灌區(qū)信息化建設(shè)淺析

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摘要：自黃石灌區(qū)啟動(dòng)信息化建設(shè)項(xiàng)目來(lái)，明確了灌區(qū)信息化建設(shè)目標(biāo)與任務(wù)，成立了信息化管理隊(duì)伍，加強(qiáng)和完善信息化軟硬件建設(shè)，形成了信息化項(xiàng)目建設(shè)與灌區(qū)發(fā)展協(xié)調(diào)同步，實(shí)現(xiàn)以科技促進(jìn)灌區(qū)發(fā)展的格局。在信息化建設(shè)方面探索了一些經(jīng)驗(yàn)，供類似項(xiàng)目參考。

關(guān)鍵詞：信息化；建設(shè)；淺析

1黃石灌區(qū)概況

黃石灌區(qū)位于湖南省桃源縣東北部，灌區(qū)覆蓋桃源縣的10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)91個(gè)行政村，33.3萬(wàn)人口，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合效益的大(Ⅱ)型水利工程，水庫(kù)集雨面積552km2,總庫(kù)容6.0億m3，是灌區(qū)人民生產(chǎn)生活的主水源。（見圖1）黃石灌區(qū)現(xiàn)有干渠3條，總長(zhǎng)100km。支渠31條，總長(zhǎng)361.4km，主要附屬建筑物有渡槽、隧洞、埋管、節(jié)制分水閘、泄洪閘、灌溉管、公路橋等。圖1黃石灌區(qū)

2灌區(qū)信息化項(xiàng)目開展情況

黃石灌區(qū)自實(shí)施灌區(qū)信息化項(xiàng)目以來(lái)，積極探索智慧高效管理方略，努力建設(shè)新型灌區(qū)，實(shí)現(xiàn)管理便捷、運(yùn)行高效的新格局。推進(jìn)了現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)管理步伐，解決了傳統(tǒng)管護(hù)工作中存在的一些問題。本文所述部分為黃石灌區(qū)近年來(lái)信息化建設(shè)工程項(xiàng)目，未述及樞紐與水文區(qū)塊，其情況如下：2.1信息化項(xiàng)目實(shí)施情況。黃石灌區(qū)自分年度實(shí)施灌區(qū)信息化項(xiàng)目建設(shè)以來(lái)，主要實(shí)施項(xiàng)目有：對(duì)總干、南干、北干渠進(jìn)行雨量、流量的監(jiān)測(cè)設(shè)施進(jìn)行建設(shè)，對(duì)總干分流處的南北渠口閘門遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)及對(duì)中心控制室進(jìn)行配套。項(xiàng)目由長(zhǎng)沙某公司中標(biāo)實(shí)施，并于當(dāng)年進(jìn)行了中心控制室、南北分流控制室、12處雨量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的機(jī)房與測(cè)點(diǎn)改造。（見圖2）2016年開始對(duì)已實(shí)施的監(jiān)測(cè)設(shè)施進(jìn)行換代升級(jí)，主要實(shí)施項(xiàng)目有：對(duì)總干、南干、北干渠各控制閘門及28處水閘進(jìn)行升級(jí)改造，改造原有的閘室，更新老舊啟閉設(shè)備，淘汰傳統(tǒng)的手搖式啟閉機(jī)，安裝太陽(yáng)能自動(dòng)控制設(shè)備。對(duì)部分支渠采用管段式超聲波流量計(jì)+智能刷卡閥門控制器，支渠上7處采用巴歇爾槽計(jì)量設(shè)備，項(xiàng)目由省級(jí)水利專業(yè)科技公司中標(biāo)實(shí)施，并于2019年初陸續(xù)完成建設(shè)。2019年末開始對(duì)現(xiàn)代化灌區(qū)試點(diǎn)的流量監(jiān)測(cè)設(shè)施進(jìn)行建設(shè)，為現(xiàn)代化灌區(qū)試點(diǎn)建設(shè)前期項(xiàng)目，主要實(shí)施項(xiàng)目有：對(duì)灌區(qū)所屬架橋鎮(zhèn)南干、北干各灌溉分水閘共35處渠系流量雷達(dá)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行安裝建設(shè)。2.2運(yùn)行與維護(hù)管養(yǎng)情況。黃石灌區(qū)信息化建設(shè)項(xiàng)目曾因年度項(xiàng)目投資空檔，未能及時(shí)跟進(jìn)配套，加上專業(yè)管理技術(shù)人員的培訓(xùn)不及時(shí)，導(dǎo)致產(chǎn)生的系列問題凸顯，維護(hù)與管養(yǎng)難度較大。2006年度實(shí)施的項(xiàng)目中，由于各監(jiān)測(cè)點(diǎn)配套建設(shè)期延長(zhǎng)，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)完整性與穩(wěn)定性差，接收發(fā)送系統(tǒng)僅采集存儲(chǔ)部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。少數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)僅當(dāng)年有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，次年或因人為損壞、或電池虧電、線路鼠咬等原因而停用。2016年度建設(shè)的項(xiàng)目中，也存在少數(shù)閘門遙測(cè)系統(tǒng)配套跟進(jìn)不完善、太陽(yáng)能電池故障、數(shù)傳手機(jī)APP普及與使用度極低、常規(guī)維護(hù)費(fèi)用較高等問題。而2019年度建設(shè)的現(xiàn)代化灌區(qū)試點(diǎn)項(xiàng)目中，也存在著數(shù)據(jù)上傳斷續(xù)、服務(wù)器年度使用費(fèi)太高、維護(hù)管養(yǎng)能力不足等情況。針對(duì)信息化項(xiàng)目管護(hù)中產(chǎn)生的各種現(xiàn)狀，如何管養(yǎng)好信息化設(shè)施，使水利科技產(chǎn)品更好地服務(wù)三農(nóng)，黃石灌區(qū)Engineering管理局主管領(lǐng)導(dǎo)也對(duì)此極為重視，及時(shí)組織召開了多方技術(shù)人員協(xié)商會(huì)議，提出改進(jìn)方案。選派相關(guān)專業(yè)技術(shù)骨干現(xiàn)場(chǎng)處理，對(duì)各類設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作指導(dǎo)，排除常見故障，落實(shí)加強(qiáng)管護(hù)人員責(zé)任，使設(shè)備發(fā)揮最大功能。雖設(shè)備在運(yùn)行中偶有斷傳、虧電、屏顯及機(jī)械故障等問題，但經(jīng)專業(yè)人員及時(shí)處理后能滿足關(guān)鍵性數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)功能要求。2.3項(xiàng)目實(shí)施主要情況。 黃石灌區(qū)信息化建設(shè)項(xiàng)目自實(shí)施以來(lái)，至2019年陸續(xù)投入渠系項(xiàng)目建設(shè)，主要對(duì)灌區(qū)的總干、南干、北干三條干渠分測(cè)點(diǎn)進(jìn)行雨量、水位、流量、流速等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)部分一級(jí)支渠進(jìn)行水量監(jiān)測(cè)，項(xiàng)目分別由長(zhǎng)沙三專業(yè)公司分年度中標(biāo)建設(shè)。對(duì)灌區(qū)三條主干渠的計(jì)量監(jiān)測(cè)設(shè)施采用RM61S雷達(dá)式自動(dòng)水位流量計(jì)，主要由雷達(dá)流速傳感器、雷達(dá)水位（液位）傳感器、流量積算單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、安裝附件等組成。用于灌區(qū)明渠流量監(jiān)測(cè)的小體積雷達(dá)流量計(jì)，通過微波技術(shù)測(cè)量水體流速和水位，根據(jù)內(nèi)置的軟件換算斷面的流量，通過數(shù)字方式傳輸測(cè)量結(jié)果。在一級(jí)支渠上主要采用的是管段式超聲波流量計(jì)+智能刷卡閥門控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)用水量測(cè)量和刷卡控制雙功能；部分支渠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地理?xiàng)l件，采用巴歇爾槽計(jì)量設(shè)備采集相關(guān)水位、流量值并上傳實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)。對(duì)于中心控制室，采用的是由湖南某專業(yè)水利科技公司的終端設(shè)備系統(tǒng)，主要對(duì)灌區(qū)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水位、流量、雨量及閘門開度進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)與遙控。該設(shè)備具有接收發(fā)送性能穩(wěn)定、采集各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)及時(shí)高效、調(diào)取數(shù)據(jù)便捷、存儲(chǔ)信息量大等特點(diǎn)，能充分發(fā)揮系統(tǒng)的綜合功能。

3信息化項(xiàng)目建設(shè)成效

黃石灌區(qū)實(shí)行信息化管理后，通過數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)、綜合分析研判，可及時(shí)科學(xué)調(diào)整灌區(qū)的防汛、抗旱技術(shù)指數(shù)，充分發(fā)揮防汛的社會(huì)效益、提高抗旱灌溉水利用率。在減輕管理人員監(jiān)測(cè)工作強(qiáng)度，避免人工監(jiān)測(cè)失誤，在數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸與掌控上，均得到了相應(yīng)的保障。黃石灌區(qū)歷年來(lái)流量監(jiān)測(cè)均以人工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行水位觀測(cè)，再根據(jù)水位查對(duì)轉(zhuǎn)換測(cè)點(diǎn)流率流量，來(lái)控制干支渠分水口流量，達(dá)到科學(xué)管水的目的。通過灌區(qū)信息化建設(shè)項(xiàng)目啟動(dòng)，不斷改造各水位、流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)斷面、新建閘室與啟閉房、更換手搖式啟閉機(jī)為電動(dòng)式，更新閘門等配套設(shè)備，減輕了管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，使得硬件設(shè)施具備信息化建設(shè)前期要求。同時(shí)，在原有安裝流量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)再次對(duì)流量監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行換代，更新水位傳感器、接收發(fā)送機(jī)，對(duì)原中心控制室系統(tǒng)進(jìn)行程序更新升級(jí)。2017年至2019年，對(duì)干渠各流量測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分類改造，采用微波雷達(dá)流量計(jì)對(duì)分水口流量進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，在部分地理?xiàng)l件特殊的支渠采用管段式超聲波流量計(jì)實(shí)現(xiàn)用水量測(cè)量和刷卡控制，部分支渠采用巴歇爾槽計(jì)量設(shè)備實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)。換代監(jiān)測(cè)設(shè)備的安裝與使用，大大方便了灌區(qū)的水量調(diào)度與監(jiān)測(cè)工作，年節(jié)約灌溉用水量達(dá)1200萬(wàn)方，渠道水利用率由原來(lái)的0.48提高到0.58，同時(shí)避免了人工監(jiān)測(cè)引起的漏報(bào)與誤報(bào)，對(duì)合理調(diào)度灌溉用水、高效節(jié)水、提高渠系水利用率實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)控制。灌區(qū)信息化建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)與投入使用，配套農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革、地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村組農(nóng)民用水戶協(xié)會(huì)的參與管理，達(dá)到了高效節(jié)水，提高了現(xiàn)代化灌區(qū)管理水平。奏響了灌區(qū)建設(shè)管理與科學(xué)接軌、智慧水利與時(shí)俱進(jìn)的篇章，加快了灌區(qū)現(xiàn)代化管理的前進(jìn)步伐，科技與水利共生，真正服務(wù)了三農(nóng)。

4灌區(qū)信息化建設(shè)中的問題

4.1加強(qiáng)信息化項(xiàng)目建設(shè)管理培訓(xùn)。灌區(qū)信息化自建設(shè)以來(lái)，陸續(xù)投入了各類設(shè)備，如：中心控制系統(tǒng)、巴歇爾槽及管狀流量計(jì)、微波雷達(dá)流量計(jì)、太陽(yáng)能接收發(fā)送系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)電力控制系統(tǒng)等。但此類系統(tǒng)均由中標(biāo)科技公司獨(dú)立完成生產(chǎn)與安裝調(diào)試，對(duì)各管理人員只進(jìn)行簡(jiǎn)單操作指導(dǎo)，部分設(shè)備無(wú)操作說明書、無(wú)相關(guān)應(yīng)用參數(shù)可供操作參考，加之管理人員技能水平良莠不齊，缺乏對(duì)設(shè)備的相關(guān)操作和處理經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)際工作中遇到很多的問題，如：因監(jiān)測(cè)點(diǎn)周邊樹木生長(zhǎng)遮擋太陽(yáng)能板而導(dǎo)致充電失效，如何應(yīng)急解決虧電與充電；水位、閘位傳感器參數(shù)的合理調(diào)整；遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中手機(jī)APP的操作使用等。這些在平時(shí)管理上可能遇到的問題需要經(jīng)過系統(tǒng)的培訓(xùn)，以提高管理人員的專業(yè)能力與水平，達(dá)到遇小問題能自行解決、遇故障能分析成因并協(xié)助解決的技能要求。4.2完善信息化項(xiàng)目建設(shè)類型。目前黃石灌區(qū)信息化建設(shè)項(xiàng)目主要以流量、水位、水閘控制等項(xiàng)目建設(shè)為主，許多設(shè)備功能相對(duì)獨(dú)立，缺乏智能化系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目。在今后灌區(qū)的信息化建設(shè)完善過程中，建議加大對(duì)智能化系統(tǒng)的項(xiàng)目投入，如：灌區(qū)水位、流量、降雨量自動(dòng)警示系統(tǒng)、水閘智能控制系統(tǒng)、流量雷達(dá)傳感智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、中心控制室綜合分析系統(tǒng)等，建設(shè)完善這些系統(tǒng)，可更科學(xué)掌握管理灌區(qū)工程設(shè)施，發(fā)揮信息化項(xiàng)目科學(xué)便捷管控的最大功能。

5灌區(qū)信息化建設(shè)展望

（1）黃石灌區(qū)各級(jí)渠系工程線長(zhǎng)面廣，其基礎(chǔ)設(shè)施配套還不完備，灌區(qū)干、支渠全面推廣與完善各類監(jiān)測(cè)設(shè)施還需時(shí)日。因此，在后續(xù)年度項(xiàng)目中還需繼續(xù)加大渠系工程的續(xù)建配套，以利后續(xù)信息化項(xiàng)目投入和配套建設(shè)。（2）黃石灌區(qū)信息化項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)還在探索階段，管理與應(yīng)用、管理人員技能提升、維護(hù)經(jīng)費(fèi)投入等均還不足，特別是目前專業(yè)人員的培訓(xùn)需要及時(shí)同步跟進(jìn)，確?？萍籍a(chǎn)品發(fā)揮應(yīng)有的功效，這方面需要加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)。（3）灌區(qū)的信息化建設(shè)年度項(xiàng)目時(shí)有中斷，需要借國(guó)家及部委推廣現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)的政策東風(fēng)積極爭(zhēng)取灌區(qū)信息化建設(shè)配套項(xiàng)目。

6結(jié)語(yǔ)

灌區(qū)信息化建設(shè)是新型現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)的必然之路，對(duì)建設(shè)高效節(jié)水型灌區(qū)、發(fā)展管理科學(xué)型灌區(qū)、發(fā)揮灌區(qū)工程的最大效能、保障國(guó)家糧食生產(chǎn)安全等意義重大，但全面建設(shè)現(xiàn)代化新型灌區(qū)非一朝一夕可達(dá)。因此，需有計(jì)劃穩(wěn)步推進(jìn)，完善各類信息化軟硬件建設(shè)，探索積累各種成功經(jīng)驗(yàn)，為全面推進(jìn)灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)建立堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

作者:莊大平 單位:桃源縣黃石水庫(kù)灌區(qū)管理局