Как группа компаний в сфере водоснабжения снижает затраты и повышает эффективность за счёт информатизации оросительных систем
Компания Ecolor Technology представила анализ проекта информатизации крупной ирригационной системы, использующей воду из нижнего течения реки Хуанхэ. Проектная площадь орошения составляет 320 тыс. му, охватывая 4 волостных поселения и 18 административных деревень.
Подключено 28 узлов на водозаборных сооружениях, 64 узла на разводящих каналах и 210 точек учёта. По итогам проверки летнего полива 2024 года коэффициент эффективного использования воды вырос с 0,52 до 0,61, а удельный расход снизился с 280 м³ до 210 м³ на 1 му.
1. Предпосылки проекта: переход в управлении в условиях ограничений ресурсов
Система расположена на аллювиальной равнине нижнего течения Хуанхэ и является важным производственным центром зерновых (озимая пшеница и летняя кукуруза). Годовой объём забора воды составляет около 120 млн м³, при этом сельскохозяйственное водопотребление занимает более 80% общего потребления региона. До модернизации удельный расход достигал 280 м³ на 1 му, а фермеры часто сталкивались с необходимостью ждать очереди на открытие шлюзов.
Результаты опроса 1260 анкет показали, что 63% фермеров поливали по расписанию, а не по потребностям культур, а 57% указывали на непрозрачность информации о водораспределении.
Управление системой требовало 18 работников для ручного обхода каналов, которые тратили около 6 часов в день на визуальное наблюдение. Проект поставил цели: «учёт до устьев водовыпусков, управление до затворов, сервис до фермеров, данные на платформу».
2. Основы реализации: от ручного обхода к цифровому восприятию
Общие инвестиции составили около 76 млн юаней. Из них 53 млн юаней направлены на измерительное и ИКТ-оборудование, 23 млн — на модернизацию каналов и инфраструктуру. Проект включил создание центра обработки данных, платформы диспетчеризации и терминалов обслуживания фермеров.
Ключевые показатели инфраструктуры:
- Водозаборные сооружения: 28 узлов мониторинга.
- Разводящие каналы: 64 узла управления.
- Устья водовыпусков: 210 точек учёта расхода.
- Экологический мониторинг: 36 станций влажности почвы и 12 метеостанций.
- Безопасность: 48 контрольных пунктов видеонаблюдения.
3. Технические сложности и решения
Измерение расхода в открытых каналах
Высокое содержание наносов в Хуанхэ влияло на точность датчиков. Команда провела калибровку на 32 участках, собрав 18 тыс. точек данных. Применены комбинированные методы: радарные и ультразвуковые уровнемеры, датчики положения затворов и видеонаблюдение сечений. Погрешность снижена до приемлемых значений (<5% на магистралях).
Связь и электроснабжение
Для удалённых узлов внедрена схема: оптоволокно (82%), 4G/5G (15%) и спутниковые короткие сообщения BeiDou. На 37 узлах установлены солнечные панели с аккумуляторами 120 А·ч и локальным хранением данных на 7 дней. Онлайн-состояние оборудования достигло 98,6%.
Адаптация моделей орошения: Разработан режим для ротации пшеница–кукуруза. Станции влажности контролируют глубины 20, 40 и 60 см. Для пшеницы оптимальная влажность поддерживается на уровне 18–22%, для кукурузы — 20–24%. Платформа формирует рекомендации на основе эвапотранспирации ET0 и прогноза погоды.
4. Архитектура решения: замкнутый контур управления
Проект реализован по четырёхуровневой архитектуре: уровень восприятия, передачи, платформы и приложений. Платформа построена на единой GIS-карте, связывающей каналы, гидротехнические сооружения и данные в реальном времени.
| Уровень | Функционал | Показатели качества |
|---|---|---|
| Измерение расхода | Доплеровские расходомеры, лотки Паршалла, радарные уровнемеры | Погрешность: <5% (магистраль), <8% (развод), <10% (устья) |
| Интеллектуальное орошение | Автоматические команды электрическим затворам | Отклик <15 с, обратная связь по положению <5% |
| Мониторинг и сигнализация | Выявление аварий, заедания затворов, превышения уровня | Предупреждение персоналу в течение 1 минуты |
5. Ход реализации и обучение персонала
Строительные работы начались в марте 2023 года после завершения изысканий на 510 участках. В сентябре–октябре 2023 года проведена опытная эксплуатация с 72-часовыми стресс-тестами. Полнота данных составила 99,4%, успешность дистанционного управления затворами — 98,7%.
Ключевым этапом стало обучение: проведено 32 мероприятия для 1260 участников. Фермеры используют мини-программу WeChat для подачи заявок. Среднее время подачи заявки сократилось с 3 дней до менее 2 часов, а уведомления перешли с бумажных документов на платформенные push-сообщения.
6. Итоговый эффект: экономия и эффективность
(с 280 до 210 м³/му)
(до 3,45 млн юаней/год)
по водопотреблению
Экономический эффект выражен в снижении средних затрат на поливную воду с 68 до 52 юаней на 1 му. Годовая экономия для площади 320 тыс. му составляет около 5,12 млн юаней. Точное орошение снизило риск переувлажнения и вымывания удобрений, повысив эффективность использования ресурсов на 8–12%.
7. Выводы и перспективы развития
Кейс демонстрирует, что успех зависит от синергии измерения расхода, управления затворами и тарифной реформы. Когда пользователи видят детализацию потребления, их готовность контролировать полив возрастает. В период созревания пшеницы исключение одного полива позволило сэкономить 18 м³ на 1 му.
На этапе 2025–2027 гг. планируется развитие цифрового двойника системы, подключение данных БПЛА и спутниковой оценки эвапотранспирации. Цели: повышение коэффициента эффективного использования воды до 0,65 и расширение охвата учёта на уровне поля до 60%.
Ценность проектов заключается не только в онлайн-статусе оборудования, но и в способности преобразовать данные в действия фермеров и рассчитываемые выгоды водных ресурсов.
