Hidrológiai radaros áramlásmérők a Fülöp-szigeteki mezőgazdasági öntözőrendszerekben

Absztrakt
Ez az esettanulmány azt vizsgálja, hogy a Fülöp-szigetek hogyan kezeli a mezőgazdasági vízkészlet-gazdálkodás főbb kihívásait érintésmentes hidrológiai radaros áramlásmérők telepítésével. A monszun éghajlat, a nem hatékony hagyományos mérési módszerek és az elégtelen adatpontosság miatti szélsőséges vízmennyiség-ingadozásokkal szembesülve a Fülöp-szigetek Nemzeti Öntözési Igazgatósága (NIA) a helyi önkormányzatokkal együttműködve fejlett radaros áramlásfigyelő technológiát vezetett be a főbb rizstermelő régiók öntözőcsatorna-rendszereibe. A gyakorlat azt mutatja, hogy ez a technológia jelentősen javítja a vízkészlet-elosztás hatékonyságát, pontosságát és méltányosságát, kritikus adattámogatást nyújtva az ország élelmezésbiztonsága és az éghajlatváltozáshoz alkalmazkodó mezőgazdaság számára.

I. A projekt háttere: Kihívások és Lehetőségek
A Fülöp-szigeteki mezőgazdaság, különösen a rizstermesztés, nagymértékben támaszkodik az öntözőrendszerekre. Az ország vízkészlet-gazdálkodása azonban régóta komoly kihívásokkal néz szembe:
Éghajlati jellemzők: A különálló nedves (Habagat) és száraz (Amihan) évszakok drasztikus ingadozásokat okoznak a folyók és csatornák vízhozamában az év során, ami megnehezíti a folyamatos és pontos monitorozást a hagyományos mérőeszközökkel és áramlásmérőkkel.
Infrastruktúra-korlátok: Sok öntözőcsatorna földdel borított vagy egyszerűen bélelt. Az érintkezőérzékelők (például ultrahangos vagy Doppler áramlásmérők) telepítése mérnöki módosításokat igényel, érzékeny az eliszaposodásra, a vízinövények növekedésére és az árvízkárokra, valamint magas karbantartási költségekkel jár.
Adatigények: A pontos öntözés és az igazságos vízelosztás eléréséhez az öntözési szakembereknek megbízható, valós idejű, távoli vízmennyiség-adatokra van szükségük a gyors döntéshozatalhoz, a pazarlás és a gazdálkodók közötti viták csökkentéséhez.
Emberi erőforrások és korlátok: A kézi mérés időigényes, munkaigényes, hajlamos az emberi hibákra, és nehezen megvalósítható távoli területeken.
Ezen problémák megoldása érdekében a Fülöp-szigeteki kormány a „Nemzeti Öntözésmodernizációs Program” keretében prioritásként kezelte a csúcstechnológiás hidrológiai megfigyelőberendezések alkalmazását.

II. Műszaki megoldás: Hidrológiai radaros áramlásmérők
A hidrológiai radaros áramlásmérők ideális megoldásnak bizonyultak. Működésük során radarhullámokat bocsátanak ki a vízfelszín felé, és veszik a visszavert jelet. A Doppler-effektus felhasználásával mérik a felszíni áramlási sebességet, a radaros távolságmérési elvek segítségével pedig pontosan mérik a vízszintet, így automatikusan kiszámítják a valós idejű áramlási sebességet a csatorna ismert keresztmetszeti alakja alapján.
A főbb előnyök a következők:
Érintésmentes mérés: Hidakra vagy csatorna feletti szerkezetekre telepítve, vízzel nem érintkezve, teljesen elkerülve az olyan problémákat, mint az eliszaposodás, a törmelék becsapódása és a korrózió – kiválóan alkalmas a Fülöp-szigeteki öntözési körülményekhez.
Nagy pontosság és megbízhatóság: A víz hőmérséklete, minősége vagy üledéktartalma nem befolyásolja, folyamatos, stabil adatokat biztosít.
Alacsony karbantartási igény és hosszú élettartam: Nincsenek víz alatti alkatrészek, szinte semmilyen karbantartást nem igényel, és hosszú élettartammal rendelkezik.
Integráció és távoli átvitel: Könnyen integrálható napelemes rendszerekkel és vezeték nélküli átviteli modulokkal (pl. 4G/5G vagy LoRaWAN), hogy valós időben küldhessen adatokat egy felhőalapú felügyeleti platformra.

III. Megvalósítás és telepítés
Projekt helyszínei: Luzon középső része és a Cagayan-völgy régiói Luzon szigetén (a Fülöp-szigetek elsődleges „rizsmagtárai”).
Végrehajtó ügynökségek: A Fülöp-szigeteki Nemzeti Öntözési Igazgatóság (NIA) helyi irodái, technológiai szolgáltatókkal partnerségben.
Telepítési folyamat:
Helyszíni felmérés: Az öntözőrendszer kulcsfontosságú csomópontjainak kiválasztása, például a főcsatornákból és a főbb mellékcsatornákba vezető beömlőhelyekről származó vízelvezetések.
Telepítés: A radaros áramlásmérő érzékelőt stabil szerkezetre kell szerelni a csatorna fölé, ügyelve arra, hogy függőlegesen a vízfelszín felé mutasson. (A kapcsolódó napelemek, akkumulátorok és adatátviteli egységek (RTU-k) telepítése).

Kalibráció: A csatorna keresztmetszeti geometriai paramétereinek (szélesség, lejtés stb.) pontos bevitele. A készülék beépített algoritmusa automatikusan elvégzi a számítási modell kalibrálását.

Platformintegráció: Az adatokat vizuális diagramok és térképek formájában továbbítják a NIA központi vízgazdálkodási platformjára és a regionális irodákban található monitoring képernyőkre.

IV. Alkalmazási eredmények és érték
A radaros áramlásmérők bevezetése jelentős eredményeket hozott:
Fokozott vízfelhasználási hatékonyság:
A vezetők valós idejű áramlási adatok alapján pontosan szabályozhatják a kapunyitást, igény szerint elosztva a vizet a különböző területek között, csökkentve a pontatlan becslések okozta pazarlást. Az előzetes adatok azt mutatják, hogy az öntözővíz-felhasználás hatékonysága a kísérleti területeken körülbelül 15-20%-kal nőtt.
Tudományos és automatizált döntéshozatal:
A száraz évszakban a rendszer lehetővé teszi a korlátozott vízkészletek pontos monitorozását és elosztását.

Hidrológiai radaros áramlásmérők a Fülöp-szigeteki mezőgazdasági öntözőrendszerekben
a kritikus területek rangsorolása. Az esős évszakban a valós idejű adatok segítenek figyelmeztetni a potenciális csatorna túlcsordulási kockázatokra, lehetővé téve a proaktívabb vízgazdálkodást.
Csökkentett viták és nagyobb méltányosság:
„Hagyjuk, hogy az adatok beszéljenek” elve átláthatóbbá és igazságosabbá tette a vízelosztást a folyó felső és alsó szakaszán gazdálkodók között, jelentősen csökkentve a korábbi vízügyi vitákat. A gazdálkodók mobilalkalmazásokon vagy városi közleményeken keresztül férhetnek hozzá a vízelosztási információkhoz, növelve a közösségi bizalmat.
Alacsonyabb üzemeltetési és karbantartási költségek:
A gyakori manuális ellenőrzések és mérések kiküszöbölése lehetővé teszi a vezetők számára, hogy az alapvető döntéshozatalra összpontosítsanak. A berendezések tartóssága a hosszú távú karbantartási költségeket és az állásidőt is jelentősen csökkenti.
Adatvezérelt infrastruktúra-tervezés:
A felhalmozott hosszú távú áramlási adatok értékes tudományos alapot nyújtanak a jövőbeli öntözőrendszer-korszerűsítésekhez, bővítésekhez és rehabilitációhoz.

V. Kihívások és jövőbeli kilátások
A projekt sikere ellenére a megvalósítás olyan kihívásokkal nézett szembe, mint a magas kezdeti berendezésberuházás és az instabil hálózati lefedettség a távoli területeken. A jövőbeli fejlesztési irányok a következők:
A lefedettség bővítése: A sikeres tapasztalatok megismétlése több öntözőrendszerben szerte a Fülöp-szigeteken.
Meteorológiai adatok integrálása: Az áramlási adatok és az időjárás-előrejelzések kombinálása intelligensebb „prediktív” öntözésütemező rendszerek kiépítéséhez.
MI-elemzés: MI-algoritmusok használata a historikus adatok elemzéséhez, a vízelosztási modellek optimalizálásához és a teljesen automatizált ütemezés megvalósításához.
Következtetés
A hidrológiai radaros áramlásmérők alkalmazásával a Fülöp-szigetek sikeresen bevezette a hagyományos mezőgazdasági öntözésgazdálkodást a digitális korszakba. Ez az eset azt bizonyítja, hogy a fejlett, megbízható és alkalmazkodóképes hidrológiai monitoring technológiába való befektetés kulcsfontosságú lépés a mezőgazdaság ellenálló képességének és termelékenységének növelése felé az éghajlati kihívások és az élelmezésbiztonsági nyomások közepette. Megismételhető utat kínál a vízgazdálkodás modernizálásához nemcsak a Fülöp-szigetek, hanem más, hasonló körülmények között élő fejlődő országok számára is.

Komplett szerver- és szoftver vezeték nélküli modulkészlet, támogatja az RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN szabványokat

További radarérzékelő információkért,

kérjük, vegye fel a kapcsolatot a Honde Technology Co., LTD.-vel.

Email: info@hondetech.com

Cég weboldala:www.hondetechco.com

Tel.: +86-15210548582