Абстрактный
В данном исследовании рассматривается, как Филиппины решают основные проблемы управления водными ресурсами в сельском хозяйстве путем внедрения бесконтактных гидрологических радиолокационных расходомеров. Столкнувшись с экстремальными колебаниями объема воды из-за муссонного климата, неэффективными традиционными методами измерения и недостаточной точностью данных, Национальное ирригационное управление (НИУ) Филиппин в сотрудничестве с местными органами власти внедрило передовую технологию радиолокационного мониторинга расхода в ирригационные каналы 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 устойчивого к изменению климата сельского хозяйства.
I. Предыстория проекта: проблемы и возможности
Сельское хозяйство Филиппин, особенно рисоводство, в значительной степени зависит от ирригационных систем. Однако управление водными ресурсами страны уже давно сталкивается с серьезными проблемами:
Климатические характеристики: Четко выраженные влажный (Хабагат) и сухой (Амихан) сезоны вызывают резкие колебания уровня воды в реках и каналах в течение года, что затрудняет непрерывный и точный мониторинг с помощью традиционных измерительных приборов и расходомеров.
Ограничения инфраструктуры: Многие ирригационные каналы имеют земляную или просто облицованную поверхность. Установка контактных датчиков (таких как ультразвуковые или доплеровские расходомеры) требует инженерных модификаций, подвержена заиливанию, разрастанию водных растений и повреждениям от наводнений, а также влечет за собой высокие затраты на техническое обслуживание.
Потребности в данных: Для обеспечения точного орошения и справедливого распределения воды руководителям ирригационных служб необходимы надежные, доступные в режиме реального времени и удаленные данные об объеме воды для быстрого принятия решений, сокращения потерь и споров между фермерами.
Кадровые ресурсы и ограничения: Ручные измерения отнимают много времени, требуют больших трудозатрат, подвержены человеческим ошибкам и сложны в реализации в отдаленных районах.
Для решения этих проблем правительство Филиппин в рамках своей «Национальной программы модернизации ирригации» уделило приоритетное внимание применению высокотехнологичного гидрологического оборудования для мониторинга.
II. Техническое решение: Радарные гидрологические расходомеры
Идеальным решением стали гидрологические радарные расходомеры. Они работают, излучая радарные волны в направлении поверхности воды и принимая отраженный сигнал. Используя эффект Доплера для измерения скорости поверхностного потока и принципы радиолокационного измерения расстояния для точного измерения уровня воды, они автоматически рассчитывают расход в реальном времени на основе известной формы поперечного сечения русла.
К основным преимуществам относятся:
Бесконтактный метод измерения: устанавливается на мостах или сооружениях над каналом, не контактирует с водой, полностью исключая такие проблемы, как заиление, попадание мусора и коррозия — идеально подходит для условий орошения на Филиппинах.
Высокая точность и надежность: не зависит от температуры воды, ее качества или содержания осадка, обеспечивая непрерывные и стабильные данные.
Низкие затраты на техническое обслуживание и длительный срок службы: отсутствие погруженных в воду деталей, практически полное отсутствие необходимости в техническом обслуживании и длительный срок службы.
Интеграция и удаленная передача: Легко интегрируется с системами солнечной энергии 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
Места реализации проекта: Центральный Лусон и долина Кагаян на острове Лусон (главные «рисовые житницы» Филиппин).
Исполнительные организации: Местные отделения Национального управления ирригации Филиппин (NIA) в партнерстве с поставщиками технологий.
Процесс развертывания:
Обследование участка: Выбор ключевых узлов в ирригационной системе, таких как отводы из основных каналов и входы в основные боковые каналы.
Монтаж: Установка датчика радарного расходомера на устойчивой конструкции над каналом, обеспечивающая его вертикальное направление к поверхности воды. (Установка сопутствующих солнечных панелей, батарей и блоков передачи данных (RTU)).
Калибровка: Ввод точных геометрических параметров поперечного сечения канала (ширина, уклон и т. д.). Встроенный в устройство алгоритм автоматически выполняет калибровку расчетной модели.
Интеграция платформы: Данные передаются на центральную платформу управления водными ресурсами NIA и отображаются на экранах мониторинга в региональных офисах в виде визуальных диаграмм и карт.
IV. Результаты применения и ценность
Внедрение радарных расходомеров принесло значительные результаты:
Повышение эффективности использования воды:
Менеджеры могут точно контролировать открытие затворов на основе данных о расходе воды в режиме реального времени, распределяя воду по различным участкам в зависимости от потребности и сокращая потери, вызванные неточными расчетами. Предварительные данные показывают, что эффективность использования воды для орошения в пилотных зонах увеличилась примерно на 15-20%.
Научное и автоматизированное принятие решений:
В засушливый сезон система позволяет осуществлять точный мониторинг и распределение ограниченных водных ресурсов.
Радарные гидрологические расходомеры в системах сельскохозяйственного орошения на Филиппинах
Приоритизация критически важных зон. В сезон дождей данные в режиме реального времени помогают предупреждать о потенциальных рисках переполнения каналов, что позволяет более эффективно управлять водными ресурсами.
Сокращение споров и повышение справедливости:
Принцип «пусть данные говорят сами за себя» сделал распределение воды между фермерами, расположенными выше и ниже по течению, более прозрачным и справедливым, значительно сократив количество водных споров, существовавших в прошлом. Фермеры могут получать доступ к информации о распределении воды через мобильные приложения или городские объявления, что повышает доверие в сообществе.
Снижение эксплуатационных и ремонтных расходов:
Исключение частых ручных проверок и измерений позволяет руководителям сосредоточиться на принятии ключевых решений. Долговечность оборудования также значительно снижает долгосрочные затраты на техническое обслуживание и время простоя.
Планирование инфраструктуры на основе данных:
Накопленные за длительный период данные о расходе воды предоставляют ценную научную основу для будущей модернизации, расширения и восстановления ирригационных систем.
V. Вызовы и перспективы на будущее
Несмотря на успех проекта, его реализация столкнулась с такими проблемами, как высокие первоначальные инвестиции в оборудование и нестабильное покрытие сети в отдаленных районах. Направления дальнейшего развития включают:
Расширение охвата: распространение успешного опыта на большее количество ирригационных систем по всей Филиппинам.
Интеграция метеорологических данных: объединение данных о расходе воды с прогнозами погоды для создания более эффективных систем прогнозирования орошения.
Анализ с использованием ИИ: Применение алгоритмов ИИ для анализа исторических данных, оптимизации моделей распределения воды и достижения полностью автоматизированного планирования.
Заключение
Благодаря применению гидрологических радиолокационных расходомеров Филиппины успешно перевели традиционное управление орошением в сельском хозяйстве в цифровую эпоху. Этот пример демонстрирует, что инвестиции в передовые, надежные и адаптируемые технологии гидрологического мониторинга являются ключевым шагом на пути повышения устойчивости и производительности сельского хозяйства в условиях климатических вызовов и проблем продовольственной безопасности. Он предлагает воспроизводимый путь модернизации управления водными ресурсами не только для Филиппин, но и для других развивающихся стран со схожими условиями.
Полный комплект серверов и программного обеспечения беспроводного модуля, поддерживающий RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для получения более подробной информации о радиолокационных датчиках,
Пожалуйста, свяжитесь с компанией Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Веб-сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Дата публикации: 29 августа 2025 г.