智慧灌区管网流量监测方案

一、项目概述

1.1、概述

本项目为重庆市涪陵区联合水库中型灌区续建配套与现代化改造项目，旨在通过智能化改造，全面改善灌区农业生产条件，保障同乐镇万亩油茶特色农业区及粮食作物生产用水。联合水库灌区位于涪陵区西南部的同乐镇，主要涉及同乐镇寿坝村、莲池村、解放村、前进村、同乐村及同建社区6个村社共12800亩耕地，灌区主要分布于高程700m~800m，灌区内田土比约3.5:6.5，灌区现有土地已耕地为主和高标农田为主。项目包括安装流量计、配置4G网络传输系统、安装增加200万像素监控摄像头等关键智能化设备，以实现水利管理的智能化和高效化。本次新建输水管道25.375km，本次新建灌区流量监控设备45套，视频监控设备7套。

1.2、现场情况

（1）联合水库灌区位于涪陵区西南部的同乐镇，主要涉及同乐镇寿坝村、莲池村、解放村、前进村、同乐村及同建社区6个村社共12800亩耕地，灌区主要分布于高程700m~800m，灌区内田土比约3.5:6.5，灌区现有土地已耕地为主和高标农田为主。

（2）管网阀门分布和流量计安装分布比较分散，很多地方离公路较远，在安装实施时，设备及材料需要人工搬运。

二、建设内容

本工程灌区信息化工作主要建设内容建设流量监测系统、监控系统。具体内容为流量监测系统45套，包括外夹式超声波流量计、摄像头、太阳能供电设备、RTU遥测终端机等设备搭建，实现对现地水情运行数据的采集，各监测点通过4G无线通信方式将采集的数据直接接入涪陵区智慧灌区平台。

三、系统组成

在支管分水口末端处安装外夹式流量计，可获取实时流量和累计流量数据。通过末端流量计可实时监测每个末端灌溉用水情况，为分析统计各个灌溉片区用水提供数据基础；为配水调度提供数据支撑，也为后期灌溉收费提供依据。由于原流量计设计在计量井内，计量井现场处于农田间而且低洼地，容易长期积水，导致设备损坏，因此改到地面上安装。

联合水库灌区量测水系统主要由45个末端超声波流量计、7套监控系统、太阳能供电设备、4G遥测终端机设备构成。量水监测系统采用功率50W太阳能板，50AH蓄电池，监控系统采用150W太阳能板80AH蓄电池，立杆尺寸为165mm直径，高度5m。

四、设备选型

4.1、安装管段的选择

选择充满流体的材质均匀质密、易于超声波传输的管段，优先选择垂直管段或水平管段。

4.2、传感器的选择

针对管道测流传感器目前市面上有多种原理的传感器，可根据项目实际现场情况选择不同的测流传感器，目前市场常见的有电磁流量计、管段式超声波流量计、外夹式超声波流量计、插入式超声波流量计等。变送仪表也可选择壁挂式或者一体式的。本项目全部采用外夹式超声波流量计。

4.3、RTU遥测终端机的选择

系统:（Android 4.4）

人机交互:5寸触控屏

分辨率:800*480

色彩:24位

处理器:Cortex-A7 4核1.2GHz主频

内部存储空间:4GB

硬件接口:3路RS485接口，5路开关量输入，4路USB接口，1路音频接口，1路麦克风接口，GPS定位*，7寸显示屏*

传输方式:支持GPRS、4G、WiFi、RJ45以太网数据传输

数据导出方式:USB本地导出或远程平台导出

数据补发:设备没有信号或掉线可以缓存补发至少3个月的数据

中心站:同时向多个中心站和端口发送数据，默认支持6个中心站，每个中心站支持不少于3个端口

内置双通道通信能力，可扩展多通道通信能力，通信模式支持采用有线网络、4G/5G、北斗卫星等通信方式，

内置看门狗，防死机设置，保障终端长期可靠运行；

内置实时时钟（RTC），保证最大月误差不超过 2min；

★.遥测终端(RTU 或物联网终端)符合SL 651-2014《水文监测数据通信规约》规约符合性测试。

★.检测标准符合SL 180-2015《水文自动测报系统设备 遥测终端机》，SZY 203-2016《水资源监测设备技术条》（WATIC-JF-S26-2021)，SZY 205-2016《水资源监测设备质量检验》（WATIC-JF-S27-2021)。

★.遥测终端(RTU或物联网终端)支持北斗、GPS定位功能，提供经国家认证认可的第三方检测机构出具的具有CMA 、 CNAS 标识的检测报告。支持心跳包、注册包功能，提供经国家认证认可的第三方检测机构出具的具有CMA 、CNAS 标识的检测报告。软件\硬件双看门狗设计，系统稳定。

4.4、太阳能供电系统

流量监测系统采用50W太阳能板、50AH蓄电池

监控系统采用150W太阳能板、80AH锂电池

4.5、立杆参数

高度5米，直径165mm，厚度不小于3mm，热镀锌管喷塑，法兰盘固定。

4.5通讯方式

支持4G、5G、RJ45网口等方式，可扩展北斗通讯。支持本地自有平台的数据展示与控制操作，同时可对接省水利平台或第三方平台，支持MQTT、TCP或定制协议，支持API平台对接，灵活性强。

五、系统平台

云平台为用户提供安全可靠、即用即得的监测服务。秒速上云、“零”运维成本、功能丰富强大、系统方便易用。平台具有强大的测点管理、监测数据管理、远程通讯、历史数据查询管理、安全报警功能管，视频图像查管、数据下载等功能；具备全面性、可靠性、实用性、方便性、集成性等特点，用户操作简便。

1）可实时监测各测点传感器，可自定采集时间，并对原始数据进行滤波、计算等处理，数据以数字或相应曲线、图等形式实时显示、记录和打印。 

2）监测数据能够保存在多种数据库内，并可进行历史数据查询，生成选定时间段内的传感器最大最小值，还可以直接生成 EXCEL或其他形式报表。 

3）软件界面清晰直观，工具条与按钮操作。以主界面和各子界面形式显示，各界面间切换灵活。 

4）数据可以各种表格、图形、曲线方式显示。 

5）具有数据超限报警设置显示功能，现场即时上传报警信息时，同时还可提供各种声光报警等多媒体提示或手机短信报警。 

6）能对系统中的每一用户进行口令和操作权限的管理，能对不同的用户分配不同的系统访问、操作权限级别。用户登录后的操作将写入系统日志，保障运行系统的安全性。 

7）系统满足开放性标准的要求，方便系统功能的添加、删除、维护、修改、扩展。并满足数据库容量的扩充、系统软件功能的增强等方面的要求。 

8）采用先进软件开发，功能强大、灵活方便、界面美观，信息化管理，智能化监测，不仅可完全实现尾矿库安全监测的功能要求，还可根据实际需要进行软件升级，符合今后的发展方向。