潘莊灌區信息化建設與成效

蘇秀峰，孫洪浩，辛 軍

（德州市水利局，山東 德州 253014）

潘莊灌區1972年建成開灌，擔負著德州市8個縣（市、區）、79個鄉鎮、336萬人的工農業生產生活供水任務，年均引黃河水10億m3，是全市經濟社會發展的生命線。近年來，潘莊灌區緊密結合灌區實際，以安全高效引水為目的，以現實應用需求為導向，以先進技術為手段，以科技灌區為目標，切實強化領導，持續加大投入，傾力加強信息化建設，取得明顯成效，目前灌區信息化整體水平已處于全國灌區前列。

1 信息化建設的迫切性

灌區開灌40 多年來，隨著經濟社會的快速發展，潘莊灌區由單一的農業供水轉向工農業生產生活多元化供水，由單純的向德州市供水轉向市內、市外共同供水，由傳統意義上的“大鍋水”轉向計劃用水和“市場水”，這些轉變的過程也就是灌區由傳統灌區向現代化灌區、可持續發展灌區轉變的過程。要適應這些轉變、實現灌區的可持續發展，迫切需要以現代化手段為支撐，改變以往落后的管理方式和調度模式。

2 信息化建設的必要性

灌區的水情調度運行管理工作受客觀條件的制約，存在著4個方面的問題。

1）總干渠各測站水位、流量等數據靠人工采集，再以電話形式分級上報，致使匯總處理不及時，數據缺乏時效性，制約著分析決策的速度與質量.

2）總干渠閘門管理權屬分散。市、縣、鄉、村共同管理著總干渠105個閘門，權屬不清、責任不明、調度困難。閘門的起落都是以人工方式進行，不能及時起落，不能及時發現和排除險情，阻礙著除險保安作用的發揮。

3）監控布設點少，不能對總干渠上重要建筑物和險工險點進行實時監控，尤其是無照明設備夜間不能發揮作用，無法進行遠程控制集中管理，影響著調度管理的效能水平。

4）灌區測流一直沿用人工觀測、計量和控制，不僅工作效率低，而且有時還會出現人為的失誤，影響測流的精度，既浪費了水，又給供水調度造成困難，形成了水資源的浪費。

為有效解決這些不同層次的一系列問題，潘莊灌區管理局經過深入調研，多方論證，決定全面建設信息化系統，利用先進科技實現高效管理，滿足灌區現實工作需求。

3 信息化建設結構

3.1 基礎平臺

平臺各測站均采用2M 的VPN 專線，管理局信息中心采用10 M 的VPN 專線，各測站與管理局信息中心的傳輸采用局域網傳輸，管理局信息中心采取平臺式集中管理，支持水位數據實時傳輸并在監控圖像上顯示，具備自動存儲和后處理功能。

該平臺的主要功能是：將總干渠水位、流量及重點建筑物的運行狀況等水情信息進行實時傳輸、匯總和管理，兼容不同的網絡接入方式，具備外網訪問和異地查看功能，將各種水情信息進行實時顯示，構筑灌區信息化發展基礎。

3.2 四大系統

1）監控系統。采用有線（光纜傳輸）和無線2種形式，有線傳輸主要解決節制閘上、下游的實時監控，無線傳輸主要解決野外（無電源）險工險點及重點建筑物的實時監控，監控點布設實現了無縫覆蓋和遠程控制，利用專門設計的照明系統使監控夜間也能夠正常運轉，實現了全天候實時監控。目前累計安裝完成總干渠節制閘上、下游16 套實時監控系統和25 套太陽能無線監控系統。

2）水位自動傳輸系統。利用原超聲波水位計進行自動采集和發射，經水位數據緩存處理，由數據轉換器進行數據轉換，通過專線上傳管理局信息中心，每6 min 可對總干渠水位數據更新傳輸1 次，實現水位數據自動化管理，為輸水及時調度決策提供依據。該系統目前安裝完成14 套。

3）遠程閘控系統。系統利用灌區開通的信息化網絡，遠程遙控總干渠閘門的開閉和運行，實現總干渠輸水的科學調度。系統利用變頻技術合理調節提降速率，可保證閘門在3～5 min 內實現開啟和關閉，改變了以往3 h 左右才能啟閉1 孔閘門的被動局面，有效提高了調節總干渠水量和水位的時效性。系統采取設定遠程操作權限、電機負荷檢測保護、啟閉機壓力保護、閘板位置超限軟件保護、閘板位置超限硬件保護、啟閉機拉力壓力硬件保護等6 項措施，確保安全運行。該系統目前安裝完成8 套。

4）遠程自動化測流系統。系統可實現遠程控制全自動測流，包括測流房門的自動打開、測流過程的全程監控及測流垂線自動布設及垂線測點的自動定位等，測驗數據成果生成表格進行存管和自動打印。該系統目前安裝完成1 套。

4 信息化建設成效

4.1 保障引黃濟津等急難險重任務圓滿完成

潘莊灌區第一次引黃濟津于2010年10月22日開始，2011年4月11日結束，歷時172 d，供水11.84億m3，創造灌區持續不間斷引水時間最長、持續不間斷引水量最多、總干渠平均水位最高、尚廟閘下泄流量最大、冬季帶冰引水時間最久等5 項歷史記錄。

第二次引黃濟津于2011年10月18日開始，12月24日結束，歷時70 d，供水4.2億m3，創造了灌區一年兩次跨區域供水歷史記錄。

信息化建設為引黃濟津提供了強大的技術支撐和保障，使潘莊灌區有力應對了高水位、大流量對總干渠帶來的一系列險情，成功戰勝了帶冰引水造成的一系列困難，圓滿完成這一急難險重任務，既緩解了天津市的用水緊張局面，又惠及了德州的長遠發展，實現了冬、春季農業抗旱用水、工業用水、生活用水和引黃濟津調水的多贏。

4.2 促使灌區管理更加科學高效

通過信息化建設，管理局實現了對總干渠運行數據的及時獲取，總干渠輸水和帶冰運行的安全保證率得到極大提升，實現了對重點輸水設施的全天候實時監控，建立了水政執法、地方公安、工程管理人員和電子監控網絡“四位一體”管理模式，實現了在任何時間、任何地點對總干渠引水閘門的自動開啟、關閉及提、降，為科學決策引黃調水，合理配置水資源提供了科技支撐、創造了有利條件。

4.3 奠定灌區現代化堅實基礎

水利信息化是帶動水利現代化的重要措施。推進灌區信息化建設是提高灌區現代化管理水平和管理效率，降低管理成本的重要手段。潘莊灌區通過信息化建設，有效破解了渠系長、點多、面廣造成的歷史性管理難題，有效化解了監測設施不全、調度水平不高、管理手段落后等諸多問題，極大地提高了管理數據的全面性、準確性和適時性，灌區引黃調水、水量調配、工程建管從此有了科學的支撐和保障，促進灌區管理和決策不斷向縱深、精細和高水平方向發展，推動潘莊灌區不斷向現代化邁進。

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