灌區(qū)信息化與節(jié)水灌溉管控系統(tǒng)

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灌區(qū)信息化與自動化綜合管理平臺是為灌區(qū)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(qū)泵站自動化控制、閘門自動化控制、遠程計量以及末端的節(jié)水灌溉業(yè)務，通過灌區(qū)管理“一張圖”及手機APP，實現從渠首到末端的業(yè)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(jiān)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(jiān)測點和灌區(qū)控制中心之間的信息傳輸，實現灌區(qū)內水雨情信息、水質信息、墑情、閘位、氣象信息的實時監(jiān)測，并利用機電設施自動控制泵站、閘門、測流車等，實現灌區(qū)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(yè)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(yè)水價形成機制不健全，收費價格差異波動較大，農業(yè)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(yè)水價改革難度大。加大農業(yè)節(jié)水投資力度是今后國家水資源政策的必然選擇。

農業(yè)水價綜合改革與末級渠系節(jié)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(qū)末級渠系改革、提高農業(yè)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(yè)水價綜合改革試點，在節(jié)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(xié)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(yè)水價綜合改革示范。

農業(yè)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(jié)約用水。本項目啟動后，節(jié)水示范區(qū)管理單位將積極完善農業(yè)水價形成機制，科學核定農業(yè)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(yōu)惠水價、超定額用水累進加價。通過明確農業(yè)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(yè)用水總量“封頂”目標，變“大鍋水”為“商品水”。同時，配套完善農業(yè)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(tǒng)，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(jiān)控，為切實算好水帳、水資源優(yōu)化配置提供基礎；5類數據庫，通過灌區(qū)基礎數據庫、工程三維仿真模型庫、空間地理數據庫、灌區(qū)工程監(jiān)測數據庫、灌區(qū)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(tǒng)的整合，開發(fā)WEB端信息管理系統(tǒng)及手機移動APP，初步建成統(tǒng)一的漳河三干渠灌區(qū)農業(yè)水價綜合改革核心示范區(qū)信息化管理平臺。

通過信息化建設，實現漳河三干渠灌區(qū)農業(yè)水價綜合改革示范區(qū)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(qū)用水的動態(tài)管理，為示范區(qū)水資源優(yōu)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(wěn)步推進農業(yè)水價綜合改革，實行農業(yè)用水總量控制和定額管理，合理確定農業(yè)水價，建立節(jié)水獎勵和精準補貼機制，提高農業(yè)用水效率。

通過創(chuàng)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(yè)灌溉用水量控制和定額管理制度，提高農業(yè)用水效率，促進實現農業(yè)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(yè)用水總量控制和定額管理普遍實行，可持續(xù)的精準補貼和節(jié)水獎勵機制基本建立，先進適用的農業(yè)節(jié)水技術措施普遍應用，促進農業(yè)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(jiān)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(jiān)控等自動化設施，大大減輕工作人員勞動強度，節(jié)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(xié)調、執(zhí)行等工作中。

開創(chuàng)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(yè)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(qū)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(tǒng)水利向現代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉變夯實了基礎，有力地帶動示范區(qū)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(qū)建設要求及三分干周邊實際情況，本次示范區(qū)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(jiān)視、、傳輸網絡建設及電纜敷設、閘門監(jiān)測監(jiān)控（市電+光纖，含閘前水位）、；支渠節(jié)制閘太陽能閘門監(jiān)控、直灌口及斗口太陽能閘門監(jiān)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(jiān)測

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

2.2.1.2視頻監(jiān)視

在三分干沿線主要節(jié)制閘、支渠口及關鍵控制點建設高清視頻監(jiān)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(tài)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(jiān)控實時高清畫面?zhèn)鬏斠螅约瓣P鍵節(jié)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(jiān)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(jié)制閘附近；

（3）柴集節(jié)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(jié)制閘～37個視頻監(jiān)控點。

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