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水位傳感器幫助澳大利亞灌溉
墨累-達令河流域地圖
圖1墨累-達令盆地覆蓋了澳大利亞14%的土地。它是澳大利亞最重要的環境和農業資產。
阿爾伯里的休姆堰
圖2千年干旱期間阿爾伯里的休姆堰。這些條件促使大量公共投資用于灌溉自動化。
灌溉管理在澳大利亞是一項嚴肅的工作，尤其是在墨累-達令盆地（Murray Darling Basin）內，該流域面積達100萬平方公里，是澳大利亞最高產的農業用地。該流域的23條河流擁有世界上流量最低、變化最大的河流。一個由大壩、湖泊和運河組成的龐大系統儲存著來自山區融雪和季節性降雨的水，并在整個生長季節將其分配給農場和社區。
默里-達令流域自20世紀60年代以來一直面臨壓力，但上世紀90年代的一系列環境和經濟危機為改變水資源管理方式創造了動力。1991年，默里河上1000公里長的藍綠藻爆發，成為與河流流量減少相關的環境壓力的生動象征。流量減少威脅著整個流域的敏感濕地、受保護物種和鹽度水平。水資源短缺威脅著每個人，包括農場、工業、城市和旅游業。
澳大利亞的回應是有史以來最全面的水管理改革之一。默里-達令管理局成立于2007年，旨在制定首個跨境水資源管理計劃。2012年，默里-達令盆地計劃成為法律。一旦實施，該計劃將使2750千兆升的地表水返回到環境中。2012年又撥款17億美元，為環境提供額外的450億升。總共有3200億公升將以兩種基本方式提供：（1）從流域一端到另一端的灌溉基礎設施現代化和自動化；（2）政府授權代表環境進行選擇性水權購買。
默里灌溉作業區
圖3：默里灌溉管理著新南威爾士州默里河上游3000公里的地面灌溉渠道。（點擊放大）
憎惡輪
圖4:Dethridge wheels通過計算每個月手動讀取的機械計數器的轉數來測量用水量。它們正被現代數字水表所取代。
默里灌溉公司是澳大利亞最大的私營灌溉公司，負責管理新南威爾士州東南部默里河上游的灌溉。他們的系統通過近3000公里的重力灌溉渠道，向2300多個農場分配水，這些農場占地約75萬公頃。這個高產農業區也經歷了干旱危機。最近的一次重大旱災，即2005年至2009年的“千年干旱”，導致向農場供水量減少了63%，農業生產受到嚴重破壞。
管理這個有幾十年歷史的灌溉系統是一項復雜的工作。農場客戶要求根據天氣、作物成熟度、土壤條件和其他因素進行季節性配水。為了協調用水，必須提前7天下訂單，但在7天內，農田里的很多東西都會發生變化。通過水面渠道的蜘蛛網輸送水是一個復雜的人工過程。每個渠道的水位和排水量必須保持平衡，以便每個客戶都能得到他們的配水量，而不管他們在配水系統中的位置如何。默里灌溉公司必須在日常的基礎上平衡2300個農場的需求以及工業和市政客戶的需求，同時在大默里-達令盆地計劃中保持默里的分配。
歷史上，該系統是通過渠道控制閘門和機械水表系統手動管理的。灌溉工作人員將前往河道控制點，將閘門抬高一定高度，持續一定時間，將水排放到下游渠道。在3000公里長的水渠中，幾十個人將試圖協調水位，以便每個農場客戶在需要時都能收到他們要求的配水�？蛻粲盟ǔＪ怯脵C械儀表測量的，必須定期檢查這些儀表以監測用水量。大量的應急放水是必要的，以確保終端用戶獲得他們有權獲得的水量，并有足夠的流量，以使一致的田間灌溉成為可能。該系統勞動密集型，不精確，但只要水資源充足，就具有成本效益。在毀滅性的干旱和日常缺水的情況下，一個更有效的系統至關重要。
具有遠程電源和通信功能的現代化橋門
圖5：帶遠程電源和通信的現代化橋門。一個強聲遠程14超聲波傳感器安裝在閘門旁邊的消力管頂部。
2013年，默里灌溉公司開始了他們的私人灌溉基礎設施運營商計劃（PIIOP），目標是減少近3000公里河道長度的配水損失。1.692億美元的PIIOP被稱為“實現灌溉基礎設施和供應系統現代化的千載難逢的機遇”，旨在“造福于我們所有的灌溉客戶，并為我們客戶的農場業務提供更高的用水效率和生產力。”該項目要求升級2個以上，200個水表和1300多個調節通道結構，并通過增強的遙測和SCADA系統集成這些設備。
Senix ToughSonic REMOTE 14超聲波傳感器提供實時水位測量，以指導新系統中的自主和半自治通道控制結構。自2013年開工以來，已經更換了1000多個灌溉控制點。在這個項目的下一階段，大約1200個通道控制點將被傳感器驅動的自動閘門所取代，這些閘門使用的是強聲水位傳感器。
默里灌溉公司正在實施兩個級別的系統自動化。在標準服務水平（SLOS）地區，灌溉控制點是遠程控制的。安裝在每個閘門附近的強聲超聲波傳感器為默里的SCADA系統提供水位測量數據�？刂浦行牟僮鲉T監控渠道水位和水位命令，并根據已知的時間和體積參數發出遠程閘門移動命令以釋放水。該系統準確、響應迅速，農民可以每12小時更改一次水單。
在高服務水平（HLOS）地區，灌溉控制點是根據既定參數自動控制的。灌溉用戶在線提交水單，灌溉管理系統發布閘門操縱命令。該系統監測來自超聲波水位傳感器和其他傳感器輸入的水位數據，以確定供水量。HLOS系統允許灌溉客戶在系統總流量允許的情況下每天訂購四次水。
在這兩個服務區，水的分配都是精確的，而且不需要大量且可能造成浪費的應急排放。農民受益于更短的交付周期和更穩定的流量，使他們能夠更精確地給作物澆水，減少總耗水量，并保持作物的健康產量。
強聲14超聲波傳感器
圖6：Senix ToughSonic REMOTE 14安裝在世界各地的灌溉自動化系統中。
Senix改進了ToughSonic 14傳感器，以減少能耗，并在雷暴期間改善電涌保護。墨累灌溉的改進后來被整合到最近發布的ToughSonic遙感器產品線中。Senix創始人兼總裁Doug Boehm說：“我們現在還為洪水管理客戶提供遠程版本的ToughSonic 30和ToughSonic 50傳感器，例如用于愛荷華州洪水預警系統和菲律賓海嘯預警系統的傳感器。”。“當我們收到來自Murray灌溉公司的第一份改裝ToughSonic 14傳感器的訂單時，我們決定正式將其作為我們ToughSonic遠程產品線的第一個型號。”
氣候變化加上人口增長，正在世界許多地區造成嚴重的干旱。澳大利亞正在通過有效的政策改革和在灌溉自動化技術方面的重大投資來應對這些挑戰。
水資源越寶貴，就越需要小心管理。默里灌溉公司正在實施世界上最先進的灌溉分配系統之一，采用最先進的傳感器、閘門和SCADA技術，所有這些都旨在減少浪費和改善客戶服務。來自世界各地的灌溉官員正在參觀默里-達令盆地，了解灌溉政策和灌溉自動化的未來。 |
