淠河總干渠羅管節(jié)制閘信息化建設的實踐與思考

徐榮強

安徽省淠史杭灌區(qū)管理總局 安徽六安 237005

淠河總干渠羅管節(jié)制閘是淠河灌區(qū)設計流量最大的節(jié)制閘，是淠河總干渠的咽喉要道，通過調節(jié)上下游水位和流量來滿足上游淠東、淠杭、瓦西干渠和下游潛南、瓦東、滁河干渠的引水。該閘設計流量172.1m3/s，閘下控制灌溉面積409.5萬畝。

1 信息化建設

羅管節(jié)制閘的信息化系統(tǒng)是采用開放、分層分布式結構。主要由閘門自控系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)、滲壓監(jiān)測系統(tǒng)、水質在線監(jiān)測系統(tǒng)、水位流量測報系統(tǒng)及局域網(wǎng)系統(tǒng)組成。

1.1 閘門自控系統(tǒng)

閘門自控系統(tǒng)分設現(xiàn)地測控層、監(jiān)控操作層和管理網(wǎng)絡層，分別對應為啟閉機房、水閘控制中心、省淠史杭總局調度中心三層分級控制，按照設定權限級別，現(xiàn)地測控層最高，監(jiān)控操作層次之，管理網(wǎng)絡層最低。

1.2 視頻監(jiān)視系統(tǒng)

分現(xiàn)場攝像和集中顯示控制兩部分。現(xiàn)場攝像包括羅管閘上下游河道、各閘門點、控制室、啟閉機房、配電房、備用電源房的圖像攝錄。集中顯示控制通過網(wǎng)路存儲NVR進行存儲、管理和顯示，具有錄像回放功能和定向存儲功能。

1.3 滲壓監(jiān)測系統(tǒng)

通過測壓管觀測水閘底板的揚壓力，共監(jiān)測兩個斷面6個點，經(jīng)網(wǎng)絡傳輸引至水閘中控室，在計算機上顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)。

1.4 水質在線監(jiān)測系統(tǒng)

通過在水閘上游60米處自動抽取水樣，進行常規(guī)參數(shù)如電導率、溶解氧、濁度、氨氮、ph值等參數(shù)的分析化驗，并將分析化驗的數(shù)據(jù)結果經(jīng)網(wǎng)絡傳至中控室上位機上存儲及顯示。

1.5 水位流量測報系統(tǒng)

實時觀測上下游水位和斷面自動測流，采集獲得的數(shù)據(jù)通過有線傳輸?shù)街锌厥摇?/p>

1.6 局域網(wǎng)

采用快速以太網(wǎng)拓撲結構，現(xiàn)地和主控采用超五類屏蔽網(wǎng)絡線纜實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)信息可靠傳輸、存儲及檢索。

2 應用存在的問題

2.1 信息采集與監(jiān)控系統(tǒng)不完善

從羅管閘信息化建設來看，目前揚壓力、水情觀測采集滿足工程運行的需要，但從調度角度來看，缺少雨情自動監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)對工程關鍵部位及運行實現(xiàn)了單獨一處的監(jiān)視控制功能，拓展空間不寬，不能實現(xiàn)監(jiān)控的自動化。

2.2 通訊覆蓋范圍與容量不夠

目前灌區(qū)的信息化建設，是以系統(tǒng)內的光纖進行覆蓋，成本投入相對較高，主要依靠灌區(qū)基本建設資金分攤投入，灌區(qū)建設推進到哪里，光纖架設就延伸到哪里。另外，已完成的光纖覆蓋隨著現(xiàn)今水利信息建設內容的增加和拓展，光纖容量已不能滿足灌區(qū)水利信息化長足發(fā)展的需要。

2.3 信息網(wǎng)絡安全度不高

建成的信息平臺尚無專業(yè)防火墻及監(jiān)控軟件，在羅管閘信息化使用的過程中，出現(xiàn)過監(jiān)視監(jiān)控視頻錄像不能回放觀看的情況，經(jīng)排查是ip地址更換的時候被惡意篡改，影像無法顯示。

2.4 數(shù)據(jù)庫建設和應用效果不明顯

目前初步建設的數(shù)據(jù)庫包括水情、雨晴、工情、視頻等，缺少水質監(jiān)測評價、河流斷面信息、工業(yè)城市取用水信息等，從保證工程運行安全的角度已滿足要求，但從水資源的節(jié)約、利用、監(jiān)測、保護等環(huán)節(jié)，灌區(qū)防洪調度和科學決策應用效果還不顯著。

3 提升灌區(qū)水利信息化水平的措施

3.1 提高工程安全保障系數(shù)，增強渠系安全運行能力

淠史杭灌區(qū)近年陸續(xù)建設了多處自動水位信息監(jiān)測點及閘門監(jiān)視監(jiān)控站，這些監(jiān)測站點實時掌握灌區(qū)水情變化，為工程的安全運行提供保障。

3.2 提高灌溉效率，促進灌區(qū)合理用水

信息化的建設能有效地改善信息采集傳輸條件，增強應變能力。系統(tǒng)工程實施后，整個灌區(qū)水情信息實現(xiàn)自動測報，建成調度中心、分中心站及測控站的信息傳輸網(wǎng)絡，實現(xiàn)灌溉系統(tǒng)運行的自動監(jiān)測、仿真和實時調度，改變灌區(qū)用水粗放的管理方式，基本實現(xiàn)計劃用水、合理用水。

3.3 提升管理水平，建立新型管理模式

信息化建設后，將過去2-3小時收集齊的水情信息，做到實時監(jiān)測。信息化系統(tǒng)也提供了先進的管理模式，通過GIS，遙感手段實時全面了解灌區(qū)各種相關信息。灌區(qū)管理有技術上的依據(jù)，逐步實現(xiàn)以“計算機管理為主，人工輔助”的新型管理模式，為灌區(qū)精確調度、快速反應、科學決策提供了現(xiàn)代化手段。

3.4 降低供水成本，增加經(jīng)濟效益

通過供水遙測系統(tǒng)建設，實行計劃用水，實時供水，按方計費的工作體系，減少了收費環(huán)節(jié)，降低了供水成本。同時增加了水費計收的透明度，用水戶滿意，提高了水費收取率。

4 灌區(qū)水利信息化建設設想

4.1 規(guī)劃引領，建設智慧灌區(qū)

要立足高遠，建設智慧灌區(qū)，保證實現(xiàn)信息化的基本功能，如水雨情的遙測系統(tǒng)，土壤墑情的觀測系統(tǒng)，涵閘的自動化控制系統(tǒng)，關鍵部位與重要堤段的視頻監(jiān)視系統(tǒng)；為全面掌握灌區(qū)工程運行情況、用水狀況和水質情況提供實時信息。建設水質、水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境要素的監(jiān)測站點；考慮建設田間灌溉水層觀測系統(tǒng)，為實現(xiàn)灌區(qū)末端計劃用水、科學調水配水奠定基礎。以上基礎信息采集系統(tǒng)的建設是智慧灌區(qū)的先行措施。

4.2 采用先進監(jiān)測設備，整合灌區(qū)信息化系統(tǒng)平臺，發(fā)揮信息化的決策調度管理職能

重點選擇科技含量高，精準度好，不易被淘汰，可靠性好，建設實施、檢查運行和管理維修方便的設備。如在渠道水位遙測采用雷達測水深，比傳統(tǒng)水位井浮子觀測和超聲波觀測更加便于施工檢查維護；在基礎數(shù)據(jù)庫建立后，重點開發(fā)軟件平臺，將灌區(qū)管理中應用較多的水情、工期、雨晴、水質、氣象、水資源的調配等內容，整合在同一平臺軟件中，便于灌區(qū)水資源的調度及相應的決策管理。開發(fā)能及時了解灌區(qū)水資源、水環(huán)境、水情動態(tài)的灌區(qū)專屬APP等拓展外延的信息發(fā)布渠道。

5 結語

灌區(qū)信息化建設是一個長期發(fā)展、不斷推動完善的系統(tǒng)性工程，不可能一蹴而就，一步到位，要立足長遠，需要以科學的態(tài)度去面對，避免盲目無方向的實施，要系統(tǒng)的規(guī)劃發(fā)展方向，在規(guī)劃、建設和管理上可以開展與高校或科研機構聯(lián)合試點和合作，進一步提高灌區(qū)信息化建設，促進灌區(qū)調度管理水平。