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鄉村水利現代化助力:水位雨量一體站的基層部署與應用實踐
鄉村水利是保障農業生產、改善農村民生、維護鄉村生態的重要基礎。然而,傳統鄉村水利監測多依賴人工巡查,存在 “數據滯后、覆蓋不足、決策被動" 等問題,難以適配現代農業發展與鄉村防洪需求。水位雨量一體站憑借 “小型化、低成本、易運維" 的特性,成為破解鄉村水利監測難題、推動鄉村水利現代化的關鍵裝備,其在基層的科學部署與實踐應用,正為鄉村水利注入新活力。
一、鄉村水利監測的痛點:適配一體站部署的現實需求
鄉村水利場景的特殊性,決定了對監測設備的獨特需求,也凸顯了水位雨量一體站的部署價值。一方面,鄉村水利設施分散且地形復雜:農田灌溉渠系、小型水庫、山塘遍布村落,部分區域位于偏遠山區,傳統大型監測站建設成本高、難以覆蓋,導致 “灌溉用水難調度、山塘水位難掌握" 的問題。例如某南方鄉村有 20 余座小型山塘,僅靠村干部定期巡查,汛期無法及時掌握水位變化,曾因暴雨導致山塘漫溢,淹沒周邊農田。另一方面,鄉村監測資源有限:基層水利人員數量少、專業能力薄弱,傳統設備操作復雜、維護難度大,且鄉村財政難以承擔高額運維費用,導致部分監測設備 “建而不用"。此外,鄉村水利需求多元,既需監測降雨量指導灌溉,又需預警山洪、內澇保障村民安全,單一功能的監測設備難以滿足綜合需求,這些痛點為水位雨量一體站的基層部署提供了現實必要性。
二、水位雨量一體站的基層部署:適配鄉村場景的方案設計
針對鄉村場景特點,水位雨量一體站的部署需遵循 “低成本、易維護、廣覆蓋" 原則,從設備選型、安裝方式、供電通信三方面優化,確保適配鄉村實際條件。
(一)設備選型:小型化、高性價比優先
考慮鄉村財政與運維能力,一體站優先選用 “小型化、集成化" 設備:主機體積控制在 30cm×20cm×15cm 以內,重量不超過 5 公斤,便于運輸與安裝;傳感器采用非接觸式設計,如雷達水位計無需接觸水體,避免泥沙淤積與水生生物附著,減少維護頻次;雨量監測模塊選用光學雨量傳感器,無機械部件,故障率低,使用壽命可達 5 年以上。同時,設備成本控制在傳統監測站的 1/3 以內,且支持模塊化升級,可根據鄉村需求靈活添加土壤墑情、水質監測模塊,兼顧灌溉與生態監測需求,避免重復建設浪費資金。
(二)安裝方式:簡易化、適配鄉村地形
安裝過程簡化流程,無需復雜土建工程:雨量監測模塊通過專用支架固定在村級活動中心、電線桿等現有設施上,高度 1.2-1.5 米,避開樹木、房屋遮擋;水位監測模塊則根據監測對象調整,小型水庫、山塘選用岸邊支架安裝,灌溉渠系則采用簡易樁基固定,2-3 名非專業人員即可在 2 小時內完成一座站點安裝。同時,安裝位置優先選擇村民易觀察、便于維護的區域,如靠近村委會、灌溉泵站附近,避免偏遠無人區域導致的維護困難。
(三)供電通信:低成本、保障穩定運行
針對鄉村供電不穩定、部分區域信號薄弱的問題,一體站采用 “太陽能 + 蓄電池" 供電方案:配備 100W 太陽能電池板與 50Ah 蓄電池,可滿足連續 7 個陰雨天的供電需求,無需接入市電,降低安裝成本;通信方面,優先利用鄉村現有 4G 信號,采用低功耗窄帶物聯網(NB-IoT)技術,數據傳輸流量小,每月通信費用僅需 5-10 元,大幅降低運行成本;對信號薄弱的偏遠山村,搭配 LoRa 網關,實現 5-10 公里范圍內的信號覆蓋,網關部署在村委會或山頂,無需額外架設基站,確保數據穩定傳輸。
三、水位雨量一體站的基層應用實踐:助力鄉村水利現代化的成效
在鄉村水利實踐中,水位雨量一體站通過 “監測 - 預警 - 調度" 的全流程應用,在灌溉優化、防汛減災、民生保障三方面發揮作用,推動鄉村水利從 “經驗管理" 向 “數據驅動" 轉型。
(一)優化農業灌溉:精準指導用水,提升生產效率
一體站實時監測降雨量與灌溉渠系水位,為農田灌溉提供精準數據支撐。某北方小麥種植村,通過部署 12 座一體站,實時采集降雨量與灌溉渠水位數據,當監測到 “連續 15 天無有效降雨(日降雨量<5mm)、渠系水位低于灌溉需求" 時,系統自動向村水利員發送灌溉提醒,指導泵站及時抽水補水;同時,根據降雨量數據調整灌溉時長,避免 “盲目灌溉" 浪費水資源。應用后,該村灌溉用水效率提升 20%,小麥畝均用水量從 350 立方米降至 280 立方米,每年節約水資源 12 萬立方米,且因灌溉及時,小麥畝均產量提升 15%,切實增加了村民收入。
(二)防汛減災:預警山洪內澇,保障村民安全
在山洪、內澇多發的鄉村,一體站成為 “安全哨兵"。某南方山區村,曾因暴雨引發山洪,因無預警導致 3 名村民被困。部署 6 座一體站后,系統預設雨量、水位預警閾值:1 小時降雨量超 40mm 或山塘水位超汛限水位 0.5 米時,自動觸發預警,通過村廣播、微信群、短信向村民推送預警信息,同時向鄉鎮水利部門上報數據。2023 年夏季,該村遭遇強降雨,一體站提前 30 分鐘發出山洪預警,村干部組織 120 余名村民轉移至安全區域,避免了人員傷亡;同時,根據一體站監測的山塘水位數據,科學調度溢洪道,確保山塘安全,未出現漫溢災害,保障了村民生命財產安全。
(三)民生與生態保障:支撐鄉村基礎建設與生態保護
一體站還為鄉村飲水安全、生態保護提供數據支撐。某西部鄉村依托一體站監測的降雨量與水源地(小型水庫)水位數據,制定飲水安全保障方案:當監測到水庫水位低于警戒水位 1 米時,及時限制非農用水,優先保障村民飲水;同時,結合降雨量數據,預判水源補給情況,提前做好蓄水準備,避免干旱季節飲水短缺。在生態保護方面,某鄉村通過一體站長期監測河道水位與降雨量,調控河道生態流量,當河道水位過低時,利用灌溉泵站補水,維持河道生態功能,應用后河道周邊植被覆蓋率從 60% 提升至 75%,村民生活環境顯著改善。
水位雨量一體站的基層部署與應用,不僅解決了鄉村水利監測的痛點,更以 “低成本、高效率" 的方式推動了鄉村水利現代化進程。未來,隨著一體站與鄉村智慧水利平臺的進一步融合,將實現 “數據共享、智能調度",為鄉村振興中的水利保障提供更堅實的技術支撐,助力鄉村實現 “灌溉高效、防洪安全、生態宜居" 的發展目標。