灌區(qū)信息化建設(shè)的應(yīng)用與總結(jié)

易國華

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)六師五家渠市水利管理處 新疆 五家渠 831300）

1 五家渠灌區(qū)的基本概況

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)六師五家渠灌區(qū)，位于烏魯木齊市以北30km，地處昌吉回族自治州米東區(qū)境內(nèi)。地理坐標(biāo)東徑87°25'~87°39＇，北緯 44°09＇~44°41＇，灌區(qū)內(nèi)有三座中型水庫，分別是猛進(jìn)水庫、八一水庫和沙山子水庫?？傂钏?100萬m3，年調(diào)節(jié)水量1.2億m3～1.5億m3，灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積30萬畝，控制灌溉面積40萬畝。灌區(qū)主要生產(chǎn)小麥、棉花、玉米、番茄等農(nóng)作物，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，灌區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，形成集農(nóng)、工、商、旅游為一體的現(xiàn)代化國營農(nóng)場。

2 五家渠灌區(qū)信息化建設(shè)的主要內(nèi)容

兵團(tuán)是較早引進(jìn)規(guī)?；F(xiàn)代水情自動(dòng)化管理體系的生產(chǎn)單位，農(nóng)六師五家渠灌區(qū)在信息化建設(shè)中起步較早，積累了一些較好的經(jīng)驗(yàn)。

2.1 信息化建設(shè)中的硬件建設(shè)項(xiàng)目

五家渠灌區(qū)信息化建設(shè)系統(tǒng)，主要包括信息化中心1個(gè)，通訊中繼站1個(gè)，水情遙測監(jiān)測站26個(gè)，干渠防洪監(jiān)測點(diǎn)8個(gè)，支渠水位、閘位監(jiān)測點(diǎn)28個(gè)、雨情監(jiān)測點(diǎn)7個(gè)，閘門自動(dòng)控制（老龍河第一節(jié)制閘三孔閘門）1座，視頻監(jiān)視閘門2座。

2.2 信息化建設(shè)中的軟件建設(shè)項(xiàng)目

五家渠灌區(qū)的信息化建設(shè)系統(tǒng)，還包括一系列配套控制體系，主要有：灌區(qū)數(shù)據(jù)庫及維護(hù)管理系統(tǒng)，灌區(qū)水管理信息系統(tǒng)，灌區(qū)重要閘門及水工建筑物視頻監(jiān)控系統(tǒng)，重要閘門自動(dòng)控制系統(tǒng)，基于地理信息系統(tǒng)的灌區(qū)灌溉管理電子地圖查詢系統(tǒng)，灌區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)），灌區(qū)信息公眾服務(wù)系統(tǒng)等。軟硬件項(xiàng)目的配套應(yīng)用，構(gòu)成了五家渠灌區(qū)較為完善的信息化體系。

3 五家渠灌區(qū)信息化體系的應(yīng)用與推廣

五家渠灌區(qū)信息化系統(tǒng)具有測、管、控一體化的功能，可以滿足水情信息的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確量測和實(shí)現(xiàn)水情自動(dòng)測報(bào)和數(shù)據(jù)的科學(xué)管理，對閘門進(jìn)行有效的視頻監(jiān)視和自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)對灌溉用水的合理優(yōu)化調(diào)度和辦公信息網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)化管理，同時(shí)可以對洪水汛情進(jìn)行有效防范。系統(tǒng)建成后，工作穩(wěn)定，性能可靠，操作方便實(shí)用，使五家渠灌區(qū)師防汛指揮調(diào)度中心及時(shí)了解和掌握灌區(qū)水情信息，并可以通過系統(tǒng)做出科學(xué)決策，達(dá)到科學(xué)用水、節(jié)約用水的目的。

目前，五家渠灌區(qū)信息化系統(tǒng)應(yīng)用了通信、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，為合理優(yōu)化灌溉用水，有效防范洪水汛情，實(shí)現(xiàn)水情自動(dòng)測報(bào)、閘門自動(dòng)控制和信息自動(dòng)化管理，建立“數(shù)字灌區(qū)”打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。自2007年以來，五家渠灌區(qū)大力實(shí)施水管體制改革，相繼將6座水庫實(shí)行場外統(tǒng)一調(diào)度管理，實(shí)現(xiàn)了水資源的跨區(qū)域合理調(diào)配?！傲鶐炻?lián)運(yùn)”格局的成型，為五家渠灌區(qū)信息化建設(shè)的應(yīng)用與推廣提供了更為廣闊的平臺(tái)，使防汛抗旱、水資源統(tǒng)調(diào)、節(jié)水效率、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保障能力都得到大幅提升，自2008年以來，五家渠灌區(qū)經(jīng)歷了30年一遇的嚴(yán)重春汛和旱情，由于信息自動(dòng)化體系得到廣泛應(yīng)用，各水庫、水工設(shè)施調(diào)度及時(shí)，水情測報(bào)分析準(zhǔn)確，最大限度降低了汛情和旱情可能造成的損失，六庫聯(lián)運(yùn)實(shí)現(xiàn)了水資源在時(shí)間和空間上的多次調(diào)節(jié)，有力保障了灌區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全用水。

4 關(guān)于五家渠灌區(qū)信息化建設(shè)的一些經(jīng)驗(yàn)體會(huì)

4.1 水情自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)硬件方面（壓力式水位傳感器）

片面強(qiáng)調(diào)其精度問題（精度要求達(dá)到2mm），卻忽略了其穩(wěn)定性、可靠性的重要性。我們所采用的是壓力式水位計(jì)中的壓阻式水位計(jì),其主要部件為半導(dǎo)體硅片。壓阻式水位計(jì)長期放在水底，半導(dǎo)體硅片長期被水壓變形產(chǎn)生疲勞，由此產(chǎn)生時(shí)飄。溫度對壓力水位計(jì)的影響主要靠測溫補(bǔ)償?shù)姆椒▉斫鉀Q。

使用中要定期率定。國外定期將水位計(jì)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上通過率定，找出補(bǔ)償曲線供采集水位時(shí)修正。國內(nèi)往往是定時(shí)將壓水水位與水尺水位相比較來完成率定。前者可以保證傳感器的線性度，從根本上保證水位采集精度，后者只是在個(gè)別水位點(diǎn)上校正，傳感器的線性度沒有得到改善。

目前，我們無法做到在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上定期率定及靠測溫補(bǔ)償?shù)姆椒▉斫鉀Q其時(shí)飄和溫飄的問題，所以只是頻繁上渠道現(xiàn)場強(qiáng)行調(diào)整其初始值，即將壓水水位與水尺水位相比較來完成其率定，這樣往往形成剛調(diào)試完幾天內(nèi)（十天半月內(nèi)）數(shù)據(jù)相對準(zhǔn)確，過后就會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)誤差迭加（即誤差隨著時(shí)間的推移會(huì)越來越大，甚至有時(shí)會(huì)發(fā)生超出量程范圍之內(nèi)的事，如干渠水位最大位不過2.2m,但它可跳到3m以上）。

雖然精度提高了，但運(yùn)行沒多久，就發(fā)生數(shù)據(jù)誤差超出范圍（1cm），其數(shù)據(jù)的可靠性就大打折扣，從而無法采信。因此我認(rèn)為，在五家渠灌區(qū)，其水位觀測精度能達(dá)至0.5cm即可，畢竟其可靠性和穩(wěn)定性比其精度要重要得多。此外，隨著精度要求提高，其成本也呈幾何倍數(shù)增長。

4.2 水情監(jiān)測系統(tǒng)軟件方面

目前，其軟件系統(tǒng)仍停留在事中（實(shí)時(shí)監(jiān)測）和演示上，對事后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、查詢還跟不上實(shí)際的需求，自動(dòng)化程度不高，插補(bǔ)繁頊，同時(shí)現(xiàn)有的管理體制和管理理念也應(yīng)向適應(yīng)信息化建設(shè)發(fā)展轉(zhuǎn)變。如要真正將信息化建設(shè)指導(dǎo)、應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，還需多方面的配合與管理體制和模式的轉(zhuǎn)變，不是一蹴而就的，還需做大量耐心、細(xì)致的工作及摸索和實(shí)踐，將其具體化、細(xì)化、量化，逐步提高。這將是長期的、不斷摸索和實(shí)踐的過程，為此要做好充分的思想準(zhǔn)備。

4.3 關(guān)于灌區(qū)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

目前，五家渠灌區(qū)的數(shù)據(jù)庫框架搭建并未完全按國家要求去做，框架顯得太單調(diào)、過于簡單，任意添加、修改、刪除等功能操作不便，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫擴(kuò)充較為困難，以后與全國聯(lián)網(wǎng)其數(shù)據(jù)庫是否通用和共享也很難說，所以在灌區(qū)專業(yè)化信息系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)與應(yīng)用方面，應(yīng)該走出一條“專業(yè)化開發(fā)、產(chǎn)品化推廣、平臺(tái)化維護(hù)與服務(wù)”的發(fā)展之路，從而保證灌區(qū)已建的專業(yè)信息系統(tǒng)能夠得到長期有效的呵護(hù)、改進(jìn)、升級和服務(wù)。

4.4 系統(tǒng)的后期維護(hù)工作

當(dāng)前，灌區(qū)信息化系統(tǒng)普遍存在重視建設(shè)資金的投入，輕視維護(hù)工作的管理和投入問題。人們常說“三分建，七分管”，信息化建設(shè)更是如此。

4.5 實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)化是否需要減員

說起信息自動(dòng)化，就要提到“減員增效”，是否真的需要減員，這還值得商榷。應(yīng)該理解成，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)信息化，提高了我們灌區(qū)的水利管理水平和效率，并不是就一定要“減員”。就以五家渠灌區(qū)老龍河大閘為例，閘門自動(dòng)控制系統(tǒng)是比較成功的，但為保障其運(yùn)行的絕對安全和可靠性，就需要兩套值班人員配備，這無形就增加了人員的工作時(shí)間，雖然工作強(qiáng)度減少了，但其責(zé)任并未減輕。同時(shí)，因?yàn)槭亲詣?dòng)控制，即電腦控制無“人腦”在特殊情況下處理問題快，它需要根據(jù)人們的設(shè)計(jì)程序一步步進(jìn)行判斷而后再作運(yùn)作，這時(shí)就得人為干預(yù)，所以說人工操作是不可缺少的。再則，為保障閘門自動(dòng)控制啟閉閘門的安全可靠，謹(jǐn)慎起見，人為所設(shè)的閘門啟閉值很小，例如龍口每孔閘調(diào)整1次需5分鐘，從而閘門自動(dòng)控制中啟閉閘門頻繁，由此造成的鑄鐵閘門磨損、電機(jī)損耗、液壓油封損壞程度加大、電費(fèi)增加等現(xiàn)象會(huì)不可避免的發(fā)生。

因?yàn)槔淆埡邮俏寮仪鄥^(qū)的引水渠首，其重要性不言而喻，同時(shí)實(shí)際引水的多少也關(guān)系到灌區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益，因?yàn)殚l門自動(dòng)控制總是處在不停的調(diào)閘的態(tài)勢中，給查讀水位帶來困難，往往可能由此會(huì)造成上級水管部門多給我們計(jì)量水量的現(xiàn)象（因?yàn)檎{(diào)閘過程中，水位的高峰恰好在整點(diǎn)水位上），所以在實(shí)際應(yīng)用中還要考慮與上級水管部門協(xié)調(diào)日平均水位、流量及水量的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算等問題，解決處理好由此產(chǎn)生的看似不值一提的“小”問題，但它卻確確實(shí)實(shí)地影響到我們灌區(qū)的水的利用問題，進(jìn)而影響到灌區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，人的因素也是必不可少的?？梢?，信息自動(dòng)化的應(yīng)用，并不一定與“減員”有必然的聯(lián)系。