汾東灌區(qū)智能化改革實(shí)踐

酒立君

（山西省汾河水庫管理局，山西 婁煩 030302）

汾東灌區(qū)智能化改革實(shí)踐

酒立君

（山西省汾河水庫管理局，山西 婁煩 030302）

介紹了汾東灌區(qū)概況，針對灌區(qū)存在的水價(jià)高、線路長、沿河泵站和井灌侵占面積嚴(yán)重等問題，通過智能化閘門的改造，節(jié)約了人力和物力，增加了灌溉效率，保證了水流的穩(wěn)定性，防止了人情水，可對類似灌區(qū)自動化改造提供借鑒。

智能化；自動化改革；汾東灌區(qū)

1 概況

汾東灌區(qū)位于汾河二壩下游汾河?xùn)|崗，北起清徐縣長頭村，南到平遙縣蔣家堡，南北長約47km，東西寬約5km。受益范圍包括清徐、祁縣、平遙3縣，8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，78個(gè)村莊，受益面積1.63萬hm2?，F(xiàn)有固定渠道263條，總長460.46km，配套建筑物68件；支渠2條，總長21.24km，配套建筑物54件；斗渠45條，總長143.6km，配套建筑物336件；農(nóng)渠215條，總長248.02km，配套建筑物484件。固定排水渠道90條，總長190.2km，配套建筑物207件。

2 灌區(qū)運(yùn)行特點(diǎn)

2.1 線路長

汾東灌區(qū)南北長47km，東西寬5km，經(jīng)過3個(gè)縣78個(gè)行政村，是典型的平原區(qū)灌區(qū)，線路長、工作地點(diǎn)分散是灌區(qū)工作的主要特點(diǎn)，戰(zhàn)線長是制約成為信息化和自動化灌區(qū)的主要因素。

2.2 用工多

灌區(qū)主要工作是灌溉和工程管理，春灌是灌區(qū)用工的高峰期，春灌時(shí)主要依靠季節(jié)性臨時(shí)工。灌區(qū)支渠以上配套建筑物122個(gè)，灌溉時(shí)每個(gè)閘需配2人，共需244人。

2.3 水價(jià)高

汾東灌區(qū)為純農(nóng)業(yè)灌區(qū)，執(zhí)行2005年物價(jià)局批復(fù)水價(jià)，經(jīng)濟(jì)作物的價(jià)格為0.21元/m3，糧食作物的價(jià)格為0.17元/m3，每公頃耕地用水量3000～4500m3，水價(jià)為每公頃750～900元。農(nóng)業(yè)水價(jià)成本為2.2元/ m3，成本價(jià)中包含水源費(fèi)、管理成本、損耗等。井水灌溉按小時(shí)收取水費(fèi)，每年要適時(shí)灌2次以上才能達(dá)到作物用水需求，折合每公頃耕地3000元，而且方便度較高。沿河泵站水費(fèi)為0.1元/m3，折合每公頃450元。

2.4 沿河泵站和井灌侵占面積嚴(yán)重

汾東灌區(qū)隨汾河?xùn)|崗從二壩樞紐開始延伸到平遙縣蔣家堡匯入汾河，在汾河?xùn)|岸有抗旱泵14座，完成灌溉面積0.25萬hm2。沿河泵站多為地方政府、村莊為抗旱而建，只為臨時(shí)急用，沒有完善的水利管理措施，水源浪費(fèi)嚴(yán)重，但沒有取水成本和日常管理費(fèi)用，使得其取水成本很低，嚴(yán)重破壞了灌區(qū)的供水秩序，增加了供水成本。

一些村莊為了加快造井速度和保障機(jī)井運(yùn)行，將打好的機(jī)井承包給個(gè)人，然后再用承包所得的資金再打井，部分承包者為了增加機(jī)井的運(yùn)行效率，將引河水的渠道填埋，給水資源的可持續(xù)利用增加了難題，地下水抽上來用于灌溉，地下水補(bǔ)給僅靠天降雨，地下水位趨年下降，地表種植層板結(jié)、鹽堿化嚴(yán)重。

2.5 浪費(fèi)多

水資源利用率低是灌區(qū)用水的難題。灌區(qū)灌溉水源從汾河二壩樞紐引入東干渠，再到支渠、斗渠、農(nóng)渠入田，從河道到農(nóng)田，每級渠道均有損失，田間利用率總體較低。從汾河一壩到汾河二壩50km的河道砂坑較多，輸水需填滿砂坑浪費(fèi)嚴(yán)重。

2.6 人情水

為保證灌區(qū)專業(yè)化管理，灌區(qū)工作人員比較穩(wěn)定，供水人員對當(dāng)?shù)毓喔惹闆r比較熟悉，且與當(dāng)?shù)赜脩艚⒘溯^好的關(guān)系。在供水過程中難免會出現(xiàn)人情水的情況。

3 灌區(qū)改革試點(diǎn)

2010年針對汾河灌區(qū)的實(shí)際情況，選取汾東灌區(qū)東一支4號閘為試點(diǎn)，修建了測控一體化閘門。測控一體化閘門將門體、數(shù)據(jù)測量、閘門控制、數(shù)據(jù)通訊、動力驅(qū)動為一體的頂面溢流自動控制閘門。其工作原理是以太陽能為能量支持，運(yùn)用感應(yīng)器和光學(xué)攝相實(shí)現(xiàn)水情監(jiān)測和閘門自動化控制。將水位、閘門開啟高度、過閘流量等水情數(shù)據(jù)傳到中央控制系統(tǒng)，中控室根據(jù)灌溉需求和實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)發(fā)出閘門操作指令。其特點(diǎn)是通過閘門高度集成，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場和遠(yuǎn)程控制，獲得精準(zhǔn)化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

4 智能化閘門運(yùn)行情況

4.1 運(yùn)行狀況

一是實(shí)現(xiàn)自動化操作。由于灌區(qū)線長面廣，閘所閘門操作因遠(yuǎn)離輸電網(wǎng)絡(luò)，一般采用人力調(diào)節(jié)，智能化閘門采用太陽能作為能量支持，實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動化調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了自動化操作。二是底流改為頂流。傳統(tǒng)的閘門采用底流過水，智能化閘門改進(jìn)為頂流過水，使水流更加穩(wěn)定，水量更加準(zhǔn)確。三是防止了人情水。采用智能化閘門后，監(jiān)測、放水、記錄全部自動化操作，避免了人情水。四是防止了跑水漏水。智能化閘門做工精細(xì)，止水采用機(jī)械止水的方式，利用軌道和閘門的接合止水。與機(jī)械式止水相比，橡膠止水和木止水效果較好，且經(jīng)久耐用。

4.2 存在問題

一是防盜形勢嚴(yán)峻。智能化閘門采用太陽能板，蓄電池等配件，價(jià)格比較昂貴。灌區(qū)運(yùn)行為季節(jié)性運(yùn)行，一般性閘每年只運(yùn)行1個(gè)月左右，長時(shí)間閑置很容易丟失。二是防凍任務(wù)重。灌區(qū)運(yùn)行中傳統(tǒng)的閘門不防凍，當(dāng)閘門被冰封住，運(yùn)行時(shí)用火燒、錘搗。智能化閘門采用質(zhì)輕的合金制成，火燒、錘搗會對其造成破壞性損壞。

4.3 幾點(diǎn)建議

4.3.1 改增防凍設(shè)施

一是應(yīng)防止水閘附近水流結(jié)冰。如果靠近水閘的水不結(jié)冰，閘門就可正常工作。汾河灌區(qū)最低溫度為-20℃，故閘門上下游必須設(shè)立動水裝置，用外力促進(jìn)閘門邊上的水浮動。同時(shí)，為了防止渠道水停供后渠內(nèi)水結(jié)冰，在渠道內(nèi)設(shè)置自動化抽水裝置，停水后應(yīng)及時(shí)將渠內(nèi)的余水抽掉。二是增加破冰裝置和閘門保護(hù)。遇冰害不能破冰是測控一體化閘門的缺陷。閘門上設(shè)冰害保護(hù)層，可采用高強(qiáng)度耐沖擊的新材料，防止在破冰時(shí)對其造成損壞。在閘室內(nèi)設(shè)置破冰裝置千斤頂，有計(jì)劃地在角度和速度的配合下完成破冰。三是增加過閘水流態(tài)。測控一體化閘門將底流改為頂流，沒有冰凌的情況下，所測流量較為準(zhǔn)確，冰凌和雜物多的情況下會影響過閘流量和水流測量結(jié)果。將閘門改為既可頂流也可底流，適用于不同環(huán)境下的過水。

4.3.2 加強(qiáng)防盜建設(shè)

一是增加警民聯(lián)動。灌區(qū)點(diǎn)多、線長，涉及地方多，應(yīng)發(fā)動群眾，實(shí)現(xiàn)人人防盜，增強(qiáng)警民聯(lián)動，從而有效遏制盜搶事件的發(fā)生。二是增加監(jiān)控報(bào)警裝置。機(jī)防是當(dāng)前防止盜搶的重要手段，在涉及財(cái)產(chǎn)安全的范圍內(nèi)設(shè)置監(jiān)控和報(bào)警裝置，并安排在中控室24h值班，發(fā)現(xiàn)事件，立即處置。三是加大宣傳力度。通過電視、報(bào)紙、宣傳單、走訪等形式，深入鄉(xiāng)村進(jìn)行宣傳，提高灌區(qū)群眾保護(hù)水利設(shè)施的意識。

4.3.3 形成智能化體系

一是開發(fā)自主產(chǎn)品。灌區(qū)試點(diǎn)的閘門價(jià)格昂貴，而且在灌區(qū)使用過程中出現(xiàn)了許多問題。因此自主研究適合灌區(qū)實(shí)際的產(chǎn)品，可以降低成本，開發(fā)自主品牌，實(shí)現(xiàn)科研與應(yīng)用結(jié)合，為規(guī)?；ㄔO(shè)奠定基礎(chǔ)。二是開展規(guī)模智能化建設(shè)。形成規(guī)模的智能化建設(shè)使測水、控水全部實(shí)行自動化控制和遠(yuǎn)程控制，確保測水更準(zhǔn)、控水更穩(wěn)。

S274.3

C

1004-7042（2016）05-0034-02

酒立君（1986-），女，2013年畢業(yè)于西北農(nóng)林科技大學(xué)園林植物與觀賞園藝專業(yè)，助理工程師。

2016-03-03；

2016-04-15