蘇秀峰，孫洪浩，辛 軍

（德州市水利局，山東 德州 253014）

潘莊灌區(qū)1972年建成開灌，擔(dān)負(fù)著德州市8個(gè)縣（市、區(qū)）、79個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、336萬(wàn)人的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活供水任務(wù)，年均引黃河水10億m3，是全市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的生命線。近年來(lái)，潘莊灌區(qū)緊密結(jié)合灌區(qū)實(shí)際，以安全高效引水為目的，以現(xiàn)實(shí)應(yīng)用需求為導(dǎo)向，以先進(jìn)技術(shù)為手段，以科技灌區(qū)為目標(biāo)，切實(shí)強(qiáng)化領(lǐng)導(dǎo)，持續(xù)加大投入，傾力加強(qiáng)信息化建設(shè)，取得明顯成效，目前灌區(qū)信息化整體水平已處于全國(guó)灌區(qū)前列。

1 信息化建設(shè)的迫切性

灌區(qū)開灌40 多年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，潘莊灌區(qū)由單一的農(nóng)業(yè)供水轉(zhuǎn)向工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活多元化供水，由單純的向德州市供水轉(zhuǎn)向市內(nèi)、市外共同供水，由傳統(tǒng)意義上的“大鍋水”轉(zhuǎn)向計(jì)劃用水和“市場(chǎng)水”，這些轉(zhuǎn)變的過(guò)程也就是灌區(qū)由傳統(tǒng)灌區(qū)向現(xiàn)代化灌區(qū)、可持續(xù)發(fā)展灌區(qū)轉(zhuǎn)變的過(guò)程。要適應(yīng)這些轉(zhuǎn)變、實(shí)現(xiàn)灌區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，迫切需要以現(xiàn)代化手段為支撐，改變以往落后的管理方式和調(diào)度模式。

2 信息化建設(shè)的必要性

灌區(qū)的水情調(diào)度運(yùn)行管理工作受客觀條件的制約，存在著4個(gè)方面的問(wèn)題。

1）總干渠各測(cè)站水位、流量等數(shù)據(jù)靠人工采集，再以電話形式分級(jí)上報(bào)，致使匯總處理不及時(shí)，數(shù)據(jù)缺乏時(shí)效性，制約著分析決策的速度與質(zhì)量.

2）總干渠閘門管理權(quán)屬分散。市、縣、鄉(xiāng)、村共同管理著總干渠105個(gè)閘門，權(quán)屬不清、責(zé)任不明、調(diào)度困難。閘門的起落都是以人工方式進(jìn)行，不能及時(shí)起落，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除險(xiǎn)情，阻礙著除險(xiǎn)保安作用的發(fā)揮。

3）監(jiān)控布設(shè)點(diǎn)少，不能對(duì)總干渠上重要建筑物和險(xiǎn)工險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，尤其是無(wú)照明設(shè)備夜間不能發(fā)揮作用，無(wú)法進(jìn)行遠(yuǎn)程控制集中管理，影響著調(diào)度管理的效能水平。

4）灌區(qū)測(cè)流一直沿用人工觀測(cè)、計(jì)量和控制，不僅工作效率低，而且有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)人為的失誤，影響測(cè)流的精度，既浪費(fèi)了水，又給供水調(diào)度造成困難，形成了水資源的浪費(fèi)。

為有效解決這些不同層次的一系列問(wèn)題，潘莊灌區(qū)管理局經(jīng)過(guò)深入調(diào)研，多方論證，決定全面建設(shè)信息化系統(tǒng)，利用先進(jìn)科技實(shí)現(xiàn)高效管理，滿足灌區(qū)現(xiàn)實(shí)工作需求。

3 信息化建設(shè)結(jié)構(gòu)

3.1 基礎(chǔ)平臺(tái)

平臺(tái)各測(cè)站均采用2M 的VPN 專線，管理局信息中心采用10 M 的VPN 專線，各測(cè)站與管理局信息中心的傳輸采用局域網(wǎng)傳輸，管理局信息中心采取平臺(tái)式集中管理，支持水位數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸并在監(jiān)控圖像上顯示，具備自動(dòng)存儲(chǔ)和后處理功能。

該平臺(tái)的主要功能是：將總干渠水位、流量及重點(diǎn)建筑物的運(yùn)行狀況等水情信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸、匯總和管理，兼容不同的網(wǎng)絡(luò)接入方式，具備外網(wǎng)訪問(wèn)和異地查看功能，將各種水情信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，構(gòu)筑灌區(qū)信息化發(fā)展基礎(chǔ)。

3.2 四大系統(tǒng)

1）監(jiān)控系統(tǒng)。采用有線（光纜傳輸）和無(wú)線2種形式，有線傳輸主要解決節(jié)制閘上、下游的實(shí)時(shí)監(jiān)控，無(wú)線傳輸主要解決野外（無(wú)電源）險(xiǎn)工險(xiǎn)點(diǎn)及重點(diǎn)建筑物的實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控點(diǎn)布設(shè)實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫覆蓋和遠(yuǎn)程控制，利用專門設(shè)計(jì)的照明系統(tǒng)使監(jiān)控夜間也能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控。目前累計(jì)安裝完成總干渠節(jié)制閘上、下游16 套實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和25 套太陽(yáng)能無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)。

2）水位自動(dòng)傳輸系統(tǒng)。利用原超聲波水位計(jì)進(jìn)行自動(dòng)采集和發(fā)射，經(jīng)水位數(shù)據(jù)緩存處理，由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，通過(guò)專線上傳管理局信息中心，每6 min 可對(duì)總干渠水位數(shù)據(jù)更新傳輸1 次，實(shí)現(xiàn)水位數(shù)據(jù)自動(dòng)化管理，為輸水及時(shí)調(diào)度決策提供依據(jù)。該系統(tǒng)目前安裝完成14 套。

3）遠(yuǎn)程閘控系統(tǒng)。系統(tǒng)利用灌區(qū)開通的信息化網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程遙控總干渠閘門的開閉和運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)總干渠輸水的科學(xué)調(diào)度。系統(tǒng)利用變頻技術(shù)合理調(diào)節(jié)提降速率，可保證閘門在3～5 min 內(nèi)實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉，改變了以往3 h 左右才能啟閉1 孔閘門的被動(dòng)局面，有效提高了調(diào)節(jié)總干渠水量和水位的時(shí)效性。系統(tǒng)采取設(shè)定遠(yuǎn)程操作權(quán)限、電機(jī)負(fù)荷檢測(cè)保護(hù)、啟閉機(jī)壓力保護(hù)、閘板位置超限軟件保護(hù)、閘板位置超限硬件保護(hù)、啟閉機(jī)拉力壓力硬件保護(hù)等6 項(xiàng)措施，確保安全運(yùn)行。該系統(tǒng)目前安裝完成8 套。

4）遠(yuǎn)程自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制全自動(dòng)測(cè)流，包括測(cè)流房門的自動(dòng)打開、測(cè)流過(guò)程的全程監(jiān)控及測(cè)流垂線自動(dòng)布設(shè)及垂線測(cè)點(diǎn)的自動(dòng)定位等，測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)成果生成表格進(jìn)行存管和自動(dòng)打印。該系統(tǒng)目前安裝完成1 套。

4 信息化建設(shè)成效

4.1 保障引黃濟(jì)津等急難險(xiǎn)重任務(wù)圓滿完成

潘莊灌區(qū)第一次引黃濟(jì)津于2010年10月22日開始，2011年4月11日結(jié)束，歷時(shí)172 d，供水11.84億m3，創(chuàng)造灌區(qū)持續(xù)不間斷引水時(shí)間最長(zhǎng)、持續(xù)不間斷引水量最多、總干渠平均水位最高、尚廟閘下泄流量最大、冬季帶冰引水時(shí)間最久等5 項(xiàng)歷史記錄。

第二次引黃濟(jì)津于2011年10月18日開始，12月24日結(jié)束，歷時(shí)70 d，供水4.2億m3，創(chuàng)造了灌區(qū)一年兩次跨區(qū)域供水歷史記錄。

信息化建設(shè)為引黃濟(jì)津提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐和保障，使潘莊灌區(qū)有力應(yīng)對(duì)了高水位、大流量對(duì)總干渠帶來(lái)的一系列險(xiǎn)情，成功戰(zhàn)勝了帶冰引水造成的一系列困難，圓滿完成這一急難險(xiǎn)重任務(wù)，既緩解了天津市的用水緊張局面，又惠及了德州的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了冬、春季農(nóng)業(yè)抗旱用水、工業(yè)用水、生活用水和引黃濟(jì)津調(diào)水的多贏。

4.2 促使灌區(qū)管理更加科學(xué)高效

通過(guò)信息化建設(shè)，管理局實(shí)現(xiàn)了對(duì)總干渠運(yùn)行數(shù)據(jù)的及時(shí)獲取，總干渠輸水和帶冰運(yùn)行的安全保證率得到極大提升，實(shí)現(xiàn)了對(duì)重點(diǎn)輸水設(shè)施的全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控，建立了水政執(zhí)法、地方公安、工程管理人員和電子監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)“四位一體”管理模式，實(shí)現(xiàn)了在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)對(duì)總干渠引水閘門的自動(dòng)開啟、關(guān)閉及提、降，為科學(xué)決策引黃調(diào)水，合理配置水資源提供了科技支撐、創(chuàng)造了有利條件。

4.3 奠定灌區(qū)現(xiàn)代化堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

水利信息化是帶動(dòng)水利現(xiàn)代化的重要措施。推進(jìn)灌區(qū)信息化建設(shè)是提高灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平和管理效率，降低管理成本的重要手段。潘莊灌區(qū)通過(guò)信息化建設(shè)，有效破解了渠系長(zhǎng)、點(diǎn)多、面廣造成的歷史性管理難題，有效化解了監(jiān)測(cè)設(shè)施不全、調(diào)度水平不高、管理手段落后等諸多問(wèn)題，極大地提高了管理數(shù)據(jù)的全面性、準(zhǔn)確性和適時(shí)性，灌區(qū)引黃調(diào)水、水量調(diào)配、工程建管從此有了科學(xué)的支撐和保障，促進(jìn)灌區(qū)管理和決策不斷向縱深、精細(xì)和高水平方向發(fā)展，推動(dòng)潘莊灌區(qū)不斷向現(xiàn)代化邁進(jìn)。

［1］謝崇寶.灌區(qū)用水管理信息化結(jié)構(gòu)體系［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2010.

［2］張艷文，吳慶貴.淺談水利信息化在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中的作用［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2010（7).

［3］周印華，霍啟光,高慶艷.信息化系統(tǒng)在灤河下游灌區(qū)的應(yīng)用［J］.河北水利，2010（5）.

［4］陳金水.灌區(qū)信息化發(fā)展［J］.中國(guó)水利，2003（8）.