淺談金溝河灌區信息化建設效益

李生福（新疆金溝河流域管理局水利管理中心新疆沙灣832100）

淺談金溝河灌區信息化建設效益

李生福（新疆金溝河流域管理局水利管理中心新疆沙灣832100）

本文通過簡述金溝河灌區社會經濟狀況、信息化系統建設必要性、遵循原則及建設內容，針對信息化系統的建設運用對流域管理單位帶來的綜合效益以及對用水單位帶來的效益與影響加以分析研究，以期對流域管理機構給予信息化建設綜合效益及影響的理論支持。

金溝河；信息化；建設；效益

在金溝河大型灌區續建配套與節水改造項目的眾多部分當中，灌區信息化系統建設有著舉足輕重的地位。為使灌區水資源運行情況掌握更加及時、準確，以便更科學的做出相應的調整方案，來達到合理的調配水資源，進而實現對整個流域內現代化的管理，從而建立灌區信息化系統，來實現這些預期目標。

1 灌區基本情況

1.1 自然狀況

金溝河流域位置在沙灣縣境內，沙灣縣屬于新疆塔城地區。在天山山脈北支的依連哈比尕山北麓西側，即是金溝河流域，向東以瑪納斯河為鄰，向北與準噶爾盆地為鄰，向西與巴音溝河為鄰，確切位置在東經85°22'～85°44'與北緯43°55'～44°28'之間。

金溝河流域中下游便是金溝河灌區，其分布在沖洪積扇傾斜平原及沖積平原上。金溝河年徑流量為3.15億m3，冰川融雪補給型河流，但是降雨補充也是一方面。金溝河灌區屬于典型的干旱氣候，其多年平均蒸發量為降水量的11倍，能夠達到2046mm。金溝河灌區引水量有1.9億m3左右，主要用于農業灌溉，屬于典型的灌溉農業。

1.2 社會經濟情況

作為新疆開發較早的灌區之一，以金溝河河水作為主要水源的金溝河灌區，包括兵團農八師石河子143團一營、二營，石河子142團31連、144團，沙灣縣的元興宮鄉、沙灣縣城鎮、金溝河鄉、良種場、大泉鄉等五個鄉（鎮、場）。金溝河灌區主要是以農業為基礎的經濟結構，有人口15.235萬人，作為農八師及沙灣縣社會經濟的重要組成部分以及新疆的主要棉花基地，灌區的耕地面積有67.99萬畝，其中灌溉面積達到48.77萬畝，國內生產總值11.83億元，其中1.8億m3水量用于農業灌溉，農業生產總值達到5.16億元，棉花總產量1745萬噸，糧食總產量2.15萬噸。

2 信息化系統建設遵循原則及其必要性

2.1 遵循原則

灌區信息化建設按照“規劃合理科學、分階段實施、結合實際情況，兼顧可靠性、高效性、實用性”的原則考慮。根據金溝河灌區實際情況，相當一部分終端設備暴露于戶外，加之山區自然條件惡劣，這就要求信息化建設需達到很高的安全可靠性，同時在后期安裝維護中應易于維護、便于操作，節省成本，預留升級擴充空間，選擇技術成熟先進的定型產品，結構簡單實用、可靠，功耗低，保障數據不受到非法的或意外的泄露與破壞等。

2.2 必要性分析

隨著經濟社會的不斷發展，灌區內牧業、農業、工業、漁業等方面的需要，不斷凸顯出水資源的供需矛盾，水資源需求量與日俱增。在這種情況下，加之山區局部極端天氣的出現，變化無常，使水資源無法得到優化配置、合理調配，對于突發性洪水也沒有硬件支持的提前預警能力。提高水資源的利用率，以及全流域防洪預警能力、為實現現代化運行管理提供科學、先進、安全可靠的技術手段，不斷提高灌區管理水平，灌區信息化系統建設實施有著重要意義，也是現代農業的基本要求。

3 信息化系統建設內容

3.1 水雨情自動測報系統的建設

水雨情自動測報系統包括新建8個終端站，5個雨量遙測站，4個水位遙測站，共計增加30個水位監測點，6個雨量監測點。建設要求各終端站數據終端與中心站間通過光纖傳輸水情數據，水雨情監測點與終端站間可通過無線和有線方式進行數據的采集，各個遙測站所監測采集的水雨情數據可根據設置進入其他終端站的數據庫中，提供數據查詢；終端站可現場顯示監測數據，并可設置時間、站號及采集頻次，且支持遠程操作；遙測站采用太陽能供電方式，電池容量應滿足充一次電可連續供電5天以上，各設備應具有安全可靠的防雷電設計。

3.2 工程運行視頻監視系統的建設

對渠首站、3號閘、5號閘、11號閘等重要的節制分水閘閘門安裝攝像機實現對閘室前后工程運行情況監視。要求分中心與調度中心都能實時收到現場圖像。所有監控攝像點都采用高清晰彩色黑白互轉式攝像頭。監視點布置數量如表1所示。

表1 監視點布置數量表

3.3 通信傳輸系統與計算機網絡的建設

信息化系統運行模式分為管理處、終端站、信息采集站（信息采集點和配水控制點）三級，通過通信傳輸系統，各采集數據按照隸屬關系傳遞給相應的終端站，終端站再通過該系統傳遞給信息中心服務器。該系統的建設應滿足工程運行監控視頻、水雨情遙測數據、閘門控制、互聯網等數據傳輸的需求。系統組網采用10/100M快速以太網技術。

3.4 信息中心及終端站的建設

信息中心是灌區信息化系統的核心機構，對渠系關鍵控制點的水情及工程運行情況進行監控，進而調整水資源配置方案，下達調度執行指令，行使調度中心職能。每個終端站布設一處網絡，管理所轄的干、支渠水情及工程的監測。終端站通過傳輸系統與信息中心互聯，可實時共享信息。

3.5 應用系統的開發建設

系統按功能分為：管理系統、信息采集傳輸系統、計算機網絡系統、信息化應用系統等。通過這些系統實現對監測信息數據的整理分析出各種所需的信息及預警。

4 金溝河灌區信息化系統建設帶來的綜合效益

4.1 環境效益分析

金溝河灌區土壤植被稀少，有著脆弱且易被破壞的生態系統，并且干旱少雨，經過水情信息化系統實施建設后，水資源得到一定程度的合理優化配置，可更大程度的發揮水資源的利用效益，增加綠色植被覆蓋面積，有利于改善和提高農業生態環境的質量。信息化系統的建設均在原有工程占地保護范圍內，不增加新的占地面積，不會對生態環境造成破壞。實施信息化系統后，可及時了解灌區用水情況，科學決策，實現按需調節水量，適時灌溉，可避免土壤產生鹽漬化，有利于調節土壤養分，利于作物的吸收，科學灌溉，使土壤保持了合理的水分，有利于改善農業生產條件，為農牧業豐收奠定了堅實的基礎，農牧民人均收入穩定增長，同時農牧業生產穩定持續發展，很大的促進了區域社會穩定和人民經濟收入。

4.2 經濟效益分析

水情信息化系統的建設期為一年，項目計算期為25年，正常運行期24年。信息化系統的建成有效的減少洪水災害的發生，對灌區水資源利用率的提高，及指導灌區合理的灌溉提供有力的技術支持，從而達到減少財產損失，提高灌區經濟收入，降低用水成本，有效減少水資源浪費，增加可灌溉面積。

4.2.1 可提前預防洪水災害，提高預警能力

該系統的建設，為及時、準確全面的掌握流域上游極端天氣所造成的區域性洪澇災害信息提供強有力的技術支持，根據來水信息，及全線工程運行情況的監控反饋，提前做好防洪準備工作，便于管理人員科學決策，及時有效的調配水水量，可最大程度的降低洪水災害所造成的損失，有效降低防洪成本，通過分析每年可減少約20.8萬元的損失。

4.2.2 減少水資源的損失浪費

系統建成后，可準確計量供水、用水量，可提高灌區的節約用水意識，減少水資源的損失和浪費，提高水資源的利用效益。金溝河灌區多年平均用水量約1.8億m3，系統建成后，通過優化調度和實時監控等措施，可使水資源的利用效益提高2%左右，平均每年可增加約360萬m3農業灌溉水量，而由此給單位帶來額外的21.5萬元水費收入。

4.2.3 降低勞動強度，提高觀測精度

灌區信息化的建成，通過工程運行監控系統及雨水情遙測系統便可觀測水位水情及工程運行情況，將以往單一靠人工觀測的模式變為以該系統觀測為主，人工校測為輔的工作模式，不僅減輕了職工的工作量，而且大大降低了勞動成本，保證了職工工作的安全性，該系統全天候運行，同時也提高了水雨情觀測的精確度及保證度。

4.2.4 提高工程正常運行的保證度

信息化系統的運用，通過先進的監測設備可實時監控沿線工程的運行情況，對于渠道、水庫超過警戒水位、危機安全運行的非常情況能夠及時掌握、處理，避免日常工程運行中的跨堤、跨渠。同時及時發現工程病險狀況，為制定并實施維修、治理方案提供依據。從而大大提高了工程正常運行的保證度，可以更好的服務灌區。

4.3 社會效益分析

金溝河灌區范圍內農業生產較發達，沙灣縣農業生產總值居全疆十強之列。隨著金溝河灌區農業灌溉制度及種植模式的優化，灌區農業不斷發展，對需水量精度控制要求較高，需水量也在逐年攀升，供需矛盾凸顯，對流域管理單位水量供給精度及快速科學的調配水量提出更高的要求，該系統的應用可通過對流域全線工程運行情況及水資源分配量實時監控，全局考慮，及時調整，科學合理的分配水資源，有效的緩解供水矛盾。

該系統的建成，對于提高流域管理單位的供水能力，提高水資源的利用系數有十分重要的意義，但工程性措施無法解決水資源的優化配置和科學調度問題，以及粗放的水資源管理模式問題。系統建成后，可充分發揮水利信息系統在基礎信息采集和傳遞、信息處理，用水調度決策支持、計劃管理、行政管理中的優勢，通過對有限水資源實施優化管理和科學調度，并輔以有效的管理手段、行政管理措施和管理考核措施，可大大降低水資源的浪費，由粗放型供水到精確穩定的水量供給模式，增加灌溉面積，促使科學的灌溉模式，提高灌區農業產量，增加人民經濟收入，從而促進灌區范圍社會的穩定。

5 結語

灌區信息化系統的建設具有系統性和復雜性，通過金溝河灌區信息化系統的建設運用使金溝河灌區水利信息數字化水平大幅提升，為實現高效管理、科學決策、合理配置水資源提供信息支持，為節約用水與合理灌溉提供依據，通過先進的監測設備不僅增加了灌區水費收入，而且緩解了水利與經濟社會發展的諸多矛盾，有效防止了重大安全事故的發生，為保護灌區人民生命財產安全和維護社會穩定起到重要作用。陜西水利

（責任編輯：暢妮）

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