filipinų žemės ūkio drėkinimo sistemose

Santrauka
Šiame atvejo tyrime nagrinėjama, kaip Filipinai sprendžia pagrindinius žemės ūkio vandens išteklių valdymo iššūkius, diegdami bekontakčius hidrologinius radarinius srauto matuoklius. Susidūrusi su dideliais vandens kiekio svyravimais dėl musoninio klimato, neefektyvių tradicinių matavimo metodų ir nepakankamo duomenų tikslumo, Filipinų nacionalinė drėkinimo administracija (NIA), bendradarbiaudama su vietos valdžios institucijomis, įdiegė pažangią radarinio srauto stebėjimo technologiją į pagrindinių ryžių auginimo regionų drėkinimo kanalų sistemas. Praktika parodė, kad ši technologija žymiai pagerina vandens išteklių paskirstymo efektyvumą, tikslumą ir teisingumą, teikdama itin svarbią duomenų paramą šalies aprūpinimui maistu ir atspariam klimato kaitai žemės ūkiui.

I. Projekto aplinkybės: iššūkiai ir galimybės
Filipinų žemės ūkis, ypač ryžių auginimas, labai priklauso nuo drėkinimo sistemų. Tačiau šalies vandens išteklių valdymas jau seniai susiduria su rimtais iššūkiais:
Klimato ypatybės: Dėl skirtingų drėgnojo (Habagat) ir sausojo (Amihan) sezonų upių ir kanalų srautas smarkiai kinta ištisus metus, todėl nuolat ir tiksliai stebėti naudojant tradicinius matuoklius ir srauto matuoklius yra sunku.
Infrastruktūros apribojimai: Daugelis drėkinimo kanalų yra žemių arba tiesiog iškloti. Kontaktinių jutiklių (pvz., ultragarsinių arba Doplerio srauto matuoklių) įrengimas reikalauja inžinerinių modifikacijų, yra jautrus dumblo susidarymui, vandens augalų augimui ir potvynių daromai žalai, be to, juose yra didelių priežiūros išlaidų.
Duomenų poreikiai: norint užtikrinti tikslų drėkinimą ir teisingą vandens paskirstymą, drėkinimo valdytojams reikia patikimų, realaus laiko, nuotolinių vandens kiekio duomenų, kad būtų galima greitai priimti sprendimus, sumažinti švaistymą ir ginčus tarp ūkininkų.
Žmogiškieji ištekliai ir apribojimai: rankinis matavimas užima daug laiko, reikalauja daug darbo, yra linkęs į žmogiškąsias klaidas ir sunkiai įgyvendinamas atokiose vietovėse.
Siekdama išspręsti šias problemas, Filipinų vyriausybė savo „Nacionalinėje drėkinimo modernizavimo programoje“ pirmenybę teikė aukštųjų technologijų hidrologinio stebėjimo įrangos naudojimui.

II. Techninis sprendimas: Hidrologiniai radariniai srauto matuokliai
Hidrologiniai radariniai srauto matuokliai pasirodė esąs idealus sprendimas. Jie veikia skleidžiant radaro bangas į vandens paviršių ir priimant grįžtamąjį signalą. Naudodami Doplerio efektą paviršiaus srauto greičiui matuoti ir radaro diapazono nustatymo principus tiksliam vandens lygiui matuoti, jie automatiškai apskaičiuoja realaus laiko srauto greitį pagal žinomą kanalo skerspjūvio formą.
Pagrindiniai privalumai:
Bekontakčiai matavimai: montuojami ant tiltų ar konstrukcijų virš kanalo, nesiliečiant su vandeniu, visiškai išvengiant tokių problemų kaip dumblo susidarymas, šiukšlių poveikis ir korozija – labai tinka Filipinų drėkinimo sąlygoms.
Didelis tikslumas ir patikimumas: Nepriklauso nuo vandens temperatūros, kokybės ar nuosėdų kiekio, teikia nuolatinius, stabilius duomenis.
Maža priežiūra ir ilgas tarnavimo laikas: nėra panardintų dalių, beveik nereikia priežiūros ir tarnauja ilgai.
Integracija ir nuotolinis perdavimas: lengvai integruojama su saulės energijos sistemomis ir belaidžio perdavimo moduliais (pvz., 4G/5G arba LoRaWAN), kad duomenys realiuoju laiku būtų siunčiami į debesijos pagrindu veikiančią valdymo platformą.

III. Įgyvendinimas ir diegimas
Projekto vietos: Centrinis Luzonas ir Kagajano slėnio regionai Luzono saloje (pagrindiniai Filipinų „ryžių sandėliai“).
Įgyvendinančios agentūros: Filipinų nacionalinės drėkinimo administracijos (NIA) vietos biurai, bendradarbiaujantys su technologijų tiekėjais.
Diegimo procesas:
Vietos tyrimas: pagrindinių drėkinimo sistemos mazgų, tokių kaip ištakos iš pagrindinių kanalų ir įtekėjimo į pagrindinius šoninius kanalus, pasirinkimas.
Montavimas: Radaro srauto matuoklio jutiklis montuojamas ant stabilios konstrukcijos virš kanalo, užtikrinant, kad jis būtų nukreiptas vertikaliai į vandens paviršių. (Pridedamų saulės baterijų, baterijų ir duomenų perdavimo įrenginių (RTU) montavimas).

Kalibravimas: Įvedami tikslūs kanalo skerspjūvio geometriniai parametrai (plotis, nuolydis ir kt.). Įrenginyje integruotas algoritmas automatiškai atlieka skaičiavimo modelio kalibravimą.

Platformos integracija: duomenys perduodami į NIA centrinę vandens išteklių valdymo platformą ir stebėjimo ekranus regioniniuose biuruose, pateikiami vaizdinių diagramų ir žemėlapių pavidalu.

IV. Taikymo rezultatai ir vertė
Radaro srauto matuoklių įdiegimas davė reikšmingų rezultatų:
Pagerintas vandens naudojimo efektyvumas:
Vadovai gali tiksliai kontroliuoti vartų atidarymą, remdamiesi realaus laiko srauto duomenimis, paskirstydami vandenį skirtingoms zonoms pagal poreikį ir taip sumažindami netikslių įvertinimų sukeliamas atliekas. Preliminarūs duomenys rodo, kad bandomosiose zonose drėkinimo vandens naudojimo efektyvumas padidėjo maždaug 15–20 %.
Mokslinis ir automatizuotas sprendimų priėmimas:
Sausuoju metų laiku sistema leidžia tiksliai stebėti ir paskirstyti ribotus vandens išteklius.

Hidrologiniai radariniai srauto matuokliai Filipinų žemės ūkio drėkinimo sistemose
prioritetizuojant svarbiausias zonas. Drėgnuoju metų laiku realaus laiko duomenys padeda įspėti apie galimą kanalų perpildymo riziką, todėl galima imtis aktyvesnio vandens valdymo.
Sumažintas ginčų skaičius ir didesnė lygybė:
„Leidindami duomenims kalbėti“ vandens paskirstymas tarp aukštupio ir žemupio ūkininkų tapo skaidresnis ir teisingesnis, taip gerokai sumažinant istorinius ginčus dėl vandens. Ūkininkai gali pasiekti vandens paskirstymo informaciją per mobiliąsias programėles arba miesto biuletenius, taip didindami bendruomenės pasitikėjimą.
Mažesnės eksploatavimo ir priežiūros išlaidos:
Atsisakant dažnų rankinių patikrinimų ir matavimų, vadovai gali sutelkti dėmesį į pagrindinių sprendimų priėmimą. Įrangos patvarumas taip pat žymiai sumažina ilgalaikės priežiūros išlaidas ir prastovas.
Duomenimis pagrįstas infrastruktūros planavimas:
Sukaupti ilgalaikiai srauto duomenys suteikia vertingą mokslinį pagrindą būsimiems drėkinimo sistemų atnaujinimams, plėtrai ir renovacijai.

V. Iššūkiai ir ateities perspektyvos
Nepaisant projekto sėkmės, įgyvendinimas susidūrė su tokiais iššūkiais kaip didelės pradinės investicijos į įrangą ir nestabili tinklo aprėptis atokiose vietovėse. Būsimos plėtros kryptys apima:
Aprėpties plėtra: sėkmingos patirties atkartojimas daugiau drėkinimo sistemų visoje Filipinuose.
Meteorologinių duomenų integravimas: srauto duomenų derinimas su orų prognozėmis, siekiant sukurti išmanesnes „nuspėjamąsias“ drėkinimo planavimo sistemas.
Dirbtinio intelekto analizė: Dirbtinio intelekto algoritmų naudojimas istoriniams duomenims analizuoti, vandens paskirstymo modeliams optimizuoti ir visiškai automatizuotam planavimui pasiekti.
Išvada
Filipinai, naudodami hidrologinius radarinius srauto matuoklius, sėkmingai perkėlė tradicinį žemės ūkio drėkinimo valdymą į skaitmeninį amžių. Šis atvejis rodo, kad investicijos į pažangias, patikimas ir pritaikomas hidrologinio stebėjimo technologijas yra svarbus žingsnis siekiant padidinti žemės ūkio atsparumą ir produktyvumą, susiduriant su klimato kaitos iššūkiais ir aprūpinimo maistu spaudimu. Tai suteikia atkartojamą kelią vandens išteklių valdymo modernizavimui ne tik Filipinuose, bet ir kitose besivystančiose šalyse, kuriose yra panašios sąlygos.

Pilnas serverių ir programinės įrangos belaidžio modulio rinkinys, palaikantis RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

Norėdami gauti daugiau informacijos apie radaro jutiklį,

prašome susisiekti su „Honde Technology Co., LTD.“

Email: info@hondetech.com

Įmonės svetainė:www.hondetechco.com

Tel.: +86-15210548582