Абстрактный
В этом тематическом исследовании рассматривается, как Филиппины решают основные проблемы управления водными ресурсами в сельском хозяйстве, внедряя бесконтактные гидрологические радарные расходомеры. Столкнувшись с резкими колебаниями объёма воды, вызванными муссонным климатом, неэффективностью традиционных методов измерения и недостаточной точностью данных, Национальная ирригационная администрация (НИА) Филиппин в сотрудничестве с местными органами власти внедрила передовую технологию радиолокационного мониторинга расхода воды в системы оросительных каналов основных рисоводческих регионов. Практика показала, что эта технология значительно повышает эффективность, точность и справедливость распределения водных ресурсов, обеспечивая критически важную информационную поддержку для продовольственной безопасности страны и развития сельского хозяйства, устойчивого к изменению климата.
I. Предыстория проекта: проблемы и возможности
Сельское хозяйство Филиппин, особенно выращивание риса, в значительной степени зависит от ирригационных систем. Однако управление водными ресурсами в стране уже давно сталкивается с серьёзными проблемами:
Климатические характеристики: четко выраженные влажные (Хабагат) и сухие (Амихан) сезоны вызывают резкие колебания расхода воды в реках и каналах в течение года, что затрудняет непрерывный и точный мониторинг с помощью традиционных датчиков и расходомеров.
Ограничения инфраструктуры: Многие оросительные каналы земляные или просто облицованы. Установка контактных датчиков (например, ультразвуковых или доплеровских расходомеров) требует инженерных изменений, подвержена заилению, росту водных растений и повреждению от наводнений, а также влечет за собой высокие затраты на обслуживание.
Потребности в данных: Для обеспечения точного орошения и справедливого распределения воды менеджерам по орошению необходимы надежные, получаемые в режиме реального времени и удаленные данные об объемах воды для быстрого принятия решений, сокращения отходов и разрешения споров между фермерами.
Человеческие ресурсы и ограничения: ручные измерения отнимают много времени, требуют больших трудозатрат, подвержены человеческим ошибкам и их сложно реализовать в отдаленных районах.
Для решения этих проблем правительство Филиппин определило приоритет применения высокотехнологичного оборудования для гидрологического мониторинга в своей «Национальной программе модернизации ирригации».
II. Техническое решение: Гидрологические радарные расходомеры
Идеальным решением стали гидрологические радарные расходомеры. Они излучают радиолокационные волны в сторону поверхности воды и принимают отраженный сигнал. Используя эффект Доплера для измерения скорости поверхностного потока и принцип радиолокационного измерения для точного измерения уровня воды, они автоматически рассчитывают расход в режиме реального времени на основе известной формы поперечного сечения русла.
Основные преимущества включают в себя:
Бесконтактное измерение: устанавливается на мостах или сооружениях над каналом, не контактирует с водой, полностью исключая такие проблемы, как заиление, воздействие мусора и коррозия, что идеально подходит для условий орошения на Филиппинах.
Высокая точность и надежность: не зависит от температуры воды, качества или содержания осадка, обеспечивает непрерывные, стабильные данные.
Низкие эксплуатационные расходы и длительный срок службы: отсутствуют погружные части, практически не требуют обслуживания и имеют длительный срок службы.
Интеграция и удаленная передача: простая интеграция с солнечными энергосистемами и модулями беспроводной передачи данных (например, 4G/5G или LoRaWAN) для отправки данных в режиме реального времени на облачную платформу управления.
III. Внедрение и развертывание
Местоположение проекта: Центральный Лусон и долина Кагаян на острове Лусон (главные «рисовые житницы» Филиппин).
Реализующие организации: Местные отделения Филиппинской национальной ирригационной администрации (NIA) в партнерстве с поставщиками технологий.
Процесс развертывания:
Обследование участка: выбор ключевых узлов в системе орошения, таких как отводы от магистральных каналов и входы в основные боковые каналы.
Монтаж: Монтаж датчика радарного расходомера на устойчивой конструкции над каналом, обеспечив его вертикальную направленность к поверхности воды. (Установка сопутствующих солнечных панелей, аккумуляторов и устройств передачи данных (RTU)).
Калибровка: ввод точных геометрических параметров поперечного сечения канала (ширина, уклон и т.д.). Встроенный алгоритм прибора автоматически завершает калибровку расчётной модели.
Интеграция платформы: данные передаются на центральную платформу управления водными ресурсами NIA и на экраны мониторинга в региональных офисах в виде визуальных диаграмм и карт.
IV. Результаты и ценность применения
Внедрение радарных расходомеров дало значительные результаты:
Повышение эффективности использования воды:
Менеджеры могут точно контролировать открытие затворов, используя данные о расходе воды в режиме реального времени, распределяя воду по различным участкам по мере необходимости, сокращая потери, вызванные неточностями в расчетах. Предварительные данные показывают, что эффективность использования оросительной воды в пилотных районах выросла примерно на 15–20%.
Научное и автоматизированное принятие решений:
В сухой сезон система обеспечивает точный мониторинг и распределение ограниченных водных ресурсов.
Гидрологические радарные расходомеры в филиппинских сельскохозяйственных ирригационных системах
Определение приоритетности критических зон. В сезон дождей данные в режиме реального времени помогают предупреждать о потенциальных рисках переполнения каналов, что позволяет более эффективно управлять водными ресурсами.
Уменьшение количества споров и повышение справедливости:
Благодаря принципу «Дать возможность данным говорить» распределение воды между фермерами, расположенными выше и ниже по течению, стало более прозрачным и справедливым, что значительно сократило количество споров о воде, имевших место в прошлом. Фермеры могут получать информацию о распределении воды через мобильные приложения или городские бюллетени, что укрепляет доверие сообщества.
Снижение эксплуатационных и эксплуатационных расходов:
Устранение частых ручных проверок и измерений позволяет руководителям сосредоточиться на принятии ключевых решений. Долговечность оборудования также значительно снижает затраты на долгосрочное обслуживание и время простоя.
Планирование инфраструктуры на основе данных:
Накопленные долгосрочные данные о стоке обеспечивают ценную научную основу для будущей модернизации, расширения и восстановления ирригационных систем.
V. Проблемы и перспективы на будущее
Несмотря на успех проекта, его реализация столкнулась с такими трудностями, как высокие первоначальные инвестиции в оборудование и нестабильное покрытие сети в отдалённых районах. Дальнейшие направления развития включают:
Расширение охвата: распространение успешного опыта на большее количество ирригационных систем по всей территории Филиппин.
Интеграция метеорологических данных: объединение данных о расходе воды с прогнозами погоды для создания более интеллектуальных «прогностических» систем планирования орошения.
Анализ на основе ИИ: использование алгоритмов ИИ для анализа исторических данных, оптимизации моделей распределения воды и достижения полностью автоматизированного планирования.
Заключение
Благодаря применению гидрологических радарных расходомеров Филиппины успешно перевели традиционное управление сельскохозяйственным орошением в цифровую эпоху. Этот пример демонстрирует, что инвестиции в передовые, надежные и адаптируемые технологии гидрологического мониторинга являются ключевым шагом на пути к повышению устойчивости и продуктивности сельского хозяйства в условиях климатических изменений и проблем продовольственной безопасности. Это открывает воспроизводимый путь модернизации управления водными ресурсами не только для Филиппин, но и для других развивающихся стран с аналогичными условиями.
Полный комплект серверов и программного беспроводного модуля, поддерживает RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для получения дополнительной информации о радарных датчиках см.
пожалуйста, свяжитесь с Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Время публикации: 29 августа 2025 г.