基于“互聯網+”的灌區信息化建設探討

薛彥宏 ，張宇恒 ，徐 忠

（1.山東齊盛機電工程有限公司，山東 濟南 250109；2.南水北調東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250109）

《水利信息化發展“十三五”規劃》明確提出，要全面提升水利信息化水平，推動“數字水利”向“智慧水利”轉變，要求水利信息化必須結合網絡強國戰略、“互聯網+”、信息大數據等統籌規劃。灌區信息化不僅為防汛搶險提供了決策的基礎，也達到了科學灌溉決策、輸配水優化調配、合理有效灌溉的目的，使區域有限的水資源得到有效利用，為水利信息化建設做出極大貢獻。

1 灌區信息化建設內容

灌區信息化建設的內容應包括：灌溉管理和灌區防汛。以數據為中心的平臺化互聯網+的灌區信息化系統，對數據信息進行采集、傳輸、存儲、查詢、分析，基于信息的決策、控制和實施。管理服務層能夠借助云計算、霧計算、數據挖掘以及大數據等智能運算處理平臺來處理信息和輔助決策。

1.1 站點組成

灌區明渠流量監測站主要由明渠流速儀、電子水尺、雨量計、視頻監控、智能遙測終端、電源以及儀器安裝基礎、支架、防雷接地及線路敷設等內容組成。流速測量采用時差式超聲波測量原理，即超聲波在液體流動方向和相反方向的傳播而引起的速度差。在測流斷面分布多層流速測量層（多聲道）測量水中的平均流速，并通過壓力式水位計或超聲水位計或雷達式水位計測量水位，上位機通過水位計算過水斷面面積，并根據水力學模型計算出斷面過水流量。1.2通信

監測站點的傳感器（流速儀、水位計）與RTU遙測終端的接口及數據通信協議、自動監測站與省中心平臺之間的數據通信協議要嚴格按照《水文監測數據通信規約》SL651-2014執行，同時需要與原系統平臺無縫對接。支持遠程/就地設置RTU各項參數，包括數據傳輸體制、數據報送頻次、IP地址等；支持定時定量自報、加報，實時召測等多種數據上報功能；支持與管理平臺雙向通信以及遠程診斷、設置和維護等功能；具備固態數據存儲功能，支持本地和遠程數據提取功能。

1.3 供電方案

自動監測站點供電設計的原則是“連續陰雨天工作時間須不少于30d”。采用太陽能供電方式，電源模塊需有可靠的防雷設計，監測站電池容量配置綜合考慮各種設備的功耗及其當地氣候條件等因素，供電系統的電池電壓情況定期通過RTU報送到中心站，以用于設備運行狀態信息監控。

1.4 軟件設計

基于現代化信號采集，結合云計算、物聯網、移動互聯網、GIS等先進技術，通過WEB信息管理平臺，移動手機APP平臺等各種服務手段。將各個站點、流量、水位等信號采集、傳送到云服務器，調度人員通過對數據的判讀可監控運行情況，并指導防汛、灌溉，軟件采用BS結構，管理者可在任何地點上網登錄查詢及操控。

1）灌溉管理系統。灌溉管理系統包括分實時水情監測、歷史數據對比、用水報表統計及建模分析決策，為灌溉、防汛提供數據支持，對水閘進行監控、對分水閘的遠程控制、狀態監測、安全監測等，實現對灌溉干渠的水量按照各個分支渠的灌溉面積、農作物種類進行調節分配控制，解決以往的人工調配繁瑣、復雜的問題。

主要功能有明渠水量計量、水位監測、閘門自動控制、閘門電流/電壓異常、設備故障、數據越限時自動遠程告警、地表水實時監測，GIS地圖功能、地圖展示設備狀態查詢功能、數據歷史查詢、用水量分析、月用水量對比、實時監測月統計等。

2）灌區防汛系統。開發灌區防汛預報預警軟件，并開展防汛基礎數據整編，基于平臺實時監視雨情、水情、工情，收集雨水情數據信息，實現對雨水情、水利工程基礎數據的實時查詢和歷史檢索功能，提供洪澇災害預報決策服務，通過無線廣播、手機短信等方式對可能發生致災的汛情進行預警，提供視頻會議等服務。

主要功能有水情監測、雨情監測、墑情監測、圖像信息查看、雨情/水情時段查詢、灌區GIS地理信息、防汛監測預警、山洪預警消息短信、預警廣播發送、灌區防汛會商。

2 結語

基于“互聯網+”的灌區信息化系統實現了灌區流量、水位、雨情、墑情、設備狀態等數據實時采集、存儲、傳輸，遠程智能控制、閘門遠程啟閉、達到了灌區科學、高效灌溉、現代化管理的目的，為實現灌區有效穩定運行、水資源合理優化配置，集雨情、水情、汛情、災情監測、預報預警及信息統一發布功能于一體的灌區防汛系統對洪澇災害做出可靠決策，發揮了重要的防洪預警作用。