淺談自動化測控閘門在寧夏的推廣應用

馬飛

摘 ?要：寧夏在環(huán)境因素、經(jīng)濟因素與人文因素的干預下，存在用水結(jié)構(gòu)不合理、水資源分配不均衡等問題，這極大地制約了區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。該文結(jié)合寧夏引黃灌區(qū)概況，簡要介紹了自動化測控閘門的推廣應用歷程，論述了國內(nèi)主流產(chǎn)品的性能特征，并提出了切實可行的量測水設施建設策略，旨在提升自動化測控閘門應用水平，滿足經(jīng)濟發(fā)展多元化需求。

關鍵詞：寧夏引黃灌區(qū) ?自動化測控閘門 ?量測設施建設

中圖分類號：TV663 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）10（c）-0254-02

寧夏國土3/4的面積屬于溫帶干旱區(qū)人均水資源占有量僅為全國平均水平的1/3，而經(jīng)濟發(fā)展用水主要依賴限量分配的黃河水。在環(huán)境因素、經(jīng)濟因素與人文因素的干預下，存在用水結(jié)構(gòu)不合理、水資源分配不均衡等問題，這極大地制約了區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。為此，推進寧夏現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)發(fā)展，完善量測設施建設具有重要意義。

1 ?寧夏引黃灌區(qū)基本概況

寧夏引黃灌區(qū)以沙坡頭、青銅峽水利樞紐為控制性引水建筑，由青銅峽、沙坡頭、七星渠、固海和紅寺堡五大灌區(qū)組成。寧夏引黃灌區(qū)覆蓋十余個縣（區(qū)），其中，農(nóng)場、農(nóng)墾示范園區(qū)與農(nóng)業(yè)種植區(qū)數(shù)量較多。據(jù)統(tǒng)計，共有灌溉面積828萬畝，從2013年起，6年平均引水量46.19億m3。寧夏引黃灌區(qū)現(xiàn)有分支輸水渠道20余條，延展里程數(shù)達2253.64km，且干渠直開口近4000個。

由于寧夏引黃灌區(qū)覆蓋面積廣、數(shù)量多、引水量大，為優(yōu)化水資源分配，充分發(fā)揮資源的經(jīng)濟價值與生態(tài)價值，采取“集中協(xié)調(diào)、分級管理”相結(jié)合的模式，力求滿足區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展多元化需求。寧夏水利調(diào)度中心負責全區(qū)大中型揚水灌區(qū)的水源調(diào)配管理與灌溉管理工作。同時，根據(jù)干渠數(shù)量及區(qū)域環(huán)境特征，分設十余個不同規(guī)模的渠道管理單位，全權(quán)負責管轄范圍內(nèi)主干渠與分支渠道的協(xié)調(diào)管理工作。

2 ?寧夏地區(qū)自動化測控閘門推廣應用歷程

從宏觀角度來說，寧夏地區(qū)自動化測控閘門的引進與應用共經(jīng)歷了如下3個重要階段。

第一階段，寧夏引黃灌區(qū)于2003年首次在青銅峽灌區(qū)引進了澳大利亞潞碧墾公司的2套自動化測控閘門，試運行取得了良好的效果。

第二階段，寧夏引黃灌區(qū)于2011—2017年逐步推廣應用自動化測控閘門，且先后設立了試點灌區(qū)節(jié)水配套設施改造項目和農(nóng)業(yè)水價綜合改革示范項目。根據(jù)各中小灌區(qū)的基本概況，選擇不同品牌與規(guī)格的自動化測控閘門，共計安裝閘門900多套，投入超過9500萬元。其中，澳大利亞閘門型式為面流式測控一體化槽閘、底流式測控一體化板閘;而國產(chǎn)閘門則包括測控一體化槽閘、測控一體化板閘、分體式自動化測控閘門與閘門自動化控制裝置等。國產(chǎn)設備測流采用超聲波時差法通過測流箱測流、下游標準斷面量水、下游量水堰槽量水，水位測定設備有電子水尺、超聲波水位計、雷達水位計、磁浮子水位計等。

相比之下，進口自動化測控系統(tǒng)具有主輔結(jié)構(gòu)剛度強，測流靈敏度、時效性與準確性突出，且信息化、集成化與智能化水平高等優(yōu)勢特征。而國產(chǎn)自動化測控系統(tǒng)在自動化控制與軟件開發(fā)設計中體現(xiàn)出特殊優(yōu)勢。但是國產(chǎn)自動化測控閘門的測流技術(shù)尚未完善，與國外技術(shù)相比仍存在一定差距。

第三階段，寧夏引黃灌區(qū)順應現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)建設主流趨勢，積極推廣測控閘門應用。遵照“先建機制、后建工程”的基本原則，在深化農(nóng)業(yè)水價綜合改革、投融資體制改革，以及優(yōu)化自動化測控閘門運行模式的基礎上，進一步細化賀蘭縣與利通區(qū)水資源分配使用權(quán)登記模式，明確計量單元，以此為基準，準確測算農(nóng)業(yè)水價，并報送至物價部門審批。

寧夏引黃灌區(qū)將量測設施改造作為重點建設內(nèi)容。據(jù)統(tǒng)計，截止到2019年6月，投入資金數(shù)額高達17300萬元。在利通區(qū)、賀蘭縣、唐徠渠第二農(nóng)場渠、固海揚水和惠農(nóng)渠干渠，完成干渠直開口、田間量測水設施改造1177處。其中，賀蘭縣和利通區(qū)的自動化量測水設施改造數(shù)量最多，分別為489套和373套，唐徠渠第二農(nóng)場渠、固海揚水干渠和惠農(nóng)渠分別為70套、171套和74套。

從灌區(qū)自動化量測水設施建設模式層面來看，賀蘭縣與利通區(qū)均采用PPP模式融資建設，而唐徠渠管理處、固海揚水管理處和惠農(nóng)渠管理處則采用總承包模式開展設計施工。

現(xiàn)階段，寧夏大力推進現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)建設，繼續(xù)完善賀蘭縣、利通區(qū)試點建設，再此基礎上啟動青銅峽市、平羅縣試點建設。寧夏引黃灌區(qū)自動化測控閘門建設工程具有規(guī)模大、起點高等基本特征，推動了國內(nèi)外量測水設施制造行業(yè)的良好發(fā)展。

澳大利亞潞碧墾公司在寧夏利通區(qū)投資建成了寧夏潞碧墾自動化灌溉設備有限公司，該公司的成立不僅預示著澳大利亞潞碧墾公司正式進駐中國市場，也預示著國內(nèi)自動化測控閘門建設工程逐步趨向國際化。一方面，國內(nèi)自動化測控閘門建設工程可以縮短供貨周期，壓縮生產(chǎn)成本;另一方面，這也為自主研發(fā)與規(guī)?；a(chǎn)提供了必要的支撐。

3 ?寧夏地區(qū)自動化測控閘門推廣應用現(xiàn)狀

寧夏引黃灌區(qū)測控一體化閘門的推廣應用，為分析國內(nèi)外測控閘門推廣應用狀況提供了必要條件，具體內(nèi)容如下。

第一，國內(nèi)自動化測控閘門生產(chǎn)制造行業(yè)起步時間較晚，雖然自動化控制技術(shù)日趨成熟，但是測流技術(shù)尚未完善，極大地制約了行業(yè)發(fā)展。寧夏現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)建設走在全國前列，通過安裝自動化測控閘門提高計量與管理水平，并對主流產(chǎn)品生產(chǎn)與測流靈敏度、準確度等提出了更高的要求。2017年，在利通區(qū)就設立了國產(chǎn)測控閘門測流試驗示范項目，只是測流結(jié)果暫未被直接作為管理和收費依據(jù)，沒有大規(guī)模投入生產(chǎn)使用。

第二，絕大多數(shù)自動化測控閘門生產(chǎn)廠家未構(gòu)建閘門試驗平臺和測流精度監(jiān)測平臺，導致產(chǎn)品性能鑒定受限，無法客觀評價測控設備的標準等級。

第三，盡管澳大利亞潞碧墾公司在寧夏地區(qū)成立分支機構(gòu)，但部分核心構(gòu)件仍需進口，建設成本還是比較高。

4 ?強化量測設施建設的可行性策略

第一，明確技術(shù)要求，優(yōu)化設備選型。目前，順利進駐中國市場的澳大利亞潞碧墾公司生產(chǎn)的閘門已成為最具代表性的主流產(chǎn)品，優(yōu)點集中體現(xiàn)在進駐時間長、應用反饋良好等方面，而缺點則是市場壟斷，交易價格水漲船高，需要進一步商討價格。

相較而言，國內(nèi)產(chǎn)品的優(yōu)點集中體現(xiàn)在閘門型式多樣化、分體式閘門技術(shù)純熟等方面。若原有閘門仍具有利用價值，則可加裝自動化控制裝置和量測裝置實現(xiàn)分體式測控，但這對配套規(guī)格有較高的要求。國內(nèi)產(chǎn)品的缺陷體現(xiàn)在：產(chǎn)品生產(chǎn)制造起步時間晚、技術(shù)信息化、集成化與智能化水平低、需要進一步改進推廣。

第二，在使用自動化測控閘門時，要執(zhí)行統(tǒng)一規(guī)劃設計、統(tǒng)一配套安裝、統(tǒng)一應用管理模式。依托全渠道控制理念開展設計，形成獨立且完整的閉環(huán)模式，進而充分發(fā)揮軟硬件的協(xié)同運作性能。

第三，推行創(chuàng)新建設機制。全面推進自動化測控閘門建設的目的是，依靠完善的自動化設備與軟件平臺提升灌溉管理水平。以往自動化測控閘門建設是一次性購買產(chǎn)品，而后投入使用。但這種模式的產(chǎn)品性能缺乏保障。對此，應創(chuàng)新建設機制，應用軟件功能與測流數(shù)據(jù)，將購買產(chǎn)品變?yōu)橘徺I服務，在一定期限內(nèi)由廠家負責技術(shù)指導與設備維護管理。這樣既可以讓產(chǎn)品性能滿足建設需求，又可以強化自動化測控閘門的配套建設，從而提高核心競爭力。

5 ?結(jié)語

綜上所述，寧夏灌區(qū)以自動化測控閘門為建設現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)的突破口，在優(yōu)化資源配置、提高水資源綜合利用率、農(nóng)業(yè)水價綜合改革和水管單位體制改革等方面取得了初步成效，值得大力推廣應用。

參考文獻

[1] 黃毅.閘門自動化控制的設計與應用[J].新疆水利，2017（4）：37-39.

[2] 王志強.淺析測控一體化閘門[J].內(nèi)蒙古水利，2019（2）：76-80.