一體化泵站在農(nóng)田灌溉排水中的應用分析

許益超 張清溪

摘 要 如今，我國重點發(fā)展建設城市防洪、水利灌溉排水，在農(nóng)田灌溉排水中，傳統(tǒng)中小型泵站因無人改造管理，水泵設備逐漸出現(xiàn)了老化等問題，工作人員通過合理運用泵站一體化控制技術，使得農(nóng)田水利得到有效管理，從而為其后續(xù)建設發(fā)展提供了重要理論依據(jù)。

關鍵詞 一體化泵站;農(nóng)田灌溉;排水

1一體化泵站的研究背景

我國農(nóng)業(yè)基礎設施在政府大力支持下，得以快速發(fā)展，并以中小型泵站為主，在農(nóng)田灌溉和排水中，中小型水泵發(fā)揮著至關重要的作用。但是，現(xiàn)在使用的大多數(shù)中小型泵站都始建于1960年，長期工作中，泵站設備功能逐漸弱化，使得一部分零部件加速老化，影響農(nóng)田經(jīng)濟收益，對我國經(jīng)濟發(fā)展造成一定負面影響。中小型泵站的電氣信息設計不僅包括LCU單元、電源箱，而且還包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、配電柜以及計算機工作站等。在目前農(nóng)業(yè)大力發(fā)展情況下，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化對于水利裝備的優(yōu)化配置，特別是對水利裝備資源在運行過程中的管理和監(jiān)督，以及農(nóng)業(yè)向智能化的快速發(fā)展具有十分重要的意義。排水設備的升級和農(nóng)田灌溉的優(yōu)化都極大促進了泵站一體化。泵站集成的重要性將在下面描述[1]。

1.1 泵站的信息化

通過目前多種方式收集農(nóng)田生產(chǎn)信息，可以從不同的方向和角度獲取該地區(qū)或周邊地區(qū)的雨水、天氣、用水量等信息，同時有效管理農(nóng)田灌溉和排水數(shù)據(jù)，并可派有關負責人及時對該地區(qū)農(nóng)田用水量進行監(jiān)測和安置。

1.2 泵站的數(shù)字化

工作人員需要將農(nóng)業(yè)灌溉同農(nóng)作物、化肥等多個領域進行有機結合，通過先進的信息技術來建立各種農(nóng)作物、外界氣候和其他外部環(huán)境模型，將各種數(shù)據(jù)作為重要參考信息。合理分配水資源，促使一體化泵站在灌溉和排水發(fā)揮巨大優(yōu)勢和價值[2]。

1.3 智能化泵站

結合農(nóng)田排水和灌溉等一系列參數(shù)，從而確立科學模型，同時利用先進的管理軟件控制泵站設備，從而使設備自動運行，切實保證排水、灌溉工作有序開展，實現(xiàn)泵站的智能化和自動化管理[3]。

2泵站一體化的特點

一體化泵站充分利用“一體化”技術，將電子、機械以及信息控制進行有效集成，同時應用到泵站各個方面。由此可見，一體化技術具體指在同一系統(tǒng)下，多個獨立實際主體逐步整合和充分合作產(chǎn)生一個單一實體的過程。泵站一體化不僅操作簡單，而且其智能化、自動化水平都非常高。根據(jù)農(nóng)田排水和灌溉的實際環(huán)境要求，灌溉期間，充分運用一體化技術，科學配置，充分利用好每個泵站功能，從而不斷調(diào)整和優(yōu)化泵站控制系統(tǒng)。其中通風系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、格柵、管道以及井眼等共同組成一體化泵站，通常情況下，在出廠之前，需要提前制造和安全一體化泵站，之后工人到泵站直接組裝這些設備即可，大大節(jié)約了安裝時間，同時及時處理很多問題。在排水和灌溉農(nóng)田時，僅需要幾個工人同時看管一體化泵站，而工作人員只要通過電腦遠程操作即可，此外，問題出現(xiàn)時，維修技術人員通過網(wǎng)絡就可以分析故障問題。對于一體化泵站而言，他主要利用電氣信息自動控制技術，合理運用機電一體化設計理念，它集成了泵站電氣主電路，軟啟動/軟停止控制，變頻控制，主設備控制和泵站的各種運行參數(shù)，控制和保護輔助設備，合理操作用戶機界面以及收集操作參數(shù)信息等。其中，在控制和傳輸期間，水壓和水位傳感器都應用了4-20mA電流信號，同時取得相應信號后，利用MCU內(nèi)置的A/D轉換準確讀取相應數(shù)據(jù)[4]。

3泵站一體化控制的發(fā)展趨勢

一體化泵站涉及很多學科知識，其中主要涵蓋了計算機、電子以及通信等，如今，一體化泵站正朝著智能化、模塊化以及節(jié)能化方向發(fā)展，充分帶動多個模式，從而推動一體化技術應用和推廣。在國家政府相關部門大力扶持下，農(nóng)業(yè)灌溉和排水終有一天會實現(xiàn)智能化操作。未來水泵會重點發(fā)展模塊化，換言之，水泵的研制向著模塊化方向發(fā)展是必然趨勢，不同的使用性能和情況，決定了模塊的具體型號，從而組合成相應的控制器件和水泵，促進設備制造速度的不斷提升，縮短泵站施工工期，為后續(xù)不斷優(yōu)化調(diào)整一體化泵站提供重要的理論參考依據(jù)。

新時期，智能化是各個制造領域發(fā)展的主流趨勢，其中也包括一體化水泵，在農(nóng)田灌溉排水中，一體化水泵主要負責整理、分析、量化和收集各種農(nóng)田重要指標，同時在智能化基礎上，有效管理農(nóng)田灌溉和排水，從而順利實現(xiàn)一體化泵站自動檢測運行。節(jié)能具體指泵站的高效運行，建設傳統(tǒng)泵站主要是為了達到灌溉排水基本要求，而傳統(tǒng)泵站對自動控制仍處于空白階段，不能有效監(jiān)控泵站運行效率，使得農(nóng)田中運用的中小泵站效率很低，一般在25%～35%之間。正因為傳統(tǒng)泵站存在諸多不足，日后科學運用一體化泵站將會大大提升泵站的使用效率[5]。

目前，國家和農(nóng)業(yè)部越來越重視中小型泵站的應用，因此，不斷優(yōu)化和升級泵站結構大勢所趨。將一體化技術科學地運用到農(nóng)田灌溉和排水中，可以極大推動一體化泵站向著信息化、自動化及智能化方向發(fā)展。在建設中小型泵站時，相關工作人員一定要提前全面了解農(nóng)田排灌的實際情況，決不能背離實際環(huán)境，要結合農(nóng)業(yè)環(huán)境的實際需要，科學規(guī)劃和建設，從而真正發(fā)揮一體化泵站在農(nóng)田排水和灌溉中的巨大價值和優(yōu)勢[6]。

4結束語

在農(nóng)田排水和灌溉過程中，一體化泵站發(fā)揮著巨大作用和價值。盡管我國當前泵站技術水平有限，不及國際先進水平，但是相信在應用一體化泵站之后，這種差距會迅速縮短甚至消失，從而促進我國農(nóng)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，保證廣大農(nóng)民收入。

參考文獻

[1] 朱寅春，王小鵬，陸麗萍，等.一體化預制泵站在二次供水工程中的應用探討[J].中國給水排水，2017，33（24）：17-20.

[2] 馮俊豪.一體化泵站泵坑設計及流動數(shù)值分析[J].中國給水排水，2016，32（21）：108-110.

[3] 孫兵，蔣文軍.污水收集輸送一體化預制泵站技術要求及試驗[J].通用機械，2016，（6）：70-73.

[4] 湯慶豐.一體化預制泵站在小區(qū)污水泵站遷建工程中的應用研究[J].四川環(huán)境，2016，35（3）：94-100.

[5] 張菊平.地埋式一體化泵站的設計和應用[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018，（24）：212.

[6] 朱寅春，王小鵬，陸麗萍，等.一體化預制泵站在二次供水工程中的應用探討[J].中國給水排水，2017，33（24）：17-20.