淺析遂溪縣灌區(qū)GMS 建設

楊添平

（沈陽智信佰達科技有限公司，遼寧 沈陽 110000）

在最嚴格水資源管理制度的前提下保證水資源可持續(xù)利用，農業(yè)節(jié)水是關鍵。灌區(qū)是農業(yè)灌溉的基本單元，灌區(qū)用水計量是衡量灌區(qū)節(jié)水效果的基礎。最嚴格水資源管理制度、農田灌溉水有效利用系數測算分析、用水總量統(tǒng)計、農業(yè)水價改革等一系列工作均要求對農業(yè)用水進行計量，為推進以上工作的進行，保證灌溉用水可持續(xù)利用，遂溪縣灌區(qū)從管理工作實際出發(fā)，建立GMS 平臺，從計量設備安裝入手，實現(xiàn)了遂溪縣灌區(qū)水量采集、傳輸、存儲，實現(xiàn)了灌區(qū)監(jiān)測、告警、遠程控制一體化應用，推進了遂溪縣灌區(qū)農業(yè)水價改革步伐，提高了灌區(qū)管理水平。

1.灌區(qū)概況

遂溪縣位于著名的雷瓊自流盆地范圍內，屬強富水區(qū)，有火山巖臺地孔隙裂隙水和承壓水等大量地下水資源可供開采，水位深度50m 以上，水質較好，適宜人畜飲用和農業(yè)灌溉。

遂溪縣灌區(qū)建于20 世紀60 年代，總面積將近4 萬hm2，灌區(qū)干渠支渠共近600 條，遂溪灌區(qū)在2018 年實施過墾造水田規(guī)劃項目，渠道都為襯砌渠道，條件良好。旱改水水源來自雷州青年運河，渠系分斗渠直接灌溉和支渠灌溉，均為自流灌溉模式，部分田塊采用井灌，灌水井共計近5 萬眼[1]。遂溪縣灌區(qū)信息化建設薄弱，缺少水量計量設施，亟需建設GMS，實現(xiàn)灌區(qū)科學化管理。

2.GMS 建設

遂溪縣GMS 作為灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)包括數據采集、數據傳輸、數據匯集以及業(yè)務應用平臺等幾個方面。

2.1 數據采集

2.1.1 監(jiān)測站點布置

根據遂溪縣灌區(qū)實際情況，整體布置計量點位，以渠道為單位將灌區(qū)劃分分為6 個大片區(qū)，共設計24 處水量監(jiān)測站點，其中泵站量水5 處，渠道量水19 處，實現(xiàn)灌區(qū)全覆蓋。

2.1.2 采集系統(tǒng)

根據24 處監(jiān)測站點選擇合適的計量設備，對各水量監(jiān)測站點進行準確計量。其中泵站量水選擇管段式遠傳流量系統(tǒng)[2]；渠道量水采用水位流量關系法進行計量，選用觸感式水位流量系統(tǒng)[3]。

2.2 數據傳輸

根據遂溪縣灌區(qū)系統(tǒng)現(xiàn)場的不同情況，從通信成本、穩(wěn)定性、實施難易程度三個方面綜合考慮，遂溪縣的通訊方式主要采用運營商的4G 無線通訊。

2.3 數據匯集

遂溪縣灌區(qū)單獨建設數據匯集平臺，實現(xiàn)數據匯集、分析、整編、儲存、共享使用[4]，并支持與業(yè)務應用平臺的無縫對接。

能夠充分滿足遂溪縣灌區(qū)今后更多類型和數量監(jiān)測設備的接入需求；滿足對數據精確度、設備上報頻率、數據存儲量的需要；滿足數據共享的需求。

2.4 GMS 功能設計

遂溪縣灌區(qū)業(yè)務應用平臺應用先進的前端和后臺技術，為用戶打造一個基于“一張圖”的灌區(qū)整體信息化管理平臺，平臺以灌區(qū)信息化為基礎框架，結合農業(yè)水價改革內容的理念為后期的擴展提供眾多的接口和數據庫表結構，以靈活和獨立的模塊化方式給用戶更多的升級和改進空間，在今后的項目建設中常用常新，不斷優(yōu)化，達到可持續(xù)發(fā)展的目標。系統(tǒng)包括實時監(jiān)視與告警、用水量統(tǒng)計、水價管理、水費收繳與管理、用水戶管理、臺賬管理等模塊。系統(tǒng)根據后臺計算模型，能夠自動測算水權、定額、供水成本及水價，并根據階梯水價計算方式，自動測算水費，水費不足用戶提示，并支持水費表格打印輸出等功能。

一是實時監(jiān)視與告警模塊。實時監(jiān)視與告警模塊主要用于遂溪縣灌區(qū)水位、流速、流量等采集信息的實時捕捉展示，以及超水位預警、設備狀態(tài)預警等功能。本模塊以電子地圖方式展現(xiàn)實時監(jiān)視視圖。用戶既能一目了然的看到總體監(jiān)測站的分布情況，也能深入了解單個測站的各類實時監(jiān)測數據及設備運行狀態(tài)。當有告警信息時，告警信息在測站位置上閃爍，點擊顯示告警詳情，平臺支持告警事件全程管理功能，用戶可跟蹤、核實、處理告警信息，最終發(fā)布告警信息或關閉告警。主要功能有：電子地圖分布查看、實時監(jiān)測數據、設備運行狀態(tài)、告警信息管理、監(jiān)測數據標注、監(jiān)測告警周期設置、重點關注站點設置。

二是用水量統(tǒng)計。通過統(tǒng)計遂溪縣灌區(qū)各監(jiān)測點流量，進而計算引水量。該模塊以圖表結合的方式進行展示，支持測站用水量按照自由定義時間段進行查詢及數據導出。

三是水價管理。系統(tǒng)對基礎水價（全成本水價、運行成本水價）、加價額度、獎勵規(guī)則[5]和階梯水價進行綜合管理。通過系統(tǒng)設置水價及價格規(guī)則。關于基礎水價，系統(tǒng)通過該模塊輸入骨干工程水費分析表和末級渠系工程供水成本分析表[6]參數，輔助計算遂溪縣灌區(qū)基礎水價和全成本水價,也可直接點擊修改對水價進行調整。關于加價額度，系統(tǒng)支持灌區(qū)根據水田灌溉保證率和實際情況對加價額度進行調整，在平均定額內的水量按基礎水價進行收費，由灌區(qū)管理單位與農民用水者協(xié)會協(xié)商確定，對用水量超過定額的部分進行累進加價。系統(tǒng)支持針對不同作物等設置不同加價額度，支持加價額度的新增及變更。關于獎勵規(guī)則，遂溪灌區(qū)根據灌區(qū)實際情況，通過系統(tǒng)對用水量小于定額部分，配置每節(jié)約1m3給予的節(jié)水獎勵額度，用于水費計算。系統(tǒng)支持針對不同作物等設置不同獎勵額度，支持獎勵額度的新增及變更。關于階梯水價，即對用水量超定額執(zhí)行階梯水價收費規(guī)則[7]。根據遂溪縣灌區(qū)實際情況制定灌溉定額標準，對超定額實行累進加價的原則進行收取水費。系統(tǒng)支持在階梯水價中靈活設置階梯規(guī)則。

四是水費收繳與管理。水費收繳管理包含水費計算、水費繳費、水費預存、用戶繳費記錄等。水費計算由用水單價、總用水量乘積核算具體征收水費數，可根據自定義單價及統(tǒng)計各監(jiān)測點實際用水量產生水費額度。

五是用水戶管理。系統(tǒng)根據用戶協(xié)會成員即用水戶的自然情況，例如所有土地面積、土地所屬地塊，用水定額，水費余額，水權證號，預存水費等信息，將所有用戶信息電子化，并且計入用水收費管理流程。可以對所有用水用戶信息進行實時查詢和統(tǒng)計，支持模糊查詢，水費預存記錄等操作。

六是臺賬管理。根據用水協(xié)會的要求，灌區(qū)或者協(xié)會的用水量，收費和繳費情況均記錄在臺賬上，系統(tǒng)采用電子臺賬，將所有用戶的用水定額，用水情況，應收費用情況和繳費情況都一一記錄在臺賬上，方面隨時查詢，支持歷史數據查詢。

3.應用效果

遂溪縣灌區(qū)GMS 包括硬件采集設備基礎設施建設和軟件平臺開發(fā)兩個方面，實現(xiàn)了水泵站和自動化量水監(jiān)測站水量的精確測量，為灌區(qū)管理提供了科學依據，提高了灌區(qū)信息化管理水平，推動了遂溪縣農業(yè)水價改革的步伐。經濟效益方面，遂溪縣灌區(qū)GMS 實施，實現(xiàn)了水量科學計量，為水費計收提供依據，有效解決了以往水費計收困難的局面，帶來直接經濟效益。同時GMS 業(yè)務應用平臺的信息實時監(jiān)視與告警、信息統(tǒng)計與導出，減少了灌區(qū)的人員成本，提高了工作效率，帶來間接經濟效益。社會效益方面，系統(tǒng)準確的水量計量以及合理的水價計價制度，實現(xiàn)用戶水費臺帳管理，使水費計收科學有據，而且用戶足不出戶便捷繳費，提高了用戶滿意度。管理效益方面，平臺以交互式圖形或圖表的形式進行統(tǒng)一的展示，直觀形象的分析關鍵部位的數據采集監(jiān)測情況、引供水量情況、水費征收情況等各類情況，突出展示管理者關注的重點，為管理決策提供了快速的支持。節(jié)水效益方面，通過遂溪縣灌區(qū)的量水監(jiān)測點布置，能夠準確計量出斗口以上的畝均用水量，為灌區(qū)水費收繳以及合理灌溉配水提供依據，同時水費按量計收提高了農戶節(jié)水意識。

4.結語

GMS 圍繞遂溪縣灌區(qū)信息化和農業(yè)水價改革的核心內容，從一張圖、一套表、一個中心、一套制度，這四個方面出發(fā)，全面提升遂溪縣的信息化水平，使灌區(qū)管理真正做到數字化、智能化和現(xiàn)代化，推動了遂溪縣灌區(qū)農業(yè)水價改革建設。