一体式智能泵站与智慧灌溉系统

我国灌溉泵站数量众多，大多采用砖混结构泵房、形式不一，泵站自动化水平低、功能单一，施工耗时长、质量难保证，已不能适应现代农业发展和新农村建设的需要。

扬州大学水利科学与工程学院水利规划与优化管理研发团队在水利部公益性行业专项—南方地区农田水利田间工程标准化研究（201001050）、水利部技术示范项目—田间工程装配式建筑物的应用研究与推广（SF-201617）、江苏省重大水利科技项目—江苏省农业节水关键技术研究与推广（2016002）等项目资助下，从2010年开始研发，历经6代产品，研制了系列一体式智能泵站与智慧灌溉系统，如图1所示。

图1 一体式智能泵站外观与内部结构

该研发项目已拥有8项专利（包含一体式混流泵、离心泵、轴流泵、潜水泵泵站，智能控制器，新型量水计，一种基于降水预报的小型机电水稻灌区灌溉优化方法等）和1项软件著作权（智能灌溉泵站终端控制应用软件V1.0），如图2所示；获得省部奖2项、市厅奖2项，已列入水利部2020年水利先进技术重点推广指导目录，如图3所示。

图2 一体式智能泵站与智慧灌溉系统部分授权专利

图3 一体式智能泵站推广证书

该一体式智能泵站与智慧灌溉系统的核心优势有：

原创一体机柜泵房：一体装配式机柜泵房主要由机架和柜体组装而成，拥有4项原创知识产权。主要优点是：易装易拆，可重复使用；占地少，一般250、350水泵泵房仅需要4m²；工期快，泵房基础施工强度符合要求后现场组装仅需3小时，整体吊装仅需30分钟；质量好，采用的不锈钢喷塑面板、不锈钢骨架，强度高，耐久性好，质量有保障。

开创全新计量方式：传统水量计量有的需要一定的条件，有的准确性不高、操作比较繁琐，有的价格昂贵。为此，研发团队提出了一种全新的水量计量方式，通过实测水泵进出水口管压力和水源水位，便可精确计算泵站出水量，且价格低于同类产品，拥有1项原创知识产权。

首创过程标准设计：采用菜单选项，给出了卧式混流泵（离心泵）、立式混流泵（离心泵）、立式轴流泵、潜水泵等系列一体式智能化装配泵站的水泵选型、电机规格与泵房尺寸，及对应的过滤、施肥标准房等，实现了快速设计和产品的标准化、定型化。

集创智能控制系统：集成创新泵站的智能控制系统，拥有4项原创知识产权。装配的一体式智能化装配泵站可以现场刷卡（脸）、指纹、按钮启动，远程手机、电脑启动；根据需要可以集成恒压变频、水量计量、水质过滤与水肥一体化等装置，实现精准灌溉、精确施肥；可数据远传、现场与远程防盗报警及防雷，温度湿度监控，以及过载、过压、欠压、漏水、漏电保护等电机保护功能。用户可根据实际情况选用相应的功能。

构建智慧灌溉平台：一体式智能泵站安装完成后，系统自动定位，获取当地短历时气象资料；同时，通过安装田间土壤墒情、或水田水层感知设备，获取实时旱作根层土壤含水量、或实时水田水层深度。在此基础上，通过云计算、实时调整、优化灌溉制度，确定灌水日期、灌水定额，实现小型机电灌区自动、智慧灌溉，节水、节能、节省管理费用，如图4所示。

图4 智慧灌溉平台

目前，研发团队立足工程系统定型设计，推广定型产品，采用“定型产品+专业定制+技术咨询”模式，打造好设计、好产品、好服务。从2014年开始分别在淮安、扬州、盐城、常州、徐州等地进行了推广应用，取得了显著的经济效益，亩净收益达到50元/年，真正实现中小型灌溉泵站的标准化设计、工厂化生产、装配化施工、智能化控制、智慧化灌溉。此外，一体式智能化装配泵站与智慧灌溉系统的研究与推广应用，对我国推进农田水利现代化进程，服务于新农村建设、保障国家粮食安全、节省农业水资源，具有同样十分显著的社会效益。