袁惠渠灌區信息化建設規劃淺析

丁維馨 江西省水利規劃設計研究院 南昌市 330029

1 概述

袁惠渠灌區是以江口大型水庫為水源的大型引水灌區，是一座以灌溉為主、兼顧防洪和發電等功能的綜合利用工程。灌區位于江西省西部，袁河中下游南北兩岸，涉及新余市、宜春市和吉安市。灌區西起新余市渝水區河下鎮的江口，東至樟樹市的洲上，北至新余市渝水區的羅坊，南達新干縣荷浦。

灌區地處袁河中下游平原，呈帶狀河套形，東西長96km，南北寬約6km。區內土壤資源豐富，植被良好，土地肥沃，其水、肥、熱等因素比較協調，農業生產條件優越，適宜農作物生長。灌區土地面積68.85萬畝，耕地面積37.7萬畝，設計灌溉而積37.1萬畝，現狀有效灌溉而積28.4萬畝)區內農作物以種植水稻為主，兼種棉花、油菜等，是國家糧食重要生產基地之一。

灌區現代化就是全面提升灌區建設和管理水平，不斷創新灌區建設和管理理念，努力實現灌區投入多元化，建設規范化、管理系統化、環境園林化、用水科學化、效益最大化、提高農業綜合生產能力，保障糧食安全，促進農業和農村經濟持續穩定發展。全面建成小康社會、農業現代化、高標準農田建設等均對灌區發展提出了新要求，開展灌區現代化建設十分必要與緊迫。

2 總體結構規劃

袁惠渠灌區信息化總體框架由基礎設施、信息資源、應用支撐、業務應用、網絡與信息安全保障運維、技術標準規范與管理六大體系組成。袁惠渠信息化總體框架如圖1所示

圖1 總體框架圖

（1）基礎設施體系

包括感知控制系統、通信網絡和機房資源。其中感知控制系統主要包括水位、雨量、流量、閘門開度、墑情等水文數據，水質數據，視頻、閘門控制等[1]；通信網絡包括光纖、4G等互聯網以及物聯網；機房資源主要包括計算、存儲和網絡設備等。

（2）灌區數據中心

包括袁惠渠灌區數據統一接收平臺和數據交換平臺、灌區綜合數據庫和數據服務。其中灌區綜合數據庫包括基礎數據、監測數據、業務數據及多媒體數據[2]。

（3）應用支撐體系

由系統資源服務、公共基礎服務、應用支撐服務和業務服務容器四部分組成，為上層灌區業務應用提供軟件支撐。

（4）灌區業務應用體系

主要包括灌區量測水、運行管理、配水調度、水費計收、政務辦公及公眾發布等業務應用，司一根據灌區系統各層級的業務需求不同，由統一開發的業務應用組件進行靈活定制。

（5）網絡與信息安全保障運維體系

以關鍵信息基礎設施和重要門戶網站安全保護為重點，以信息安全等級保護工作為抓手，以統一網絡信任體系、統一安全管理為技術支撐，建立完善袁惠渠灌區網絡安全縱深防御體系[3]。

（6）技術標準規范與管理體系

重點從制度標準完善、運維體系完善、人才隊伍建設、宣傳與交流等方面，優化灌區信息化保障環境，保障灌區信息化健康、可持續發展，確保灌區信息系統的安全可靠運行。

3 信息化建設規劃

3.1 基礎設施體系

灌區信息化硬件基礎平臺包括灌區信息采集、信息傳輸與信息管理以及自動控制的硬件系統，主要包括數字通信網絡、網絡系統、信息采集及監控系統、視頻監視系統、水資源調度中心建設等部分組成。

（1）感知控制系統建設

感知控制系統主要包括灌區雨情、水情、工情、墑情、水質、氣象和農情監測、視頻監控以及控制系統等。

（2）網絡建設

優化網絡架構，完善通信布局，加強移動互聯，適度超前部署網絡能力，形成立體覆蓋、無處不在、安全可靠的灌區通信網絡體系。

（3）機房建設

信息的存儲和管理是整個灌區信息化業務應用系統建設的基礎，其設計及架構的合理性關系到整個信息化管理運行的效率[4]。對機房的服務器、交換機、機房、中控室等硬件設施進行全面優化升級。

3.2 灌區數據中心

面向灌區業務應用建設需求，豐富信息源，強化數據整合，促進信息共享，建設灌區信息資源體系，逐步形成多元化采集、主題化匯聚和知識化分析的灌區大數據中心。實現灌區數據屬性、空間、關系和元數據的一體化管理，統一對象代碼，統一數據字典，為灌區業務應用提供規范、權威和高效的數據支撐。在實施數據資源共享基礎上，按照“一數一源、一源多用”的原則，完善信息資源管理辦法，建設灌區綜合數據庫；做好數據更新維護工作，同時做好其他相關數據的收集整理，不斷豐富信息資源[6]。

3.3 灌區業務應用平臺

應用平臺系統是灌區信息化能否發揮作用的關鍵所在。軟件系統對提高管理水平的最主要作用一是代替部分手工作業，提高勞動生產率，二是通過計算機強大的計算能力分析數據，提供更精確的輔助決策支持。

（1）灌區水情

灌區水情根據灌區的水情現狀，結合《灌溉渠道系統量水規范》（GB/T21303），將各種量水計算方法固化到模塊中，對各量水站點自動輸人和手工輸人的數據，系統選擇使用的量水計算公式和參數，快速生成滿足要求的量測水數據。

（2）防汛預警

防汛預案文檔管理：對各種防汛預案分類進行管理，可以新增、修改、刪除、移動文檔分類，每個文檔分類下都可以新增各種防汛頂案文檔，可以根據文檔名稱或關鍵字查詢防汛預案文檔，且可以對防汛預案文檔進行排序。

（3）配水調度

基礎參數管理：基礎參數由不經常改變的參數組成，包括渠系、渠段段、用水單位等，該功能提供對這些參數的管理和維護[7]。

專用參數管理：專用參數指配水計劃制定中使用的參數，如配水定額、田間水利用系數、渠系水利用系數、灌溉面積、工業和城鎮供水計劃流量、流率表等。

配水計劃制定：根據相關參數，計算各渠段計劃灌溉水量；根據灌溉水量和工業、城鎮用水量計算渠道累計流量，推演出各個渠段的水位。

配水調度執行：在灌區供水過程中，要記錄每個渠段每天用于工業及城鎮供水的流量。

用水考核：以配水計劃制定模塊中制定的計劃配水水量為考核基準，以配水計劃執行模塊中計算出的實際用水量為依據，考核每個管理端的用水情況，計算超用水量和節余水量

（4）水費計收

灌區水量分析：該功能通過渠系各監測點數據，得出各主干渠等入渠水量對比。

渠系水利用系數分析：該功能通過渠系各監測點數據，得出各主干渠等的渠系水利用系數對比。

灌溉水利用系數分析：該功能通過渠系各監測點數據，得出各主干渠等的灌溉水利用系數對比。

水費計收：該功能包括綜合水價、執行計價、管理段或灌溉站水費預收、水費結算、水費查詢、繳費記錄及農戶水費預收、結算、查詢與繳費記錄。

（5）運行管理

運行管理模塊主要實現灌區標準化管理信息化，可實現綜合地圖、工程基礎信息、資產管理、調度運行、檢查巡查、監測監控、維修養護、達標考核、組織機構及管理配置等功能[7]，各種功能根據其特點進行模塊設置和開發。通過標準化運行管理，保證灌區基礎設施穩定可靠運行。

（6）政務辦公

辦公信息門戶管理：包括建立個人辦公門戶、建立單位統一信息門戶、各類信息的有效共享和快速推送、門戶個性化設置以及門戶權限控制設置。

公文管理：包括發文管理、收文管理、公文交換、公文督辦、公文查詢等。

文檔檔案管理：主要包括文件管理、檔案管理、資料管理、文檔權限管理、制度規范管理[8]。

（7）公眾發布

建立袁惠渠灌區微信公眾號，從公眾角度出發，將袁惠渠灌區信息進行整體分析，生成公眾能理解的信息產品，以便公眾及時了解袁惠渠灌區態勢。同時公眾號提供獻言獻策的途徑，加強灌區各部門與公眾的交流互動。

3.4 網絡安全體系

安全策略體系是整個信息安全體系的核心，為整個信息安全體系提供指導和支持包括：信息安全的日標和愿景、方針、策略、規范、標準、流程和指南等，并通過在組織內對安全策略的發布和落實來保證對信息安全的承諾與支待。

安全組織體系保證策略休系、運作體系和技術體系在組織內部順利開展和實施，是整個安全體系的管理基礎[9]。包括：安全組織結構建立、安全角色和職責劃分、人員安全管理、安全培訓和教育等。

安全技術體系提供安全體系的技術手段和工具，是整個安全體系的技術基礎[10]。包括：物理安全、網絡安全、終端安全、服務器安全、防病毒安全、應用安全和數據安全等。詳見圖2。

圖2 網絡安全結構圖

3.5 技術標準規范與管理體系

重點從制度標準完善、運維體系完善、人才隊伍建設、宣傳與交流等方面，優化灌區信息化保障環境，保障灌區信息化健康、可持續發展，確保灌區信息系統的安全可靠運行。

（1）制度完善和標準營理

結合灌區信息化建設任務，完善灌區基礎設施、資源管理、業務應用等方面的信息化管理制度建設和標準管理，建立和完善灌區信息化標準管理與協調機制，強化標準的執行主要任務包括完善管理體制、加強標準體系管理、健全建設管理制度、標準實施與監督[11]。

（2）運維體系完善

按照《水利信息系統運行維護規范》等行業標準，盡快完養運行維護工作機制；參照《水利信息系統運行維護定額標準》和《灌區業務經費定額標準》爭取運行維護經費；通過政府購買服務等方式開展服務外包和運行維護管理，建立灌區信息化運行管理長效機制[12]。主要任務包括:運維工作機制完善、運維經費落實、運維長效機制建立。同時，建立灌區信息化專業技術人才管理、培訓機制，充分利用各種教育培訓資源，培養形成與灌區信息化進程相適應的技術人才隊伍[13]。

4 結束語

灌區信息化建設是灌區優化配置水資源、實現灌區高效管理和現代農業生產的基礎條件[14]。袁惠渠灌區信息化建設規劃以現狀條件為基礎，以實際需求為導向，以內外關系為約束，以體系建設為手段，開展信息化建設，實現灌區智能化管理決策，為灌區安全生產、水資源配置等提供支持。

建設通過感知層的自動采集監測系統跟蹤示范區氣象雨情、水情、土壤墑情、水質、農情等，及時將相關信息傳輸至控制中心，自動控制中心數據模塊對田間信息、示范區閘門運行工況及相關工情信息上傳至上位機，由處理與決策支持系統制定相應決策，并將控制指令傳遞至控制閘門等，從而實現智能化灌溉。