基于“互联网+”的灌区信息化建设探讨

薛彦宏 ，张宇恒 ，徐 忠

（1.山东齐盛机电工程有限公司，山东 济南 250109；2.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 250109）

《水利信息化发展“十三五”规划》明确提出，要全面提升水利信息化水平，推动“数字水利”向“智慧水利”转变，要求水利信息化必须结合网络强国战略、“互联网+”、信息大数据等统筹规划。灌区信息化不仅为防汛抢险提供了决策的基础，也达到了科学灌溉决策、输配水优化调配、合理有效灌溉的目的，使区域有限的水资源得到有效利用，为水利信息化建设做出极大贡献。

1 灌区信息化建设内容

灌区信息化建设的内容应包括：灌溉管理和灌区防汛。以数据为中心的平台化互联网+的灌区信息化系统，对数据信息进行采集、传输、存储、查询、分析，基于信息的决策、控制和实施。管理服务层能够借助云计算、雾计算、数据挖掘以及大数据等智能运算处理平台来处理信息和辅助决策。

1.1 站点组成

灌区明渠流量监测站主要由明渠流速仪、电子水尺、雨量计、视频监控、智能遥测终端、电源以及仪器安装基础、支架、防雷接地及线路敷设等内容组成。流速测量采用时差式超声波测量原理，即超声波在液体流动方向和相反方向的传播而引起的速度差。在测流断面分布多层流速测量层（多声道）测量水中的平均流速，并通过压力式水位计或超声水位计或雷达式水位计测量水位，上位机通过水位计算过水断面面积，并根据水力学模型计算出断面过水流量。1.2通信

监测站点的传感器（流速仪、水位计）与RTU遥测终端的接口及数据通信协议、自动监测站与省中心平台之间的数据通信协议要严格按照《水文监测数据通信规约》SL651-2014执行，同时需要与原系统平台无缝对接。支持远程/就地设置RTU各项参数，包括数据传输体制、数据报送频次、IP地址等；支持定时定量自报、加报，实时召测等多种数据上报功能；支持与管理平台双向通信以及远程诊断、设置和维护等功能；具备固态数据存储功能，支持本地和远程数据提取功能。

1.3 供电方案

自动监测站点供电设计的原则是“连续阴雨天工作时间须不少于30d”。采用太阳能供电方式，电源模块需有可靠的防雷设计，监测站电池容量配置综合考虑各种设备的功耗及其当地气候条件等因素，供电系统的电池电压情况定期通过RTU报送到中心站，以用于设备运行状态信息监控。

1.4 软件设计

基于现代化信号采集，结合云计算、物联网、移动互联网、GIS等先进技术，通过WEB信息管理平台，移动手机APP平台等各种服务手段。将各个站点、流量、水位等信号采集、传送到云服务器，调度人员通过对数据的判读可监控运行情况，并指导防汛、灌溉，软件采用BS结构，管理者可在任何地点上网登录查询及操控。

1）灌溉管理系统。灌溉管理系统包括分实时水情监测、历史数据对比、用水报表统计及建模分析决策，为灌溉、防汛提供数据支持，对水闸进行监控、对分水闸的远程控制、状态监测、安全监测等，实现对灌溉干渠的水量按照各个分支渠的灌溉面积、农作物种类进行调节分配控制，解决以往的人工调配繁琐、复杂的问题。

主要功能有明渠水量计量、水位监测、闸门自动控制、闸门电流/电压异常、设备故障、数据越限时自动远程告警、地表水实时监测，GIS地图功能、地图展示设备状态查询功能、数据历史查询、用水量分析、月用水量对比、实时监测月统计等。

2）灌区防汛系统。开发灌区防汛预报预警软件，并开展防汛基础数据整编，基于平台实时监视雨情、水情、工情，收集雨水情数据信息，实现对雨水情、水利工程基础数据的实时查询和历史检索功能，提供洪涝灾害预报决策服务，通过无线广播、手机短信等方式对可能发生致灾的汛情进行预警，提供视频会议等服务。

主要功能有水情监测、雨情监测、墒情监测、图像信息查看、雨情/水情时段查询、灌区GIS地理信息、防汛监测预警、山洪预警消息短信、预警广播发送、灌区防汛会商。

2 结语

基于“互联网+”的灌区信息化系统实现了灌区流量、水位、雨情、墒情、设备状态等数据实时采集、存储、传输，远程智能控制、闸门远程启闭、达到了灌区科学、高效灌溉、现代化管理的目的，为实现灌区有效稳定运行、水资源合理优化配置，集雨情、水情、汛情、灾情监测、预报预警及信息统一发布功能于一体的灌区防汛系统对洪涝灾害做出可靠决策，发挥了重要的防洪预警作用。