灌区信息化建设浅析

摘要：自黄石灌区启动信息化建设项目来，明确了灌区信息化建设目标与任务，成立了信息化管理队伍，加强和完善信息化软硬件建设，形成了信息化项目建设与灌区发展协调同步，实现以科技促进灌区发展的格局。在信息化建设方面探索了一些经验，供类似项目参考。

关键词：信息化；建设；浅析

1黄石灌区概况

黄石灌区位于湖南省桃源县东北部，灌区覆盖桃源县的10个乡镇91个行政村，33.3万人口，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养鱼等综合效益的大(Ⅱ)型水利工程，水库集雨面积552km2,总库容6.0亿m3，是灌区人民生产生活的主水源。（见图1）黄石灌区现有干渠3条，总长100km。支渠31条，总长361.4km，主要附属建筑物有渡槽、隧洞、埋管、节制分水闸、泄洪闸、灌溉管、公路桥等。图1黄石灌区

2灌区信息化项目开展情况

黄石灌区自实施灌区信息化项目以来，积极探索智慧高效管理方略，努力建设新型灌区，实现管理便捷、运行高效的新格局。推进了现代化灌区建设管理步伐，解决了传统管护工作中存在的一些问题。本文所述部分为黄石灌区近年来信息化建设工程项目，未述及枢纽与水文区块，其情况如下：2.1信息化项目实施情况。黄石灌区自分年度实施灌区信息化项目建设以来，主要实施项目有：对总干、南干、北干渠进行雨量、流量的监测设施进行建设，对总干分流处的南北渠口闸门远动控制系统及对中心控制室进行配套。项目由长沙某公司中标实施，并于当年进行了中心控制室、南北分流控制室、12处雨量监测点的机房与测点改造。（见图2）2016年开始对已实施的监测设施进行换代升级，主要实施项目有：对总干、南干、北干渠各控制闸门及28处水闸进行升级改造，改造原有的闸室，更新老旧启闭设备，淘汰传统的手摇式启闭机，安装太阳能自动控制设备。对部分支渠采用管段式超声波流量计+智能刷卡阀门控制器，支渠上7处采用巴歇尔槽计量设备，项目由省级水利专业科技公司中标实施，并于2019年初陆续完成建设。2019年末开始对现代化灌区试点的流量监测设施进行建设，为现代化灌区试点建设前期项目，主要实施项目有：对灌区所属架桥镇南干、北干各灌溉分水闸共35处渠系流量雷达监测设备进行安装建设。2.2运行与维护管养情况。黄石灌区信息化建设项目曾因年度项目投资空档，未能及时跟进配套，加上专业管理技术人员的培训不及时，导致产生的系列问题凸显，维护与管养难度较大。2006年度实施的项目中，由于各监测点配套建设期延长，导致监测点数据传输系统完整性与稳定性差，接收发送系统仅采集存储部分监测点数据。少数监测点仅当年有监测数据存储，次年或因人为损坏、或电池亏电、线路鼠咬等原因而停用。2016年度建设的项目中，也存在少数闸门遥测系统配套跟进不完善、太阳能电池故障、数传手机APP普及与使用度极低、常规维护费用较高等问题。而2019年度建设的现代化灌区试点项目中，也存在着数据上传断续、服务器年度使用费太高、维护管养能力不足等情况。针对信息化项目管护中产生的各种现状，如何管养好信息化设施，使水利科技产品更好地服务三农，黄石灌区Engineering管理局主管领导也对此极为重视，及时组织召开了多方技术人员协商会议，提出改进方案。选派相关专业技术骨干现场处理，对各类设备进行现场操作指导，排除常见故障，落实加强管护人员责任，使设备发挥最大功能。虽设备在运行中偶有断传、亏电、屏显及机械故障等问题，但经专业人员及时处理后能满足关键性数据采集与监测功能要求。2.3项目实施主要情况。 黄石灌区信息化建设项目自实施以来，至2019年陆续投入渠系项目建设，主要对灌区的总干、南干、北干三条干渠分测点进行雨量、水位、流量、流速等进行实时监测，对部分一级支渠进行水量监测，项目分别由长沙三专业公司分年度中标建设。对灌区三条主干渠的计量监测设施采用RM61S雷达式自动水位流量计，主要由雷达流速传感器、雷达水位（液位）传感器、流量积算单元、数据传输单元、安装附件等组成。用于灌区明渠流量监测的小体积雷达流量计，通过微波技术测量水体流速和水位，根据内置的软件换算断面的流量，通过数字方式传输测量结果。在一级支渠上主要采用的是管段式超声波流量计+智能刷卡阀门控制器，能够实现用水量测量和刷卡控制双功能；部分支渠根据现场地理条件，采用巴歇尔槽计量设备采集相关水位、流量值并上传实现监测。对于中心控制室，采用的是由湖南某专业水利科技公司的终端设备系统，主要对灌区各监测点的水位、流量、雨量及闸门开度进行全天候监测与遥控。该设备具有接收发送性能稳定、采集各监测点的数据及时高效、调取数据便捷、存储信息量大等特点，能充分发挥系统的综合功能。

3信息化项目建设成效

黄石灌区实行信息化管理后，通过数据采集、监测、综合分析研判，可及时科学调整灌区的防汛、抗旱技术指数，充分发挥防汛的社会效益、提高抗旱灌溉水利用率。在减轻管理人员监测工作强度，避免人工监测失误，在数据及时传输与掌控上，均得到了相应的保障。黄石灌区历年来流量监测均以人工现场进行水位观测，再根据水位查对转换测点流率流量，来控制干支渠分水口流量，达到科学管水的目的。通过灌区信息化建设项目启动，不断改造各水位、流量监测点断面、新建闸室与启闭房、更换手摇式启闭机为电动式，更新闸门等配套设备，减轻了管理人员的劳动强度，使得硬件设施具备信息化建设前期要求。同时，在原有安装流量监测站点再次对流量监测仪进行换代，更新水位传感器、接收发送机，对原中心控制室系统进行程序更新升级。2017年至2019年，对干渠各流量测点进行分类改造，采用微波雷达流量计对分水口流量进行精准监测，在部分地理条件特殊的支渠采用管段式超声波流量计实现用水量测量和刷卡控制，部分支渠采用巴歇尔槽计量设备实现监测。换代监测设备的安装与使用，大大方便了灌区的水量调度与监测工作，年节约灌溉用水量达1200万方，渠道水利用率由原来的0.48提高到0.58，同时避免了人工监测引起的漏报与误报，对合理调度灌溉用水、高效节水、提高渠系水利用率实现了精准控制。灌区信息化建设项目的建设与投入使用，配套农业水价综合改革、地方乡镇、村组农民用水户协会的参与管理，达到了高效节水，提高了现代化灌区管理水平。奏响了灌区建设管理与科学接轨、智慧水利与时俱进的篇章，加快了灌区现代化管理的前进步伐，科技与水利共生，真正服务了三农。

4灌区信息化建设中的问题

4.1加强信息化项目建设管理培训。灌区信息化自建设以来，陆续投入了各类设备，如：中心控制系统、巴歇尔槽及管状流量计、微波雷达流量计、太阳能接收发送系统、远动电力控制系统等。但此类系统均由中标科技公司独立完成生产与安装调试，对各管理人员只进行简单操作指导，部分设备无操作说明书、无相关应用参数可供操作参考，加之管理人员技能水平良莠不齐，缺乏对设备的相关操作和处理经验。在实际工作中遇到很多的问题，如：因监测点周边树木生长遮挡太阳能板而导致充电失效，如何应急解决亏电与充电；水位、闸位传感器参数的合理调整；远程控制系统中手机APP的操作使用等。这些在平时管理上可能遇到的问题需要经过系统的培训，以提高管理人员的专业能力与水平，达到遇小问题能自行解决、遇故障能分析成因并协助解决的技能要求。4.2完善信息化项目建设类型。目前黄石灌区信息化建设项目主要以流量、水位、水闸控制等项目建设为主，许多设备功能相对独立，缺乏智能化系统建设项目。在今后灌区的信息化建设完善过程中，建议加大对智能化系统的项目投入，如：灌区水位、流量、降雨量自动警示系统、水闸智能控制系统、流量雷达传感智能监测系统、中心控制室综合分析系统等，建设完善这些系统，可更科学掌握管理灌区工程设施，发挥信息化项目科学便捷管控的最大功能。

5灌区信息化建设展望

（1）黄石灌区各级渠系工程线长面广，其基础设施配套还不完备，灌区干、支渠全面推广与完善各类监测设施还需时日。因此，在后续年度项目中还需继续加大渠系工程的续建配套，以利后续信息化项目投入和配套建设。（2）黄石灌区信息化项目建设的经验还在探索阶段，管理与应用、管理人员技能提升、维护经费投入等均还不足，特别是目前专业人员的培训需要及时同步跟进，确保科技产品发挥应有的功效，这方面需要加强组织领导。（3）灌区的信息化建设年度项目时有中断，需要借国家及部委推广现代化灌区建设的政策东风积极争取灌区信息化建设配套项目。

6结语

灌区信息化建设是新型现代化灌区建设的必然之路，对建设高效节水型灌区、发展管理科学型灌区、发挥灌区工程的最大效能、保障国家粮食生产安全等意义重大，但全面建设现代化新型灌区非一朝一夕可达。因此，需有计划稳步推进，完善各类信息化软硬件建设，探索积累各种成功经验，为全面推进灌区现代化建设建立坚实的基础。

作者:庄大平 单位:桃源县黄石水库灌区管理局