淠史杭灌區水利信息化建設的實踐

李友生

(淠史杭灌區管理總局,安徽 六安 237005)

灌區信息化建設是灌區現代化建設的基礎和重要標志，2013年以來灌區開展了水利信息化建設，實施了部分信息化項目，對灌區信息化建設進行實踐，收到了良好效果。

1 淠史杭灌區水利信息化系統構成

淠史杭灌區水利信息化系統由專業子系統、基礎平臺、綜合監控系統和綜合應用系統4部分構成，如圖1所示。對各部分說明如下：

(1)專業子系統。包括了信息采集系統、工情視頻監控系統、安全監測系統、水質監測系統、閘門監控系統、視頻會議系統，為整個系統提供工程運行的基礎數據。

(2)基礎平臺。指通信傳輸與計算機網絡系統，為整個系統提供了通信和網絡傳輸硬件支持平臺。

(3)綜合監控系統。是建立在地理信息和數據庫平臺上的監控應用系統，實現總控中心和各分控中心對整個灌區的監測監控。

(4)高級應用系統。包括綜合數據管理系統、灌溉調度與水資源配置決策支持系統、灌區防洪抗旱決策系統、渠系水質監測與水環境評價系統、三維仿真系統、工程管理系統、水費征收系統、電子政務系統、灌區信息共享與信息服務系統等具體的應用系統，是針對專業部門、用戶所開發的管理系統，實現灌區運行的信息化管理。

圖1 淠史信息化系統總體結構圖

2 信息化系統建設內容

2011年，淠史杭總局組織編制了《安徽省淠史杭灌區信息化建設規劃》，規劃總投資3.26億元，明確了信息化建設的總體目標、建設原則和今后一段時期的主要任務。依據規劃，淠史杭總局搶抓灌區續建配套與節水改造工程建設發展機遇，分步實施了部分信息化項目，信息化工程逐步建成并在灌區建設管理中發揮了重要作用。

2.1 水情、工情信息采集系統

建設灌區重要建筑物、管理設施、縣界量水點的水情、雨情、工情和閘位等信息采集點，安裝相關采集設備，各采集點利用GPRS的方式將數據發送至淠史杭監控中心的水雨情監測平臺，目前已建各種信息采集點200多處，基本建立起覆蓋渠首、重點渠道、節制閘、泄洪閘、干渠進水閘、渡槽等重要控制性節點的水文水環境、視頻、工情等信息采集監測網絡。雨情監測點建設時與當地的水文系統的監測點不互相重復，減少資源浪費。

2.2 視頻信息采集系統

根據需要目前已建設共計60多處視頻監控點，并將數據儲存于現地DVR或帶存儲的視頻編碼器中，通過租賃的VPN線路實現現地/遠程監控功能。

2.3 閘門監控系統

閘門監控系統建設在閘控系統的建筑物設置1套現地監控單元(LCU)，用于控制本站閘門、供電等設備，布置在閘門啟閉室內，并利用新建的VPN線路傳送至淠史杭灌區管理總局監控中心及監控分中心，以實現現地控制、分中心控制與遠程控制相結合的管理方式。由設在閘門附近的攝像頭及閘室內的攝像頭監視整個過程，確保閘門正常啟閉。閘門啟閉后，設在閘門下游的水位監測設備(水情系統)應能在短時間內反饋渠道水位的變化，以校核閘門啟閉情況。

2.4 水質在線監測系統

在淠河總干渠中段羅管節制閘、淠河總干渠下段將軍嶺節制閘各建設1套能檢測5項指標和9項指標的水質在線監測點，通過監測系統能隨時掌握淠河總干渠水質變化情況，確保淠河水質符合大別山生態補水水質要求。

2.5 通信網絡系統

淠史杭灌區信息化系統骨干網，以“公網為主、自建為輔”的原則進行建設。灌區內沿3條渠道自建通信線路，已建通信光釬150多KM，將從渠首開始支干渠以上水利數據信息收集至相應的分控中心；總控中心與分控中心借助公網進行連接，灌區內區縣水利部門分控中心與總控中心的連接，也借助公網租賃帶寬，全灌區實現互聯互通。通信骨干網拓撲圖如圖2所示。

圖2 淠史杭灌區通信骨干網拓撲圖

2.6 監控中心

監控中心的建設包含總局總控中心、淠河、史河總干渠監控中心、舒廬干渠監控中心建設和將軍嶺信息化分中心建設等。

(1)基礎硬件設備。在總局現有的環境基礎條件下，充分利用新建和已有的網絡系統設備，新建應用服務器、存儲、打印機等設備的安裝以及網絡存儲、服務器集群管理系統、核心防護軟件等，以構成滿足需要的運行環境。

(2)會議系統。該系統設計為一個智能會議系統，符合三防使用要求，同時滿足各種會議活動的需要，建設有音響擴聲系統、會議發言系統、大屏拼接系統等。

(3)監控中心機房。計算機機房環境的建設，主要配置機房UPS和接地系統等，其他環境建設在機房土建工程中實施。

2.7 應用平臺與數據集成

淠史杭總控中心建有淠史杭灌區綜合數據庫，是淠史杭灌區信息化建設的重要組成部分，是整個灌區軟件系統的核心。信息化工程所有終端采集的數據將通過網絡直接傳輸至總局數據庫平臺。灌區信息采集點的水質信息、閘門監控、視頻監控、水雨情、墑情將監測的信息將通過VPN線路傳送到淠史杭監控中心進行存儲。在總控中心和分控中心各設有1臺SCADA服務器進行集中，用于保存當地數據。利用現有的平臺建設1套淠河、史河、舒廬灌區信息展示平臺，包括視頻集中控制平臺、閘門工情監控系統、基于GIS的水雨情信息系統、洪水預報系統和移動平臺。

3 灌區信息化工程建設的效益

3.1 全面提高防汛抗旱決策水平

淠史杭灌區近年共建設了200多處自動水位、雨情信息監測點和閘門監控站，這些監控站點實時掌控灌區水情變化，管理部門根據信息數據進行科學調度，在抗御強降雨、強臺風或遇突發險情時，能及時開啟泄洪閘門泄洪，確保渠道工程安全運行，全面提高供水調度決策的科學性和合理性。

3.2 保證計劃用水和節約用水的實施

淠史杭灌區通過計量和水管理系統建設，實行水量與水質并重、資源與環境一體化管理，實行計劃用水，實時供水，計量收費的工作體系，降低了供水成本，增加了經濟效益。在信息化系統投入運行后，通過對水資源的合理調配和管理，每年向金寨縣、葉集區、合肥市等增加生態補水約1.0×108m3，為建設生態文明灌區作出了重要貢獻。

3.3 提高了管理水平，建立了新型管理模式

通過灌區信息化建設，灌區水情、工情等信息做到實時監測，調度人員通過GIS、遙感手段實時全面地了解灌區各種相關信息，灌區管理有了技術上的依據，并逐步實現以“計算機管理為主，人工輔助”的新型管理模式，為灌區精確調度、快速反應、科學決策提供了現代化手段。

3.4 提高了灌區服務水平

通過灌區信息化建設，灌區用水戶可以通過信息查詢了解灌區的工程建設、供水政策、水資源管理等情況，提升灌區的公眾影響力和用水戶的參與積極性，促進灌區更好地為農業生產和群眾生活供水服務。

3.5 提高了技術人員水平，改善了工作環境

通過信息化建設，各管理單位均建設了計算機局域網，為灌區人員的學習和應用新技術提供了良好的學習環境。通過互聯網技術將灌區各部門聯系在一起，可以實現數據、信息、資源、成果共享。

4 結束語

淠史杭灌區管理總局正在著力推進大型灌區現代化建設，加快信息化建設步伐，將互聯網、云計算、大數據、物聯網等新技術與灌區建設管理深度融合，進一步豐富基礎平臺建設，增強擴展性。以省水利廳信息化“1張圖”為基礎，注重接入水文氣象、上游6大水庫、面上重要水工程的信息化系統，形成全覆蓋的灌區信息化網絡，實現全灌區數據共享，信息互通，全面提高灌區管理現代化水平。