金溝河灌區(qū)水利信息化建設實踐與探索

汪海濤 林建云

（新疆水利廳金溝河流域管理處 沙灣 832100）

隨著信息技術以及計算機技術的迅猛發(fā)展和普遍應用，給水利信息化建設與發(fā)展提供了很好的技術支持。金溝河大型灌區(qū)信息化系統(tǒng)建設是金溝河大型灌區(qū)續(xù)建與節(jié)水改造項目的重要組成部分，通過灌區(qū)信息化系統(tǒng)的建設，使得金溝河流域管理處可以及時全面地了解和掌握流域內(nèi)全灌區(qū)水源的運行狀況，并能根據(jù)情況作出科學決策，實現(xiàn)調(diào)配水的適時、合理，最大限度地發(fā)揮信息化系統(tǒng)的作用，實現(xiàn)灌區(qū)進行現(xiàn)代化管理的目的。

1 信息化系統(tǒng)的建設

2004年，金溝河流域管理處組織技術人員編制了《金溝河灌區(qū)信息化系統(tǒng)規(guī)劃報告》，對項目進行了規(guī)劃設計，提出了建設該系統(tǒng)的總體思路和實現(xiàn)目標。金溝河灌區(qū)信息化系統(tǒng)經(jīng)過三期建設，逐步建設完成水雨情監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，形成了完整統(tǒng)一的系統(tǒng)工程，在通訊、調(diào)度、水情監(jiān)測、防洪中發(fā)揮了巨大效益，取得了令人欣喜的成績。

1.1 水雨情監(jiān)測系統(tǒng)

建設完成的水雨情監(jiān)測系統(tǒng)形成了覆蓋金溝河灌區(qū)山區(qū)、渠首及所有配水點水位監(jiān)測數(shù)據(jù)、雨量站的雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、傳輸及信息的預處理，同時將采集的信息以規(guī)定的格式存放在實時數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)建成后可實現(xiàn)所監(jiān)測水位、雨量數(shù)據(jù)的自動采集、固態(tài)存儲，并將所采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇饻虾庸鄥^(qū)中心站數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。對于流量信息或其他少量未自動采集的信息，可利用標準水情編碼通過人工置數(shù)進行數(shù)字化自動傳輸。

1.2 視頻監(jiān)視系統(tǒng)

通過建設視頻監(jiān)視系統(tǒng)，可以實時掌握金溝河灌區(qū)骨干工程及重要部位的運行情況，在渠首等骨干工程上建設視頻監(jiān)視系統(tǒng)，在管理站監(jiān)控室和管理處調(diào)度中心可以根據(jù)控制權限大小，方便靈活地對整個系統(tǒng)內(nèi)每一個視頻監(jiān)控點進行遠程監(jiān)控，隨時掌握輸配水工程沿線關鍵點的設備、生產(chǎn)管理運行狀況和生產(chǎn)環(huán)境狀況，并在進行視頻監(jiān)控的同時將各監(jiān)視點傳來的圖像進行保存。

1.3 通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)建設是金溝河灌區(qū)信息化建設內(nèi)容的基礎部分。通信傳輸系統(tǒng)主要建設完成40km的光纜主干道，用來將采集到的各種雨情數(shù)據(jù)、閘門控制信號、工程視頻圖像、通訊語音等傳輸?shù)娇刂浦行暮头种行?，完成中心站和分中心之間的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息資源的共享。

1.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及應用軟件系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由灌區(qū)水情監(jiān)測數(shù)據(jù)管理平臺與視頻監(jiān)視管理平臺的灌區(qū)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，組成金溝河信息化存儲管理體系，完成對水情信息、視頻信息等各類管理信息的匯集與存儲，并提供數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)管理服務，實現(xiàn)各種信息的交換與共享。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是應用軟件系統(tǒng)的信息支撐層，存儲和管理各子系統(tǒng)所需的公共數(shù)據(jù)。

應用軟件系統(tǒng)對水情數(shù)據(jù)進行接收處理，現(xiàn)實水情信息查詢、監(jiān)視、發(fā)布、灌區(qū)日常業(yè)務管理，為灌區(qū)水資源優(yōu)化配置和調(diào)度管理提供技術支持，應用軟件主要包括數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)、信息查詢系統(tǒng)、告警與發(fā)布系統(tǒng)、數(shù)據(jù)維護系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、水量管理分析系統(tǒng)及灌區(qū)門戶網(wǎng)站系統(tǒng)。

2 信息化建設成功經(jīng)驗

在灌區(qū)信息化建設過程中，隨著建設工作的逐步進行和對信息化建設的逐步了解，灌區(qū)也積累了一定的工作經(jīng)驗。

2.1 循序漸進，先易后難

工程前期建設選取在工作條件好、有市電的閘點建設完成了水情自動測報系統(tǒng)的1個中心站、7個終端站、2個雨量站及應用軟件。經(jīng)過3個月的實際運行，各遙測數(shù)據(jù)均能正常采集與傳輸，各項功能基本實現(xiàn)?；鶎庸ぷ魅藛T從原始人工觀測水位、計算流量開始通過使用水情自動測報系統(tǒng)，不但工作效率大為提高，也轉變了職工的思想，為后期的信息化推廣提供了很好的基礎。

后期建設在前期建設的基礎上，擴大水情自動測報系統(tǒng)的覆蓋面積，建設灌區(qū)信息化工程的基礎部分計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)。選取骨干工程及重要部位建設視頻監(jiān)視系統(tǒng)，為后續(xù)的閘門自動控制系統(tǒng)做準備。在多年的實際應用的基礎上，改造原有的應用軟件系統(tǒng)，建設更加貼近灌區(qū)實際的應用軟件系統(tǒng)。

2.2 切合實際，因地制宜

金溝河灌區(qū)引水閘點主要分布在山區(qū)，早期的通訊依靠無線對講系統(tǒng)，用于管理處同上游水文站通報水情；無線轉有線接入系統(tǒng)，用于管理處引配水工程的水量調(diào)度通訊。許多地方移動公網(wǎng)信號不能覆蓋，通訊質(zhì)量差，嚴重影響防洪安全。并且隨著水情系統(tǒng)的逐步擴大和視頻系統(tǒng)的投入使用，對通訊網(wǎng)絡的要求也越來越高。根據(jù)灌區(qū)的實際需要，建設了以光纖通信為主、超短波傳輸為輔，形成以信息中心為中心，連接各個水情監(jiān)測點、渠首、管理站的寬帶網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)了灌區(qū)網(wǎng)絡的一體化，語音、遙測數(shù)據(jù)、視頻圖像的實時高速傳輸。

在應用軟件上，請專業(yè)公司根據(jù)灌區(qū)的實際需求進行量身設計。軟件能滿足水文遙測系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收、處理、存儲入庫、轉發(fā)及后臺處理同步進行的需要，具有良好的運行效率，保證系統(tǒng)的實時運行要求。操作界面實現(xiàn)了較強的人性化，操作簡單。采用模塊化的設計結構，根據(jù)需要可實現(xiàn)與超短波、光纖、GSM/GPRS等多種通信模式的接入。

2.3 實用先行，兼顧先進

系統(tǒng)開發(fā)建設采用相對成熟的技術手段，保障系統(tǒng)實用性，同時兼顧先進技術的應用。在調(diào)度中心建設大屏幕問題上，充分考慮產(chǎn)品性價比和實用性問題，將原計劃建設的LED大屏幕投影顯示系統(tǒng)更換為投影儀，在完成原有功能的基礎上節(jié)省大量資金用于其他建設之中。在水雨情系統(tǒng)測點選擇上，先行考慮重點及骨干測點的建設，將放水時間短、放水少的測點放后建設或不考慮建設。產(chǎn)品選型上注重可靠性和穩(wěn)定性，并且考慮設備的兼容和升級。

3 存在的問題

灌區(qū)信息化建設經(jīng)過多年的運行和實踐，還存在以下幾個問題。

3.1 防雷系統(tǒng)存在不足

金溝河渠首及沿線閘點屬于雷電高發(fā)區(qū)，金溝河灌區(qū)信息化前期建設做了防雷建設，做了避雷針，埋設了防雷地網(wǎng)，使用防雷插座，但效果不明顯，據(jù)統(tǒng)計水情自動測報設備自使用以來，被損壞的70%～80%是由雷擊造成，夏季汛期主要是由突發(fā)性降水和山區(qū)高溫融雪造成，而此時也正是雷電高發(fā)期，站點值班人員只能在發(fā)現(xiàn)陰雨天氣提前關閉電源、水情采集設備和通訊設備，但也不能有效防止感應雷電對設備的損壞，造成汛期防洪工作的極大不便和隱患。造成這種局面的主要原因是設計上沒有參照專業(yè)防雷設計公司的設計方案，在設計方案中對防雷設計不專業(yè)，在招標工作中，因工程量等原因缺乏專業(yè)公司建設防雷工程。在施工中，未能很好地結合當?shù)赝临|(zhì)做好防雷接地措施。

3.2 建設資金不足

水利信息化建設涉及面廣、投資大，信息化建設是一項高投入、高效益的事業(yè)，離不開資金的支持。金溝河灌區(qū)信息化建設的資金來源于灌區(qū)節(jié)水改造與續(xù)建配套資金和灌區(qū)自身配套資金，由于灌區(qū)配套資金牽扯到地方與兵團，配套資金籌集困難，造成建設不能按照計劃如期進行，監(jiān)測點沒有完全布控。在項目實施上很難達到高起點、高標準，這樣勢必造成整個信息化系統(tǒng)建設時間過長，影響效益的發(fā)揮，并且電子信息產(chǎn)品更新發(fā)展較快，造成不必要的重復投資。

3.3 后期運行缺乏資金支持

由于信息化在水情、視頻、通訊等建設中資金需求量大，信息化建設完成后，每年也需要進行后期的系統(tǒng)軟件維護、設備維修更新等費用，目前國家給予的扶持建設資金，沒有考慮后期的運行維護費用，現(xiàn)階段各水管單位因水費征收不到位等原因，造成信息化建設項目完成后，系統(tǒng)的運行維護非常困難。

3.4 缺乏專業(yè)人員

隨著信息化建設項目的相繼建成，對維護管理的要求越來越高，信息化建設中的各個環(huán)節(jié)如規(guī)劃設計、施工監(jiān)督、日常維護均需要高素質(zhì)的信息專業(yè)技術支持。而灌區(qū)信息技術人才匱乏、專業(yè)人員不足，特別缺乏既懂水利管理與建設，又懂計算機與網(wǎng)絡技術的綜合人才。專業(yè)技術人才的缺乏制約了水利信息化的健康發(fā)展。

3.5 缺乏統(tǒng)一標準

信息化系統(tǒng)工程涉及面廣，在設計、監(jiān)理、建設、驗收等方面缺乏行業(yè)內(nèi)的規(guī)范，只能參照水利行業(yè)標準，造成設計不達標、建設不規(guī)范等問題。水情自動測報系統(tǒng)的硬件缺乏統(tǒng)一的標配產(chǎn)品，各類公司產(chǎn)品之間缺乏兼容性，且軟件都具有保密性，造成后續(xù)建設資金重復投資，設備后續(xù)維護難以保證。

4 應對措施

針對存在的上述問題，灌區(qū)管理處采取了一些應對措施：在防雷建設中抽出專項資金，尋找專業(yè)技術公司進行防雷設計、建設。建設中聘請資深專家作為技術顧問進行規(guī)劃設計，聘請專業(yè)監(jiān)理人才加強質(zhì)量管理。同時培養(yǎng)水利信息化復合型人才。資金投入上抽調(diào)專項資金，保證信息化的正常建設運行。

5 結語

灌區(qū)信息化建設是一項長期而復雜的任務，需要更新觀念，求實創(chuàng)新、加大投入、逐漸完善，以灌區(qū)信息化建設促進灌區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。建議水利部將大型灌區(qū)信息化建設項目列為專題項目，并根據(jù)大型灌區(qū)信息化建設規(guī)劃需求和建設模式進行專項審查、專項投資，確保灌區(qū)信息化建設項目的順利實施。?