昭平臺灌區(qū)信息化建設(shè)初探

□劉小飛 □梁葉萍(平頂山市昭平臺水庫管理局)

□楊素香(新鄭市水利局)

昭平臺灌區(qū)是平頂山市最大的自流灌區(qū)，西起昭平臺水庫，東到平頂山市新華區(qū)及許南公路，南靠伏牛山余脈，北依外方山至北汝河。灌區(qū)設(shè)計灌溉面積6.67萬hm2，受益范圍包括平頂山市魯山、寶豐、葉縣及新華區(qū)、湛河區(qū)3縣2區(qū)共24個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），總?cè)丝?2.7萬人，耕地7.63萬hm2。灌區(qū)盛產(chǎn)小麥、玉米、煙葉、雜糧，復(fù)種指數(shù)1.7，是平頂山市主要產(chǎn)糧區(qū)和經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。

灌區(qū)始建于1966年，1972年開灌。已建干渠2條，全長134.7km；支渠34條，全長240km；各類建筑物2856座。1998年開始續(xù)建配套與節(jié)水改造。

1.管理現(xiàn)狀及存在問題

1.1 思想認識不夠，變革意識不強。受傳統(tǒng)觀念影響，存在著重工程輕非工程的思想，工作思路仍然停留在傳統(tǒng)模式，將現(xiàn)代化管理視為高不可攀，畏懼新生事物，現(xiàn)代化的理念還沒有建立。加之，受經(jīng)濟因素制約，更是滿足現(xiàn)狀，不思變革。

1.2 觀測項目缺、觀測設(shè)施少。目前昭平臺灌區(qū)觀測項目主要為水量測流，其它觀測項目如土壤墑情、地下水、作物長勢等根本沒有。干渠水位觀測、流量測流點主要設(shè)在各管理段分界處及縣區(qū)分界處，共10個測點，通過7個測流橋和3座渡槽測流。單點控制干渠長度達十余千米，觀測設(shè)施稀少，不能準確地獲得水流的各項特征指標，致使用水調(diào)度大多憑經(jīng)驗進行，不可避免地造成一些無效放水。

1.3 自動化程度低，管理手段落后。一是灌區(qū)水位流量測量仍沿用手動測流和人工觀測，主要采用傳統(tǒng)流速儀，干渠測流由工程灌溉股承擔(dān)，支渠渠首測流由管理段承擔(dān)，由于線長面廣，必須連續(xù)工作十幾個小時，才能保證每天測流1遍，測流誤差大、職工勞動強度大；二是灌區(qū)信息傳輸手段僅限于人工，水情、墑情和作物長勢等信息只能通過電話或紙媒介進行傳輸，時效性差，難以滿足實時調(diào)水的需求；三是灌區(qū)管理資料和信息仍然以傳統(tǒng)的手工作業(yè)為主，既無法實現(xiàn)對各類資料信息的有效管理，也無法做到信息共享。

1.4 灌區(qū)管理人員信息化意識和技術(shù)水平亟需提高。為了提高灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平，灌區(qū)也嘗試進行信息化方面建設(shè)。但由于灌區(qū)管理人員信息化技術(shù)水平低，已建的信息系統(tǒng)僅能在研發(fā)人員指導(dǎo)下使用，而很難進行管理維護，無法保證已建系統(tǒng)充分發(fā)揮作用。

2.信息化建設(shè)的必要性

隨著灌區(qū)續(xù)建配套及節(jié)水改造項目的實施，灌區(qū)工程標準得到了大幅提高、用水條件得到了明顯改善，但灌區(qū)的管理水平還沒有得到有效提高；加之，隨著水資源的日益緊缺，農(nóng)業(yè)用水矛盾的日益突出，灌區(qū)管理面臨著巨大挑戰(zhàn)。灌區(qū)信息化是灌區(qū)現(xiàn)代化管理的重要手段，為此，進行灌區(qū)信息化建設(shè)和管理是十分必要的。

2.1 信息化是提高灌區(qū)工程安全運行保證的關(guān)鍵措施。昭平臺灌區(qū)傍山渠道多，集雨面積大，容易形成坡面徑流，威脅渠道或建筑物安全。信息化建設(shè)后，能夠?qū)χ匾こ滩课贿M行遠程監(jiān)控，實時掌握水情、工情，及早采取防御措施，最大程度地確保工程安全運行。

2.2 信息化是提高灌區(qū)科學(xué)管理水平的重要途徑。昭平臺灌區(qū)目前管理能力滯后，大量資料仍以手工作業(yè)為主，資料信息分析利用程度低，科學(xué)管理水平不高。信息化管理能夠分析、利用各類資料信息，科學(xué)管理工程和調(diào)配水資源，從而提高管理水平和服務(wù)質(zhì)量，確保適時、適量、安全供水，使工程效益最大化。

2.3 信息化是提高灌區(qū)水利用效率的重要途徑。灌區(qū)傳統(tǒng)配水方法無法實現(xiàn)適時適量調(diào)配，水的利用率偏低。信息化建設(shè)能夠大大增強信息的時效性和準確性，進行手工無法完成的大量信息處理后，及時制定出科學(xué)的灌溉用水調(diào)度方案，從而提高灌區(qū)的灌溉用水效率和效益。

3.信息化建設(shè)目標

信息化是提高工作效率，提升管理水平的重要手段。灌區(qū)信息化建設(shè)就是要在全灌區(qū)建立以信息采集系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以計算機網(wǎng)絡(luò)為手段，以數(shù)據(jù)庫和信息處理系統(tǒng)為核心的現(xiàn)代化灌區(qū)管理系統(tǒng)，最終實現(xiàn)灌區(qū)灌溉管理、工程管理、決策管理的信息化、現(xiàn)代化。

3.1 信息采集系統(tǒng)。對干渠渠道引水流量、水位、水情、工情實現(xiàn)自動化監(jiān)測，并逐步實現(xiàn)對各支渠的自動化監(jiān)測。

3.2 綜合數(shù)據(jù)庫和信息處理系統(tǒng)。逐步建立包括實時水情、歷史水情、灌區(qū)基本信息、工程狀況等的綜合數(shù)據(jù)庫，并把灌區(qū)基本狀況和灌溉業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，整合到電子地圖上，通過地圖查詢，可及時、準確、直觀地把握灌區(qū)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀，為灌區(qū)信息管理、用水決策提供數(shù)據(jù)支持。

3.3 計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。建設(shè)聯(lián)系信息中心和各監(jiān)測（控）點之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)連接，進行數(shù)據(jù)和圖像傳輸，從而實現(xiàn)自動化管理，提高管理效率和水平。

3.4 閘門遠程控制系統(tǒng)。逐步實現(xiàn)在干渠節(jié)退水閘和支渠進水閘的遠程自動控制，以實現(xiàn)閘門快速、及時、準確地啟閉，提高系統(tǒng)運行的可靠程度。

4.信息化建設(shè)情況

昭平臺灌區(qū)信息化建設(shè)分批分期進行，近期重點進行灌區(qū)較為關(guān)鍵部位的信息采集與監(jiān)測系統(tǒng)、信息傳輸及計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等基礎(chǔ)系統(tǒng)的建設(shè)工作。目前已建信息中心1個、大閘視頻監(jiān)控點10個、渠道水位流量監(jiān)測點10個、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和部分軟件系統(tǒng)。此項工程的建設(shè)對昭平臺灌區(qū)水量的合理分配、工程的安全高效運行和人員的工作強度減輕都有重要的意義。

4.1 信息中心建設(shè)。信息中心設(shè)在灌區(qū)管理處，配備有數(shù)字投影儀、電腦、路由器、LED顯示器、視頻服務(wù)器等設(shè)備，可以實時播放大閘現(xiàn)場視頻畫面，實時顯示渠道各監(jiān)測點的水位、流量等數(shù)據(jù)，據(jù)此數(shù)據(jù)實時調(diào)配水量，從而提高工作效率。

4.2 大閘視頻監(jiān)控點建設(shè)。在南北干渠首閘，北干渠七里河節(jié)制閘、大浪河節(jié)制閘、伏嶺節(jié)退水閘，南干渠平高城節(jié)退水閘、吳洼節(jié)退水閘、馬不跳節(jié)退水閘、楊林節(jié)制閘、玉皇店節(jié)退水閘等10個開啟頻繁的重要閘位，建立了視頻監(jiān)控點。每個監(jiān)控點都安裝有一體化的攝像機和視頻編碼器。視頻編碼器將攝像機的視頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)流，通過網(wǎng)絡(luò)傳回管理中心的視頻服務(wù)器，經(jīng)系統(tǒng)處理后，實時播放現(xiàn)場畫面。從而實現(xiàn)灌區(qū)管理處對大閘遠程監(jiān)控。

4.3 渠道水位流量監(jiān)測點建設(shè)。在渠首、張店、辛集、堿場、吳洼、楊林、魯寶交界、魯葉交界、一分干渠首及二分干渠首等10個調(diào)配水量的重要區(qū)段，建立了自動化監(jiān)測點。每個監(jiān)測點都安裝有XD-2122末級渠水位流量遙測終端機（由液位傳感器、GPRS、無線數(shù)傳儀器、主控芯片等組成），對干渠流量、水位進行實時監(jiān)測和采集；并將信息無線傳輸?shù)叫畔⒅行?，?jīng)計算機處理后，實時顯示流量、水位等數(shù)據(jù)。從而實現(xiàn)各個測點直觀、清晰、快捷的自動化監(jiān)測。

4.4 軟件系統(tǒng)建設(shè)。軟件系統(tǒng)是信息化建設(shè)中最重要的一環(huán)。目前昭平臺灌區(qū)配備了信息中心監(jiān)控管理軟件、灌區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫軟件、灌溉水情監(jiān)測系統(tǒng)軟件等，與已建自動化設(shè)施配套使用，使灌區(qū)基本情況和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)信息化、資源化。

4.5 信息傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。昭平臺灌區(qū)已建1個信息中心、10個大閘視頻監(jiān)控點及10個渠道水位流量監(jiān)測點，遍布134km的干渠上，站點分散，信息傳輸則尤為重要。信息中心和大閘視頻監(jiān)控點之間通過公共網(wǎng)絡(luò)傳輸信號，信息中心和渠道水位流量監(jiān)測點之間通過無線傳輸信號。

5.建議

通過兩期信息化工程建設(shè)，昭平臺灌區(qū)已初步實現(xiàn)了部分渠段水位流量監(jiān)測和大閘的視頻監(jiān)控，有效保證了水量及時調(diào)配和工程安全運行。但在系統(tǒng)投入使用過程中，也出現(xiàn)了一些問題，如渠道流量監(jiān)測還處于率定階段，數(shù)據(jù)有偏差；部分大閘比較偏僻、公網(wǎng)流量小，導(dǎo)致視頻不流暢等問題。這需要在以后運行中逐步提高。灌區(qū)信息化建設(shè)和管理是一個長期工程，筆者作為一名參建者和管理者，提出以下建議，以便探討。

5.1 要注重實用性和效益性。灌區(qū)信息化建設(shè)必須圍繞灌區(qū)管理目標服務(wù)，要因地制宜、循序漸進，要注重實用、講求效益。

5.2 要確保穩(wěn)定性和兼容性。一方面，灌區(qū)信息化系統(tǒng)在規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)實施中，應(yīng)盡可能采用技術(shù)先進、性能穩(wěn)定的產(chǎn)品，確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定可靠運行;另一方面，要確保灌區(qū)信息化系統(tǒng)有兼容性和可拓展性，為系統(tǒng)技術(shù)更新和功能升級留有余地，并能夠以公用信息平臺為依托，充分利用相關(guān)行業(yè)的信息資源，如氣象、水文、墑情等，實行優(yōu)勢互補和資源共享，避免重復(fù)開發(fā)、重復(fù)建設(shè)，杜絕浪費。

5.3 要杜絕重建輕管現(xiàn)象。一方面，灌區(qū)管理人員要靠前管理，在信息化建設(shè)時期就要及早介入，掌握管理運用原理，做好日常管理維護工作，避免出現(xiàn)研發(fā)人員在的時候，系統(tǒng)運行良好，當研發(fā)人員離去以后，系統(tǒng)停滯的現(xiàn)象;另一方面，灌區(qū)要加快信息化人才培養(yǎng)的力度，尤其要引進或培養(yǎng)大量既懂水利又懂信息技術(shù)的復(fù)合型人才，以滿足信息化建設(shè)的需要。

6.結(jié)語

目前，農(nóng)業(yè)水資源供需矛盾十分突出，農(nóng)業(yè)灌溉面臨巨大挑戰(zhàn)，提高灌區(qū)管理水平和灌溉水資源利用效率刻不容緩。灌區(qū)信息化管理，是利用現(xiàn)有信息技術(shù)有效保護和合理利用水資源，是灌區(qū)管理現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢。灌區(qū)信息化建設(shè)，是實現(xiàn)灌區(qū)規(guī)范管理和節(jié)水灌溉的重要手段。為此，建設(shè)好、管護好、運用好灌區(qū)信息化工程，具有深遠的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。