黃徐燕，潘龍

(成都市東部新區(qū)水務(wù)監(jiān)管事務(wù)中心，成都，641499)

引言

灌區(qū)水利工程作為農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)、生態(tài)、環(huán)境、旅游等供水的基礎(chǔ)設(shè)施，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)發(fā)展、生態(tài)宜居、人水和諧、資源節(jié)約等發(fā)展理念的載體。目前，灌區(qū)水利工程建筑物等硬件設(shè)施和信息化管理等軟件系統(tǒng)，與實(shí)現(xiàn)水資源高效利用和現(xiàn)代化管理的要求差距很大，全面推進(jìn)灌區(qū)水利工程現(xiàn)代化建設(shè)十分必要且緊迫。當(dāng)前灌區(qū)管理仍然依靠人工經(jīng)驗(yàn)管理，不但用工多、成本高，還出現(xiàn)了用水管理調(diào)度粗放、效率低下等問題。需要通過灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)來提高灌區(qū)信息化、智能化和自動(dòng)化水平，從而減少用工管理、降低成本，實(shí)現(xiàn)高效供水、服務(wù)質(zhì)量提高，改善灌區(qū)管理單位的財(cái)務(wù)狀況，保障工程設(shè)施的運(yùn)行和維護(hù)管理。

1 龍泉山灌區(qū)基本情況

龍泉山灌區(qū)建成于20世紀(jì)70年代，是都江堰東風(fēng)渠六期擴(kuò)灌區(qū)工程，位于成都市龍泉山東麓川中丘陵地區(qū)。灌區(qū)從東風(fēng)渠總干渠尾(羅家河壩)引都江堰岷江水源，經(jīng)龍泉山隧洞橫穿龍泉山，規(guī)劃終期控灌簡(jiǎn)陽、資陽(今雁江區(qū))、資中、仁壽等市、縣耕地8.02萬hm2，現(xiàn)有效灌溉面積5.03萬hm2，涉及農(nóng)戶161046戶，2019年城市生活供水量為3996.00萬m3，是都江堰擴(kuò)灌川中丘陵區(qū)典型的“引蓄結(jié)合、長(zhǎng)藤結(jié)瓜”的大型水利工程。龍泉山灌區(qū)現(xiàn)轄工程有：水庫3座，總庫容3.0569億m3，其中大(2)型水庫1座(三岔水庫)，總庫容2.287億m3；中型水庫1座(石盤水庫)，總庫容0.767億m3；小(2)型水庫1座(翻身水庫)，總庫容0.0029億m3。所轄渠道工程28條，總長(zhǎng)323.121km，其中干渠3條，59.981km，支渠20條，231.79km，斗渠5條，31.35km。其余各類大小取水口1030個(gè)。灌區(qū)工程經(jīng)過40余年的不斷建設(shè)配套完善，已發(fā)展成為以大中型水庫為骨干，引、蓄、提相結(jié)合，集農(nóng)業(yè)灌溉、城鎮(zhèn)供水、防洪抗旱、生態(tài)環(huán)保等多功能于一體的綜合性大型水利工程體系。

2 信息化建設(shè)現(xiàn)狀及問題

成都市東部新區(qū)水務(wù)監(jiān)管事務(wù)中心(原龍泉山灌區(qū)管理處)信息化建設(shè)于2003年啟動(dòng)，由都江堰管理局統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)，2005年10月完成。建設(shè)總預(yù)算投資322萬元，實(shí)際總投資333.73萬元，其中：中央資金184萬元，省內(nèi)資金30萬元，管理處自籌資金119.73萬元。建設(shè)內(nèi)容主要為自動(dòng)化專用設(shè)備購置、灌區(qū)局域網(wǎng)、水位遙測(cè)系統(tǒng)、圖像監(jiān)控系統(tǒng)、分中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、水資源管理信息系統(tǒng)、信息安全及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等。由于諸多原因造成此次灌區(qū)信息化系統(tǒng)的最終癱瘓，終止使用。目前，龍泉山灌區(qū)計(jì)量設(shè)施建設(shè)還未完善，水量監(jiān)測(cè)方法僅限于局部已建水工建筑物量水和簡(jiǎn)單的水尺測(cè)流。傳統(tǒng)的人工觀測(cè)水尺監(jiān)測(cè)方法流量計(jì)算精度有限，管理也存在很大的困難，無法為實(shí)現(xiàn)后續(xù)灌區(qū)信息化及現(xiàn)代化提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。造成灌區(qū)信息化建設(shè)滯后的主要原因有以下幾點(diǎn)。

2.1 重建輕管

主要是存在著管理職能不明確或不落實(shí)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)較難，管理力度不夠，項(xiàng)目建設(shè)與成果管理相對(duì)較弱，應(yīng)用系統(tǒng)的推廣應(yīng)用缺乏統(tǒng)一組織等問題。信息基礎(chǔ)設(shè)施狀況薄弱，信息資源的利用和共享、數(shù)字化和資源化程度不高，以計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)為代表的信息技術(shù)在中心業(yè)務(wù)專業(yè)管理中的應(yīng)用還不普及，而且認(rèn)識(shí)水平、思想觀念、管理方法、制度建設(shè)以及職工信息化素質(zhì)與操作技能等方面，還不能勝任信息化建設(shè)與生產(chǎn)應(yīng)用的要求。

2.2 信息資源不足，整體應(yīng)用水平不高

由于應(yīng)用系統(tǒng)信息資料的收集整理難度較大，特別是缺少規(guī)范化的數(shù)據(jù)，又缺少足夠的重視和資金投入，支撐應(yīng)用系統(tǒng)的信息資源嚴(yán)重不足，使得應(yīng)用系統(tǒng)成為“演示系統(tǒng)”，不能發(fā)揮預(yù)期作用。而且當(dāng)時(shí)水利信息化設(shè)備的軟件及硬件技術(shù)不能滿足實(shí)際需要，后續(xù)開發(fā)及升級(jí)技術(shù)不能跟進(jìn)。

2.3 信息系統(tǒng)開發(fā)各自為政，資源整合難度較大

各個(gè)單位水利信息系統(tǒng)建設(shè)的積極性都很高，但由于全局意識(shí)不強(qiáng)，加之資金投入渠道分散，項(xiàng)目來源多樣，一定程度上造成了信息系統(tǒng)開發(fā)各自為政、軟硬件環(huán)境統(tǒng)一利用困難、應(yīng)用分散、無整體優(yōu)勢(shì)等現(xiàn)象，規(guī)模效益相對(duì)較差。盡管在水利信息化建設(shè)過程中積累了一些信息資源，發(fā)揮了一定的作用，但這些資源大多分布在不同的部門，分散在不同的系統(tǒng)，沒有形成可以共享的公共資源，難以綜合利用，信息資源共享困難，整合難度較大。

2.4 建設(shè)資金渠道不暢，投入相對(duì)不足

多年來，水利信息化建設(shè)與管理資金無渠道保障，共享困難，建設(shè)效益得不到充分發(fā)揮。同時(shí)，信息化建設(shè)投入與水利工程建設(shè)投入不匹配，投入相對(duì)不足，規(guī)劃或計(jì)劃中的建設(shè)內(nèi)容難以落實(shí)，效果難以體現(xiàn)，信息化建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展一定程度上受到影響。系統(tǒng)建成后的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)費(fèi)落實(shí)更為困難，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行和效益發(fā)揮。

3 灌區(qū)信息化建設(shè)的思考

3.1 建立完善的信息數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

要提高灌區(qū)水利信息化管理水平，則需要建立完善的信息管理系統(tǒng)，對(duì)灌區(qū)水利各方面數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行收集和整理，并通過信息技術(shù)進(jìn)行深入分析，將信息數(shù)據(jù)的作用充分體現(xiàn)出來，提高管理水平，為水利工程管理的科學(xué)化、規(guī)范化發(fā)展做好準(zhǔn)備，實(shí)現(xiàn)智能化管理。通過信息化數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建立可以達(dá)到以上目標(biāo)，要對(duì)灌區(qū)水利工程的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查和了解，對(duì)各方面的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，將目前灌區(qū)工程的各方面數(shù)據(jù)整合到一起，并做好記錄和備份；要對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分類儲(chǔ)存，便于后續(xù)的應(yīng)用和查詢，有利于提高信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)的自動(dòng)化管理水平，實(shí)現(xiàn)技術(shù)有效落實(shí)，推動(dòng)灌區(qū)水利工程的進(jìn)一步發(fā)展。

3.2 注重對(duì)灌區(qū)管理人才的培養(yǎng)

管理人才的工作能力和技術(shù)水平與灌區(qū)水利信息化建設(shè)有著密切關(guān)系，管理人才是各項(xiàng)工作的執(zhí)行者，也是開展各項(xiàng)工作的主導(dǎo)者。只有提高人才的技術(shù)水平，才能實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)的合理應(yīng)用，將其與灌區(qū)水利管理工作相結(jié)合，提升信息化水平。如果人才的專業(yè)性不足，無法熟練操作現(xiàn)代化設(shè)備，也會(huì)影響設(shè)備的應(yīng)用效果，不利于水利管理信息化建設(shè)。因此，要加強(qiáng)對(duì)人才的培養(yǎng)，重視人才的引進(jìn)和培訓(xùn)，提高人才的素質(zhì)水平和專業(yè)能力，使其可以熟練運(yùn)用信息技術(shù)和操作各項(xiàng)設(shè)備；要對(duì)管理人員進(jìn)行定期的考核，對(duì)人才的能力進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)合檢驗(yàn)結(jié)果來進(jìn)行針對(duì)性地培訓(xùn)。灌區(qū)應(yīng)當(dāng)加大與科研機(jī)構(gòu)的合作力度，讓管理人員可以在科研機(jī)構(gòu)中學(xué)習(xí)新技術(shù)，不斷提升人才的技術(shù)和能力，在實(shí)際工作中可以將信息技術(shù)充分發(fā)揮出來，為灌區(qū)的科學(xué)發(fā)展打下基礎(chǔ)。

3.3 加大資金方面的投入力度

信息化建設(shè)離不開資金方面的支持，要加強(qiáng)資金方面的投入力度，配套各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，讓信息化建設(shè)可以順利開展，與當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展相結(jié)合，保證建設(shè)工作的適用性、實(shí)用性和效益性。在進(jìn)行灌區(qū)水利管理信息化實(shí)際建設(shè)時(shí)，需要進(jìn)行兩方面的資金投入，第一是行政管理方面的資金投入，第二是設(shè)施建設(shè)方面的資金投入。只有保證資金充足，才能確保灌區(qū)水利工程信息化建設(shè)順利開展。在當(dāng)前的發(fā)展環(huán)境中，資金是各項(xiàng)工程建設(shè)中必不可少的內(nèi)容，是一切工作開展的基礎(chǔ)。因此，需要加大投入力度，做好相應(yīng)資金的統(tǒng)籌調(diào)配和投入使用。

4 龍泉山灌區(qū)信息化建設(shè)模式探索

4.1 總體思路

根據(jù)四川省水利廳提出的“一套系統(tǒng)、一個(gè)中心、一張地圖、一個(gè)平臺(tái)”的理念，結(jié)合龍泉山灌區(qū)事業(yè)發(fā)展需求，以灌區(qū)水資源、水利工程及管理需求為主導(dǎo)，區(qū)分輕重緩急、有序推進(jìn)灌區(qū)信息化建設(shè)，全面提升信息服務(wù)能力和綜合決策層支撐能力，以“智慧灌區(qū)”建設(shè)帶動(dòng)龍泉山灌區(qū)信息化步伐。

4.2 規(guī)劃設(shè)計(jì)

灌區(qū)信息化建設(shè)的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮水利信息化發(fā)展要求和灌區(qū)事業(yè)發(fā)展需求，結(jié)合灌區(qū)供水需求及工程效率需求，以先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為支撐，以可持續(xù)性、可擴(kuò)展性、可兼容性為目的，從灌溉區(qū)域、作用及渠系流域、渠系使用率制定合理的信息化建設(shè)步驟，實(shí)現(xiàn)決策層高效率指揮管理和水資源利用最大化。

4.2.1 指揮調(diào)度

構(gòu)建以成都市東部新區(qū)水務(wù)監(jiān)管事務(wù)中心為調(diào)度中心，下屬2個(gè)水庫管理單位和5個(gè)渠道管理單位為分控中心的管理指揮體系；建立調(diào)度中心會(huì)場(chǎng)指揮系統(tǒng)，與各分控中心及臨時(shí)突發(fā)事故現(xiàn)場(chǎng)建立視頻通訊通道，并接收、處理各分控中心及臨時(shí)突發(fā)事故現(xiàn)場(chǎng)反饋的數(shù)據(jù)，作用于遠(yuǎn)程協(xié)商、調(diào)度和指揮；圍繞都江堰管理局“一套系統(tǒng)、一個(gè)中心、一張地圖、一個(gè)平臺(tái)”平臺(tái)，建立自身數(shù)據(jù)同步備份系統(tǒng)，強(qiáng)化自身數(shù)據(jù)安全性。

4.2.2 操作控制

建立以分控中心為控制單位，調(diào)度中心為監(jiān)測(cè)、指揮單位的一體化測(cè)控閘門系統(tǒng)；建立重要水工建筑物監(jiān)控系統(tǒng)；建立水庫淤泥勘察及目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)；建立水庫、渠道水面生活垃圾及其他雜物清理勘察及打撈系統(tǒng)；建立應(yīng)急突發(fā)事件機(jī)動(dòng)性處理系統(tǒng)，配合調(diào)度中心會(huì)場(chǎng)指揮系統(tǒng)，加強(qiáng)突發(fā)事件處理能力。

4.2.3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

建立以兩大水庫為中心區(qū)域的水情、雨情、工情自動(dòng)采集系統(tǒng)；建立以渠系流域?yàn)橹骶€標(biāo)準(zhǔn)的量測(cè)水系統(tǒng)及墑情監(jiān)測(cè)站；建立水庫及重要生活用水取水點(diǎn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其他重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；建立灌區(qū)內(nèi)重要建筑物(大壩及主要閘門、重要渠道、泄洪閘、渡槽等)的變形、應(yīng)力應(yīng)變、裂縫開合、水平和垂直位移、建筑物沉降、滲漏量等安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)灌區(qū)重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)全覆蓋。

5 龍泉山灌區(qū)信息化建設(shè)內(nèi)容

5.1 智慧灌區(qū)指揮調(diào)度中心

(1)對(duì)現(xiàn)有調(diào)度中心進(jìn)行改造，包括調(diào)度中心監(jiān)控大屏幕的改造，增加一套會(huì)議擴(kuò)音系統(tǒng)，增加用于互聯(lián)互通專網(wǎng)及保障工控網(wǎng)絡(luò)安全的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，數(shù)據(jù)及工情采集服務(wù)器、UPS電源、設(shè)備機(jī)柜及相應(yīng)的日常監(jiān)控設(shè)施(包括工作站、操作臺(tái)、打印機(jī)等)。

(2)對(duì)原有視頻會(huì)議室進(jìn)行改造，包括增加一套大屏幕顯示，對(duì)現(xiàn)有數(shù)字會(huì)議系統(tǒng)、會(huì)議擴(kuò)音系統(tǒng)進(jìn)行改造，增加集中控制系統(tǒng)，同時(shí)完成與水庫局、渠道站9個(gè)站點(diǎn)的視頻會(huì)商系統(tǒng)建設(shè)。

(3)完成三岔、石盤水庫及5個(gè)渠道管理站點(diǎn)機(jī)房、集控中心、會(huì)商中心及工控網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的建設(shè)。

表1 成都市東部新區(qū)水務(wù)監(jiān)管事務(wù)中心會(huì)商、集控建設(shè)內(nèi)容

5.2 物聯(lián)網(wǎng)感控設(shè)施

5.2.1 渠道信息化建設(shè)項(xiàng)目

(1)規(guī)劃958處分水洞，每處設(shè)置2個(gè)流量監(jiān)測(cè)斷面，共計(jì)設(shè)置1916個(gè)流量監(jiān)測(cè)斷面；在每處分水洞規(guī)劃布設(shè)一處一體化自動(dòng)閘(閥)，合計(jì)958孔。

(2)規(guī)劃布設(shè)89處渡槽、575處暗涵、50處重點(diǎn)建筑物的工情監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

(3)對(duì)灌區(qū)所轄7個(gè)市縣(區(qū))各布設(shè)一處地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)，共計(jì)布設(shè)7處地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

(4)規(guī)劃對(duì)6個(gè)渠道站各建設(shè)1處氣象信息采集站。

(5)根據(jù)處內(nèi)干渠、分干渠總長(zhǎng)度數(shù)據(jù)258km，規(guī)劃沿干渠、分干渠每500m布設(shè)1個(gè)視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)，為渠道運(yùn)行和管理提供服務(wù)，共計(jì)布設(shè)516個(gè)視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)。視頻監(jiān)控主要監(jiān)控范圍為干渠沿線、建設(shè)閘門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的閘站(啟閉平臺(tái)、閘前閘后，閘門本體等重要區(qū)域)。

(6)規(guī)劃在干支渠分水口等位置布設(shè)閘門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，合計(jì)146孔。

5.2.2 水庫信息化建設(shè)項(xiàng)目

(1)在三岔、石盤水庫各布設(shè)一套閘門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)和水庫大壩視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

①三岔水庫閘門遠(yuǎn)程控制

為滿足水庫自動(dòng)化管理的要求，按無人值班(少人值守)原則設(shè)計(jì)，采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控為主、簡(jiǎn)易常規(guī)監(jiān)控為輔的控制方式。各閘門可由控制中心的值班人員通過工控機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。

本工程閘門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象包括：三岔水庫的8座閘,具體位置如表2。

表2 三岔水庫閘門遠(yuǎn)程控制對(duì)象一覽

②三岔水庫視頻監(jiān)控系統(tǒng)

三岔水庫視頻監(jiān)控主要監(jiān)控范圍為水庫上下游、壩面、啟閉機(jī)房、管理房及周界，其中三岔水庫共62個(gè)視頻點(diǎn)，視頻點(diǎn)位詳見表3。

表3 三岔水庫視頻監(jiān)控系統(tǒng)點(diǎn)位

③石盤水庫閘門遠(yuǎn)程控制

本工程閘門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象包括：石盤水庫的6座閘，具體位置如表4。

表4 石盤水庫閘門遠(yuǎn)程控制對(duì)象一覽

④石盤水庫視頻監(jiān)控系統(tǒng)

根據(jù)業(yè)主管理需求及工程特點(diǎn)，水庫視頻監(jiān)控主要監(jiān)控范圍為水庫上下游、壩面、啟閉機(jī)房、管理房及周界，共32個(gè)視頻點(diǎn)。

表5 石盤水庫視頻監(jiān)控系統(tǒng)點(diǎn)位

(2)規(guī)劃在三岔、石盤水庫局分別建設(shè)1處氣象信息采集站，為工程管理和防汛應(yīng)急指揮會(huì)商提供全面、及時(shí)、準(zhǔn)確的信息服務(wù)。

(3)規(guī)劃在三岔、石盤水庫局分別布設(shè)10處水庫水質(zhì)信息采集點(diǎn)。

5.2.3 網(wǎng)絡(luò)通訊

依據(jù)感控設(shè)施的建設(shè)內(nèi)容及網(wǎng)絡(luò)通訊布設(shè)原則，管理處本部及閘門自動(dòng)控制采用租用光纖的形式，合計(jì)147處；1923處水情信息采集、714處工情信息采集、9處氣象信息采集、20處水質(zhì)信息采集、258處岸線信息采集點(diǎn)、958處一體閘(閥)自動(dòng)控制及20處水泵站自動(dòng)控制采用租用公網(wǎng)的形式，合計(jì)3902處。

表6 成都市東部新區(qū)水務(wù)監(jiān)管事務(wù)中心信息化建設(shè)內(nèi)容

6 總結(jié)

總之,為高度融入都江堰智慧灌區(qū)系統(tǒng)，龍泉山灌區(qū)信息化建設(shè)結(jié)合都江堰灌區(qū)信息化建設(shè)總體建設(shè)思路，圍繞確保防汛指揮調(diào)度、水利工程建設(shè)管理、水資源調(diào)度管理安全、高效、規(guī)范、有序的目標(biāo)，積極構(gòu)建水利標(biāo)準(zhǔn)化管理體系，健全標(biāo)準(zhǔn)化管理制度，全力推進(jìn)龍泉山灌區(qū)信息化建設(shè)工作,實(shí)現(xiàn)灌區(qū)的智慧化。