水位传感器帮助澳大利亚灌溉

墨累-达令河流域地图

图1墨累-达令盆地覆盖了澳大利亚14%的土地。它是澳大利亚最重要的环境和农业资产。

阿尔伯里的休姆堰

图2千年干旱期间阿尔伯里的休姆堰。这些条件促使大量公共投资用于灌溉自动化。

灌溉管理在澳大利亚是一项严肃的工作，尤其是在墨累-达令盆地（Murray Darling Basin）内，该流域面积达100万平方公里，是澳大利亚最高产的农业用地。该流域的23条河流拥有世界上流量最低、变化最大的河流。一个由大坝、湖泊和运河组成的庞大系统储存着来自山区融雪和季节性降雨的水，并在整个生长季节将其分配给农场和社区。

默里-达令流域自20世纪60年代以来一直面临压力，但上世纪90年代的一系列环境和经济危机为改变水资源管理方式创造了动力。1991年，默里河上1000公里长的蓝绿藻爆发，成为与河流流量减少相关的环境压力的生动象征。流量减少威胁着整个流域的敏感湿地、受保护物种和盐度水平。水资源短缺威胁着每个人，包括农场、工业、城市和旅游业。

澳大利亚的回应是有史以来最全面的水管理改革之一。默里-达令管理局成立于2007年，旨在制定首个跨境水资源管理计划。2012年，默里-达令盆地计划成为法律。一旦实施，该计划将使2750千兆升的地表水返回到环境中。2012年又拨款17亿美元，为环境提供额外的450亿升。总共有3200亿公升将以两种基本方式提供：（1）从流域一端到另一端的灌溉基础设施现代化和自动化；（2）政府授权代表环境进行选择性水权购买。

默里灌溉作业区

图3：默里灌溉管理着新南威尔士州默里河上游3000公里的地面灌溉渠道。（点击放大）

憎恶轮

图4:Dethridge wheels通过计算每个月手动读取的机械计数器的转数来测量用水量。它们正被现代数字水表所取代。

默里灌溉公司是澳大利亚最大的私营灌溉公司，负责管理新南威尔士州东南部默里河上游的灌溉。他们的系统通过近3000公里的重力灌溉渠道，向2300多个农场分配水，这些农场占地约75万公顷。这个高产农业区也经历了干旱危机。最近的一次重大旱灾，即2005年至2009年的“千年干旱”，导致向农场供水量减少了63%，农业生产受到严重破坏。

管理这个有几十年历史的灌溉系统是一项复杂的工作。农场客户要求根据天气、作物成熟度、土壤条件和其他因素进行季节性配水。为了协调用水，必须提前7天下订单，但在7天内，农田里的很多东西都会发生变化。通过水面渠道的蜘蛛网输送水是一个复杂的人工过程。每个渠道的水位和排水量必须保持平衡，以便每个客户都能得到他们的配水量，而不管他们在配水系统中的位置如何。默里灌溉公司必须在日常的基础上平衡2300个农场的需求以及工业和市政客户的需求，同时在大默里-达令盆地计划中保持默里的分配。

历史上，该系统是通过渠道控制闸门和机械水表系统手动管理的。灌溉工作人员将前往河道控制点，将闸门抬高一定高度，持续一定时间，将水排放到下游渠道。在3000公里长的水渠中，几十个人将试图协调水位，以便每个农场客户在需要时都能收到他们要求的配水。客户用水通常是用机械仪表测量的，必须定期检查这些仪表以监测用水量。大量的应急放水是必要的，以确保终端用户获得他们有权获得的水量，并有足够的流量，以使一致的田间灌溉成为可能。该系统劳动密集型，不精确，但只要水资源充足，就具有成本效益。在毁灭性的干旱和日常缺水的情况下，一个更有效的系统至关重要。

具有远程电源和通信功能的现代化桥门

图5：带远程电源和通信的现代化桥门。一个强声远程14超声波传感器安装在闸门旁边的消力管顶部。

2013年，默里灌溉公司开始了他们的私人灌溉基础设施运营商计划（PIIOP），目标是减少近3000公里河道长度的配水损失。1.692亿美元的PIIOP被称为“实现灌溉基础设施和供应系统现代化的千载难逢的机遇”，旨在“造福于我们所有的灌溉客户，并为我们客户的农场业务提供更高的用水效率和生产力。”该项目要求升级2个以上，200个水表和1300多个调节通道结构，并通过增强的遥测和SCADA系统集成这些设备。

Senix ToughSonic REMOTE 14超声波传感器提供实时水位测量，以指导新系统中的自主和半自治通道控制结构。自2013年开工以来，已经更换了1000多个灌溉控制点。在这个项目的下一阶段，大约1200个通道控制点将被传感器驱动的自动闸门所取代，这些闸门使用的是强声水位传感器。

默里灌溉公司正在实施两个级别的系统自动化。在标准服务水平（SLOS）地区，灌溉控制点是远程控制的。安装在每个闸门附近的强声超声波传感器为默里的SCADA系统提供水位测量数据。控制中心操作员监控渠道水位和水位命令，并根据已知的时间和体积参数发出远程闸门移动命令以释放水。该系统准确、响应迅速，农民可以每12小时更改一次水单。

在高服务水平（HLOS）地区，灌溉控制点是根据既定参数自动控制的。灌溉用户在线提交水单，灌溉管理系统发布闸门操纵命令。该系统监测来自超声波水位传感器和其他传感器输入的水位数据，以确定供水量。HLOS系统允许灌溉客户在系统总流量允许的情况下每天订购四次水。

在这两个服务区，水的分配都是精确的，而且不需要大量且可能造成浪费的应急排放。农民受益于更短的交付周期和更稳定的流量，使他们能够更精确地给作物浇水，减少总耗水量，并保持作物的健康产量。

强声14超声波传感器

图6：Senix ToughSonic REMOTE 14安装在世界各地的灌溉自动化系统中。

Senix改进了ToughSonic 14传感器，以减少能耗，并在雷暴期间改善电涌保护。墨累灌溉的改进后来被整合到最近发布的ToughSonic遥感器产品线中。Senix创始人兼总裁Doug Boehm说：“我们现在还为洪水管理客户提供远程版本的ToughSonic 30和ToughSonic 50传感器，例如用于爱荷华州洪水预警系统和菲律宾海啸预警系统的传感器。”。“当我们收到来自Murray灌溉公司的第一份改装ToughSonic 14传感器的订单时，我们决定正式将其作为我们ToughSonic远程产品线的第一个型号。”

气候变化加上人口增长，正在世界许多地区造成严重的干旱。澳大利亚正在通过有效的政策改革和在灌溉自动化技术方面的重大投资来应对这些挑战。

水资源越宝贵，就越需要小心管理。默里灌溉公司正在实施世界上最先进的灌溉分配系统之一，采用最先进的传感器、闸门和SCADA技术，所有这些都旨在减少浪费和改善客户服务。来自世界各地的灌溉官员正在参观默里-达令盆地，了解灌溉政策和灌溉自动化的未来。