Abstrakcyjny
W niniejszym studium przypadku analizuje się, w jaki sposób Filipiny rozwiązują kluczowe problemy w zakresie zarządzania zasobami wodnymi w rolnictwie, wdrażając bezkontaktowe radarowe mierniki przepływu hydrologicznego. W obliczu ekstremalnych wahań objętości wody spowodowanych klimatem monsunowym, nieefektywnymi tradycyjnymi metodami pomiaru i niewystarczającą dokładnością danych, Narodowa Administracja Nawadniania (NIA) Filipin, we współpracy z lokalnymi władzami, wprowadziła zaawansowaną technologię radarowego monitorowania przepływu do systemów kanałów irygacyjnych w głównych regionach uprawy ryżu. Praktyka pokazała, że technologia ta znacząco poprawia efektywność, dokładność i sprawiedliwy podział zasobów wodnych, dostarczając kluczowe dane wspierające bezpieczeństwo żywnościowe kraju i rolnictwo odporne na zmiany klimatu.
I. Tło projektu: wyzwania i szanse
Filipińskie rolnictwo, a zwłaszcza uprawa ryżu, w dużej mierze opiera się na systemach nawadniających. Jednak zarządzanie zasobami wodnymi w tym kraju od dawna boryka się z poważnymi wyzwaniami:
Charakterystyka klimatyczna: Wyraźne pory roku: deszczowa (Habagat) i sucha (Amihan) powodują drastyczne wahania przepływu wody w rzekach i kanałach w ciągu roku. Utrudnia to ciągłe i dokładne monitorowanie za pomocą tradycyjnych mierników i przepływomierzy.
Ograniczenia infrastrukturalne: Wiele kanałów irygacyjnych jest ziemnych lub po prostu wyłożonych. Instalacja czujników kontaktowych (takich jak przepływomierze ultradźwiękowe lub Dopplera) wymaga modyfikacji inżynieryjnych, jest podatna na zamulanie, wzrost roślin wodnych i szkody spowodowane powodzią, a także wiąże się z wysokimi kosztami utrzymania.
Potrzeby w zakresie danych: Aby osiągnąć precyzyjne nawadnianie i sprawiedliwą dystrybucję wody, osoby zarządzające systemami nawadniania potrzebują wiarygodnych, bieżących i zdalnych danych o ilości wody, aby móc szybko podejmować decyzje, zmniejszając ilość odpadów i sporów między rolnikami.
Zasoby ludzkie i ograniczenia: Pomiary ręczne są czasochłonne, pracochłonne, podatne na błędy ludzkie i trudne do wdrożenia w odległych obszarach.
Aby rozwiązać te problemy, rząd Filipin w ramach „Narodowego programu modernizacji systemów nawadniających” nadał priorytet zastosowaniu zaawansowanego technologicznie sprzętu do monitoringu hydrologicznego.
II. Rozwiązanie techniczne: Hydrologiczne radarowe przepływomierze
Hydrologiczne radarowe mierniki przepływu okazały się idealnym rozwiązaniem. Działają one poprzez emisję fal radarowych w kierunku powierzchni wody i odbiór sygnału zwrotnego. Wykorzystując efekt Dopplera do pomiaru prędkości przepływu powierzchniowego oraz zasady pomiaru odległości radarowej do dokładnego pomiaru poziomu wody, automatycznie obliczają natężenie przepływu w czasie rzeczywistym na podstawie znanego kształtu przekroju poprzecznego kanału.
Główne zalety obejmują:
Pomiar bezkontaktowy: instalowany na mostach lub konstrukcjach nad kanałem, niemających kontaktu z wodą, co pozwala całkowicie uniknąć problemów, takich jak zamulanie, uderzenia zanieczyszczeń i korozja — doskonale sprawdza się w warunkach nawadniania na Filipinach.
Wysoka dokładność i niezawodność: Niezależny od temperatury wody, jej jakości ani zawartości osadów, zapewnia ciągłe i stabilne dane.
Niskie wymagania konserwacyjne i długa żywotność: Nie wymagają zanurzonych części, nie wymagają prawie żadnej konserwacji i mają długą żywotność.
Integracja i zdalna transmisja: Łatwa integracja z systemami zasilania słonecznego i modułami transmisji bezprzewodowej (np. 4G/5G lub LoRaWAN) w celu przesyłania danych w czasie rzeczywistym do platformy zarządzania w chmurze.
III. Wdrażanie i uruchamianie
Lokalizacja projektu: Centralny Luzon i regiony Doliny Cagayan na wyspie Luzon (główne „spichlerze ryżu” Filipin).
Agencje wdrażające: Lokalne biura Filipińskiej Narodowej Administracji Nawadniania (NIA) we współpracy z dostawcami technologii.
Proces wdrażania:
Badanie terenu: Wybór kluczowych węzłów w systemie nawadniającym, takich jak odprowadzenia z głównych kanałów i wloty do głównych kanałów bocznych.
Montaż: Montaż czujnika radarowego przepływomierza na stabilnej konstrukcji nad kanałem, upewniając się, że jest skierowany pionowo w stronę powierzchni wody. (Montaż towarzyszących paneli słonecznych, baterii i jednostek transmisji danych (RTU)).
Kalibracja: Wprowadzenie precyzyjnych parametrów geometrycznych przekroju poprzecznego kanału (szerokość, nachylenie itp.). Wbudowany algorytm urządzenia automatycznie przeprowadza kalibrację modelu obliczeniowego.
Integracja platformy: Dane są przesyłane do centralnej platformy zarządzania zasobami wodnymi NIA oraz na ekrany monitorujące w biurach regionalnych, prezentowane w postaci wykresów i map.
IV. Wyniki i wartość aplikacji
Wprowadzenie przepływomierzy radarowych przyniosło znaczące rezultaty:
Poprawa efektywności wykorzystania wody:
Menedżerowie mogą precyzyjnie kontrolować otwieranie zasuw w oparciu o dane o przepływie w czasie rzeczywistym, przydzielając wodę do różnych obszarów na żądanie, redukując straty spowodowane niedokładnymi szacunkami. Wstępne dane pokazują, że efektywność wykorzystania wody do nawadniania wzrosła o około 15-20% w obszarach pilotażowych.
Podejmowanie decyzji w oparciu o naukę i automatyzację:
W porze suchej system umożliwia precyzyjne monitorowanie i alokację ograniczonych zasobów wodnych
Hydrologiczne radarowe mierniki przepływu w filipińskich systemach nawadniania rolniczego
priorytetyzacja obszarów krytycznych. W porze deszczowej dane w czasie rzeczywistym pomagają ostrzegać o potencjalnym ryzyku przepełnienia kanału, umożliwiając bardziej proaktywne zarządzanie wodą.
Mniej sporów i większa równość:
„Dając danym głos” sprawiło, że dystrybucja wody między rolnikami z górnego i dolnego biegu rzeki stała się bardziej przejrzysta i sprawiedliwa, znacznie ograniczając historyczne spory o wodę. Rolnicy mogą uzyskać dostęp do informacji o przydziale wody za pośrednictwem aplikacji mobilnych lub biuletynów miejskich, co zwiększa zaufanie społeczności.
Niższe koszty operacyjne i konserwacyjne:
Wyeliminowanie częstych ręcznych kontroli i pomiarów pozwala menedżerom skupić się na podejmowaniu kluczowych decyzji. Trwałość sprzętu znacząco obniża również długoterminowe koszty konserwacji i przestoje.
Planowanie infrastruktury opartej na danych:
Zgromadzone długoterminowe dane dotyczące przepływu stanowią cenną podstawę naukową dla przyszłych modernizacji, rozbudowy i modernizacji systemów nawadniających.
V. Wyzwania i perspektywy na przyszłość
Pomimo sukcesu projektu, jego wdrożenie napotkało na trudności, takie jak wysokie początkowe inwestycje w sprzęt i niestabilny zasięg sieci w odległych obszarach. Przyszłe kierunki rozwoju obejmują:
Rozszerzanie zasięgu: powielanie udanych doświadczeń w większej liczbie systemów nawadniających na Filipinach.
Integracja danych meteorologicznych: łączenie danych o przepływie z prognozami pogody w celu tworzenia inteligentniejszych „predykcyjnych” systemów planowania nawadniania.
Analiza AI: Wykorzystanie algorytmów AI do analizy danych historycznych, optymalizacji modeli dystrybucji wody i osiągnięcia całkowicie zautomatyzowanego planowania.
Wniosek
Dzięki zastosowaniu hydrologicznych radarowych mierników przepływu, Filipiny z powodzeniem wprowadziły tradycyjne zarządzanie nawadnianiem w rolnictwie w erę cyfrową. Ten przypadek pokazuje, że inwestowanie w zaawansowaną, niezawodną i elastyczną technologię monitoringu hydrologicznego jest kluczowym krokiem w kierunku zwiększenia odporności i produktywności rolnictwa w obliczu wyzwań klimatycznych i presji na bezpieczeństwo żywnościowe. Stanowi to możliwą do powtórzenia ścieżkę modernizacji zarządzania zasobami wodnymi nie tylko dla Filipin, ale także dla innych krajów rozwijających się o podobnych uwarunkowaniach.
Kompletny zestaw serwerów i oprogramowania modułu bezprzewodowego, obsługuje RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Aby uzyskać więcej informacji o czujniku radarowym,
prosimy o kontakt z Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Strona internetowa firmy:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Czas publikacji: 29.08.2025