為了解決我國水資源不足，合理有效的實(shí)現(xiàn)灌區(qū)科學(xué)灌排，充分利用水資源增產(chǎn)增收，我公司投入研發(fā)灌區(qū)智能生態(tài)節(jié)水閘門系統(tǒng)。該系統(tǒng)以GPRS公用網(wǎng)作為通訊平臺(tái)，水資源管理人員可通過監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)下達(dá)從閘門全開到全關(guān)全過程運(yùn)行等操作指令。同時(shí)，可以在同一地點(diǎn)與自動(dòng)水量遙測系統(tǒng)及各種量水設(shè)施配合使用，達(dá)到既能遙測水量，也能有效控制水量的目的。適用于各種野外應(yīng)用的中小型直板閘門和氣動(dòng)盾形閘門，更適合用于灌區(qū)遠(yuǎn)程水量的調(diào)度，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控遙測，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，尤其防汛排澇期間，在惡劣氣候環(huán)境下，可以減少野外長距離奔赴操作可能造成的人身傷害。

灌區(qū)智能節(jié)水生態(tài)閘門系統(tǒng)主要采用先進(jìn)科技手段對(duì)灌渠水文信息和閘門信息進(jìn)行實(shí)時(shí)遙測、遙控、傳輸和處理的專門技術(shù)，有效解決了中小型流域的節(jié)水調(diào)度，達(dá)到了對(duì)水資源的合理利用。它綜合了農(nóng)田水利的水文、電子、電信、傳感器和計(jì)算機(jī)等多學(xué)科的有關(guān)最新成果，用于水文測量和計(jì)算，對(duì)江河流域的調(diào)水和灌溉地區(qū)的水資源合理利用等方面都能發(fā)揮重大作用。

一、主要性能和技術(shù)參數(shù)

灌區(qū)智能節(jié)水生態(tài)閘門系統(tǒng)為江河機(jī)電裝備工程有限公司自主研發(fā)產(chǎn)品。設(shè)計(jì)充分考慮了灌區(qū)閘門經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、安全管理和水務(wù)工作等各項(xiàng)要求，在設(shè)計(jì)上遵循下列原則：

設(shè)計(jì)中重視調(diào)查研究，均符合實(shí)際技術(shù)要求，整體設(shè)計(jì)均采用經(jīng)過試用、考核和鑒定合格的新技術(shù)、新產(chǎn)品，選用高可靠性的定型設(shè)備，從而保證了設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在實(shí)用、可靠的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的要求。

系統(tǒng)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、組網(wǎng)合理、維護(hù)方便；選用當(dāng)前最新軟件設(shè)計(jì)技術(shù)，配置具備一定檔次的硬件設(shè)備，使整個(gè)系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、經(jīng)濟(jì)適用，擴(kuò)展性強(qiáng)、兼容性好。

重視各部分間的適應(yīng)協(xié)調(diào)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總體性能最優(yōu)。

程序模塊化、接口標(biāo)準(zhǔn)化、界面清晰友好、連接方便通暢。既可單獨(dú)運(yùn)行，又可有效集成于大系統(tǒng)中。

系統(tǒng)的軟件采用開放性的設(shè)計(jì)思想，具有標(biāo)準(zhǔn)、開放的現(xiàn)場總線接口，可將通訊協(xié)議不同公司設(shè)備的信息接入本系統(tǒng)。

系統(tǒng)具備防誤操作功能和完備的自診斷、自恢復(fù)功能。

系統(tǒng)采用通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)，模塊化、分層分布式結(jié)構(gòu)，改造后的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)能夠開放、共享。

采用分層分布開放式系統(tǒng)，便于功能和硬件的擴(kuò)充。分布式數(shù)據(jù)庫及軟件模塊化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)更能適應(yīng)功能的增加和規(guī)模的擴(kuò)充。

系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)灌區(qū)現(xiàn)場環(huán)境。

系統(tǒng)充分借鑒國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和不足，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)智能節(jié)水生態(tài)閘門系統(tǒng)的實(shí)用性、先進(jìn)性、可靠性和可擴(kuò)展性的最佳組合。

灌區(qū)智能節(jié)水生態(tài)閘門系統(tǒng)建設(shè)任務(wù)：

1、完成電氣部分的設(shè)計(jì)、采購、研發(fā)與廠內(nèi)調(diào)試

主要包括完成智能測控終端、電路板設(shè)計(jì)；全部相關(guān)設(shè)備采購；完成智能測控終端、電路板焊接、數(shù)據(jù)采集、流量計(jì)算、電機(jī)控制器部分的程序編寫；完成智能測控終端與上位機(jī)通訊試驗(yàn)、控制箱整體調(diào)試；對(duì)流量計(jì)算部分的測試；閘門控制效果測試；短信備用通道的測試。

2、完成監(jiān)控部分的設(shè)計(jì)、采購、研發(fā)與廠內(nèi)調(diào)試

主要包括完成總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)； 全部相關(guān)設(shè)備采購；各模塊編程工作；與控制器的聯(lián)機(jī)通信測試工作；畫面的優(yōu)化；用戶手冊(cè)等文檔編寫。

完成機(jī)械部分的設(shè)計(jì)、采購、研發(fā)與廠內(nèi)調(diào)試。

完成土建部分的設(shè)計(jì)、施工。

完成各部分的現(xiàn)場綜合調(diào)試。

主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

技術(shù)性能指標(biāo):

型號(hào)：ZJSZ-J ZJSZ-Q   

軟件運(yùn)行平臺(tái)：windows serves 2008/windows XP

系統(tǒng)應(yīng)用軟件 YCU-2000

通訊方式GPRS /GSM       供電電源:太陽能

工作電壓: 24V           輸入信號(hào)：0-24mA

測量精度：≦±2.8%       水位≦0.22%

最大響應(yīng)時(shí)間：2-5s       閘門開啟與閉合角度0-70°

項(xiàng)目成果的成本較同類進(jìn)口產(chǎn)品降低了30%以上，通過在國內(nèi)的推廣應(yīng)用，可以提高我國農(nóng)業(yè)灌溉的效率，達(dá)到節(jié)約使用水資源，同時(shí)能夠降低人員成本，實(shí)現(xiàn)“無人值守、智能控制”。

二、關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)

灌區(qū)智能節(jié)水生態(tài)閘門系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)在于采用GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)完成對(duì)閘門的遠(yuǎn)程、多點(diǎn)的區(qū)域性控制，遙控距離不受限制，有GPRS信號(hào)的地區(qū)均可實(shí)現(xiàn)。

灌區(qū)智能節(jié)水生態(tài)閘門系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)在于完全改變了傳統(tǒng)閘門的固定模式及采用人工控制閘門的啟閉供水的方式。采用了倒伏式設(shè)計(jì)，將閘門固定在渠道的底部，并依此為支撐點(diǎn)，通過太陽能及智能控制系統(tǒng)完成閘門倒伏和起升，有效的防止了泥沙及雜物卡阻閘門，使閘門無法完全關(guān)閉，造成水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。

智能控制系統(tǒng)可以根據(jù)用水總量對(duì)閘門進(jìn)行控制，當(dāng)用水量達(dá)到設(shè)定值后，閘門自行關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)按需供水。其精度小于± 5%。

該系統(tǒng)采用GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)完成對(duì)閘門的遠(yuǎn)程、多點(diǎn)的區(qū)域性控制，遙控距離不受限制，有GPRS信號(hào)的地區(qū)均可實(shí)現(xiàn)。

三、應(yīng)用推廣情況及前景分析

我公司先后參加了第十屆國際水利先進(jìn)技術(shù)（產(chǎn)品）推介會(huì)、 山東水生態(tài)建設(shè)新技術(shù)對(duì)接會(huì)、河北省高效節(jié)水技術(shù)推廣會(huì)浙江省水利先進(jìn)適用技術(shù)（產(chǎn)品）推介會(huì)、遼寧省生態(tài)河道建設(shè)新技術(shù)推介會(huì)、中國水博覽會(huì)等展會(huì)，對(duì)灌區(qū)智能節(jié)水生態(tài)閘門系統(tǒng)進(jìn)行了推介。在湖南長沙建設(shè)了示范工程，并通過了水利部科技推廣中心組織的水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)評(píng)價(jià)。

灌區(qū)智能節(jié)水生態(tài)閘門系統(tǒng)集合了清潔能源、節(jié)約水資源、智能控制技術(shù)、管理先進(jìn)性等理念，它的研發(fā)順應(yīng)了市場發(fā)展需要，具體分析如下：

我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國, 水資源又十分緊缺，但農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)現(xiàn)象又十分嚴(yán)重。農(nóng)業(yè)用水約占全國用水總量的70%，其中90%以上用于灌溉，因此，灌區(qū)在我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中占有重要的地位，市場前景廣闊。

已有的灌區(qū)水利工程老化失修嚴(yán)重，管理不善，灌排保障能力下降，成為保護(hù)和提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的制約因素，迫切需要加大投入，加快續(xù)建配套和節(jié)水改造步伐。

現(xiàn)灌區(qū)調(diào)水設(shè)備大多采用螺桿啟閉機(jī)手動(dòng)操作，密封性能差，流量及水位測量也只能靠人工完成，更談不上對(duì)整個(gè)灌區(qū)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，嚴(yán)重影響了灌區(qū)的科學(xué)化用水管理進(jìn)程。

近年來，全國各地不斷出現(xiàn)的極端天氣情況，對(duì)灌區(qū)供水服務(wù)水平提出更高要求。

國家對(duì)灌區(qū)配套設(shè)施資金投入加大，以及新出臺(tái)的土地流轉(zhuǎn)政策鼓勵(lì)農(nóng)民集中管理農(nóng)田，這要求對(duì)整個(gè)灌區(qū)實(shí)行統(tǒng)一化管理和具有更高的灌溉能力。

目前，該系統(tǒng)的設(shè)備及系統(tǒng)軟件只有國外少數(shù)幾家提供，處于市場壟斷的狀況，且價(jià)格過高，不利于在我國大面積推廣。

隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，光纖和無線通訊的普及，網(wǎng)絡(luò)通訊費(fèi)用有所降低，為本系統(tǒng)的使用和推廣創(chuàng)造了條件。

灌區(qū)智能節(jié)水生態(tài)閘門系統(tǒng)同時(shí)也是一套全方位信息化管理的系統(tǒng)，它促使行業(yè)管理信息化與灌區(qū)信息化管理的同步發(fā)展，體現(xiàn)在水量監(jiān)測、閘門控制、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、數(shù)據(jù)共享等方面整體規(guī)劃。