灌區(qū)運(yùn)行管理中資源與信息共享模式淺析

(1.長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430010；2.南水北調(diào)工程設(shè)計管理中心，北京 100038)

灌區(qū)運(yùn)行管理中資源與信息共享模式淺析

陳烈奔1孫慶宇2錢萍1

(1.長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司，湖北武漢430010；2.南水北調(diào)工程設(shè)計管理中心，北京100038)

灌區(qū)信息化是灌區(qū)管理現(xiàn)代化的重要內(nèi)容之一，總結(jié)了我國灌區(qū)信息化發(fā)展歷程和存在的問題，并根據(jù)《全國水利信息化規(guī)劃》分兩個階段制定的發(fā)展目標(biāo)，從灌區(qū)運(yùn)行與發(fā)展需求出發(fā)，力爭實現(xiàn)灌區(qū)防洪、抗旱預(yù)警、水資源管理及調(diào)度的信息化管理；從統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系、軟硬件并舉、合理配置模塊、加強(qiáng)系統(tǒng)集成、建成資源共享系統(tǒng)、完善信息安全體系等方面，構(gòu)建灌區(qū)信息共享建設(shè)體系，并在此基礎(chǔ)上提出灌區(qū)管理系統(tǒng)建設(shè)方案，管理系統(tǒng)模塊化建設(shè)可按灌區(qū)業(yè)務(wù)類型劃分為技術(shù)管理和事務(wù)管理兩部分進(jìn)行。

灌區(qū)信息化；灌區(qū)管理；運(yùn)行管理；信息共享

灌區(qū)信息化建設(shè)是實現(xiàn)現(xiàn)代化灌區(qū)的基礎(chǔ)和重要標(biāo)志，是我國正在進(jìn)行的現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)的重要內(nèi)容。

1 我國灌區(qū)信息化現(xiàn)狀

1.1 信息化發(fā)展歷程

20世紀(jì)70年代初，我國開始進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌區(qū)自動控制技術(shù)的研發(fā)，如以湖南韶山、河南人民勝利渠為代表的閘門自動控制系統(tǒng)，以及80年代后期以甘肅景電為代表的泵站自動調(diào)度系統(tǒng)等。很多灌區(qū)在探索自動測報、自動計量等方面開展了工作。大多灌區(qū)都曾建有通信系統(tǒng)，如灌區(qū)內(nèi)專線電話、陜西涇惠渠的無線對講集群、寧夏青銅峽的數(shù)字微波等。以上研發(fā)應(yīng)用工作在當(dāng)時被稱作“灌區(qū)自動化技術(shù)”或“灌區(qū)通訊調(diào)度技術(shù)”，這些技術(shù)在當(dāng)時對灌區(qū)管理發(fā)揮了重要作用。

2001年4月，時任水利部部長汪恕誠視察甘肅省景秦縣景電灌區(qū)時，對灌區(qū)泵站自動調(diào)度系統(tǒng)給予了高度評價，并稱景泰經(jīng)驗很值得總結(jié)和推廣。同年7月，翟浩輝副部長批示，將灌區(qū)信息化建設(shè)納入大型灌區(qū)節(jié)水改造總體規(guī)劃，加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，著力推進(jìn)我國水利信息化建設(shè)。

2002年7月，水利部農(nóng)村水利司下發(fā)《關(guān)于開展大型灌區(qū)信息化建設(shè)試點改造的通知》(農(nóng)水灌【2002】09號)，啟動了全國大型灌區(qū)信息化建設(shè)試點工作。2002年11月，農(nóng)村水利司確定了河北石津等30個大型灌區(qū)為首批信息化建設(shè)試點單位，并在2002年年度計劃中開始安排實施信息化建設(shè)。至今, 灌區(qū)信息化建設(shè)已經(jīng)歷了“十五”、“十一五”、“十二五” 3期試點建設(shè)，灌區(qū)信息化建設(shè)開始步入正軌。

1.2 存在的問題

通過多年的發(fā)展，灌區(qū)信息現(xiàn)代化取得了一定成績，如實時水情信息基本站網(wǎng)和傳輸體制基本建立并得到完善；初步實現(xiàn)了信息接收、處理、監(jiān)視和洪水預(yù)報等功能；開發(fā)了一批應(yīng)用軟件。由于試點灌區(qū)信息化建設(shè)程度參差不齊，因此仍存在以下問題[1]：

(1)灌區(qū)信息化建設(shè)資金投入不足。由于投入資金較少，各級政府財政支持不力，相關(guān)系統(tǒng)工程建設(shè)難以配套，影響已建工程效益和作用的發(fā)揮。

(2)信息采集點少，采集手段和傳輸水平落后。多數(shù)試點灌區(qū)存在信息采集點少、手段落后(主要靠人工觀測)問題，準(zhǔn)確度和實效性低；信息傳輸手段較為單一，水情、土壤墑情、作物長勢等信息一般通過電話線傳輸，速度較慢。

(3)軟件開發(fā)滯后。軟件開發(fā)人員對灌區(qū)業(yè)務(wù)及管理了解不夠深入透徹，導(dǎo)致開發(fā)的軟件不能滿足需求。

(4)信息共享性差。多數(shù)試點灌區(qū)建立了自己的局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但因試點灌區(qū)之間存在發(fā)展程度、工程規(guī)模、建設(shè)時間、建設(shè)方案的差異，導(dǎo)致局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的接口困難，影響了信息的共享。

(5)信息化管理人才缺乏。部分試點灌區(qū)缺乏從事信息化建設(shè)的專業(yè)技術(shù)人才，缺乏專業(yè)的管理維護(hù)，使建成的灌區(qū)信息系統(tǒng)難以充分發(fā)揮作用。

上述問題中，信息共享性差是灌區(qū)信息化實現(xiàn)全局性發(fā)展，實現(xiàn)多部門的信息共享、資源綜合利用中最主要的制約因素。本文擬就灌區(qū)運(yùn)行管理中資源與信息共享模式提出整合現(xiàn)有信息化資源，建立具有多元化、安全傳輸方式的信息建設(shè)體系和方案。

2 灌區(qū)管理信息共享發(fā)展原則與目標(biāo)

2.1 發(fā)展原則

(1)以《全國水利信息化規(guī)劃》為主要依據(jù)；

(2)以灌區(qū)綜合運(yùn)行管理為主要目標(biāo)，以信息共享為主線；

(3)以應(yīng)用為導(dǎo)向，分階段、分層次設(shè)定目標(biāo)；

(4)堅持開放性與標(biāo)準(zhǔn)化；

(5)注重信息系統(tǒng)安全。

2.2 發(fā)展目標(biāo)

(1)2016～2020年。“十三五”期間在以前發(fā)展的基礎(chǔ)上，整合信息化資源，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，規(guī)范軟件開發(fā)及應(yīng)用，建立完善的、成熟的灌區(qū)信息化系統(tǒng)[2]。

(2)2021～2030年。在初步建成灌區(qū)信息化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)灌區(qū)與地區(qū)行政部門、流域機(jī)構(gòu)之間的信息共享。

3 灌區(qū)管理信息共享模式建設(shè)方案

首先，從灌區(qū)運(yùn)行與發(fā)展需求出發(fā)，實現(xiàn)灌區(qū)防汛、抗旱預(yù)警、水資源管理及調(diào)度的信息化管理。其次，構(gòu)建灌區(qū)信息共享模式。

3.1 信息共享建設(shè)體系

信息共享建設(shè)體系應(yīng)包含如下幾個方面：

(1)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系，即統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一管理，統(tǒng)一維護(hù)。

(2)軟硬件并舉，改變目前重硬件輕軟件的局面，增加運(yùn)用數(shù)學(xué)模擬仿真技術(shù)、3S技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。

(3)合理配置模塊。根據(jù)灌區(qū)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)條件選擇適合灌區(qū)實際情況的模塊進(jìn)行建設(shè)。經(jīng)濟(jì)條件較好且基礎(chǔ)設(shè)施較齊全的灌區(qū)，各子系統(tǒng)都應(yīng)當(dāng)被納入信息化建設(shè)范圍，條件較差的灌區(qū)則應(yīng)選擇適合自身需要的系統(tǒng)模塊建設(shè)方案。

(4)加強(qiáng)系統(tǒng)集成。根據(jù)用戶需求將各子系統(tǒng)連接成為一個完整、可靠、經(jīng)濟(jì)和有效的整體，發(fā)揮整體效益。

(5)建立資源共享系統(tǒng)。各灌區(qū)之間組建起由公用分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)、有線電話網(wǎng)、超短波等多種形式的傳輸平臺，實現(xiàn)資源共享。

(6)完善信息安全體系。保證灌區(qū)網(wǎng)絡(luò)的物理安全、數(shù)據(jù)信息安全，提高灌區(qū)水利信息采集與傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

3.2 共享模式建設(shè)方案

灌區(qū)管理系統(tǒng)可劃分為技術(shù)管理和事務(wù)管理兩部分。

3.2.1 灌區(qū)技術(shù)管理

灌區(qū)技術(shù)管理包括信息采集處理、量測水管理、配水調(diào)度、防汛預(yù)警、水費(fèi)計收、視頻監(jiān)視、控制共7個業(yè)務(wù)系統(tǒng)[3]。

(1)信息采集處理系統(tǒng)。主要接收與處理水情數(shù)據(jù)、工程監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、雨量數(shù)據(jù)、墑情數(shù)據(jù)和含沙量數(shù)據(jù)等。

(2)量測水管理系統(tǒng)。根據(jù)《灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范(GB/T21303)》，將各種量水計算方法納入系統(tǒng)中，對各量水站點輸入的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)選擇適用的量水計算公式和參數(shù)，生成量測水?dāng)?shù)據(jù)。

(3)配水調(diào)度管理系統(tǒng)。根據(jù)流量、水位、雨情、墑情、氣象等數(shù)據(jù)，利用軟件分析計算并形成灌區(qū)水量分配方案。

(4)防汛預(yù)警系統(tǒng)。包括灌區(qū)防汛預(yù)案、防汛預(yù)警等內(nèi)容。系統(tǒng)能夠根據(jù)灌區(qū)水情，預(yù)報洪水流量與水位；根據(jù)工情，提出防洪方案。

(5)水費(fèi)計收管理系統(tǒng)。利用網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，對水費(fèi)進(jìn)行結(jié)算和統(tǒng)計，提高水費(fèi)結(jié)算的透明度，建立灌區(qū)與用水戶之間的良好關(guān)系。

(6)視頻監(jiān)視系統(tǒng)。在樞紐工程、重要建筑物及安防點安裝視頻監(jiān)視設(shè)備和傳輸設(shè)備，實現(xiàn)遠(yuǎn)程、實時了解工程運(yùn)行情況，增強(qiáng)應(yīng)對突發(fā)事件的能力。

(7)閘門監(jiān)控系統(tǒng)。實現(xiàn)對閘門的現(xiàn)地控制和遠(yuǎn)程遙控，監(jiān)測閘門的實時狀態(tài)(開度、上下游水位等)，發(fā)布故障報警等。

3.2.2 灌區(qū)事務(wù)管理

灌區(qū)事務(wù)管理主要包括[3]：

(1)綜合信息管理系統(tǒng)，主要進(jìn)行灌區(qū)的日常工作管理。

(2)檔案管理系統(tǒng)，對灌區(qū)業(yè)務(wù)及行政辦公流程中的文件、資料等進(jìn)行流轉(zhuǎn)、積累、存貯、查詢管理。

(3)財務(wù)管理系統(tǒng)，購買相應(yīng)成熟的商用軟件。

(4)行政辦公管理系統(tǒng)，購買相應(yīng)成熟的商用軟件。

(5)網(wǎng)站管理系統(tǒng),為公眾提供信息服務(wù)，為管理機(jī)構(gòu)和人員提供移動信息發(fā)布與查詢服務(wù)。

建設(shè)方案可結(jié)合灌區(qū)的實際運(yùn)行需要，采取模塊化方式推進(jìn)。

4 結(jié) 語

綜上所述，灌區(qū)信息化發(fā)展規(guī)劃應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求，整合現(xiàn)有信息化資源，建立多元化的、安全的傳輸方式和信息共享模式，實現(xiàn)灌區(qū)系統(tǒng)與地區(qū)行政部門、流域機(jī)構(gòu)各層次之間的信息共享。

[1] 陳金水,丁強(qiáng). 灌區(qū)現(xiàn)代化的發(fā)展思路和頂層設(shè)計[J].水利信息化，2013,6(6).

[2] 水利部信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.全國水利信息化規(guī)劃[R].北京：水利部信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室,2003.

[3] 中國灌溉排水發(fā)展中心.大型灌區(qū)信息化建設(shè)技術(shù)指南[M].北京：中國灌溉排水發(fā)展中心,2011.

(編輯：李曉濛)

2017-03-15

陳烈奔，男，長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司，高級工程師.

1006-0081(2017)08-0055-03

S274.3

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