灌區信息化與節水灌溉管控系統

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灌區信息化與自動化綜合管理平臺是為灌區現代化管理專門設計的智慧管理平臺，結合了當前先進的人工智能、物聯網技術、云服務技術、空間地理信息技術和移動應用技術等，涵蓋灌區泵站自動化控制、閘門自動化控制、遠程計量以及末端的節水灌溉業務，通過灌區管理“一張圖”及手機APP，實現從渠首到末端的業務全覆蓋。

通過傳感器(水位計、流量計、PLC控制柜、閘位計、水質傳感器、智能墑情監測站、智能氣象站等)進行信息采集，利用局域網、GPRS、4G、ZigBee、LoRa、有線通信網等進行監測點和灌區控制中心之間的信息傳輸，實現灌區內水雨情信息、水質信息、墑情、閘位、氣象信息的實時監測，并利用機電設施自動控制泵站、閘門、測流車等，實現灌區信息化和自動化管理。

隨著水短缺問題的加劇，供水工程缺乏必要的計量設施、管理體制改革滯后，現行農業水價標準低、實收率低，水費難以維持灌排工程正常運行，灌溉高峰期“爭水搶水”現象突出。過去的水費僅收取動力費，主要以“電費”的形式收取，加上農業水價形成機制不健全，收費價格差異波動較大，農業灌溉水利用率低，水資源浪費現象比較明顯。另一方面，農民承受能力低，農業水價改革難度大。加大農業節水投資力度是今后國家水資源政策的必然選擇。

農業水價綜合改革與末級渠系節水改造是農田水利建設的主要內容之一，通過改革可加快灌區末級渠系改革、提高農業綜合生產能力、減輕農民水費支出。2008年開始，中央財政安排專項資金，在全國部分省份啟動農業水價綜合改革試點，在節約用水、降低農民水費支出、促進工程良性運行方面取得明顯成效。2013年，水利部協調財政部加大支持力度，在全國27個省55個縣深入開展農業水價綜合改革示范。

農業水價綜合改革的目標就是在保證農民基本用水需求的同時，建立多用水多花錢，少用水少花錢，不用水得補貼的機制。既不在總體上增加農民負擔，又促進節約用水。本項目啟動后，節水示范區管理單位將積極完善農業水價形成機制，科學核定農業供水成本，推動落實灌排工程運行維護費財政補助政策，從成本扣除財政補助部分確定最終水價，并推進定額內用水實行優惠水價、超定額用水累進加價。通過明確農業水權，推行用水定額管理，逐級分配到農民用水合作組織或用水戶，從而實現農業用水總量“封頂”目標，變“大鍋水”為“商品水”。同時，配套完善農業供水計量設施體系。

1個骨干信息網，通過自建專網，形成覆蓋劉集管理段、柴集管理段所轄主渠道沿線的高速寬帶網絡；5類信息采集系統，通過水位、視頻、圖像、閘控、流量等信息的采集，輔之以量水建筑物，實現水位流量等信息的實時監控，為切實算好水帳、水資源優化配置提供基礎；5類數據庫，通過灌區基礎數據庫、工程三維仿真模型庫、空間地理數據庫、灌區工程監測數據庫、灌區供用水管理數據庫等數據庫建設，實現數據高效共享；1個基于三維地理信息的可視化平臺，基于GIS技術完成各信息化系統的整合，開發WEB端信息管理系統及手機移動APP，初步建成統一的漳河三干渠灌區農業水價綜合改革核心示范區信息化管理平臺。

通過信息化建設，實現漳河三干渠灌區農業水價綜合改革示范區信息高效快速傳輸、共享，分渠、支渠及重要閘站可測、可視、關鍵部位可控，并基于GIS實現對整個灌區用水的動態管理，為示范區水資源優化配置、高效利用提供調度運行決策支持，為建立適應市場經濟要求的用水體系提供信息、計量及管理支持。

通過管理手段和信息化技術手段，穩步推進農業水價綜合改革，實行農業用水總量控制和定額管理，合理確定農業水價，建立節水獎勵和精準補貼機制，提高農業用水效率。

通過創新研制的田間精準測控一體化裝置，實現總量控制精準測控在渠首，定額管理定向精準管控到田間，建立農業灌溉用水量控制和定額管理制度，提高農業用水效率，促進實現農業現代化。保障糧食等重要農作物合理用水需求，總體上不增加農民負擔。農業用水總量控制和定額管理普遍實行，可持續的精準補貼和節水獎勵機制基本建立，先進適用的農業節水技術措施普遍應用，促進農業用水方式由粗放式向集約化轉變。

通過基于4G公網分層分級數據采集、監測、控制，多種靈活的通信組網方式，采用了手機網絡、Zigbee自組網絡、光纖等多種傳輸方式相結合，可滿足不同級別的管水人員遠程操控和查看閘門啟閉和視頻監控等自動化設施，大大減輕工作人員勞動強度，節約時間成本，解放生產力。 管理人員可把更多的時間放在管理、決策、協調、執行等工作中。

開創田間水層精測雷達采用非接觸式精準（毫米級）測量模式，促進農業供水的智能化和精確化，真正實現總量控制精準測控在渠首，定額管理定向精準管控到田間。

通過改革可提高灌區末級渠系信息化水平，完善供水計量設施。加快供水計量體系建設，為實現從傳統水利向現代水利、可持續發展水利轉變夯實了基礎，有力地帶動示范區水資源管理的現代化。

2.2建設任務

本次信息化建設包括硬件部分和軟件部分。

2.2.1硬件部分

根據全國水價改革示范區建設要求及三分干周邊實際情況，本次示范區信息化建設，硬件部分主要需要從以下幾部分進行建設：雨情自動遙測、視頻監視、、傳輸網絡建設及電纜敷設、閘門監測監控（市電+光纖，含閘前水位）、；支渠節制閘太陽能閘門監控、直灌口及斗口太陽能閘門監控站點、管道式閘門自動化測控、自動灌排水示范田建設、堰塘水位遙測、信息中心、分中心建設等方面。

2.2.1.1雨情自動監測

三干渠三分干示范區渠系眾多，范圍廣，降雨量分布不均勻，自動雨情監測十分重要。本次建設自動雨量監測站點3處：倉庫協會、陳池協會、洪廟協會。

2.2.1.2視頻監視

在三分干沿線主要節制閘、支渠口及關鍵控制點建設高清視頻監控站點共計37個。重點位置加設夜晚補光裝置，為渠道管理人員提供動態具象化的渠道實時狀況信息，對渠道安全防范提供保障，可大大減輕工作人員勞動強度，為渠道管理部門決策提供了可靠依據。

2.2.1.3傳輸網絡建設

根據項目建設需要，按照主干線路布設光纖，輔以GPRS/GSM等專網、公網相結合的原則進行建設，并盡可能利用公用信道傳輸。由于視頻監控實時高清畫面傳輸要求，以及關鍵節制閘和主要分水口閘門遠程控制的需要，擬以劉集管理段分中心站為起點沿三分干渠道敷設光纜，所有視頻監控點直接用光纜進閘房，然后通過主干光纜傳回中心站。內容如下：

（1）劉集管理段～ 三分干進水閘～ 柴集管理段；

（2）劉集管理段～蘇冢節制閘附近；

（3）柴集節制閘～柴集管理段；

（4）柴集管理段～二支干測流斷面；

（5）沿線光纜分支～節制閘～37個視頻監控點。

由于部分視頻監控點離節制閘房較遠，需敷設室外防水專用電纜進入視頻監控設備箱。