필리핀 농업 관개 시스템의 수문 레이더 유량계

추상적인
이 사례 연구는 필리핀이 비접촉식 수문 레이더 유량계를 도입하여 농업 수자원 관리의 핵심 과제를 어떻게 해결하고 있는지 살펴봅니다. 몬순 기후, 비효율적인 기존 측정 방식, 그리고 불충분한 데이터 정확도로 인한 극심한 수량 변동에 직면한 필리핀 국가관개청(NIA)은 지방 정부와 협력하여 주요 벼 생산 지역의 관개 수로 시스템에 첨단 레이더 유량 모니터링 기술을 도입했습니다. 실제 사례를 통해 이 기술은 수자원 배분의 효율성, 정확성, 그리고 형평성을 크게 향상시켜 국가의 식량 안보와 기후 회복력 있는 농업에 중요한 데이터 지원을 제공하는 것으로 나타났습니다.

I. 프로젝트 배경: 과제와 기회
필리핀 농업, 특히 벼농사는 관개 시스템에 크게 의존합니다. 그러나 필리핀의 수자원 관리는 오랫동안 심각한 어려움에 직면해 왔습니다.
기후적 특성: 뚜렷한 우기(하바가트)와 건기(아미한)로 인해 일년 내내 강과 운하의 유량이 크게 변하며, 기존의 계량기와 유량계로는 지속적이고 정확한 모니터링이 어렵습니다.
인프라 한계: 많은 관개 수로는 흙으로 덮이거나 단순히 덧댐으로만 되어 있습니다. 접촉식 센서(초음파 또는 도플러 유량계 등)를 설치하려면 엔지니어링 수정이 필요하고, 토사 퇴적, 수생 식물 성장, 홍수 피해에 취약하며, 높은 유지 관리 비용이 발생합니다.
데이터 요구 사항: 정확한 관개와 공평한 물 분배를 달성하기 위해 관개 관리자는 신속한 의사 결정을 내리고 낭비를 줄이며 농부 간의 분쟁을 줄이기 위해 신뢰할 수 있는 실시간 원격 물량 데이터가 필요합니다.
인적 자원 및 제약: 수동 측정은 시간이 많이 걸리고 노동 집약적이며, 인적 오류가 발생하기 쉽고 원격 지역에서는 구현하기 어렵습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 필리핀 정부는 "국가 관개 현대화 프로그램"에서 첨단 수문 모니터링 장비의 적용을 우선시했습니다.

II. 기술적 솔루션: 수문 레이더 유량계
수문 레이더 유량계가 이상적인 해결책으로 떠올랐습니다. 이 유량계는 수면을 향해 레이더파를 발사하고 반사되는 신호를 수신하는 방식으로 작동합니다. 도플러 효과를 이용하여 수면 유속을 측정하고 레이더 거리 측정 원리를 이용하여 수위를 정확하게 측정하며, 알려진 수로 단면 형상을 기반으로 실시간 유량을 자동으로 계산합니다.
핵심적인 장점은 다음과 같습니다.
비접촉 측정: 운하 위의 다리나 구조물에 설치하여 물과 접촉하지 않으므로 퇴적물, 잔해 충격, 부식과 같은 문제가 전혀 발생하지 않습니다. 필리핀 관개 조건에 매우 적합합니다.
높은 정확도와 신뢰성: 수온, 수질 또는 퇴적물 함량에 영향을 받지 않아 지속적이고 안정적인 데이터를 제공합니다.
유지 보수가 쉽고 수명이 깁니다. 물에 잠긴 부품이 없고 유지 보수가 거의 필요 없으며 수명이 깁니다.
통합 및 원격 전송: 태양광 발전 시스템 및 무선 전송 모듈(예: 4G/5G 또는 LoRaWAN)과 쉽게 통합하여 클라우드 기반 관리 플랫폼에 실시간으로 데이터를 전송할 수 있습니다.

III. 구현 및 배포
프로젝트 위치: 루손 섬의 중부 루손과 카가얀 밸리 지역(필리핀의 주요 "쌀 창고")
시행 기관: 기술 공급업체와 협력하는 필리핀 국립 관개청(NIA)의 현지 사무소.
배포 프로세스:
현장 조사: 주요 운하와 주요 측면 운하로 이어지는 유입구 등 관개 시스템의 주요 노드를 선택합니다.
설치: 레이더 유량계 센서를 운하 위의 안정적인 구조물에 장착하고, 수면을 향해 수직으로 향하도록 합니다. (수반되는 태양광 패널, 배터리, 데이터 전송 장치(RTU) 설치).

교정: 정확한 채널 단면 기하학적 매개변수(폭, 경사 등)를 입력합니다. 장치에 내장된 알고리즘이 계산 모델의 교정을 자동으로 완료합니다.

플랫폼 통합: 데이터는 NIA의 중앙 수자원 관리 플랫폼과 지역 사무소의 모니터링 화면으로 전송되어 시각적 차트와 지도로 표시됩니다.

IV. 적용 결과 및 가치
레이더 유량계의 도입으로 다음과 같은 중요한 결과가 나타났습니다.
향상된 물 사용 효율성:
관리자는 실시간 유량 데이터를 기반으로 수문 개방을 정밀하게 제어하여 수요에 따라 다양한 지역에 물을 분배하고, 부정확한 예측으로 인한 낭비를 줄일 수 있습니다. 예비 데이터에 따르면 시범 지역에서 관개용수 사용 효율이 약 15~20% 증가했습니다.
과학적이고 자동화된 의사 결정:
건기 동안 이 시스템은 제한된 수자원의 정확한 모니터링과 배분을 가능하게 합니다.

필리핀 농업 관개 시스템의 수문 레이더 유량계
중요 지역의 우선순위를 정합니다. 우기에는 실시간 데이터를 통해 잠재적인 운하 범람 위험을 경고하고, 이를 통해 더욱 적극적인 물 관리가 가능합니다.
분쟁 감소 및 형평성 향상:
"데이터로 소통"함으로써 상류와 하류 농가 간의 물 분배가 더욱 투명하고 공정해졌으며, 이로 인해 과거의 물 분쟁이 크게 줄어들었습니다. 농가들은 모바일 앱이나 마을 게시판을 통해 물 분배 정보를 확인할 수 있어 지역 사회의 신뢰도가 높아졌습니다.
운영 및 유지 관리 비용 절감:
빈번한 수동 검사 및 측정 작업을 없애 관리자는 핵심 의사 결정에 집중할 수 있습니다. 또한 장비의 내구성 덕분에 장기적인 유지 보수 비용과 가동 중단 시간이 크게 줄어듭니다.
데이터 기반 인프라 계획:
축적된 장기 유량 데이터는 향후 관개 시스템의 업그레이드, 확장 및 복구를 위한 귀중한 과학적 근거를 제공합니다.

V. 과제 및 미래 전망
프로젝트의 성공에도 불구하고, 구현 과정에서는 높은 초기 장비 투자와 원격 지역의 불안정한 네트워크 커버리지 등 여러 가지 어려움에 직면했습니다. 향후 개발 방향은 다음과 같습니다.
적용 범위 확대: 필리핀 전역의 더 많은 관개 시스템에서 성공적인 경험을 재현합니다.
기상 데이터 통합: 유량 데이터와 날씨 예보를 결합하여 더욱 스마트한 "예측" 관개 일정 시스템을 구축합니다.
AI 분석: AI 알고리즘을 사용하여 과거 데이터를 분석하고, 물 분배 모델을 최적화하고, 완전 자동화된 일정을 달성합니다.
결론
필리핀은 수문 레이더 유량계를 도입함으로써 전통적인 농업 관개 관리를 디지털 시대로 성공적으로 전환했습니다. 이 사례는 첨단의 신뢰성 있고 적응력 있는 수문 모니터링 기술에 투자하는 것이 기후 변화와 식량 안보 압박에 직면한 농업의 회복탄력성과 생산성을 향상시키는 데 중요한 단계임을 보여줍니다. 이는 필리핀뿐만 아니라 유사한 여건을 가진 다른 개발도상국에도 수자원 관리 현대화를 위한 모범적인 방안을 제시합니다.

서버 및 소프트웨어 무선 모듈의 전체 세트는 RS485 GPRS/4g/WIFI/LORA/LORAWAN을 지원합니다.

레이더 센서에 대한 자세한 내용은

Honde Technology Co., LTD.에 문의하세요.

Email: info@hondetech.com

회사 웹사이트:www.hondetechco.com

전화: +86-15210548582