朱海洋

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.041

摘 要：基于疏勒河灌區(qū)水資源管理效率不夠高、管理方式落后這一現(xiàn)實，開發(fā)建設(shè)了疏勒河灌區(qū)信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)了大型自流灌區(qū)水資源一體化集成管理模式，提高了疏勒河灌區(qū)防洪減災(zāi)、水資源開發(fā)利用與保護、水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測以及政務(wù)辦公等方面的現(xiàn)代化水平。本文介紹了疏勒河灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)的主要內(nèi)容、技術(shù)方案、建設(shè)過程等情況，總結(jié)了疏勒河灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展思路以及現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)運行體會等內(nèi)容，提出了灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)過程中存在的問題，以供參考。

關(guān)鍵詞：疏勒河灌區(qū) 現(xiàn)代化建設(shè) 發(fā)展 思考

中圖分類號：S27 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（a）-0041-02

疏勒河灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)是針對疏勒河流域水資源科學(xué)管理和保證灌區(qū)134.42萬畝灌溉面積及流域生態(tài)環(huán)境保護的現(xiàn)實，以信息采集為基礎(chǔ)開發(fā)完成的灌區(qū)現(xiàn)代化管理系統(tǒng)。系統(tǒng)涵蓋了水資源管理、生態(tài)保護、辦公自動化等多項功能，實現(xiàn)了大型自流灌區(qū)水資源一體化集成管理模式，為灌區(qū)水資源的合理開發(fā)利用和地下水資源的管理與保護以及水土資源開發(fā)等方面提供了科學(xué)的參考和依據(jù)，對提高水資源利用效率和效益，推進灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平具有較強的指導(dǎo)意義。

1 疏勒河灌區(qū)概況

疏勒河位于甘肅省河西走廊西端，全長670km，多年平均徑流量10.31億m3，流域面積4.13萬km2，年降水量37～63mm，蒸發(fā)量3000mm以上，屬大陸荒漠干旱型氣候。流域內(nèi)昌馬、雙塔、花海三大灌區(qū)轄玉門市、瓜州縣兩縣市的22個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、6個國營農(nóng)場，有效灌溉面積134.42萬畝，是甘肅省百萬畝以上大型自流灌區(qū)之一[1]。

2 疏勒河灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)的重要意義

疏勒河灌區(qū)地處西北干旱缺水地區(qū)，水資源的管理工作顯得非常繁重和艱巨，傳統(tǒng)的管理方式制約著灌區(qū)綜合效益的發(fā)揮，實現(xiàn)灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)迫在眉睫。

疏勒河灌區(qū)原有的灌溉管理水平和信息化程度較低，信息采集和傳輸手段落后，自動化控制水平低，調(diào)度決策人為因素大，缺乏水資源調(diào)配科學(xué)系統(tǒng)的管理模式，因此，加快推進灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)顯得尤為重要[2]。

3 疏勒河灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)成果

疏勒河灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)始于2007年，通過近年來的不斷升級完善，建成了包括水庫聯(lián)合調(diào)度、地下水三維仿真、洪水預(yù)報與防洪仿真、閘門遠程監(jiān)控、斗口水量實時監(jiān)測、B/S信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)布六大系統(tǒng)。系統(tǒng)以大型數(shù)據(jù)庫、3S、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和決策支持系統(tǒng)為核心，通過專用通信網(wǎng)絡(luò)和移動互聯(lián)網(wǎng)， 形成了覆蓋全灌區(qū)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為流域灌區(qū)管理、水資源管理提供了科學(xué)的支撐與保障。

3.1 三大水庫聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)

該系統(tǒng)是根據(jù)水庫來水量預(yù)測、水庫蓄水、國民經(jīng)濟各部門用水需求的綜合分析與處理，以模型庫為基礎(chǔ)，完成各種運算。水庫來水量預(yù)測根據(jù)1954年以來的水文氣象資料，運用頻率分析法，調(diào)用入庫徑流預(yù)報模型生成次年的水庫來水量預(yù)測結(jié)果；灌區(qū)需水預(yù)測根據(jù)灌溉計劃分析種植面積、作物種類、灌水輪次、作物需水量以及工業(yè)需水和生態(tài)需水量，調(diào)用農(nóng)業(yè)灌溉需水模型、工業(yè)需水模型、生態(tài)需水模型，生成需水預(yù)測結(jié)果；水庫聯(lián)合調(diào)度根據(jù)水庫汛期時間、汛限水位、灌區(qū)需水量、河源來水量、庫存蓄水量，調(diào)用庫群優(yōu)化調(diào)度模型，生成水庫最優(yōu)調(diào)度運行方案和水庫聯(lián)合調(diào)水方案；水庫實時調(diào)度功能模塊通過建立三大水庫聯(lián)合調(diào)度模型對水庫的來蓄水在時間和空間上進行重新調(diào)節(jié)、調(diào)度和分配，將灌區(qū)內(nèi)工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生態(tài)用水進行合理配置，使疏勒河流域水利工程發(fā)揮其最大的興利效益。

3.2 洪水預(yù)報調(diào)度系統(tǒng)

該系統(tǒng)是運用三維仿真和GIS分析技術(shù)，通過分析計算，對不同洪水流量下洪水淹沒區(qū)域進行快速、準確的模擬，同時可以通過分析計算提供洪水演進的邊界、淹沒面積、淹沒歷時等詳情數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的運用不僅有效提高洪水預(yù)報的精度，還可以合理調(diào)配水資源，最大限度地發(fā)揮水庫防洪興利和抗洪救災(zāi)、保護人民生命財產(chǎn)安全的功效。

3.3 地下水三維仿真系統(tǒng)

地下水模擬仿真系統(tǒng)是基于地下水模擬軟件Modeflow，以空間網(wǎng)格劃分為基礎(chǔ)，結(jié)合三維電子沙盤，采用三維可視化技術(shù)，形成灌區(qū)地下水變化的三維模擬與可視化結(jié)果，并基于預(yù)測數(shù)據(jù)和長期觀測井實際監(jiān)測數(shù)據(jù)進行地下水變化對比分析。三維電子沙盤提供灌區(qū)的三維電子地圖顯示、查詢和可視化功能，包括三維場景漫游、地下水可視化以及水利設(shè)施的顯示。

3.4 閘門遠程自動控制系統(tǒng)

閘門遠程控制系統(tǒng)包括總干渠、干渠等主要閘門的遠程自動控制、視頻監(jiān)視系統(tǒng)和斗口閘門測控一體化系統(tǒng)。通過有線和無線通信，采用遠程和現(xiàn)地兩種控制方式，對總干渠、干渠等主要閘門實現(xiàn)了遠程自動控制和視頻監(jiān)視，確保了工程安全運行。閘門遠程控制系統(tǒng)的應(yīng)用，有效減輕管理人員的工作強度，逐步實現(xiàn)了水資源的適時合理調(diào)配。

3.5 斗口水量實時監(jiān)測系統(tǒng)

在3個灌區(qū)內(nèi)各渠首、主要干渠分水口建立了水情監(jiān)測斷面，采用雷達水位計自動測流，并實時傳輸至局調(diào)度中心和管理處、水管所，為灌溉調(diào)度計劃的合理執(zhí)行和監(jiān)督提供了準確的依據(jù)。

與此同時，在所屬3個灌區(qū)的末級渠系建設(shè)斗口水量實時監(jiān)測系統(tǒng)平臺。采用磁致伸縮水位計作為斗口計量設(shè)施采集終端，通過采集終端實時采集水情信息，利用GSM/GPRS公網(wǎng)為信息傳輸載體的方式傳輸至局信息調(diào)度中心。灌區(qū)斗口水量實時監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了各斗口水位流量數(shù)據(jù)的實時在線監(jiān)測、歷史水情查詢、水量統(tǒng)計匯總，從而實現(xiàn)灌區(qū)的水情采集以及用水計量自動化。

3.6 信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要服務(wù)于疏勒河灌區(qū)業(yè)務(wù)信息發(fā)布、地下水業(yè)務(wù)和水資源管理業(yè)務(wù)。系統(tǒng)采用網(wǎng)頁結(jié)合WebGIS平臺的形式在灌區(qū)網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布。通過B/S架構(gòu)體系，用戶可以方便地通過網(wǎng)絡(luò)訪問數(shù)據(jù)，將所有的應(yīng)用邏輯在服務(wù)器上完成，降低客戶端的系統(tǒng)要求以及系統(tǒng)整體的維護成本。系統(tǒng)的主要功能是方便用戶查詢疏勒河灌區(qū)各項業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)以電子地圖的形式發(fā)布，而非空間數(shù)據(jù)主要以表單的形式進行處理。endprint

4 疏勒河灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展思路

4.1 建設(shè)過程

疏勒河灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)過程，按照信息化、數(shù)字化、智能化3個階段規(guī)劃目標，正在分步實施。

（1）信息化是灌區(qū)現(xiàn)代化發(fā)展的第一階段。通過各種信息采集技術(shù)和手段，實時采集灌區(qū)內(nèi)的水情信息，并通過GSM公網(wǎng)實時上傳至信息調(diào)度中心，信息調(diào)度中心完成數(shù)據(jù)的處理、存檔，為決策層提供決策依據(jù)。

（2）數(shù)字化是在灌區(qū)信息化的基礎(chǔ)上，針對灌區(qū)不同作物，以及具體的土壤、氣候等條件，建立科學(xué)、精準的供水過程模型，實現(xiàn)自動補水。同時，該模型能夠根據(jù)作物灌溉制度和土壤墑情等基本控制指標的信息判斷是否需要進行灌溉，以參數(shù)變化的形式對模型作修改，以此指導(dǎo)灌溉水資源的合理配置。

（3）實現(xiàn)智能化——智慧灌區(qū)。是對流域內(nèi)水資源全要素、全過程開展實時監(jiān)測，對水循環(huán)過程進行智能識別、跟蹤定位和模擬預(yù)測，實現(xiàn)水資源的準確預(yù)報、精準配送和高效管理，全面提高流域水資源效能，促進水資源高效利用[3]。

4.2 智慧灌區(qū)框架構(gòu)想

智慧灌區(qū)系統(tǒng)是在標準結(jié)構(gòu)體系框架下集成信息測控平臺、信息管理平臺和決策支持平臺，組成灌區(qū)信息化系統(tǒng)。通過對水文信息、土壤墑情信息等的采集以及對閘門、泵站的遠程自動控制，對灌區(qū)水資源信息自動采集、傳輸和處理，實現(xiàn)智慧水利，逐步達到智慧灌區(qū)管理的目的。

4.3 下一步建設(shè)目標

疏勒河灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)將以信息采集準確可靠、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定高效、數(shù)據(jù)處理自動智能、業(yè)務(wù)流程友好協(xié)同、信息服務(wù)便捷通暢為出發(fā)點，建設(shè)集數(shù)據(jù)匯聚、存儲、交換、分析、服務(wù)為一體的支撐平臺，高效整合和優(yōu)化配置信息資源，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)全景監(jiān)控、水權(quán)交易、預(yù)測預(yù)警、調(diào)度會商、決策指揮、分析評估等智慧應(yīng)用，構(gòu)建涵蓋灌區(qū)的水資源、水安全、水生態(tài)、水文化等領(lǐng)域的全業(yè)務(wù)體系，最終達到智慧灌區(qū)的目標。

5 疏勒河灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)及運行體會

（1）灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)管理人員要提高思想認識，當前國家全面推動水利信息化建設(shè)發(fā)展，水利信息化建設(shè)將應(yīng)用于灌溉管理、生態(tài)監(jiān)測、安全生產(chǎn)等各個方面，要將水利現(xiàn)代化建設(shè)當成戰(zhàn)略性任務(wù)來完善。

（2）灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)要結(jié)合灌區(qū)實際，以實用為主，開發(fā)符合本灌區(qū)實際的灌區(qū)現(xiàn)代化系統(tǒng)。

（3）灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)工作對管理人員的專業(yè)技術(shù)水平、工作經(jīng)驗要求都比較高，所以，必須培養(yǎng)灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)與管理的專業(yè)化人才團隊才能保證灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)管理工作的質(zhì)量。

（4）灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)需要不斷提升和完善，管理運行維護費用的落實，是灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)揮效益的重要保證。

6 結(jié)語

疏勒河灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)的實施，以科學(xué)的管理方式逐步代替了傳統(tǒng)低效率的人工管理方式，灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)為實現(xiàn)全流域水資源的科學(xué)管理，統(tǒng)一調(diào)度，搭建了高科技調(diào)度指揮的平臺，對疏勒河流域水資源的合理配置和有效利用奠定了堅實的基礎(chǔ)，使疏勒河灌區(qū)向著現(xiàn)代化灌區(qū)的方向邁進。由于灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)內(nèi)容復(fù)雜、管理要求高，疏勒河灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)也是在不斷探索中完成的，仍存在很多不足之處，還需要進一步更新完善，以促進灌區(qū)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1] 馬德海.疏勒河流域水資源開發(fā)利用研究[J].水利水電技術(shù)，2006，37（4）：1-4.

[2] 馬德海.淺談甘肅省疏勒河灌區(qū)信息化建設(shè)[J].水利發(fā)展研究，2006，6（3）：44-47.

[3] 王忠靜，王光謙，王建華，等.基于水聯(lián)網(wǎng)及智慧水利提高水資源效能[J].水利水電技術(shù)，2013，44（1）：1-6.endprint