以信息化促进灌区管理现代化

164以信息化促进灌区管理现代化宁夏水利厅灌溉管理局一、青铜峡灌区概况青铜峡灌区是我国古老的特大型灌区之一，引黄灌溉历史相传始于公元前3世纪的秦代，有史料记载的是公元前2世纪的汉代。灌区享受引黄灌溉之利，盛产稻麦，年种年收，素有“塞上江南”之美称。两千多年来，经历代劳动人民的辛勤开发，引黄灌溉得以发展，特别是建国以来，在党和政府的关怀和领导下，投入了大量的人力、物力，对古老灌区进行了大规模的扩建、更新和改造，兴建了一大批水利工程。1967年在黄河上建成了青铜峡水利枢纽，改多首制无坝引水为一首制有坝引水，在古老灌区布局的基础上发展了新灌区，逐步形成了灌溉有保证，排水有出路的灌排格局，灌区水利事业有了空前的发展。经过五十多年的建设，灌溉面积已由建国初的144万亩发展到495万亩，粮食产量由2.4亿kg增加到17.7亿kg。粮食产量占全区粮食总产的70%；工业总产值约占全区的90%，是宁夏政治、经济、文化和工业、交通中心，在宁夏国民经济中占有举足轻重的地位。1、灌区概况青铜峡灌区位于宁夏中北部，南起黄河青铜峡水利枢纽，北至石嘴山，西抵贺兰山东麓，东接鄂尔多斯台地西缘，东西宽约50km，南北长约170km，主体为黄河冲积平原，外缘多系全新晚期洪积物组成的新洪积扇，自流灌区地面高程在1070—1154米之间。黄河纵贯灌区，将灌区分为河东、河西两部分。灌区涉及银川、石嘴山、吴忠三个地级市及青铜峡、利通区、灵武、永宁、兴庆区、金凤区、西夏区、贺兰、平罗、惠农、陶乐11个川区县市，13个国营农、林、牧、渔场，总人口245万，自治区首府银川位居其中。行政区划总土地面积21247km2,（3187万亩），灌区控制面积6239km2（936万亩），现状净灌溉面积495万亩,其中自流灌溉448万亩，扬水灌溉47万亩，现有宜农荒地200万亩。灌区属干旱与半干旱气候过渡带，大陆性气候明显，干旱少雨，蒸发强烈。多年平均降雨量180—220mm，多集中在七、八、九三个月，占降雨量的70%左右；多年平均蒸发量1000—1500mm，干旱指数4.8—8.5。多年平均气温8.5℃，日165照时数2800—3200h；平均无霜期150—180d。灌区适于发展灌溉农业。2、灌区骨干灌排工程现状以黄河为界，灌区分为河东、河西两部分。现有总干渠2条，干渠10条，总长1085km，引水能力613m3/s，建有节制闸、退水闸201座，干渠直开口2400多座。干渠年引水量约60亿m3（耗水量约24亿m3），灌溉农田495万亩。灌区现有骨干排水沟道24条，总长660km，排水能力560m3/s，控制排水面积630万亩，年排水量36亿m3。3、灌区管理灌区管理实行“统一领导，分级负责，水权集中，均衡受益”原则。全灌区水权集中，统一调度，自治区水利厅灌溉管理局根据黄河来水情况，向各干渠分配引用水指标，各渠道管理处按核定面积和作物比例分水到所、段配水到支斗口。受益单位用水实行“以亩定量，计划用水”的管理办法，水费以支斗渠口计量收取，超用加价。青铜峡灌区按渠系设置7个渠道管理处，隶属自治区水利厅直接领导。水利厅下设灌溉管理局，负责全引黄灌区灌溉管理工作，统一调配水量。灌区实行的是专管与群管相结合的方式，既干渠、支干渠的管理由各渠道管理处负责，各渠道管理处下设管理所、段、点，有管理所59个，管理段174个，正式职工2121人，负责干渠、支干渠的运行管理。干渠直开口以下渠道和建筑物由受益市县、乡、村分别管理。市县设有水利（水务）局，乡设有水管站，村设有支渠管理小组，各支斗渠有承包人或配有支斗渠长和管水员，灌区还成立了由乡村受益农户组成的用水协会，按照管理权限，分级负责支斗渠的灌溉及工程管理工作。二、青铜峡灌区信息化建设现状1、通讯网建设情况为了满足我区引黄灌区水量调度、灌区防汛、水情遥测等的需求，以适应灌区现代化发展的需要。1997年，在宁夏青铜峡灌区建设了防汛水量调度通信网。宁夏防汛水量调度通信网通信网主要由一点多址数字微波系统、800MHz模拟集群系统和程控交换系统三部分组成。一点多址数字微波系统是整个通讯网的主干部分，采用设备为阿尔卡特166A9800系统，采用1.5GHz频段，带宽为2MHz，总容量为30×64kbit/s或60×32kbit/s。共建有1个中心站，3个中继站，3个外围站，共下98个二线用户，中心站机房位于水利厅附近唐徕渠管理处办公楼内，各用户终端站分别安装在平罗、贺兰、永宁、吴忠、青铜峡等市县，主要功能是实现水利厅各业务部门与青铜峡灌区各渠道管理处间的电话通讯。800MHz模拟集群系统是一点多址数字微波系统的扩展，主要是为解决有线电话无法实现的偏远管理所、管理段的通话问题，以无线电话方式通讯。该系统采用美国E.F.Jonson公司的设备，用户间传输速率最大为1200bit/s。分别在银川、吴忠、平罗建有3个集群基站，共有25个信道，已扩展了150个用户，主要分布在唐徕渠、惠农渠、汉延渠、西干渠、渠首、秦汉渠等渠道管理处的管理所和管理段。交换系统采用上海阿尔卡特贝尔有限公司的SSO12A数字程控用户交换机，可提供800门有线电话，目前已配置了250门电话。宁夏防汛水量调度通信网现已覆盖了整个青铜峡灌区，目前该系统是灌区中进行业务通讯的主要手段。2、水位遥测系统建设情况青铜峡灌区自1994年起先后分别在唐徕渠、惠农渠、汉延渠、秦汉渠、渠首、西干渠6个自流灌区渠道管理处建设了水位遥测系统。各遥测系统内分设中心站、分中心站、中继站、遥测站，目前已建有中心站9个（其中包括灌溉局中心站1个，唐徕渠分中心站2个），中继站4个，水情遥测站77个，雨情遥测站19个。水情遥测系统是集水、雨情数据自动采集、传输、接收、处理的自动测报系统。遥测站主要布设在各干渠进水口、分水口、渠段交接水点、测量水点及重点建筑物处。数据采集系统负责采集信息点（水情、雨情）的数据，然后由超短波电台将数据以模拟信号的方式发射出去，在中心站接收电台收到信号后通过无线Modem转换成数字信号，传输给中心站计算机进行处理并存储到数据库中，由水情测报软件将数据库中的数据以表格的方式显示到显示器上，为调度人员适时调配水量提供决策依据。遥测系统采用自报式工作方式，遥测站主动发射数据，中心站被动接收数据。167每当渠道水位变化（上升或下降）±1cm时，遥测站将5分钟后测试到的新数据传输给中心站计算机上，显示屏就显示该测点最新水位，下次来水位数据自动更新，旧数据自动存入数据库，实时反应渠道水位的变化，掌握渠道运行情况。本遥测系统采用超短波通信方式，选择230MHz频段组网，采用同频单工工作方式。数据调制方式FSK。编码方式和制式完全符合水利部《水情遥测自动测报系统规范》部颁标准。3、信息网建设宁夏引黄灌区水情信息网于2000年11月建成，并投入试运行。该系统建立了以水利厅灌溉局为中心，通过微波专网覆盖灌区各渠道管理处的水情信息网，扩大和丰富了水情信息资源，实现了网内信息资源共享和传递，资料查询，实现了灌区各大干渠水位、流量的实时监测；促进了灌区计算机应用水平的提高，增强了水量调度的科学性。为引黄灌区600多万亩农田实时、科学、合理调配水量，节约、保护和合理利用有限的水资源提供了可靠的保证，为发展节水型新灌区提供了先进的管理手段。宁夏引黄灌区水情信息系统项目建设主要包括水位遥测遥信系统建设部分和软件开发两部分。（1）水位遥测遥信系统建设①网络通信建设。主要是在宁夏水利厅灌溉管理局建立了100M局域网，通过微波通讯线路和唐徕渠、惠农渠、汉延渠、渠首、秦汉渠等渠道管理处的水位遥测子系统中心站连网形成引黄灌区计算机网络平台，为系统软件提供可靠的运行环境。实现了水位与流量的实时采集、监测，水情资料的自动传输及灌区水情信息资源共享，提高灌区水资源利用率及灌溉管理水平。②水位遥测子系统建设。各渠道管理处的水位遥测系统主要有中心站和沿渠系布设的水情数据采集站组成，水情数据采集站实时采集水位监测点的水位、流量等数据，通过无线电超短波将数据发送到中心站。实现了水情数据的自动实时采集、传输。自1994年至目前已在青铜峡灌区6个自流灌区渠道管理处建成了中心站9个，水情采集站共77个，遥测雨量站19个，覆盖了各干渠主要的水情监测点，为系统软件提供准确的基础数据，实现了灌区水位的实时监测。（2）软件开发168①引黄灌区各大干渠水位遥测系统软件。水位遥测系统软件主要是自动采集、接收、处理各水文监测站点的水文数据，并将数据存储到数据库中、实时显示到屏幕上，为调度人员及时查询、调配水量提供决策依据。②远程数据通讯应用软件。数据通讯软件运行在各渠道管理处的服务器上，它的主要功能是拨号连接和数据传输。借助于管理处和灌溉局之间的微波电话线路，自动拨号和灌溉局服务器建立连接，然后将管理处的水文数据和相关水情资料发送到灌溉局服务器，并将灌溉局发往管理处的数据取回，实现了水情信息资源的共享。③各渠道管理处数据录入软件。数据录入软件的主要任务就是收集各管理处、灌溉局可获得的数据，主要由静态数据和动态数据组成。静态数据是相对于动态数据而言，是为确保程序正确运行而设置的运行环境数据，主要包括管理处所管辖的取水口信息、水位站、雨量站分布情况、技术参数；还有下属管理所、管理段、支斗口的基本情况、用水户信息等。动态数据就是随着时间变化需要经常改变的一些数据，主要包括各处水情报表、黄河水情等信息。数据录入软件实现了灌区水情资料的及时输入和存入数据库的操作，保证了数据的完整性。④网站建设和灌溉局网页。通过在灌溉局服务器建立WEB网站，根据实际需求，采用基于ASP应用的数据库查询技术，编制了灌溉局网页，在灌溉局WEB站点进行发布，网上用户通过IE浏览器可以实时查询、浏览引黄灌区各渠道管理处水情信息、雨情信息。实现引黄灌区各大干渠水情信息的交互浏览、查询。⑤、建立宁夏引黄灌区水情信息数据库。采用SQL_SERVER7.0数据库管理系统，对水情信息进行综合管理，充分利用SQL_SERVER7.0的功能，创建触发器、存储过程和任务，使数据库编程语言简洁，提高了数据库的操作速度，保证了数据的完整性。为指导灌区合理用水、节约用水、优化水资源配置提供决策依据。三、青铜峡灌区信息化建设规划青铜峡灌区属于特大型灌区，灌区有效灌溉面积495万亩，信息化建设不仅内容面广量大，而且体系复杂。另一方面，我们也意识到信息化建设的成功，也必然带来很高的社会和经济效益。1、信息化体系信息化体系是在灌区的现有渠系和机构体系基础上建立起来的管理机制。1691）青铜峡灌区渠系青铜峡灌区共有自流总干渠、干渠12条，它们是，河西总干渠、河东总干渠、唐徕渠、汉延渠、惠农渠、西干渠、大清渠、泰民渠、东干渠、秦渠、汉渠、马莲渠。这些干渠均从青铜峡水利枢纽引水。一条扬水干渠盐环定扬水干渠，从东干渠取水。如图1所示。图1青铜峡灌区渠系概化图2）青铜峡灌区管理体系灌区的灌溉及工程建设等业务工作由宁夏水利厅灌溉管理局负责，下设7个管理处分别管理所属的渠系。①渠首管理处下设5个管理所，共17个管理段，主要管理青铜峡灌区的水源及取水建筑物。②西干渠管理处下设5个管理所，共29个管理段，主要管理西干渠及渠系建筑物。③唐徕渠管理处下设11个管理所，共33个管理段，主要管理唐徕渠及渠系建筑物。④汉延渠管理处下设6个管理所，共20个管理段，主要管理汉延渠及渠系建筑物。⑤惠农渠管理处170下设8个管理所，共30个管理段，主要管理惠农渠及渠系建筑物。⑥秦汉渠管理处下设11个管理所，共45个管理段，主要管理秦渠、汉渠、马莲渠、东干渠及渠系建筑物。⑦盐环定扬水管理处，下设12个泵站，主要管理本渠系的工程及灌溉工作。3）青铜峡灌区信息化体系青铜峡灌区局、处、所、段管理体系非常清晰，且与所辖渠系一一对应，职责明确，因此，信息化体系亦建立在渠系和管理体系之上。图2概括地描述了青铜峡灌区信息化体系的结构及组成。在这种体系结构框架下，“点”信息先传输到管理处，并被存储在位于管理处的信息分中心的数据库中，经整理和处理后通过通信网络再传输到位于管理局的信息中