胡家岸灌区测水量水信息自动化建设的探讨

2010-08-15朱美英马天鹏

山东水利 2010年1期

朱美英，马天鹏

（章丘市引黄灌溉工程管理处，山东章丘 250209)

1 项目建设的必要性

胡家岸灌区位于济南市章丘北部，设计灌溉面积2.31万hm2。工程始建于1984年，因资金不足等原因，灌区工程至今配套不完善。缺少必要的测水量水设施，对各乡镇供水只能依靠沿渠道建筑物测量水深，粗略估算水量。不仅水资源得不到合理的调配和使用，还时常出现抢水等水事纠纷，致使水费征收困难，给灌区管理增加了难度，严重影响了灌区内社会经济的发展。

2 系统设计

2.1 设计原则

胡家岸灌区测水量水信息自动化调度系统的设计原则为开放式设计，随着科学技术的不断进步和灌区发展，可以对系统的局部或全部进行更新改造，并可增加系统的规模。系统具备较高的可靠性、先进性、开放性、实用性、规范化、网络化和可维护性。

2.2 设计目标

采用先进的计算机技术、优化技术、调度技术、GIS技术等，建立一个可靠、先进、开放、实用的灌区监测平台和信息调度指挥中心，建设胡家岸灌区测水量水信息自动化系统，实现与水务局信息中心信息共享，提高供水管理水平和应急处理水平，保障灌区供水安全，促进水资源的有效利用，促进经济和社会可持续健康发展。

2.3 设计内容

胡家岸灌区测水量水信息自动化建设的内容为：（1）信息监控调度中心 1处；（1）测水量水信息终端站点 35处；（3）气象站 1处、雨量遥测点 7处；（4）地下水位监测点 20处；（5）含沙量监测点 8处；（6）野外视频安全监控点14处；（7）无线通讯站点2处。

2.3.1 灌区测水量水信息化系统

信息化系统由信息调度中心、信息终端控制站两部分组成。

信息调度中心是灌区用水管理监控和调度的中心，直接监控灌区主要控制点水位、闸位，可直接遥控灌区主要测控点闸门的启闭，自动接收灌区所有测控终端点数据，并生成各种报表。

灌区信息调度中心设在灌区管理处，主要有调度室、会议室和各职能办公室组成，建设的主要内容一是接收各信息终端数据，并对这些数据进行分析、处理等；二是建设信息调度中心计算机局域网，该网络是指灌区管理处信息调度指挥中心计算机局域网数据共享网络，由服务器及局级领导、各职能科室共8台计算机为工作站组成的以太网。信息控制中心的工控微机也作为工作站接入了局域网，因此，灌区管理信息数据可直接输入服务器，进入管理局计算机局域网，通过共享资源软件可以随时调用、查询、打印各类管理信息数据。该网络还具有资源共享、软件共享、硬件共享、远程访问、INTERNET上网操作、网络视频会议、灌区网页宣传及网络扩展功能。

2.3.2 通讯网络系统

通讯网络系统由无线通讯和有线通讯两部分组成。

无线通讯采用在灌区工程管理处信息调度中心和刁镇各设置一处无线中继台站，通过双工器、功分器、天馈线等设备，将中继台的无线发射、接收网络分布并覆盖灌区的各个角落。实现灌区工程管理处与整个灌区室外工作站的无线话音通讯联络。

有线通讯主要由灌区工程管理处设置的程控交换机和各办公室电话单机、两部传真机。实现对外电信通讯、收发传真等业务。

2.3.3 视频安全监控系统

野外视频安全监控点14处，其中总干渠1处；东干渠9处；向高干渠1处；北干渠3处。视频监控点与测水量水信息终端点建在一起，通过无线数传系统，发送至灌区信息调度中心。

3 设计方案

3.1 模式及构成

胡家岸灌区测水量水信息自动化系统的调度模式为集散监控调度模式，该模式集成了当代计算机技术、高性能控制器及智能化仪表的各自特点与一身，使其在灌区检测自动化运行管理方面发挥巨大的作用。该系统主要包括灌区数据库、数据管理系统、综合管理服务系统、中心调度系统等。

3.2 方案及特点

灌区测水量水信息自动化调度系统实时监测整个灌区供水运行情况，渠道流速、水位、流量、水质、泥沙含量、地下水位、降水等基本情况。通过掌握的基本情况，实现灌区的供水安全保障。视频安全监控系统24小时对周边环境进行实时安全监控和录像，同时灌区管理处信息调度中心具备与市水务局信息中心远程联网功能。

为实现数据库的建设目标，数据库结构设计遵从国家和行业相关规范进行。数据库建设数据结构分明、易于管理，以最佳方式组织数据，使得数据库在逻辑上划分合理，减少数据的冗余，实现数据共享；数据库的组织可靠性高，便于维护、扩充与更新，便于信息查询。

数据库根据建设内容逻辑上分为两类：空间数据库和灌区供水业务数据库。空间数据库用于存储空间地理信息，空间数据库的建设整合胡家岸灌区现有的电子版的地理数据，并根据需要把纸质地图电子化。空间数据库不仅要存储胡家岸灌区基础地理信息，还要更加具体业务要求进行级别和类型的更细化分层，同时分别列出不同的工程属性。灌区供水业务数据库用于存储灌区供水业务数据，包括各供监测点运行数据、灌区供水管理数据等。

4 系统配置

4.1 硬件配置

在信息调度中心添置两台服务器，分别作为数据库服务器和应用服务器，服务器性能需要保证灌区信息数据库存储管理、系统运行快速安全。

4.2 软件配置

操作系统平台选用Win2003Server,该系统同时也支持windows2000Server(SP4)及以上其他版本。数据库管理系统选用SQL SERVER2000数据库管理系统。地理信息系统平台选用ARCGIS平台。

5 项目效益

胡家岸灌区实施测水量水信息自动化建设项目，具有显著的社会、经济和生态效益。

5.1 提高了灌区的现代化管理水平

以前灌区采用的人工观测、计量和控制，不仅工作效率低，而且有时还出现人为的失误，影响测流的精度，既浪费了水，又给供水调度造成困难。该项目实现了全渠道水情自动测报，灌区蓄水、用水、水量计算和水量调配自动监测，使管理工作有质的飞跃，提高工作效率，减少人力、物力的投入，大大提高了供水管理水平。

5.2 科学调配，节约用水

实施灌区测水量水信息自动化项目，是灌区实现动态计划用水，提高经济效益的重要途径。及时掌握各乡镇用水情况，根据来水量与用户需水情况，编制科学的供配水计划，提高对水资源的宏观调控能力。对节约用水、有效控水、科学管水都有极其重要的意义。支渠口水位流量数据的监测，还为灌区下一步实行量水到支、按方收费打下基础。