农田地表水管控系统及制作方法和农田地表水管控排灌的方法技术方案

本发明专利技术是农田地表水管控系统及制作方法和农田地表水管控排灌的方法。按照一个地域的农田排灌的规划沿河道的河床上设置地表水管控设施，地表水管控设施由地表水灌溉计量控制柜、蓄水井、引水口、引水管道和输水管路构成，蓄水井的顶部固定安设地表水灌溉计量控制柜，地表水灌溉计量控制柜内安设地表水管控器、配电器和通讯天线，地表水管控器通过线路与配电器相连接，配电器通过电路与潜水泵的开关相连接，地表水管控器通过线路向配电器发出指令启闭潜水泵，地表水管控器通过通讯天线把地表水管控器采集的数据信息传输给农业水资源管控中心。本发明专利技术设计科学，结构合理，成本低廉，制作简单，支持余额不足告警、仪表计量故障告警、箱门打开告警、水泵故障告警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种泵站排灌，尤其涉及一种农田地表水管控系统及制作方法和农田地表水管控排灌的方法。
技术介绍
我国20世纪80年代至今，泵站排灌是电能转化为水能进行农田排灌、供水、渍涝排水及跨流域调水的一项综合性水利工程，是解决无自流条件下的排灌、供水和水资源调配问题的唯一动力来源，是解决洪涝灾害、干旱缺水的重要工程措施和实现水利现代化的重要标志之一。泵站排灌工程在工农业生产发展及城乡供水等方面发挥了巨大作用。泵站排灌建设也存在一些问题：一是工程建设投资高。工程建设要讲究投入和产出，要能以最小的投入，获得最大的经济效益。二是泵站的现代化建设严重滞后，缺少用水计量措施，大水漫灌现象普遍存在，造成水资源的极大浪费。三是在一个地域建立泵站排灌，不能整体管控泵站排灌的取水情况，不能对一个地域的地表水进行调控，合理使用地表水。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于解决上述泵站排灌存在的问题，提供一种农田地表水管控系统及制作方法和农田地表水管控排灌的方法。本专利技术是低洼圩区排涝降泽、抗旱地区灌溉抗旱不可缺少的水利工程，建设的投入和产出，要能以最小的投入，获得最大的经济效益。以最小的资金、最小的工程量、采取最简单的施工手段，建成使用价值高、效益面积大、能源消耗低、运行安全可靠，操作维修方便，美观牢固；按照一个地域的农田排灌的规划建立农业水资源管控中心，对一个地域的地表水实施宏观管控，监控该地域每一个地表水管控设施的气象情况、地表水情况和地表水使用情况，按照一个地域的农田排灌的规划建立售水机构，售水机构以行政村庄为单位，每个行政村庄只设定一个售水机构，售水机构制做农户地表水管理IC卡、销售农户地表水管理IC卡、确认农户地表水管理IC卡的使用权、收取农户地表水管控设施的费用、根据农田灌溉面积确定一卡一井或一卡多井，售水机构通过网络与农业水资源管控中心相连接，把农户地表水管理IC卡的数据信息传输给农业水资源管控中心。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：按照一个地域的农田排灌的规划沿河道的河床上设置地表水管控设施，地表水管控设施由地表水灌溉计量控制柜、蓄水井、引水口、引水管道和输水管路构成，蓄水井的顶部固定安设地表水灌溉计量控制柜，蓄水井的底部设置蓄水井基座，在蓄水井基座上固定设置蓄水井，蓄水井的整体呈桶状密闭，蓄水井的截面积呈圆形或矩形或多边形，蓄水井的顶端部固定安设井盖，井盖与蓄水井的顶端部相吻合，蓄水井的井壁、蓄水井基座和井盖采用混凝土材质或金属材质制作。本专利技术地表水管控设施（即地表水灌溉计量泵站）采用预制装配式井筒结构，顶部安装地表水灌溉计量控制柜（即节水智能控制柜），预制装配式结构创造出把整体分解为散件的形式，达到预制、搬运、组装方便的同时，确保装配后整体性完好牢固，运行安全高效。预制装配式结构大大减小了土建工程量，安装维修方便，大幅度节省工程投资，施工工期短，有很大的推广应用价值。地表水管控设施是电能转化为水能进行农田排灌、供水、渍涝排水及跨流域调水的一项综合性水利工程，在工农业生产发展及城乡供水等方面发挥了巨大作用。地表水管控设施在规模质量、效益、管理等方面得到全面的提高和综合的发展。大型泵站在跨流域调水工程相继建成并投入使用，从工程规划、设计、施工、安装到运行管理，技术水平上了一个新台阶；重点抓了技术改造和经营管理，技术水平越来越先进，经济效益越来越好，建设与管理水平越来越高。蓄水井内安设潜水泵、送水管路、流量计、进排气阀、逆止阀、输水管路、水位传感器，蓄水井内的底部安设潜水泵，潜水泵的输出口与送水管路的一端部固定相连接，潜水泵的输入口汲取蓄水井内的地表水，潜水泵的开关通过电缆与配电器相连接，配电器通过线路与地表水管控器相连接，地表水管控器发出指令启闭潜水泵，送水管路的另一端部上固定安设流量计、逆止阀和进排气阀，流量计记录输出地表水的量，流量计上的计量表通过线路与地表水管控器相连接，流量计上的计量表把地表水的输水量的数字信息传输给地表水管控器，地表水管控器通过通讯天线把计量表的输水量的数字信息传输到农业水资源管控中心，农业水资源管控中心管控一个地域整体的地表水的水资源，流量计的输出口与逆止阀相连接，逆止阀抑制水流方向，逆止阀保护潜水泵，送水管路的最高点处安设进排气阀，进排气阀排除送水管路中的气体，送水管路的输水更通畅，蓄水井的上部安设输水管路，送水管路的另一端部与输水管路的一端部固定相连接，输水管路的另一端部与农田灌溉管网固定相连接。本专利技术地表水管控设施采用预制装配式井筒结构，顶部安装地表水灌溉计量控制柜，预制装配式结构创造出把整体分解为散件的形式，达到预制、搬运、组装方便的同时，确保装配后整体性完好牢固，运行安全高效。预制装配式结构大大减小了土建工程量，安装维修方便，大幅度节省工程投资，施工工期短，有很大的推广应用价值。蓄水井内安设潜水泵、送水管路、流量计、进排气阀、逆止阀、输水管路、水位传感器，潜水泵具有结构紧凑、体积小、适应性广、安装形式多样化等优点，可以适应不同使用场合的需要，选用潜水电泵可以大幅度节省工程投资，施工工期短，安装维修方便，运行安全可靠，自动化程度高，美化泵站环境，有很大的推广价值，应用必将会越来越广泛。地表水管控设施安装地表水灌溉计量控制柜，农田灌溉时，地表水用水农户用农户地表水管理IC卡刷卡后，潜水泵启动，流量计采集送水管路的输送地表水的水量，进行输水量的计算，当农田灌溉完毕，地表水用水农户用农户地表水管理IC卡再次刷卡，潜水泵关闭停止运行，同时地表水管控器核减农户地表水管理IC卡内的水量，实现计量收费自动控制。地表水管控器采用无线传输、数字化等新技术，实现地表水管控设施数字信息监控自动化、远程信息传输与处理网络化，达到设备现代化、运行自动化的目标，推进泵站现代化进程。蓄水井内设置水位传感器，水位传感器通过线路与地表水管控器相连接，水位传感器监测蓄水井内的水位，同时水位传感器监测河道内的水位情况，并把蓄水井内水位以及河道的水位的数字信息传输给地表水管控器，地表水管控器通过通讯天线把采集到的数据信息传输给农业水资源管控中心。本专利技术水位传感器采用投入式水位传感器，直接将其安设到蓄水井内监测液位，水位传感器依据压力与水深成正比关系的静水压力原理，运用压敏元件作传感器的水位计，当水位传感器固定在蓄水井内某一测点时，该监测点以上水柱压力高度加上该点高程，即可间接地测出水位，获得准确的测量结果与优良的稳定性，同时也推算出河道内的水位，水位传感器通过线路与地表水管控器相连接，水位传感器把蓄水井内水位的数字信息传输给水资源控制器。蓄水井外侧的地表上安设土壤水分传感器，土壤水分传感器插入地表内，土壤水分传感器通过线路与地表水管控器相连接，把蓄水井周围的土壤墒情的数字信息传输给地表水管控器，地表水管控器通过通讯天线将蓄水井周围的土壤墒情的数字信息传输给农业水资源管控中心。本专利技术蓄水井的外部地表上安设土壤水分传感器，土壤水分传感器采用FDS-100土壤水分湿度传感器，土壤水分传感器是基于介电理论并运用频域测量技术的传感器，能够精确测量土壤和其它多孔介质的体积含水量，土壤水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农田地表水管控系统，其特征是按照一个地域的农田排灌的规划沿河道的河床上设置地表水管控设施（21），地表水管控设施（21）由地表水灌溉计量控制柜（1）、蓄水井（5）、引水口（10）、引水管道（8）和输水管路（11）构成，蓄水井（5）的顶部固定安设地表水灌溉计量控制柜（1），蓄水井（5）的底部设置蓄水井基座（6），在蓄水井基座（6）上固定设置蓄水井（5），蓄水井（5）的整体呈桶状密闭，蓄水井（5）的截面积呈圆形或矩形或多边形，蓄水井（5）的顶端部固定安设井盖（22），井盖（22）与蓄水井（5）的顶端部相吻合，蓄水井（5）的井壁、蓄水井基座（6）和井盖（22）采用混凝土材质或金属材质制作；蓄水井（5）内安设潜水泵（7）、送水管路（16）、流量计（2）、进排气阀（3）、逆止阀（4）、输水管路（11）、水位传感器（17），蓄水井（5）内的底部安设潜水泵（7），潜水泵（7）的输出口与送水管路（16）的一端部固定相连接，潜水泵（7）的输入口汲取蓄水井（5）内的地表水，潜水泵（7）的开关通过电缆与配电器（23）相连接，配电器（23）通过线路与地表水管控器（18）相连接，地表水管控器（18）发出指令启闭潜水泵（7），送水管路（16）的另一端部上固定安设流量计（2）、逆止阀（4）和进排气阀（3），流量计（2）记录输出地表水的量，流量计（2）上的计量表通过线路与地表水管控器（18）相连接，流量计（2）上的计量表把地表水的输水量的数字信息传输给地表水管控器（18），地表水管控器（18）通过通讯天线（15）把计量表的输水量的数字信息传输到农业水资源管控中心（19），农业水资源管控中心（19）管控一个地域整体的地表水的水资源，流量计（2）的输出口与逆止阀（4）相连接，逆止阀（4）抑制水流方向，逆止阀（4）保护潜水泵（7），送水管路（16）的最高点处安设进排气阀（3），进排气阀（3）排除送水管路（16）中的气体，送水管路（16）的输水更通畅，蓄水井（5）的上部安设输水管路（11），送水管路（16）的另一端部与输水管路（11）的一端部固定相连接，输水管路（11）的另一端部与农田灌溉管网固定相连接；蓄水井（5）内设置水位传感器（17），水位传感器（17）通过线路与地表水管控器（18）相连接，水位传感器（17）监测蓄水井（5）内的水位，同时水位传感器（17）监测河道内的水位情况，并把蓄水井（5）内水位以及河道的水位的数字信息传输给地表水管控器（18），地表水管控器（18）通过通讯天线（25）把采集到的数据信息传输给农业水资源管控中心（19）；蓄水井（5）外侧的地表上安设土壤水分传感器（26），土壤水分传感器（26）插入地表内，土壤水分传感器（26）通过线路与地表水管控器（18）相连接，把蓄水井（5）周围的土壤墒情的数字信息传输给地表水管控器（18），地表水管控器（18）通过通讯天线（25）将蓄水井（5）周围的土壤墒情的数字信息传输给农业水资源管控中心（19）；蓄水井（5）的顶部固定安设地表水灌溉计量控制柜（1），地表水灌溉计量控制柜（1）内安设地表水管控器（18）、配电器（23）和通讯天线（25），地表水管控器（18）通过线路与配电器（23）相连接，配电器（23）通过电路与潜水泵（7）的开关相连接，地表水管控器（18）通过线路向配电器（23）发出指令启闭潜水泵（7），配电器（23）上安设电度表（24），电度表（24）记录用电量，电度表（24）的输入端通过线路与供电电网相连接，电度表（24）的输出端与配电器（23）相连接，地表水管控器（18）通过线路与通讯天线（25）相连接，地表水管控器（18）通过通讯天线（25）把地表水管控器（18）采集的数据信息传输给农业水资源管控中心（19）；地表水管控器（18）上设置数据信息显示区和刷卡区，地表水管控器（18）的数据信息显示区显示地表水管控设施（21）的区号、井号、卡号、用户水量、运行时间、流量、蓄水井水位、运行状态，地表水用户通过售水机构（20）购买农户地表水管理IC卡，用农户地表水管理IC卡在地表水管控器（18）的刷卡区刷卡，刷卡后方可启动潜水泵（7）输送地表水实施农田灌溉；地表水灌溉计量控制柜（1）的顶部安设气象传感器（27），气象传感器（27）通过线路与通过线路与地表水管控器（18）相连接，气象传感器（27）监测地表水灌溉计量控制柜（1）周围的气象情况，把地表水灌溉计量控制柜（1）周围的风速、风向、雨量、温度、湿度、气压的数字信息传输给地表水管控器（18），地表水管控器（18）通过通讯天线（25）将地表水灌溉计量控制柜（1）周围的风速、风向、雨量、温度、湿度、气压的数字信息传输给农业水资源管控中心（19）；沿河道的河床上设置管道基座（15），管道基座（15）采用混凝土材质制作，在管道基座（15）上安设引水管道（...

【技术特征摘要】
1.一种农田地表水管控系统，其特征是按照一个地域的农田排灌的规划沿河道的河床上设置地表水管控设施（21），地表水管控设施（21）由地表水灌溉计量控制柜（1）、蓄水井（5）、引水口（10）、引水管道（8）和输水管路（11）构成，蓄水井（5）的顶部固定安设地表水灌溉计量控制柜（1），蓄水井（5）的底部设置蓄水井基座（6），在蓄水井基座（6）上固定设置蓄水井（5），蓄水井（5）的整体呈桶状密闭，蓄水井（5）的截面积呈圆形或矩形或多边形，蓄水井（5）的顶端部固定安设井盖（22），井盖（22）与蓄水井（5）的顶端部相吻合，蓄水井（5）的井壁、蓄水井基座（6）和井盖（22）采用混凝土材质或金属材质制作；
蓄水井（5）内安设潜水泵（7）、送水管路（16）、流量计（2）、进排气阀（3）、逆止阀（4）、输水管路（11）、水位传感器（17），蓄水井（5）内的底部安设潜水泵（7），潜水泵（7）的输出口与送水管路（16）的一端部固定相连接，潜水泵（7）的输入口汲取蓄水井（5）内的地表水，潜水泵（7）的开关通过电缆与配电器（23）相连接，配电器（23）通过线路与地表水管控器（18）相连接，地表水管控器（18）发出指令启闭潜水泵（7），送水管路（16）的另一端部上固定安设流量计（2）、逆止阀（4）和进排气阀（3），流量计（2）记录输出地表水的量，流量计（2）上的计量表通过线路与地表水管控器（18）相连接，流量计（2）上的计量表把地表水的输水量的数字信息传输给地表水管控器（18），地表水管控器（18）通过通讯天线（15）把计量表的输水量的数字信息传输到农业水资源管控中心（19），农业水资源管控中心（19）管控一个地域整体的地表水的水资源，流量计（2）的输出口与逆止阀（4）相连接，逆止阀（4）抑制水流方向，逆止阀（4）保护潜水泵（7），送水管路（16）的最高点处安设进排气阀（3），进排气阀（3）排除送水管路（16）中的气体，送水管路（16）的输水更通畅，蓄水井（5）的上部安设输水管路（11），送水管路（16）的另一端部与输水管路（11）的一端部固定相连接，输水管路（11）的另一端部与农田灌溉管网固定相连接；
蓄水井（5）内设置水位传感器（17），水位传感器（17）通过线路与地表水管控器（18）相连接，水位传感器（17）监测蓄水井（5）内的水位，同时水位传感器（17）监测河道内的水位情况，并把蓄水井（5）内水位以及河道的水位的数字信息传输给地表水管控器（18），地表水管控器（18）通过通讯天线（25）把采集到的数据信息传输给农业水资源管控中心（19）；
蓄水井（5）外侧的地表上安设土壤水分传感器（26），土壤水分传感器（26）插入地表内，土壤水分传感器（26）通过线路与地表水管控器（18）相连接，把蓄水井（5）周围的土壤墒情的数字信息传输给地表水管控器（18），地表水管控器（18）通过通讯天线（25）将蓄水井（5）周围的土壤墒情的数字信息传输给农业水资源管控中心（19）；
蓄水井（5）的顶部固定安设地表水灌溉计量控制柜（1），地表水灌溉计量控制柜（1）内安设地表水管控器（18）、配电器（23）和通讯天线（25），地表水管控器（18）通过线路与配电器（23）相连接，配电器（23）通过电路与潜水泵（7）的开关相连接，地表水管控器（18）通过线路向配电器（23）发出指令启闭潜水泵（7），配电器（23）上安设电度表（24），电度表（24）记录用电量，电度表（24）的输入端通过线路与供电电网相连接，电度表（24）的输出端与配电器（23）相连接，地表水管控器（18）通过线路与通讯天线（25）相连接，地表水管控器（18）通过通讯天线（25）把地表水管控器（18）采集的数据信息传输给农业水资源管控中心（19）；
地表水管控器（18）上设置数据信息显示区和刷卡区，地表水管控器（18）的数据信息显示区显示地表水管控设施（21）的区号、井号、卡号、用户水量、运行时间、流量、蓄水井水位、运行状态，地表水用户通过售水机构（20）购买农户地表水管理IC卡，用农户地表水管理IC卡在地表水管控器（18）的刷卡区刷卡，刷卡后方可启动潜水泵（7）输送地表水实施农田灌溉；
地表水灌溉计量控制柜（1）的顶部安设气象传感器（27），气象传感器（27）通过线路与通过线路与地表水管控器（18）相连接，气象传感器（27）监测地表水灌溉计量控制柜（1）周围的气象情况，把地表水灌溉计量控制柜（1）周围的风速、风向、雨量、温度、湿度、气压的数字信息传输给地表水管控器（18），地表水管控器（18）通过通讯天线（25）将地表水灌溉计量控制柜（1）周围的风速、风向、雨量、温度、湿度、气压的数字信息传输给农业水资源管控中心（19）；
沿河道的河床上设置管道基座（15），管道基座（15）采用混凝土材质制作，在管道基座（15）上安设引水管道（8），引水管道（8）与蓄水井（5）构成一体，引水管道（8）采用混凝土材质或金属材质制作，引水管道（8）的一端部与蓄水井（5）的中部相连接，引水管道（8）的一端部与蓄水井（5）相贯通，引水管道（8）的另一端部与引水闸口（12）固定相连接，从引水口（10）引入水道内的地表水进入引水管道（8）内，通过地表水的自流进入蓄水井（5）内，引水管道（8）的上部安设维护梯（13），维护梯（13）的坡度与河岸坡度相吻合；
在引水管道（8）的另一端部设置引水口（10），引水口（10）由引水口基座（14）、引水闸口（12）和拦污栅（9）构成，引水口（10）整体呈簸箕形，引水口（10）与引水管道（8）构成一体，引水口（10）采用混凝土材质或金属材质制作，引水口（10）的前端部呈开放口，引入水道内的地表水进入引水管道（8）内，引水口（10）的后端部设置设置引水闸口（12），引水闸口（12）与引水管道（8）的另一端部固定相连接，引水管道（8）的另一端部与引水口（10）相贯通，引水闸口（12）上安设拦污栅（9），拦污栅（9）采用金属材质制作，拦污栅（9）拦截地表水中的杂物。
2.一种制作权利要求1所述的农田地表水管控系统的制作方法，其特征是在农田排灌的规划沿河道的河床上制作蓄水井基座（6）、管道基座（15）和引水口基座（14），蓄水井基座（6）、管道基座（15）和引水口基座（14）采用混凝土浇筑，蓄水井基座（6）上安设蓄水井（5），蓄水井（5）整体呈桶状密闭，蓄水井（5）的截面积呈圆形或矩形或多边形，蓄水井（5）的顶端部固定安设井盖（22），井盖（22）与蓄水井（5）的顶端部相吻合，蓄水井（5）的井壁、蓄水井基座（6）和井盖（22）采用混凝土材质或金属材质制作；
管道基座（15）上安设引水管道（8），引水管道（8）的一端部与蓄水井（5）的中部相连接，引水管道（8）的一端部与蓄水井（5）相贯通，引水管道（8）采用混凝土材质或金属材质制作，引水管道（8）的另一端部与引水口（10）的引水闸口（12）固定相连接，引水管道（8）的上部安设维护梯（13），维护梯（13）的坡度与河岸坡度相吻合；
引水口基座（14）上安设引水口（10），引水口（10）采用混凝土材质制作，引水口（10）的前端部制作成开放口，引水口（10）引入水道内的地表水进入引水管道（8）内，通过地表水的自流进入蓄水井（5）内，引水口（10）的底部设置引水闸口（12），引水闸口（12）与引水管道（8）的另一端部固定相连接，引水管道（8）的另一端部与引水口（10）相贯通，引水闸口（12）上安设拦污栅（9），拦污栅（9）与引水闸口（12）相吻合，拦污栅（9）采用金属材质制作，拦污栅（9）拦截进入引水管道（8）内地表水中的杂物；
蓄水井（5）内安设潜水泵（7）、送水管路（16）、流量计（2）、进排气阀（3）、逆止阀（4）、输水管路（11）、水位传感器（17），在蓄水井（5）内的底部安设潜水泵（7），潜水泵（7）的输出口与送水管路（16）的一端部固定相连接，潜水泵（7）的开关通过电缆与配电器（23）相连接，配电器（23）通过线路与地表水管控器（18）相连接，地表水管控器（18）发出指令启闭潜水泵（7），送水管路...

【专利技术属性】
技术研发人员：王现领，王伦，杨万龙，陈钊，刘春来，高瑞芳，张喆，
申请(专利权)人：天津市水利科学研究院，天津市武清区水利技术推广中心，
类型：发明
国别省市：天津;12