淠史杭灌區(qū)水利信息化建設(shè)的實(shí)踐

李友生

(淠史杭灌區(qū)管理總局,安徽 六安 237005)

灌區(qū)信息化建設(shè)是灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)的基礎(chǔ)和重要標(biāo)志，2013年以來(lái)灌區(qū)開(kāi)展了水利信息化建設(shè)，實(shí)施了部分信息化項(xiàng)目，對(duì)灌區(qū)信息化建設(shè)進(jìn)行實(shí)踐，收到了良好效果。

1 淠史杭灌區(qū)水利信息化系統(tǒng)構(gòu)成

淠史杭灌區(qū)水利信息化系統(tǒng)由專業(yè)子系統(tǒng)、基礎(chǔ)平臺(tái)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)和綜合應(yīng)用系統(tǒng)4部分構(gòu)成，如圖1所示。對(duì)各部分說(shuō)明如下：

(1)專業(yè)子系統(tǒng)。包括了信息采集系統(tǒng)、工情視頻監(jiān)控系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)，為整個(gè)系統(tǒng)提供工程運(yùn)行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

(2)基礎(chǔ)平臺(tái)。指通信傳輸與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為整個(gè)系統(tǒng)提供了通信和網(wǎng)絡(luò)傳輸硬件支持平臺(tái)。

(3)綜合監(jiān)控系統(tǒng)。是建立在地理信息和數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)上的監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)總控中心和各分控中心對(duì)整個(gè)灌區(qū)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控。

(4)高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)。包括綜合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、灌溉調(diào)度與水資源配置決策支持系統(tǒng)、灌區(qū)防洪抗旱決策系統(tǒng)、渠系水質(zhì)監(jiān)測(cè)與水環(huán)境評(píng)價(jià)系統(tǒng)、三維仿真系統(tǒng)、工程管理系統(tǒng)、水費(fèi)征收系統(tǒng)、電子政務(wù)系統(tǒng)、灌區(qū)信息共享與信息服務(wù)系統(tǒng)等具體的應(yīng)用系統(tǒng)，是針對(duì)專業(yè)部門(mén)、用戶所開(kāi)發(fā)的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)運(yùn)行的信息化管理。

圖1 淠史信息化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

2 信息化系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

2011年，淠史杭總局組織編制了《安徽省淠史杭灌區(qū)信息化建設(shè)規(guī)劃》，規(guī)劃總投資3.26億元，明確了信息化建設(shè)的總體目標(biāo)、建設(shè)原則和今后一段時(shí)期的主要任務(wù)。依據(jù)規(guī)劃，淠史杭總局搶抓灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程建設(shè)發(fā)展機(jī)遇，分步實(shí)施了部分信息化項(xiàng)目，信息化工程逐步建成并在灌區(qū)建設(shè)管理中發(fā)揮了重要作用。

2.1 水情、工情信息采集系統(tǒng)

建設(shè)灌區(qū)重要建筑物、管理設(shè)施、縣界量水點(diǎn)的水情、雨情、工情和閘位等信息采集點(diǎn)，安裝相關(guān)采集設(shè)備，各采集點(diǎn)利用GPRS的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送至淠史杭監(jiān)控中心的水雨情監(jiān)測(cè)平臺(tái)，目前已建各種信息采集點(diǎn)200多處，基本建立起覆蓋渠首、重點(diǎn)渠道、節(jié)制閘、泄洪閘、干渠進(jìn)水閘、渡槽等重要控制性節(jié)點(diǎn)的水文水環(huán)境、視頻、工情等信息采集監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。雨情監(jiān)測(cè)點(diǎn)建設(shè)時(shí)與當(dāng)?shù)氐乃南到y(tǒng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)不互相重復(fù)，減少資源浪費(fèi)。

2.2 視頻信息采集系統(tǒng)

根據(jù)需要目前已建設(shè)共計(jì)60多處視頻監(jiān)控點(diǎn)，并將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于現(xiàn)地DVR或帶存儲(chǔ)的視頻編碼器中，通過(guò)租賃的VPN線路實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地/遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

2.3 閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)

閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)在閘控系統(tǒng)的建筑物設(shè)置1套現(xiàn)地監(jiān)控單元(LCU)，用于控制本站閘門(mén)、供電等設(shè)備，布置在閘門(mén)啟閉室內(nèi)，并利用新建的VPN線路傳送至淠史杭灌區(qū)管理總局監(jiān)控中心及監(jiān)控分中心，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地控制、分中心控制與遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的管理方式。由設(shè)在閘門(mén)附近的攝像頭及閘室內(nèi)的攝像頭監(jiān)視整個(gè)過(guò)程，確保閘門(mén)正常啟閉。閘門(mén)啟閉后，設(shè)在閘門(mén)下游的水位監(jiān)測(cè)設(shè)備(水情系統(tǒng))應(yīng)能在短時(shí)間內(nèi)反饋渠道水位的變化，以校核閘門(mén)啟閉情況。

2.4 水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在淠河總干渠中段羅管節(jié)制閘、淠河總干渠下段將軍嶺節(jié)制閘各建設(shè)1套能檢測(cè)5項(xiàng)指標(biāo)和9項(xiàng)指標(biāo)的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能隨時(shí)掌握淠河總干渠水質(zhì)變化情況，確保淠河水質(zhì)符合大別山生態(tài)補(bǔ)水水質(zhì)要求。

2.5 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

淠史杭灌區(qū)信息化系統(tǒng)骨干網(wǎng)，以“公網(wǎng)為主、自建為輔”的原則進(jìn)行建設(shè)。灌區(qū)內(nèi)沿3條渠道自建通信線路，已建通信光釬150多KM，將從渠首開(kāi)始支干渠以上水利數(shù)據(jù)信息收集至相應(yīng)的分控中心；總控中心與分控中心借助公網(wǎng)進(jìn)行連接，灌區(qū)內(nèi)區(qū)縣水利部門(mén)分控中心與總控中心的連接，也借助公網(wǎng)租賃帶寬，全灌區(qū)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。通信骨干網(wǎng)拓?fù)鋱D如圖2所示。

圖2 淠史杭灌區(qū)通信骨干網(wǎng)拓?fù)鋱D

2.6 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心的建設(shè)包含總局總控中心、淠河、史河總干渠監(jiān)控中心、舒廬干渠監(jiān)控中心建設(shè)和將軍嶺信息化分中心建設(shè)等。

(1)基礎(chǔ)硬件設(shè)備。在總局現(xiàn)有的環(huán)境基礎(chǔ)條件下，充分利用新建和已有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備，新建應(yīng)用服務(wù)器、存儲(chǔ)、打印機(jī)等設(shè)備的安裝以及網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、服務(wù)器集群管理系統(tǒng)、核心防護(hù)軟件等，以構(gòu)成滿足需要的運(yùn)行環(huán)境。

(2)會(huì)議系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一個(gè)智能會(huì)議系統(tǒng)，符合三防使用要求，同時(shí)滿足各種會(huì)議活動(dòng)的需要，建設(shè)有音響擴(kuò)聲系統(tǒng)、會(huì)議發(fā)言系統(tǒng)、大屏拼接系統(tǒng)等。

(3)監(jiān)控中心機(jī)房。計(jì)算機(jī)機(jī)房環(huán)境的建設(shè)，主要配置機(jī)房UPS和接地系統(tǒng)等，其他環(huán)境建設(shè)在機(jī)房土建工程中實(shí)施。

2.7 應(yīng)用平臺(tái)與數(shù)據(jù)集成

淠史杭總控中心建有淠史杭灌區(qū)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，是淠史杭灌區(qū)信息化建設(shè)的重要組成部分，是整個(gè)灌區(qū)軟件系統(tǒng)的核心。信息化工程所有終端采集的數(shù)據(jù)將通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接傳輸至總局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。灌區(qū)信息采集點(diǎn)的水質(zhì)信息、閘門(mén)監(jiān)控、視頻監(jiān)控、水雨情、墑情將監(jiān)測(cè)的信息將通過(guò)VPN線路傳送到淠史杭監(jiān)控中心進(jìn)行存儲(chǔ)。在總控中心和分控中心各設(shè)有1臺(tái)SCADA服務(wù)器進(jìn)行集中，用于保存當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)。利用現(xiàn)有的平臺(tái)建設(shè)1套淠河、史河、舒廬灌區(qū)信息展示平臺(tái)，包括視頻集中控制平臺(tái)、閘門(mén)工情監(jiān)控系統(tǒng)、基于GIS的水雨情信息系統(tǒng)、洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)和移動(dòng)平臺(tái)。

3 灌區(qū)信息化工程建設(shè)的效益

3.1 全面提高防汛抗旱決策水平

淠史杭灌區(qū)近年共建設(shè)了200多處自動(dòng)水位、雨情信息監(jiān)測(cè)點(diǎn)和閘門(mén)監(jiān)控站，這些監(jiān)控站點(diǎn)實(shí)時(shí)掌控灌區(qū)水情變化，管理部門(mén)根據(jù)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)調(diào)度，在抗御強(qiáng)降雨、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)或遇突發(fā)險(xiǎn)情時(shí)，能及時(shí)開(kāi)啟泄洪閘門(mén)泄洪，確保渠道工程安全運(yùn)行，全面提高供水調(diào)度決策的科學(xué)性和合理性。

3.2 保證計(jì)劃用水和節(jié)約用水的實(shí)施

淠史杭灌區(qū)通過(guò)計(jì)量和水管理系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)行水量與水質(zhì)并重、資源與環(huán)境一體化管理，實(shí)行計(jì)劃用水，實(shí)時(shí)供水，計(jì)量收費(fèi)的工作體系，降低了供水成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益。在信息化系統(tǒng)投入運(yùn)行后，通過(guò)對(duì)水資源的合理調(diào)配和管理，每年向金寨縣、葉集區(qū)、合肥市等增加生態(tài)補(bǔ)水約1.0×108m3，為建設(shè)生態(tài)文明灌區(qū)作出了重要貢獻(xiàn)。

3.3 提高了管理水平，建立了新型管理模式

通過(guò)灌區(qū)信息化建設(shè)，灌區(qū)水情、工情等信息做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，調(diào)度人員通過(guò)GIS、遙感手段實(shí)時(shí)全面地了解灌區(qū)各種相關(guān)信息，灌區(qū)管理有了技術(shù)上的依據(jù)，并逐步實(shí)現(xiàn)以“計(jì)算機(jī)管理為主，人工輔助”的新型管理模式，為灌區(qū)精確調(diào)度、快速反應(yīng)、科學(xué)決策提供了現(xiàn)代化手段。

3.4 提高了灌區(qū)服務(wù)水平

通過(guò)灌區(qū)信息化建設(shè)，灌區(qū)用水戶可以通過(guò)信息查詢了解灌區(qū)的工程建設(shè)、供水政策、水資源管理等情況，提升灌區(qū)的公眾影響力和用水戶的參與積極性，促進(jìn)灌區(qū)更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和群眾生活供水服務(wù)。

3.5 提高了技術(shù)人員水平，改善了工作環(huán)境

通過(guò)信息化建設(shè)，各管理單位均建設(shè)了計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，為灌區(qū)人員的學(xué)習(xí)和應(yīng)用新技術(shù)提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將灌區(qū)各部門(mén)聯(lián)系在一起，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息、資源、成果共享。

4 結(jié)束語(yǔ)

淠史杭灌區(qū)管理總局正在著力推進(jìn)大型灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)，加快信息化建設(shè)步伐，將互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)與灌區(qū)建設(shè)管理深度融合，進(jìn)一步豐富基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)，增強(qiáng)擴(kuò)展性。以省水利廳信息化“1張圖”為基礎(chǔ)，注重接入水文氣象、上游6大水庫(kù)、面上重要水工程的信息化系統(tǒng)，形成全覆蓋的灌區(qū)信息化網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全灌區(qū)數(shù)據(jù)共享，信息互通，全面提高灌區(qū)管理現(xiàn)代化水平。