辽宁墒情遥测站结构性能详解

　　辽宁朝阳墒情遥测系统建于2007年5月，经过2007、2008年两年汛期的运行，系统运行状态良好，达到了设计要求。
　　1 系统总体设计
　　1.1 系统组成
　　朝阳墒情遥测系统分布于辽宁省朝阳市四大流域。朝阳墒情遥测中心下设：独立墒情遥测站7处，雨墒整合站3处。其中大凌河流域7处、小凌河流域1处、老哈河流域1处、青龙河流域1处。遥测站点分布基本能够及时掌握朝阳地区的墒情变化情况。
　　1.2 系统通信组网方案
　　通信信道主要采用移动通信信号；其中独立墒情站采用GSM移动通信信号为通信信道，雨墒整合站采用GPRS移动通信信号为主信道，GSM信号为备份信道。
　　2 遥测数据采集系统
　　2.1 总体功能
　　（1）野外遥测站为无人值守，全天候自动工作，具备良好的防雷能力。
　　（2）各站具备自检能力，并能对电源电压进行实时监测。
　　（3）能够实时采集、传输、接收各遥测墒情站的墒情变化信息。
　　（4）用计算机实时处理数据，在线进行墒情处理，并进行旱象分析。
　　（5）可利用计算机通过网络向主管部门发送墒情数据传递墒情信息。
　　（6）墒情实时动态显示，墒情数值越限、设备工作异常实时告警。
　　（7）W indows输出全汉化的土壤含水率图形、报表和人机界面。
　　（8）所有测站均按低功耗要求设计，电源设计配置可保证连续30天阴雨条件下系统正常运行。静态守候电流<2mA。
　　2.2 墒情遥测站
　　2. 2. 1 墒情遥测站工作体制
　　遥测站采用国内外自动化系统通常采用的自报式工作体制。自报工作方式采用事件和定时两种自报方式，即在遥测墒情数据发生一个计量单位的变化时，实时将实测数据传送到中心站；若定时时段内无事件发生，则按定时时段自报数据。这种工作方式下系统界面可直观地反映降雨对墒情影响的全过程，且遥测站采用间歇式工作方式，功耗低、结构简单、可靠性高、实时性强。
　　2.2.2 墒情遥测站组成
　　本系统采用国产最新型产品YAC9900遥测数传终端机，它是在已经成熟的遥测数传终端机基础上研制开发的新型遥测终端，另外配备了国内托普仪器生产的土壤墒情速测仪，该产品在功能设计、接口设计、可靠设计上都有较大提高，符合水文自动测报系统规范要求。产品设计采用了微处理器技术和庞大的软件支持。墒情遥测站组成见图1。

图1  墒情遥测站组成框图
　　2.2.3 技术指标
　　电源电压： DC 12~15V;功耗：守候电流<2mA（不含通讯终端）；工作电流<80mA（不含通讯终端电流）；环境条件：温度-10 ~ +45℃、相对湿度95%（+40℃）。
　　2.2.4 主要功能
　　实时数据采集：当传感器发生变化1个增量时，设备自动采集存储并将更新值发送出去；定时数据采集：合理控制、灌溉用水浪费严重以及按亩征收水费、水费征收难等问题，实现农业水资源管理量化、智能化、科学化。对其它井灌区灌溉计量和水价改革起到试点、示范和带头作用。
　　3 项目区应用效果
　　2008年静海水务局选择一处1 200亩的井灌区作为项目实验区。项目区内有机井2眼，安装全自动控制柜1套，安装IC卡机井取水控制器1套，推行一井一表、一户一卡。在分析水资源承载能力的基础上，根据种植计划、灌溉定额、灌溉面积以及干旱程度分配用水指标，确定各农户允许所用水量，及机井总控制提水量，向农户预售水量。用户根据自己的需要，持卡购水、用水。此项措施的推广应用，取得了很好的效果。
　　3.1 解决了收费难的问题
　　由于IC卡系统采取水费预交，再也不用为农户拖欠水费发愁，农民预交多少费就用多少水，解决了收费难的问题。对于村集体，也不用再派人到农户家中频繁催交水费，收缴水费省时省力、拖欠水费的问题得到了解决。
　　3.2 减少了水资源的浪费
　　过去，由于灌溉电费与用水多少没有直接挂钩，很多农村实行电费按亩分摊，单个农户的节水节电积极性不高，地下水资源浪费严重。IC卡系统的应用，将农民自身的利益与用水的多少直接联系起来，充分调动了农民的节水积极性，地下水资源的使用量也大幅度降低。2008年项目实验区内使用了IC卡系统后，农田灌溉每亩年节水100 m³以上，系统加载的土壤水分速测仪系统也在检测土壤水分含量上立下了汗马功劳。
　　3.3 减少了农户间的用水纠纷
　　应用IC卡的交费方式，农民十分注意控制灌溉时间，灌溉时间较以前大大缩短，即使在用水的高峰期浇地难的问题也基本解决了，因此发生的纠纷也明显减少。
　　3.4 保证用电和机电井设备安全
　　机电井自动收费系统较原来的直接启动机井灌溉，能够保证用电和设备安全，而且使机电设备的使用寿命大大增加。
　　3.5 提高了电费负担的公平性和透明性
　　过去灌溉电费按田亩分摊，搞平均主义，用多用少每亩都出一样的钱，不公平也不合理。用了IC卡系统以后，多用多花钱，少用少花钱，农民普遍反映，这种方式比以前更公平、更合理。
　　4 结论
　　IC卡系统应用于机电井灌溉，操作方式简单，农户易于掌握。该系统的推广应用，不仅可以促进水费的回收，降低农户的灌溉成本，而且可以减少地下水资源的无序开采和浪费，增强农民的节水意识，真正实现节水灌溉。这对推进水利科技现代化，提高地下水资源管理水平具有重要意义。