淺析灌區水利信息自動化

孔維華

摘 要：現代化的措施和手段是水利信息化發展的方向。本文主要對甘肅省武威市涼州區西營河灌區的水利信息自動化做具體的分析，首先簡單介紹了甘肅省武威市涼州區西營河灌區的水利信息自動化的大致情況、灌區水利信息化系統建設的目的、意義和目標、水利信息化 系統建設的內容、對于灌區水利信息化需要解決的技術難題和技術關鍵，通過以上四個方面的分析，為未來西營河灌區的水利信息自動化的發展提供參考。

關鍵詞：灌區：水利信息；自動化；甘肅武威

文章編號：1004-7026（2018）04-0120-02 中國圖書分類號：S274 文獻標志碼：A

近幾年來，各級政府部門根據當地的灌區情況來進行水利自動化的預定和計劃，并在黨中央“關于實現農業現代化”的號召和政策的指導下，落實好農業水利信息自動化的穩步建設，是各農業灌區穩步扎實地實現農業水利信息自動化的關鍵。積極改造工程的配套計劃，不斷地對農業水利資金的投入，按照預定計劃和改造計劃進行有效的續建。

1 灌區基本情況

石羊河流域中，西營河是最大最長的一條河流，因此整個西營河灌區的灌溉面積達到了2.75萬m2，而有效灌溉面積也有2.50萬m2。作為全國大型灌區之一，它在甘肅省擔負著13個鄉（鎮）的104個村，在防汛抗旱方面的工作以及肩負了16.07萬人口的生產、生活和生態用水。西營河灌區內現已成功建成了1座中型的水庫，其庫容也達到了2 350萬m3。隨著石羊河流域啟動綜合治理項目，在這之后，這個灌區還肩負了為民勤調水的艱巨任務。西營河灌區水利工程量大面廣，為了滿足科學決策與調度的要求，為流域水資源成功達到優化配置，也為了下一步對灌區管理方面提供科學有效的數據支持和信息化理論，在處理、傳輸和儲存三個方面，經計算機網絡系統對所有采集的數據進行分析，適應現代水利信息的分布和分散。共享動態過程，優化調度與自動監控于一體，為西營河灌區水利信息化系統的信息采集傳輸提供調度運行和決策支持。

2 西營河灌區水利信息化系統建設的目的、意義和目標

2.1 水利信息化系統建設的目的和意義

西營河灌區作為大型的自流水灌區，其農作物灌溉用水主要來源于西營河，要想能夠實時準確的掌握這個區域河源的水情，保證灌區水利管理的信息化，提高水資源的合理配置，實現科學化的對石羊河流域的有效治理，灌區內水資源調度的實施利用就顯得更為重要和關鍵。而隨著啟動石羊河流域綜合治理項目的啟動，有效的平衡水資源短缺，及時和準確的對水情進行預測和分析，進一步提高對數據的有效支撐顯得尤為重要[1]。

2.2 水利信息化

西營河灌區水利信息化系統建設，實際上是在利用水利科技信息化的發展，對流域生態的水資源優化，做合理的配置及有效治理，充分發揮灌區水資源的作用，集信息采集和傳輸處理提供調度運行決策支持，建設優化調度與自動監控于一體，建成一個瞄準國內領先技術水平的遠大目標，成為社會經濟可持續發展的重要支撐。

3 西營河灌區水利信息化系統建設的內容

采集系統、自動化調度系統、監控系統三者的搭建，為灌區內的相關單位或段點，自動分析處理各站點或各系統數據，監測和管理水利設施各個環節的工作狀況，定時提供雨情信息和其他信息，不僅有利于水利工程的安全運行，還能對水利信息化建設系統起重要作用。將西營水管處的計算機網絡系統建立有效數據后聯接到專用水利網上傳數據，供其他工作人員察看和及時調度。西營水管處網絡系統接Intemet系統后，可以隨時隨地利用系統進行交流，上級主管部門可隨時查看所需要的數據信息。監測數據經通信傳輸系統上傳至網絡調度系統后，實現辦公自動化。

4 主要解決的技術難題和技術關鍵

4.1 灌區各級水利調度中心

通過建成現代化的水利信息系統，成功實現了灌區內對各項系統的調度，并在數據庫自動化后，對各項功能進行設置，一改以往傳統的水利手段，通過對調度中心備份系統的靈活運用[2]，還能真正達到水利調度的“有入值班。無人值守”[3]。

4.2 灌區PLC控制系統

灌區PLC控制系統，將該系統固定安裝于各支、斗渠的閘房內，可實現對各級閘門進行遠程操作。通過灌區對控制程序的PLC與啟閉機電氣控制柜有效連接，運用兩門子S7—200PLC為核心，憑借對各支、斗渠閘前、閘后水位的差異來實現對閘門開度的調節，完成對閘門的遠程控制。

4.3 各類水情、水文的采集

由于灌區的水質情況極為復雜，根據自身的情況，對這里的各類水情、水文數據進行分析；對閘門自動控制、流量計算、水費計收等采集到的數據進行統計；對每一個渠道的水位很精確測量出數據，完成對水位和水速的檢測。為了選用超聲波的流速儀還有超聲波污泥厚度儀，實現在灌區內對壓阻式水位傳感器、超聲波流速儀來進行實地檢測，準確的測量及計算出結果，從而完成對水位、渠道流速等的實時監測。為實現對渠道里水的流量，必須要把水位傳感器放在于干和支，運用灌區的壓力阻撓方式，以及斗渠開挖的過程，來檢測井中水量，并用于渠道測井還有監測流橋等[4]。通過數傳電臺或基于GPRS的無線通訊設備，來讓每個系統都為閘門的自動化控制，以及超聲波污泥厚度，將模擬信號轉換為電流或電壓信號傳回PLC后，在需要采集水位信息用于閘門控制的部位，完成監測要求。

4.4 視頻監控系統

采用模塊化和總線結構，通過實時圖像信息，利用計算機網絡對電視技術、自動控制技術、多媒體網絡技術、傳感技術和通信技術等有效地組合并綜合運用。由于農業灌溉在灌溉期間需要連續24h監視，因此在對灌區周圍的各種人員的活動以及監視對象的變化情況進行圖像采集過程時，充分發揮計算機的功能，在條件許可的情況下，實時視頻圖像監視，由遠程監視和圖像數據信息系統實現網絡共享。調度中心的視頻監控軟件選用實時錄像功能等多媒體視頻管理系統，對于所在安裝環境周圍的各種活動、監視對象的各種變化情況的圖像信息采集，可以在灌區重要部位設置視頻監控點，實現增加控制中心數字化處理，將前端攝像機采集的模擬信號，為事故分析提供最詳細的第一手材料，通過編解碼器完成灌區內通過運行管理人員的計算機操作。

4.5 無線及有線通信系統

由于農業的灌溉渠系分布比較廣，經過了很長時間檢驗表明，架設光纖進行有線專網傳輸，采用有線通信和無線傳輸并存的通信方式，最終達到水量調度。這項既經濟又實惠的系統，具備可靠性高的優勢，在自然條件惡劣的地方能夠輕松的駕馭。經合理設計后，通過數傳電臺或基于GPRS通信技術的RTU通信模塊[6]，在根據農灌區的實際情況來上傳數據。對數傳電臺或RrITU通信模塊顯示各檢測數據，來進行灌區通過水位差來調節閘門開度，還能根據上傳數據的時間間隔、信號類型的設置來進行區別性的設置及管理。

結束語

在實現農業水利的現代化遠大目標當中，為拉動了我國農村的經濟實力，改善我國大型灌區內水利基礎設施，遵循實時有效、穩定可靠的原則，成功實現在灌區續建配套中的改革，最終保證了系統很好地完成農業灌溉實時數據采集和遠程控制閘門的任務。水利信息自動化的實現，以開放兼容、技術先進、簡單易操作等優勢，在運用的過程當中，極大的改善了灌區人們的生產以生活環境，既能提高我國的糧食產區的經濟效益，還能拉動我國的國民經濟，增加農民的收入[7]。因此在這樣大型灌的配套設施的改革過程當中，提高了對節水功能的改造以后，能夠對當地的水利建設給予重要的貢獻。

參考文獻：

[1]張麗榮.發展生態農業與農業面源污染控制[J].現代農業，2010，（11）：71-72.

[2]王昕，李慧麗，王薇，朱軍.山東省引黃灌區現代化建設技術集成與示范[J].地下水，2015，（4）.