朱海洋
DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.041
摘 要：基于疏勒河灌区水资源管理效率不够高、管理方式落后这一现实，开发建设了疏勒河灌区信息化系统，实现了大型自流灌区水资源一体化集成管理模式，提高了疏勒河灌区防洪減灾、水资源开发利用与保护、水土保持生态环境监测以及政务办公等方面的现代化水平。本文介绍了疏勒河灌区现代化建设的主要内容、技术方案、建设过程等情况，总结了疏勒河灌区现代化建设的发展思路以及现代化灌区建设运行体会等内容，提出了灌区现代化建设过程中存在的问题，以供参考。
关键词：疏勒河灌区 现代化建设 发展 思考
中图分类号：S27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（a）-0041-02
疏勒河灌区现代化建设是针对疏勒河流域水资源科学管理和保证灌区134.42万亩灌溉面积及流域生态环境保护的现实，以信息采集为基础开发完成的灌区现代化管理系统。系统涵盖了水资源管理、生态保护、办公自动化等多项功能，实现了大型自流灌区水资源一体化集成管理模式，为灌区水资源的合理开发利用和地下水资源的管理与保护以及水土资源开发等方面提供了科学的参考和依据，对提高水资源利用效率和效益，推进灌区现代化管理水平具有较强的指导意义。
1 疏勒河灌区概况
疏勒河位于甘肃省河西走廊西端，全长670km，多年平均径流量10.31亿m3，流域面积4.13万km2，年降水量37～63mm，蒸发量3000mm以上，属大陆荒漠干旱型气候。流域内昌马、双塔、花海三大灌区辖玉门市、瓜州县两县市的22个乡镇、6个国营农场，有效灌溉面积134.42万亩，是甘肃省百万亩以上大型自流灌区之一[1]。
2 疏勒河灌区现代化建设的重要意义
疏勒河灌区地处西北干旱缺水地区，水资源的管理工作显得非常繁重和艰巨，传统的管理方式制约着灌区综合效益的发挥，实现灌区现代化建设迫在眉睫。
疏勒河灌区原有的灌溉管理水平和信息化程度较低，信息采集和传输手段落后，自动化控制水平低，调度决策人为因素大，缺乏水资源调配科学系统的管理模式，因此，加快推进灌区现代化建设显得尤为重要[2]。
3 疏勒河灌区现代化建设成果
疏勒河灌区现代化建设始于2007年，通过近年来的不断升级完善，建成了包括水库联合调度、地下水三维仿真、洪水预报与防洪仿真、闸门远程监控、斗口水量实时监测、B/S信息网络发布六大系统。系统以大型数据库、3S、互联网技术和决策支持系统为核心，通过专用通信网络和移动互联网， 形成了覆盖全灌区的业务网络，为流域灌区管理、水资源管理提供了科学的支撑与保障。
3.1 三大水库联合调度系统
该系统是根据水库来水量预测、水库蓄水、国民经济各部门用水需求的综合分析与处理，以模型库为基础，完成各种运算。水库来水量预测根据1954年以来的水文气象资料，运用频率分析法，调用入库径流预报模型生成次年的水库来水量预测结果；灌区需水预测根据灌溉计划分析种植面积、作物种类、灌水轮次、作物需水量以及工业需水和生态需水量，调用农业灌溉需水模型、工业需水模型、生态需水模型，生成需水预测结果；水库联合调度根据水库汛期时间、汛限水位、灌区需水量、河源来水量、库存蓄水量，调用库群优化调度模型，生成水库最优调度运行方案和水库联合调水方案；水库实时调度功能模块通过建立三大水库联合调度模型对水库的来蓄水在时间和空间上进行重新调节、调度和分配，将灌区内工业、农业及生态用水进行合理配置，使疏勒河流域水利工程发挥其最大的兴利效益。
3.2 洪水预报调度系统
该系统是运用三维仿真和GIS分析技术，通过分析计算，对不同洪水流量下洪水淹没区域进行快速、准确的模拟，同时可以通过分析计算提供洪水演进的边界、淹没面积、淹没历时等详情数据。该系统的运用不仅有效提高洪水预报的精度，还可以合理调配水资源，最大限度地发挥水库防洪兴利和抗洪救灾、保护人民生命财产安全的功效。
3.3 地下水三维仿真系统
地下水模拟仿真系统是基于地下水模拟软件Modeflow，以空间网格划分为基础，结合三维电子沙盘，采用三维可视化技术，形成灌区地下水变化的三维模拟与可视化结果，并基于预测数据和长期观测井实际监测数据进行地下水变化对比分析。三维电子沙盘提供灌区的三维电子地图显示、查询和可视化功能，包括三维场景漫游、地下水可视化以及水利设施的显示。
3.4 闸门远程自动控制系统
闸门远程控制系统包括总干渠、干渠等主要闸门的远程自动控制、视频监视系统和斗口闸门测控一体化系统。通过有线和无线通信，采用远程和现地两种控制方式，对总干渠、干渠等主要闸门实现了远程自动控制和视频监视，确保了工程安全运行。闸门远程控制系统的应用，有效减轻管理人员的工作强度，逐步实现了水资源的适时合理调配。
3.5 斗口水量实时监测系统
在3个灌区内各渠首、主要干渠分水口建立了水情监测断面，采用雷达水位计自动测流，并实时传输至局调度中心和管理处、水管所，为灌溉调度计划的合理执行和监督提供了准确的依据。
与此同时，在所属3个灌区的末级渠系建设斗口水量实时监测系统平台。采用磁致伸缩水位计作为斗口计量设施采集终端，通过采集终端实时采集水情信息，利用GSM/GPRS公网为信息传输载体的方式传输至局信息调度中心。灌区斗口水量实时监测系统，实现了各斗口水位流量数据的实时在线监测、历史水情查询、水量统计汇总，从而实现灌区的水情采集以及用水计量自动化。
3.6 信息网络发布系统
该系统主要服务于疏勒河灌区业务信息发布、地下水业务和水资源管理业务。系统采用网页结合WebGIS平台的形式在灌区网络上发布。通过B/S架构体系，用户可以方便地通过网络访问数据，将所有的应用逻辑在服务器上完成，降低客户端的系统要求以及系统整体的维护成本。系统的主要功能是方便用户查询疏勒河灌区各项业务数据，这些数据包括空间数据和非空间数据。空间数据以电子地图的形式发布，而非空间数据主要以表单的形式进行处理。endprint
4 疏勒河灌区现代化建设发展思路
4.1 建设过程
疏勒河灌区现代化建设过程，按照信息化、数字化、智能化3个阶段规划目标，正在分步实施。
（1）信息化是灌区现代化发展的第一阶段。通过各种信息采集技术和手段，实时采集灌区内的水情信息，并通过GSM公网实时上传至信息调度中心，信息调度中心完成数据的处理、存档，为决策层提供决策依据。
（2）数字化是在灌区信息化的基础上，针对灌区不同作物，以及具体的土壤、气候等条件，建立科学、精准的供水过程模型，实现自动补水。同时，该模型能够根据作物灌溉制度和土壤墒情等基本控制指标的信息判断是否需要进行灌溉，以参数变化的形式对模型作修改，以此指导灌溉水资源的合理配置。
（3）实现智能化——智慧灌区。是对流域内水资源全要素、全过程开展实时监测，对水循环过程进行智能识别、跟踪定位和模拟预测，实现水资源的准确预报、精准配送和高效管理，全面提高流域水资源效能，促进水资源高效利用[3]。
4.2 智慧灌区框架构想
智慧灌区系统是在标准结构体系框架下集成信息测控平台、信息管理平台和决策支持平台，组成灌区信息化系统。通过对水文信息、土壤墒情信息等的采集以及对闸门、泵站的远程自动控制，对灌区水资源信息自动采集、传输和处理，实现智慧水利，逐步达到智慧灌区管理的目的。
4.3 下一步建设目标
疏勒河灌区现代化建设将以信息采集準确可靠、数据传输稳定高效、数据处理自动智能、业务流程友好协同、信息服务便捷通畅为出发点，建设集数据汇聚、存储、交换、分析、服务为一体的支撑平台，高效整合和优化配置信息资源，在此基础上实现全景监控、水权交易、预测预警、调度会商、决策指挥、分析评估等智慧应用，构建涵盖灌区的水资源、水安全、水生态、水文化等领域的全业务体系，最终达到智慧灌区的目标。
5 疏勒河灌区现代化建设及运行体会
（1）灌区现代化建设管理人员要提高思想认识，当前国家全面推动水利信息化建设发展，水利信息化建设将应用于灌溉管理、生态监测、安全生产等各个方面，要将水利现代化建设当成战略性任务来完善。
（2）灌区现代化建设要结合灌区实际，以实用为主，开发符合本灌区实际的灌区现代化系统。
（3）灌区现代化建设工作对管理人员的专业技术水平、工作经验要求都比较高，所以，必须培养灌区现代化建设与管理的专业化人才团队才能保证灌区现代化建设管理工作的质量。
（4）灌区现代化建设需要不断提升和完善，管理运行维护费用的落实，是灌区现代化建设发挥效益的重要保证。
6 结语
疏勒河灌区现代化建设的实施，以科学的管理方式逐步代替了传统低效率的人工管理方式，灌区现代化建设为实现全流域水资源的科学管理，统一调度，搭建了高科技调度指挥的平台，对疏勒河流域水资源的合理配置和有效利用奠定了坚实的基础，使疏勒河灌区向着现代化灌区的方向迈进。由于灌区现代化建设内容复杂、管理要求高，疏勒河灌区现代化建设也是在不断探索中完成的，仍存在很多不足之处，还需要进一步更新完善，以促进灌区经济可持续发展。
参考文献
[1]马德海.疏勒河流域水资源开发利用研究[J].水利水电技术，2006，37（4）：1-4.
[2]马德海.浅谈甘肃省疏勒河灌区信息化建设[J].水利发展研究，2006，6（3）：44-47.
[3]王忠静，王光谦，王建华，等.基于水联网及智慧水利提高水资源效能[J].水利水电技术，2013，44（1）：1-6.endprint
