汾东灌区智能化改革实践

酒立君

（山西省汾河水库管理局，山西 娄烦 030302）

汾东灌区智能化改革实践

酒立君

（山西省汾河水库管理局，山西 娄烦 030302）

介绍了汾东灌区概况，针对灌区存在的水价高、线路长、沿河泵站和井灌侵占面积严重等问题，通过智能化闸门的改造，节约了人力和物力，增加了灌溉效率，保证了水流的稳定性，防止了人情水，可对类似灌区自动化改造提供借鉴。

智能化；自动化改革；汾东灌区

1 概况

汾东灌区位于汾河二坝下游汾河东岗，北起清徐县长头村，南到平遥县蒋家堡，南北长约47km，东西宽约5km。受益范围包括清徐、祁县、平遥3县，8个乡镇，78个村庄，受益面积1.63万hm2。现有固定渠道263条，总长460.46km，配套建筑物68件；支渠2条，总长21.24km，配套建筑物54件；斗渠45条，总长143.6km，配套建筑物336件；农渠215条，总长248.02km，配套建筑物484件。固定排水渠道90条，总长190.2km，配套建筑物207件。

2 灌区运行特点

2.1 线路长

汾东灌区南北长47km，东西宽5km，经过3个县78个行政村，是典型的平原区灌区，线路长、工作地点分散是灌区工作的主要特点，战线长是制约成为信息化和自动化灌区的主要因素。

2.2 用工多

灌区主要工作是灌溉和工程管理，春灌是灌区用工的高峰期，春灌时主要依靠季节性临时工。灌区支渠以上配套建筑物122个，灌溉时每个闸需配2人，共需244人。

2.3 水价高

汾东灌区为纯农业灌区，执行2005年物价局批复水价，经济作物的价格为0.21元/m3，粮食作物的价格为0.17元/m3，每公顷耕地用水量3000～4500m3，水价为每公顷750～900元。农业水价成本为2.2元/ m3，成本价中包含水源费、管理成本、损耗等。井水灌溉按小时收取水费，每年要适时灌2次以上才能达到作物用水需求，折合每公顷耕地3000元，而且方便度较高。沿河泵站水费为0.1元/m3，折合每公顷450元。

2.4 沿河泵站和井灌侵占面积严重

汾东灌区随汾河东岗从二坝枢纽开始延伸到平遥县蒋家堡汇入汾河，在汾河东岸有抗旱泵14座，完成灌溉面积0.25万hm2。沿河泵站多为地方政府、村庄为抗旱而建，只为临时急用，没有完善的水利管理措施，水源浪费严重，但没有取水成本和日常管理费用，使得其取水成本很低，严重破坏了灌区的供水秩序，增加了供水成本。

一些村庄为了加快造井速度和保障机井运行，将打好的机井承包给个人，然后再用承包所得的资金再打井，部分承包者为了增加机井的运行效率，将引河水的渠道填埋，给水资源的可持续利用增加了难题，地下水抽上来用于灌溉，地下水补给仅靠天降雨，地下水位趋年下降，地表种植层板结、盐碱化严重。

2.5 浪费多

水资源利用率低是灌区用水的难题。灌区灌溉水源从汾河二坝枢纽引入东干渠，再到支渠、斗渠、农渠入田，从河道到农田，每级渠道均有损失，田间利用率总体较低。从汾河一坝到汾河二坝50km的河道砂坑较多，输水需填满砂坑浪费严重。

2.6 人情水

为保证灌区专业化管理，灌区工作人员比较稳定，供水人员对当地灌溉情况比较熟悉，且与当地用户建立了较好的关系。在供水过程中难免会出现人情水的情况。

3 灌区改革试点

2010年针对汾河灌区的实际情况，选取汾东灌区东一支4号闸为试点，修建了测控一体化闸门。测控一体化闸门将门体、数据测量、闸门控制、数据通讯、动力驱动为一体的顶面溢流自动控制闸门。其工作原理是以太阳能为能量支持，运用感应器和光学摄相实现水情监测和闸门自动化控制。将水位、闸门开启高度、过闸流量等水情数据传到中央控制系统，中控室根据灌溉需求和实时检测数据发出闸门操作指令。其特点是通过闸门高度集成，实现现场和远程控制，获得精准化的实时数据。

4 智能化闸门运行情况

4.1 运行状况

一是实现自动化操作。由于灌区线长面广，闸所闸门操作因远离输电网络，一般采用人力调节，智能化闸门采用太阳能作为能量支持，实时监控、自动化调节，实现了自动化操作。二是底流改为顶流。传统的闸门采用底流过水，智能化闸门改进为顶流过水，使水流更加稳定，水量更加准确。三是防止了人情水。采用智能化闸门后，监测、放水、记录全部自动化操作，避免了人情水。四是防止了跑水漏水。智能化闸门做工精细，止水采用机械止水的方式，利用轨道和闸门的接合止水。与机械式止水相比，橡胶止水和木止水效果较好，且经久耐用。

4.2 存在问题

一是防盗形势严峻。智能化闸门采用太阳能板，蓄电池等配件，价格比较昂贵。灌区运行为季节性运行，一般性闸每年只运行1个月左右，长时间闲置很容易丢失。二是防冻任务重。灌区运行中传统的闸门不防冻，当闸门被冰封住，运行时用火烧、锤捣。智能化闸门采用质轻的合金制成，火烧、锤捣会对其造成破坏性损坏。

4.3 几点建议

4.3.1 改增防冻设施

一是应防止水闸附近水流结冰。如果靠近水闸的水不结冰，闸门就可正常工作。汾河灌区最低温度为-20℃，故闸门上下游必须设立动水装置，用外力促进闸门边上的水浮动。同时，为了防止渠道水停供后渠内水结冰，在渠道内设置自动化抽水装置，停水后应及时将渠内的余水抽掉。二是增加破冰装置和闸门保护。遇冰害不能破冰是测控一体化闸门的缺陷。闸门上设冰害保护层，可采用高强度耐冲击的新材料，防止在破冰时对其造成损坏。在闸室内设置破冰装置千斤顶，有计划地在角度和速度的配合下完成破冰。三是增加过闸水流态。测控一体化闸门将底流改为顶流，没有冰凌的情况下，所测流量较为准确，冰凌和杂物多的情况下会影响过闸流量和水流测量结果。将闸门改为既可顶流也可底流，适用于不同环境下的过水。

4.3.2 加强防盗建设

一是增加警民联动。灌区点多、线长，涉及地方多，应发动群众，实现人人防盗，增强警民联动，从而有效遏制盗抢事件的发生。二是增加监控报警装置。机防是当前防止盗抢的重要手段，在涉及财产安全的范围内设置监控和报警装置，并安排在中控室24h值班，发现事件，立即处置。三是加大宣传力度。通过电视、报纸、宣传单、走访等形式，深入乡村进行宣传，提高灌区群众保护水利设施的意识。

4.3.3 形成智能化体系

一是开发自主产品。灌区试点的闸门价格昂贵，而且在灌区使用过程中出现了许多问题。因此自主研究适合灌区实际的产品，可以降低成本，开发自主品牌，实现科研与应用结合，为规模化建设奠定基础。二是开展规模智能化建设。形成规模的智能化建设使测水、控水全部实行自动化控制和远程控制，确保测水更准、控水更稳。

S274.3

C

1004-7042（2016）05-0034-02

酒立君（1986-），女，2013年毕业于西北农林科技大学园林植物与观赏园艺专业，助理工程师。

2016-03-03；

2016-04-15