晉祠灌區(qū)信息化建設(shè)實(shí)踐與探討

王曉敏，閆文生

（太原市晉祠水利管理處，山西 太原 030025）

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水資源問題已成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”。特別是在北方地區(qū)，由于持續(xù)干旱和灌區(qū)節(jié)水改造滯后，使得灌區(qū)缺水與水利用率低下并存，給灌區(qū)的可持續(xù)發(fā)展造成不良影響。因此，為了切實(shí)有效地落實(shí)2011年中央1號(hào)文件和中央水利工作會(huì)議精神，進(jìn)行晉祠灌區(qū)的續(xù)建配套與節(jié)水改造是今后一個(gè)時(shí)期灌區(qū)建設(shè)的重中之重，同時(shí)在建設(shè)中抓住水利信息化發(fā)展的契機(jī)，將信息化建設(shè)引入灌區(qū)的續(xù)建配套和節(jié)水改造也是當(dāng)前乃至今后一個(gè)時(shí)期晉祠灌區(qū)的重要工作內(nèi)容之一。

1 灌區(qū)概況

晉祠灌區(qū)是一個(gè)古老的泉水自流灌區(qū)，引晉祠泉水灌溉已有上千年的歷史。灌區(qū)位于太原市晉源區(qū)，北起晉陽湖，南至姚村鎮(zhèn)固驛村，西沿戰(zhàn)備公路，東至工農(nóng)退水渠與汾河一壩灌區(qū)毗鄰。灌區(qū)南北長(zhǎng)17km、東西寬25km，地勢(shì)西高東低，平均地面坡度1%。屬半干旱大陸性氣候，年均降雨量474mm，受季風(fēng)影響，年內(nèi)分配極不均勻，5—9月降雨量占年降雨量的80%以上，7—9月可達(dá)年降雨量的50%。

灌區(qū)灌溉控制范圍包括金勝、晉源、晉祠、姚村等4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)41個(gè)自然村6萬人，灌溉面積2160hm2。灌區(qū)僅有干、支兩級(jí)固定渠道，其中干渠3條，全長(zhǎng)18.7km，橋、涵、閘等各類渠道建筑物190座；支渠88條，全長(zhǎng)86.3km，橋、涵、閘等各類渠系建筑物l613座。

2 信息化建設(shè)必要性

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息化的發(fā)展程度已成為各行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和業(yè)務(wù)管理水平高低的重要標(biāo)志。水利信息化建設(shè)作為國(guó)家水利“十二五”期間的主要工作，對(duì)水利現(xiàn)代化建設(shè)起著極為重要的作用。晉祠灌區(qū)在1989年進(jìn)行全面改造后，經(jīng)過多年運(yùn)行，各種水利設(shè)施已出現(xiàn)不同程度的老化、損壞，渠道硬化率低，滲漏嚴(yán)重，灌溉水利用率極低；渠系建筑物工程配套少，田間灌水仍存在著大水漫灌現(xiàn)象，灌溉用水浪費(fèi)嚴(yán)重。目前，更為突出的問題是灌區(qū)沒有實(shí)現(xiàn)信息化管理，大量水利資料和信息管理仍延續(xù)傳統(tǒng)的人工值守、人工調(diào)控、手工操作的方法，沒有建設(shè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)。因灌區(qū)管理手段落后，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)各類資料信息的有效管理、維護(hù)和共享，更不能實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置和高效利用，灌區(qū)已不適應(yīng)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)和現(xiàn)代化管理的要求。因此，在計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通訊技術(shù)日益成熟的當(dāng)代，將信息化建設(shè)引入灌區(qū)的續(xù)建配套和節(jié)水改造工程，以信息化建設(shè)的成果提升灌區(qū)的現(xiàn)代化管理水平，提高灌區(qū)的管理效率，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)的水資源優(yōu)化配置和節(jié)約保護(hù)，對(duì)晉祠灌區(qū)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3 灌區(qū)信息化系統(tǒng)建設(shè)

灌區(qū)信息化就是利用現(xiàn)代信息技術(shù)，對(duì)灌區(qū)的水信息和工程信息進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)和處理，主要包括信息采集系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)和灌區(qū)管理決策系統(tǒng)。

3.1 信息采集系統(tǒng)

信息采集系統(tǒng)主要作用是為灌區(qū)的水資源合理配置提供準(zhǔn)確、可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它是信息化建設(shè)的根基。系統(tǒng)主要對(duì)灌區(qū)的水情、工情、墑情進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)信息的采集和當(dāng)?shù)卮鎯?chǔ)。對(duì)晉祠灌區(qū)而言，水情主要包括污水、汾河水、井水等水源的取退水信息采集；工情主要包括各分水口、閘門、量水設(shè)施以及水井等建筑物和主要設(shè)備的工況監(jiān)測(cè)；墑情主要是對(duì)典型地塊的土壤含水量監(jiān)測(cè)。

3.2 信息傳輸系統(tǒng)

信息傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式為GPRS，采集系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)將本站點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過無線傳輸設(shè)備發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)過服務(wù)器轉(zhuǎn)換到Internet網(wǎng)絡(luò)，而后傳輸?shù)綉?yīng)用服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)中心控制室和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)點(diǎn)的無線、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。傳輸設(shè)備電源為太陽能、鋰電池和市電，中心控制室位于灌區(qū)管理中心辦公室。

3.3 信息處理系統(tǒng)

灌區(qū)信息處理系統(tǒng)主要是針對(duì)灌區(qū)的管理需求，對(duì)傳輸?shù)街行牡臄?shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，建立包括水情、工情、墑情的公用數(shù)據(jù)庫。在取用水方面，根據(jù)數(shù)據(jù)庫制定配水計(jì)劃、水源調(diào)度計(jì)劃。在渠系水資源監(jiān)控上，根據(jù)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)結(jié)果，依據(jù)配水計(jì)劃對(duì)各級(jí)渠系閘門和井灌區(qū)水井進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，保證灌水期水資源的優(yōu)化配置。

3.4 灌區(qū)管理決策系統(tǒng)

灌區(qū)管理決策系統(tǒng)是灌區(qū)信息系統(tǒng)建設(shè)的核心，主要包括灌區(qū)需配水計(jì)算及模擬、水量調(diào)度及決策支持、多水源聯(lián)合調(diào)度等方面的內(nèi)容。系統(tǒng)以信息采集系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以所建數(shù)據(jù)庫為支撐，結(jié)合水利工程實(shí)際工情監(jiān)測(cè)，通過諸如水資源供需模型、水源調(diào)配模擬等的聯(lián)合運(yùn)用，制定出灌區(qū)業(yè)務(wù)管理的各種方案，指導(dǎo)灌區(qū)在各種工情、水情下的聯(lián)合調(diào)度，有效提高灌區(qū)的管理效率。

4 結(jié)語

隨著水利信息化的發(fā)展，灌區(qū)管理對(duì)信息化技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的依賴將日益凸顯。因此，在晉祠灌區(qū)的續(xù)建配套和節(jié)水改造工程建設(shè)中同步建設(shè)信息化工程，對(duì)晉祠灌區(qū)的水利現(xiàn)代化建設(shè)必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，對(duì)區(qū)域水資源的可持續(xù)開發(fā)利用也將產(chǎn)生積極的作用。