關于疏勒河灌區現代化建設與發展的思考

朱海洋

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.041

摘 要：基于疏勒河灌區水資源管理效率不夠高、管理方式落后這一現實，開發建設了疏勒河灌區信息化系統，實現了大型自流灌區水資源一體化集成管理模式，提高了疏勒河灌區防洪減災、水資源開發利用與保護、水土保持生態環境監測以及政務辦公等方面的現代化水平。本文介紹了疏勒河灌區現代化建設的主要內容、技術方案、建設過程等情況，總結了疏勒河灌區現代化建設的發展思路以及現代化灌區建設運行體會等內容，提出了灌區現代化建設過程中存在的問題，以供參考。

關鍵詞：疏勒河灌區 現代化建設 發展 思考

中圖分類號：S27 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（a）-0041-02

疏勒河灌區現代化建設是針對疏勒河流域水資源科學管理和保證灌區134.42萬畝灌溉面積及流域生態環境保護的現實，以信息采集為基礎開發完成的灌區現代化管理系統。系統涵蓋了水資源管理、生態保護、辦公自動化等多項功能，實現了大型自流灌區水資源一體化集成管理模式，為灌區水資源的合理開發利用和地下水資源的管理與保護以及水土資源開發等方面提供了科學的參考和依據，對提高水資源利用效率和效益，推進灌區現代化管理水平具有較強的指導意義。

1 疏勒河灌區概況

疏勒河位于甘肅省河西走廊西端，全長670km，多年平均徑流量10.31億m3，流域面積4.13萬km2，年降水量37～63mm，蒸發量3000mm以上，屬大陸荒漠干旱型氣候。流域內昌馬、雙塔、花海三大灌區轄玉門市、瓜州縣兩縣市的22個鄉鎮、6個國營農場，有效灌溉面積134.42萬畝，是甘肅省百萬畝以上大型自流灌區之一[1]。

2 疏勒河灌區現代化建設的重要意義

疏勒河灌區地處西北干旱缺水地區，水資源的管理工作顯得非常繁重和艱巨，傳統的管理方式制約著灌區綜合效益的發揮，實現灌區現代化建設迫在眉睫。

疏勒河灌區原有的灌溉管理水平和信息化程度較低，信息采集和傳輸手段落后，自動化控制水平低，調度決策人為因素大，缺乏水資源調配科學系統的管理模式，因此，加快推進灌區現代化建設顯得尤為重要[2]。

3 疏勒河灌區現代化建設成果

疏勒河灌區現代化建設始于2007年，通過近年來的不斷升級完善，建成了包括水庫聯合調度、地下水三維仿真、洪水預報與防洪仿真、閘門遠程監控、斗口水量實時監測、B/S信息網絡發布六大系統。系統以大型數據庫、3S、互聯網技術和決策支持系統為核心，通過專用通信網絡和移動互聯網， 形成了覆蓋全灌區的業務網絡，為流域灌區管理、水資源管理提供了科學的支撐與保障。

3.1 三大水庫聯合調度系統

該系統是根據水庫來水量預測、水庫蓄水、國民經濟各部門用水需求的綜合分析與處理，以模型庫為基礎，完成各種運算。水庫來水量預測根據1954年以來的水文氣象資料，運用頻率分析法，調用入庫徑流預報模型生成次年的水庫來水量預測結果；灌區需水預測根據灌溉計劃分析種植面積、作物種類、灌水輪次、作物需水量以及工業需水和生態需水量，調用農業灌溉需水模型、工業需水模型、生態需水模型，生成需水預測結果；水庫聯合調度根據水庫汛期時間、汛限水位、灌區需水量、河源來水量、庫存蓄水量，調用庫群優化調度模型，生成水庫最優調度運行方案和水庫聯合調水方案；水庫實時調度功能模塊通過建立三大水庫聯合調度模型對水庫的來蓄水在時間和空間上進行重新調節、調度和分配，將灌區內工業、農業及生態用水進行合理配置，使疏勒河流域水利工程發揮其最大的興利效益。

3.2 洪水預報調度系統

該系統是運用三維仿真和GIS分析技術，通過分析計算，對不同洪水流量下洪水淹沒區域進行快速、準確的模擬，同時可以通過分析計算提供洪水演進的邊界、淹沒面積、淹沒歷時等詳情數據。該系統的運用不僅有效提高洪水預報的精度，還可以合理調配水資源，最大限度地發揮水庫防洪興利和抗洪救災、保護人民生命財產安全的功效。

3.3 地下水三維仿真系統

地下水模擬仿真系統是基于地下水模擬軟件Modeflow，以空間網格劃分為基礎，結合三維電子沙盤，采用三維可視化技術，形成灌區地下水變化的三維模擬與可視化結果，并基于預測數據和長期觀測井實際監測數據進行地下水變化對比分析。三維電子沙盤提供灌區的三維電子地圖顯示、查詢和可視化功能，包括三維場景漫游、地下水可視化以及水利設施的顯示。

3.4 閘門遠程自動控制系統

閘門遠程控制系統包括總干渠、干渠等主要閘門的遠程自動控制、視頻監視系統和斗口閘門測控一體化系統。通過有線和無線通信，采用遠程和現地兩種控制方式，對總干渠、干渠等主要閘門實現了遠程自動控制和視頻監視，確保了工程安全運行。閘門遠程控制系統的應用，有效減輕管理人員的工作強度，逐步實現了水資源的適時合理調配。

3.5 斗口水量實時監測系統

在3個灌區內各渠首、主要干渠分水口建立了水情監測斷面，采用雷達水位計自動測流，并實時傳輸至局調度中心和管理處、水管所，為灌溉調度計劃的合理執行和監督提供了準確的依據。

與此同時，在所屬3個灌區的末級渠系建設斗口水量實時監測系統平臺。采用磁致伸縮水位計作為斗口計量設施采集終端，通過采集終端實時采集水情信息，利用GSM/GPRS公網為信息傳輸載體的方式傳輸至局信息調度中心。灌區斗口水量實時監測系統，實現了各斗口水位流量數據的實時在線監測、歷史水情查詢、水量統計匯總，從而實現灌區的水情采集以及用水計量自動化。

3.6 信息網絡發布系統

該系統主要服務于疏勒河灌區業務信息發布、地下水業務和水資源管理業務。系統采用網頁結合WebGIS平臺的形式在灌區網絡上發布。通過B/S架構體系，用戶可以方便地通過網絡訪問數據，將所有的應用邏輯在服務器上完成，降低客戶端的系統要求以及系統整體的維護成本。系統的主要功能是方便用戶查詢疏勒河灌區各項業務數據，這些數據包括空間數據和非空間數據。空間數據以電子地圖的形式發布，而非空間數據主要以表單的形式進行處理。endprint

4 疏勒河灌區現代化建設發展思路

4.1 建設過程

疏勒河灌區現代化建設過程，按照信息化、數字化、智能化3個階段規劃目標，正在分步實施。

（1）信息化是灌區現代化發展的第一階段。通過各種信息采集技術和手段，實時采集灌區內的水情信息，并通過GSM公網實時上傳至信息調度中心，信息調度中心完成數據的處理、存檔，為決策層提供決策依據。

（2）數字化是在灌區信息化的基礎上，針對灌區不同作物，以及具體的土壤、氣候等條件，建立科學、精準的供水過程模型，實現自動補水。同時，該模型能夠根據作物灌溉制度和土壤墑情等基本控制指標的信息判斷是否需要進行灌溉，以參數變化的形式對模型作修改，以此指導灌溉水資源的合理配置。

（3）實現智能化——智慧灌區。是對流域內水資源全要素、全過程開展實時監測，對水循環過程進行智能識別、跟蹤定位和模擬預測，實現水資源的準確預報、精準配送和高效管理，全面提高流域水資源效能，促進水資源高效利用[3]。

4.2 智慧灌區框架構想

智慧灌區系統是在標準結構體系框架下集成信息測控平臺、信息管理平臺和決策支持平臺，組成灌區信息化系統。通過對水文信息、土壤墑情信息等的采集以及對閘門、泵站的遠程自動控制，對灌區水資源信息自動采集、傳輸和處理，實現智慧水利，逐步達到智慧灌區管理的目的。

4.3 下一步建設目標

疏勒河灌區現代化建設將以信息采集準確可靠、數據傳輸穩定高效、數據處理自動智能、業務流程友好協同、信息服務便捷通暢為出發點，建設集數據匯聚、存儲、交換、分析、服務為一體的支撐平臺，高效整合和優化配置信息資源，在此基礎上實現全景監控、水權交易、預測預警、調度會商、決策指揮、分析評估等智慧應用，構建涵蓋灌區的水資源、水安全、水生態、水文化等領域的全業務體系，最終達到智慧灌區的目標。

5 疏勒河灌區現代化建設及運行體會

（1）灌區現代化建設管理人員要提高思想認識，當前國家全面推動水利信息化建設發展，水利信息化建設將應用于灌溉管理、生態監測、安全生產等各個方面，要將水利現代化建設當成戰略性任務來完善。

（2）灌區現代化建設要結合灌區實際，以實用為主，開發符合本灌區實際的灌區現代化系統。

（3）灌區現代化建設工作對管理人員的專業技術水平、工作經驗要求都比較高，所以，必須培養灌區現代化建設與管理的專業化人才團隊才能保證灌區現代化建設管理工作的質量。

（4）灌區現代化建設需要不斷提升和完善，管理運行維護費用的落實，是灌區現代化建設發揮效益的重要保證。

6 結語

疏勒河灌區現代化建設的實施，以科學的管理方式逐步代替了傳統低效率的人工管理方式，灌區現代化建設為實現全流域水資源的科學管理，統一調度，搭建了高科技調度指揮的平臺，對疏勒河流域水資源的合理配置和有效利用奠定了堅實的基礎，使疏勒河灌區向著現代化灌區的方向邁進。由于灌區現代化建設內容復雜、管理要求高，疏勒河灌區現代化建設也是在不斷探索中完成的，仍存在很多不足之處，還需要進一步更新完善，以促進灌區經濟可持續發展。

參考文獻

[1] 馬德海.疏勒河流域水資源開發利用研究[J].水利水電技術，2006，37（4）：1-4.

[2] 馬德海.淺談甘肅省疏勒河灌區信息化建設[J].水利發展研究，2006，6（3）：44-47.

[3] 王忠靜，王光謙，王建華，等.基于水聯網及智慧水利提高水資源效能[J].水利水電技術，2013，44（1）：1-6.endprint