[发明专利]智能化灌区排水管理系统和蓄排水节制闸

说明书

本发明提供一种智能化灌区排水管理系统和蓄排水节制闸，能够有效节约灌溉用水，净化水质。用水管理系统包括：管理装置，包含：降雨量预报部、产流量预报部、决策部、以及管理侧通信部；和至少一个蓄排水节制闸，包含：闸门、驱动部、以及闸门侧通信部，其中，降雨量预测部根据灌区当地天气预报信息预测未来一段时期内的降雨量，产流量预报部根据降雨量和流域水情监测信息、土壤信息、以及土地利用信息，预报灌区的产流量，决策部根据产流量、土地利用面积和规定的排涝时间确定灌区的排涝流量，并与设计排涝流量进行比较，然后做出运行工况决策，闸门侧通信部接收发送来的运行工况决策，驱动部根据运行工况决策驱动闸门进入相应的运行工况。

技术领域

本发明属于灌区管理技术领域，具体涉及智能化灌区排水管理系统和应用在该系统中的蓄排水节制闸。

背景技术

随着农业用水水平提高，灌区用水管理信息化、智能化、自动化已经成为当下以及今后发展的趋势。一方面，灌区信息监测系统建设及互联网技术发展迅速，可为灌区用水管理利用的信息日益丰富；另一方面，由于缺乏相关实践经验及相应配套管理设备，灌区智能化发展还处在发展初期。

灌区退水回收利用在如今灌区管理中的重要性已经逐渐明晰，雨水集蓄(rainwater harvesting)相关研究及实践已经开展近30年。由灌溉尾水、降雨及地下水补给等组成的农田尾水，目前在大型灌区的日常管理之中并没有进行有效处理，有大部分直接排放到容泄区，未加二次利用，造成了水资源的浪费，加剧下游水体污染。

水权制度的出现及灌水成本的提高，促使灌水管理者开始尽可能地优化灌溉制度，同时农田尾水的回收利用也逐渐受到重视。但是由于缺少合适的设备对退水进行有效的管理，使得退水回收利用管理成本较高，实际回收利用率不高。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种智能化灌区排水管理系统和蓄排水节制闸，能够有效节约灌溉用水，净化水质降低污染。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案。

<智能化灌区排水管理系统>

本发明提供一种智能化灌区排水管理系统，其特征在于，包括：管理装置，包含：降雨量预报部、产流量预报部、决策部、以及管理侧通信部；和至少一个蓄排水节制闸，包含：闸门、驱动部、以及闸门侧通信部，其中，降雨量预报部根据灌区当地天气预报信息预测未来一段时期内的降雨量，产流量预报部根据预报的降雨量和灌区当地的流域水情监测信息(包括旱地的土壤墒情监测、水田及池塘的水位监测)、土壤信息、以及土地利用信息，预报灌区的产流量，决策部根据预报的产流量、土地利用面积和规定的排涝时间确定灌区的排涝流量Q_排，并与设计排涝流量Q_设进行比较，根据比较结果做出关于闸门开度信息的运行工况决策，管理侧通信部将运行工况决策发送至蓄排水节制闸，闸门安装在灌区的排水沟渠内，闸门侧通信部接收发送来的运行工况决策，驱动部根据运行工况决策驱动闸门进入相应的运行工况。

优选地，在本发明所涉及的智能化灌区排水管理系统中，还可以具有这样的特征：降雨量预报部首先获取灌区当地天气预报信息，然后将每天的天气预报信息按照无雨、小雨、中雨、大雨、暴雨、和大暴雨进行分级，取雨量的中间值作为这一天的降雨量，再对一段时期内每天的降雨量进行累加，得到该段时期内预测的降雨量。

优选地，在本发明所涉及的智能化灌区排水管理系统中，还具有这样的特征：决策部在比较结果为Q_排≥0.6Q_设的情况下，做出使闸门处于全开状态的死水位决策；在比较结果为0＜Q_排≤0.6Q_设的情况下，做出使闸门处于上部开启下部关闭状态的兴利水位决策；在比较结果为Q_排＝0的情况下，做出使闸门处于全闭状态的高水位决策。