浅析灌区水利信息自动化

孔维华

摘 要：现代化的措施和手段是水利信息化发展的方向。本文主要对甘肃省武威市凉州区西营河灌区的水利信息自动化做具体的分析，首先简单介绍了甘肃省武威市凉州区西营河灌区的水利信息自动化的大致情况、灌区水利信息化系统建设的目的、意义和目标、水利信息化 系统建设的内容、对于灌区水利信息化需要解决的技术难题和技术关键，通过以上四个方面的分析，为未来西营河灌区的水利信息自动化的发展提供参考。

关键词：灌区：水利信息；自动化；甘肃武威

文章编号：1004-7026（2018）04-0120-02 中国图书分类号：S274 文献标志码：A

近几年来，各级政府部门根据当地的灌区情况来进行水利自动化的预定和计划，并在党中央“关于实现农业现代化”的号召和政策的指导下，落实好农业水利信息自动化的稳步建设，是各农业灌区稳步扎实地实现农业水利信息自动化的关键。积极改造工程的配套计划，不断地对农业水利资金的投入，按照预定计划和改造计划进行有效的续建。

1 灌区基本情况

石羊河流域中，西营河是最大最长的一条河流，因此整个西营河灌区的灌溉面积达到了2.75万m2，而有效灌溉面积也有2.50万m2。作为全国大型灌区之一，它在甘肃省担负着13个乡（镇）的104个村，在防汛抗旱方面的工作以及肩负了16.07万人口的生产、生活和生态用水。西营河灌区内现已成功建成了1座中型的水库，其库容也达到了2 350万m3。随着石羊河流域启动综合治理项目，在这之后，这个灌区还肩负了为民勤调水的艰巨任务。西营河灌区水利工程量大面广，为了满足科学决策与调度的要求，为流域水资源成功达到优化配置，也为了下一步对灌区管理方面提供科学有效的数据支持和信息化理论，在处理、传输和储存三个方面，经计算机网络系统对所有采集的数据进行分析，适应现代水利信息的分布和分散。共享动态过程，优化调度与自动监控于一体，为西营河灌区水利信息化系统的信息采集传输提供调度运行和决策支持。

2 西营河灌区水利信息化系统建设的目的、意义和目标

2.1 水利信息化系统建设的目的和意义

西营河灌区作为大型的自流水灌区，其农作物灌溉用水主要来源于西营河，要想能够实时准确的掌握这个区域河源的水情，保证灌区水利管理的信息化，提高水资源的合理配置，实现科学化的对石羊河流域的有效治理，灌区内水资源调度的实施利用就显得更为重要和关键。而随着启动石羊河流域综合治理项目的启动，有效的平衡水资源短缺，及时和准确的对水情进行预测和分析，进一步提高对数据的有效支撑显得尤为重要[1]。

2.2 水利信息化

西营河灌区水利信息化系统建设，实际上是在利用水利科技信息化的发展，对流域生态的水资源优化，做合理的配置及有效治理，充分发挥灌区水资源的作用，集信息采集和传输处理提供调度运行决策支持，建设优化调度与自动监控于一体，建成一个瞄准国内领先技术水平的远大目标，成为社会经济可持续发展的重要支撑。

3 西营河灌区水利信息化系统建设的内容

采集系统、自动化调度系统、监控系统三者的搭建，为灌区内的相关单位或段点，自动分析处理各站点或各系统数据，监测和管理水利设施各个环节的工作状况，定时提供雨情信息和其他信息，不仅有利于水利工程的安全运行，还能对水利信息化建设系统起重要作用。将西营水管处的计算机网络系统建立有效数据后联接到专用水利网上传数据，供其他工作人员察看和及时调度。西营水管处网络系统接Intemet系统后，可以随时随地利用系统进行交流，上级主管部门可随时查看所需要的数据信息。监测数据经通信传输系统上传至网络调度系统后，实现办公自动化。

4 主要解决的技术难题和技术关键

4.1 灌区各级水利调度中心

通过建成现代化的水利信息系统，成功实现了灌区内对各项系统的调度，并在数据库自动化后，对各项功能进行设置，一改以往传统的水利手段，通过对调度中心备份系统的灵活运用[2]，还能真正达到水利调度的“有入值班。无人值守”[3]。

4.2 灌区PLC控制系统

灌区PLC控制系统，将该系统固定安装于各支、斗渠的闸房内，可实现对各级闸门进行远程操作。通过灌区对控制程序的PLC与启闭机电气控制柜有效连接，运用两门子S7—200PLC为核心，凭借对各支、斗渠闸前、闸后水位的差异来实现对闸门开度的调节，完成对闸门的远程控制。

4.3 各类水情、水文的采集

由于灌区的水质情况极为复杂，根据自身的情况，对这里的各类水情、水文数据进行分析；对闸门自动控制、流量计算、水费计收等采集到的數据进行统计；对每一个渠道的水位很精确测量出数据，完成对水位和水速的检测。为了选用超声波的流速仪还有超声波污泥厚度仪，实现在灌区内对压阻式水位传感器、超声波流速仪来进行实地检测，准确的测量及计算出结果，从而完成对水位、渠道流速等的实时监测。为实现对渠道里水的流量，必须要把水位传感器放在于干和支，运用灌区的压力阻挠方式，以及斗渠开挖的过程，来检测井中水量，并用于渠道测井还有监测流桥等[4]。通过数传电台或基于GPRS的无线通讯设备，来让每个系统都为闸门的自动化控制，以及超声波污泥厚度，将模拟信号转换为电流或电压信号传回PLC后，在需要采集水位信息用于闸门控制的部位，完成监测要求。

4.4 视频监控系统

采用模块化和总线结构，通过实时图像信息，利用计算机网络对电视技术、自动控制技术、多媒体网络技术、传感技术和通信技术等有效地组合并综合运用。由于农业灌溉在灌溉期间需要连续24h监视，因此在对灌区周围的各种人员的活动以及监视对象的变化情况进行图像采集过程时，充分发挥计算机的功能，在条件许可的情况下，实时视频图像监视，由远程监视和图像数据信息系统实现网络共享。调度中心的视频监控软件选用实时录像功能等多媒体视频管理系统，对于所在安装环境周围的各种活动、监视对象的各种变化情况的图像信息采集，可以在灌区重要部位设置视频监控点，实现增加控制中心数字化处理，将前端摄像机采集的模拟信号，为事故分析提供最详细的第一手材料，通过编解码器完成灌区内通过运行管理人员的计算机操作。

4.5 无线及有线通信系统

由于农业的灌溉渠系分布比较广，经过了很长时间检验表明，架设光纤进行有线专网传输，采用有线通信和无线传输并存的通信方式，最终达到水量调度。这项既经济又实惠的系统，具备可靠性高的优势，在自然条件恶劣的地方能够轻松的驾驭。经合理设计后，通过数传电台或基于GPRS通信技术的RTU通信模块[6]，在根据农灌区的实际情况来上传数据。对数传电台或RrITU通信模块显示各检测数据，来进行灌区通过水位差来调节闸门开度，还能根据上传数据的时间间隔、信号类型的设置来进行区别性的设置及管理。

结束语

在实现农业水利的现代化远大目标当中，为拉动了我国农村的经济实力，改善我国大型灌区内水利基础设施，遵循实时有效、稳定可靠的原则，成功实现在灌区续建配套中的改革，最终保证了系统很好地完成农业灌溉实时数据采集和远程控制闸门的任务。水利信息自动化的实现，以开放兼容、技术先进、简单易操作等优势，在运用的过程当中，极大的改善了灌区人们的生产以生活环境，既能提高我国的粮食产区的经济效益，还能拉动我国的国民经济，增加农民的收入[7]。因此在这样大型灌的配套设施的改革过程当中，提高了对节水功能的改造以后，能够对当地的水利建设给予重要的贡献。

参考文献：

[1]张丽荣.发展生态农业与农业面源污染控制[J].现代农业，2010，（11）：71-72.

[2]王昕，李慧丽，王薇，朱军.山东省引黄灌区现代化建设技术集成与示范[J].地下水，2015，（4）.