淺議瑪納斯河水利信息化發(fā)展

萬朝成

（新疆水利廳瑪納斯河流域管理處，新疆石河子 832000）

淺議瑪納斯河水利信息化發(fā)展

萬朝成

（新疆水利廳瑪納斯河流域管理處，新疆石河子 832000）

在中央一號(hào)文件“關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定”的時(shí)代背景下，通過分析瑪納斯河水利信息化建設(shè)的意義、內(nèi)容及目前發(fā)展?fàn)顩r與存在問題，淺析了今后瑪納斯河水利信息化發(fā)展的方向，以達(dá)到加快水利信息化建設(shè)發(fā)展的步伐。

瑪納斯河；信息化；發(fā)展

新疆瑪納斯河流域（以下簡稱瑪河）位于天山北麓中段，準(zhǔn)噶爾盆地南緣，流域總面積為26500km2。全長 324 km，多年平均徑流量為 13.1億m3，經(jīng)過五十多年的水利建設(shè)，規(guī)劃設(shè)計(jì)灌溉面積380萬畝，實(shí)灌面積達(dá)320萬畝。目前，通過瑪河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目的實(shí)施，瑪河骨干工程信息化建設(shè)先后實(shí)施了如下工程。

（1） 灌區(qū)防洪供水水（雨）情自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)工程。

（2） 第二總分水閘閘門自動(dòng)控制系統(tǒng)工程。

（3） 瑪河流域水資源優(yōu)化配置系統(tǒng)工程。

（4） 9km、15km分水閘閘門聯(lián)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)工程。項(xiàng)目的實(shí)施, 使瑪河主要控制性工程信息自動(dòng)化水平得到較大提高。工程在灌區(qū)防洪抗旱及灌溉效益方面發(fā)揮了重要作用, 效益顯著。

1 信息化建設(shè)概況

1.1 建立信息自動(dòng)化系統(tǒng)的意義

水是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，從中央下發(fā)“關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定”來看，黨和國家始終高度重視水利工作，而水利信息化一個(gè)主要目的是以先進(jìn)的設(shè)備、科學(xué)的方法、及時(shí)有效地掌握水情信息的變化，提供高效率、高水平的信息管理手段，為灌區(qū)水量的合理調(diào)配提供快速、準(zhǔn)確的信息，提高防洪、抗旱應(yīng)急決策支持，充分發(fā)揮水利工程的興利除害效益。因此，水利信息化不僅是建立信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息收集、發(fā)布、查詢和較低層次的信息共享與應(yīng)用，而且在管理模式上有新的理念，在智能信息層次上即信息的深化加工和高層次智能應(yīng)用方面實(shí)現(xiàn)突破，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)來水水量預(yù)測(cè)、實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)分析、提供自動(dòng)決策方案等一套閉式自動(dòng)防洪供水調(diào)度信息系統(tǒng)，進(jìn)一步以信息化帶動(dòng)水利現(xiàn)代化。

1.2 水利信息化建設(shè)回顧

瑪河水利信息化系統(tǒng)從無到有，大體可分三個(gè)階段。

第一階段：主要采用 SW40型機(jī)械水位計(jì)配合人工觀測(cè)采集水情信息，造成水情信息得不到及時(shí)反饋，導(dǎo)致上層決策遲緩，灌區(qū)用水保證率不高。

第二階段：選用 450MHz頻段，采用應(yīng)答式，用單片機(jī)、大規(guī)模集成電路組成遙測(cè)站數(shù)傳儀、中繼儀和中心控制儀，以單片機(jī)為值班機(jī)。系統(tǒng)共建成1個(gè)中心站、4個(gè)遙測(cè)站、17個(gè)觀測(cè)斷面。系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是能夠自動(dòng)完成平均流量的計(jì)算、打印、儲(chǔ)存等工作，但不能顯示水情實(shí)時(shí)過程，中心站收集水情信息緩慢。

第三階段：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)的普及和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，建成了一套灌區(qū)防洪供水水（雨）情自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)工程、閘門自動(dòng)控制系統(tǒng)和水資源優(yōu)化配置系統(tǒng)。系統(tǒng)由信息中心站、信息分中心站和現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)三部分組成。中心站與分中心站采用光纖通訊，分中心站與現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)采用光纖與 230MHz超短波組合組網(wǎng)通訊。系統(tǒng)通過控制點(diǎn)采集的水情信息傳輸?shù)椒种行恼具M(jìn)行計(jì)算處理后，再傳輸?shù)街行恼荆ㄟ^水資源優(yōu)化配置系統(tǒng)建立的模型配水比自動(dòng)計(jì)算出需要調(diào)度水量的優(yōu)化比例，反饋到分中心站閘門自動(dòng)控制系統(tǒng)，完成灌溉供水水量的分配，實(shí)現(xiàn)了采集、分析計(jì)算、反饋操作實(shí)時(shí)控制過程，為灌區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有力的保障。

2 水利信息化實(shí)施后效益評(píng)價(jià)與存在問題

2.1 效益評(píng)價(jià)

瑪河水利信息化工程實(shí)施后, 使供水管理技術(shù)水平得到了較大提高。投入運(yùn)行后, 系統(tǒng)在灌區(qū)防洪抗旱及灌溉供水效益方面發(fā)揮了重要的作用。

一是有效地改善了工程的運(yùn)行狀況，提高了水情信息數(shù)據(jù)的采集、分析、反饋時(shí)間，為灌區(qū)防洪抗旱決策提供了準(zhǔn)確的依據(jù)，使調(diào)度決策相比以前提高了一倍，為灌區(qū)工農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了可靠保證。

二是改善了工作環(huán)境，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。灌區(qū)供水實(shí)際就是水資源優(yōu)化配置過程，以前由工作人員到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地采集、分析、計(jì)算、決策過程變成了由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)完成，使得工作壓力和勞動(dòng)強(qiáng)度大大緩解和減輕。

三是工程設(shè)備有效使用率得到較大提高，工程安全供水保障得到改善。

四是使用新技術(shù)、新設(shè)備后降低了人為因素計(jì)量誤差，增強(qiáng)了灌區(qū)用戶對(duì)水量計(jì)算的信任度，同時(shí)提高灌溉保證率1.5個(gè)百分點(diǎn)。

2.2 存在問題

水利信息化系統(tǒng)自建成后經(jīng)運(yùn)行，主要存在以下問題。一是不同設(shè)備生產(chǎn)廠家和軟件開發(fā)單位，使用的數(shù)據(jù)格式和標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，使得各子系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立工作，系統(tǒng)集成難度大。二是設(shè)備長期穩(wěn)定可靠運(yùn)行的比例還不高，防雷設(shè)施還有待改進(jìn)，維護(hù)人員、運(yùn)行人員技能素質(zhì)還需提高。三是對(duì)于一條流域要達(dá)到中長期的水情預(yù)報(bào)和灌區(qū)農(nóng)作物的需水墑情，還需要建立山區(qū)雨量站和灌區(qū)農(nóng)作物需水墑情監(jiān)測(cè)點(diǎn)，這就使得編制整個(gè)灌區(qū)信息化建設(shè)規(guī)劃顯得尤為重要，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，相互兼容。

3 發(fā)展方向探討

經(jīng)過瑪河水利信息化運(yùn)行現(xiàn)狀，在今后建設(shè)中應(yīng)著重考慮以下內(nèi)容。

（1）系統(tǒng)組網(wǎng)應(yīng)優(yōu)先考慮采用光纖，今后信息化發(fā)展的方向不但要傳輸數(shù)據(jù)還要傳輸圖像，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，占用的帶寬非常之大，所以采用光纖組網(wǎng)是符合時(shí)代要求的，從而有利于系統(tǒng)的升級(jí)和避免重復(fù)建設(shè)。同時(shí)要最大范圍地使某種產(chǎn)品的“專用性”降到最少，最大可能地相互兼容集成使用，還要根據(jù)用戶自己的需要，滿足繼續(xù)二次開發(fā)，這樣才能更好地解決擴(kuò)充問題。

（2）遙測(cè)點(diǎn)應(yīng)具有可靠的防雷能力，并具有通話功能供用戶選用，對(duì)接收到的水情數(shù)據(jù)建立本地?cái)?shù)據(jù)庫并同時(shí)送入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。在 Internet上發(fā)布和通過 GPRS短信互動(dòng)是以后發(fā)展應(yīng)該考慮的問題，實(shí)現(xiàn)異地信息交流。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（3）做好瑪河灌區(qū)水利信息化建設(shè)規(guī)劃，采用現(xiàn)代管理方法和技術(shù)，通過灌區(qū)灌溉和農(nóng)作物需求、墑情降雨、上游來水量和下游需水量等的信息采集和控制，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)閉環(huán)的監(jiān)控、管理和水資源優(yōu)化配置的要求。建立5個(gè)信息管理子系統(tǒng)。

一是建立山區(qū)水文遙測(cè)站和山區(qū)氣象雨量遙測(cè)站水情預(yù)報(bào)子系統(tǒng)。

二是升級(jí)完善現(xiàn)有的防洪供水水情自動(dòng)遙測(cè)子系統(tǒng)。

三是升級(jí)完善瑪河流域水資源優(yōu)化配置子系統(tǒng)。

四是建立流域內(nèi)各骨干分配水工程閘門聯(lián)合自動(dòng)控制子系統(tǒng)。

五是建立灌區(qū)各主要用水單位的農(nóng)作物種植需水墑情情況的地理信息網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，利用多種通信方式傳輸信息。

如根據(jù)特殊的地理位置條件，采用衛(wèi)星和公共傳輸網(wǎng)（有線、GSM/GPRS等）。最終組成能覆蓋瑪河流域主要測(cè)點(diǎn)的有線/無線混合組網(wǎng)的通訊傳輸方式，形成瑪河灌區(qū)防洪抗旱會(huì)商預(yù)報(bào)系統(tǒng)，并留有和灌區(qū)各用水單位及政府職能部門的通訊接口，傳遞防洪抗旱等各種數(shù)據(jù)信息（其結(jié)構(gòu)如圖 1）。

4 結(jié) 語

水利信息化帶動(dòng)了水利現(xiàn)代化，瑪納斯河流域水利信息化技術(shù)的發(fā)展，最終形成工作人員借助現(xiàn)代化手段，通過收集到的徑流形成區(qū)的水文、氣象信息，進(jìn)行產(chǎn)匯流計(jì)算及實(shí)時(shí)和中長期水文預(yù)報(bào)，通過對(duì)流域內(nèi)水利工程運(yùn)行情況的信息收集，及時(shí)制定防洪搶險(xiǎn)方案，為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和部門的防洪抗旱決策工作提供可靠依據(jù)，通過對(duì)灌區(qū)用水信息數(shù)據(jù)的分析處理，制定優(yōu)化的供用水方案，既可保證灌區(qū)水土平衡，又能充分發(fā)揮灌區(qū)最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，以水利信息化帶動(dòng)水利現(xiàn)代化。

TP39

B

1008-1305（2013）02-0051-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2013.02.015

萬朝成（1978年-），男，工程師。

～～簡 訊～～