灌区全渠系闸门远程控制系统方案

项目背景

      当前，我国多数灌区仍存在水资源管理粗放、调度效率低下、人工操作不便等问题。渠系闸门作为水资源调配的核心设施，其控制方式直接关系到灌溉效率与用水安全。为贯彻“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，推动灌区现代化建设，实施闸门远程自动化控制已成为必然选择。

现状与挑战

渠首枢纽：闸门尺寸大、承受水压力强，人工操作劳动强度大、风险高，且无法实现与上游来水的精准联动，在应对突发洪水时反应迟缓。

田间渠道：闸门数量众多、布局分散，管理维护成本高，传统方式下水量分配不均易引发用水纠纷，水资源浪费严重。

系统层面：信息孤岛现象普遍，水情、工情数据不能共享，难以实现全灌区的统一调度和优化配置。

解决方案

1）渠首大型枢纽闸门控制：

适用范围：灌区引水渠首、干支渠分水枢纽等关键节点的大型闸门

建设目标：确保安全、实现精准联动调度。

核心控制器选型：中大型模块化PLC，其特点是可扩展性强且安全稳定。

系统搭建：

2）田间中小渠道闸门控制

适用范围：分布于支渠、斗渠、农渠上的大量中小型闸门

建设目标：实现经济、可靠的精准配水与无人值守

核心控制器选型：小型/微型一体化PLC或专用RTU，其特点是成本低，功耗小。

系统搭建：

系统功能

实时数据监测：

水情数据监测：实时监测渠道流量、闸前、闸后以及关键断面水位，掌握渠道蓄水与水流情况。

设备运行状态：实时监测闸门运行状态、闸门开度、电流、电压等数据，保障设备安全运行。

智能闸门控制

远程手动控制： 在监控中心，操作员可对任意单座或成组闸门进行远程一键启闭或开度调节。

现地手动控制： 在设备现场通过控制柜上的按钮、手摇或触摸屏进行操作，作为系统故障或检修时的最终安全保障。

自动化逻辑控制： 现场PLC根据预设逻辑自动运行，如恒定水位、计划流量、轮灌时间控制等，实现水资源的高效、精准、公平和安全调配。

实时视频监控

在闸门及周边建设视频监控站，管理中心远程监视闸门的开度、闸门启闭机状态、设备运行状态、水位情况等，实现“远程巡检”。

数据传输

柳林智能工控机/MGTR-W闸门控制器将闸门开度、闸前/后水位、闸门上/下限位、过闸流量、动力电压/电流、视频图像等数据通过4G/5G无线网络及时传输至灌区信息化管控平台，实现对现场数据的实时监测与处理。

软件平台

 灌区闸门远程控制系统平台实现对取、用水量、水位信息、闸门运行状态、供电情况进行实时监测，远程控制闸门开关并对数据进行存储整理、分析，为客户后期工作提供可靠数据支持，大大提高灌区取水及用水的管理效率，降低管理成本。

三维可视化孪生建模

对整个灌区内所有渠系、闸门、泵站等水利设施进行数字孪生建模，并融合实时运行数据，可以构建一个全域感知、智能模拟与协同调度的智慧管理平台，最终实现水资源的高效利用与工程的精准管控。

实时数据监测‌

  系统集成水位、流量、闸门开度、应力、电机状态等多项实时参数，支持图表展示与历史趋势分析。

GIS地图显示

   通过GIS地图直观显示各个监测点所在位置，及各监测点类型、闸门状态，闸前后液位等信息；支持点击查看详情，实现全局态势一图掌控。

远程精准控制‌

    通过监控平台可手动对闸门开/关、开度进行远程控制，操作日志全程可追溯。

预案仿真推演‌

   内置供需水预测模型、水资源配水调度模型、洪水预报等等模型，模拟不同操作对水文环境的影响，优化决策方案。

‌智能调度优化‌

   基于AI算法动态调整闸门控制策略（如节水灌溉、错峰泄洪、联排联调等）。

视频监控

   在关键位置设置视频监控点，实现对灌区闸门运行状态、水位流量及周边环境的‌远程可视化监控与管理‌，提升灌溉效率、保障工程安全、优化水资源调度。

预警报警管理

    具备多级报警机制，对设备故障、通信中断、水位超限等异常情况进行实时诊断，并通过声光、短信、APP等多渠道告警。

数据分析与决策支持

  系统自动生成用水量统计报表、日、月、年报以及多表同时段、同表多时段数据分析，为管理决策和水费征收提供依据。

手机APP

为方便用户使用，根据用户要求，可定制移动版APP，实现手机端对现场数据的监测和设备远程控制的操作。APP系统分为GIS地图展示、实时监测、历史数据、报警数据及远程控制等功能，所下图所示：

计量方式

安装现场

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