灌區(qū)信息化與自動化綜合管理平臺是為灌區(qū)現(xiàn)代化管理專門設(shè)計的智慧管理平臺,結(jié)合了當前先進的人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云服務(wù)技術(shù)、空間地理信息技術(shù)和移動應(yīng)用技術(shù)等,涵蓋灌區(qū)泵站自動化控制、閘門自動化控制、遠程計量以及末端的節(jié)水灌溉業(yè)務(wù),通過灌區(qū)管理“一張圖”及手機APP,實現(xiàn)從渠首到末端的業(yè)務(wù)全覆蓋。
通過傳感器(水位計、流量計、PLC控制柜、閘位計、水質(zhì)傳感器、智能墑情監(jiān)測站、智能氣象站等)進行信息采集,利用局域網(wǎng)、GPRS、4G、ZigBee、LoRa、有線通信網(wǎng)等進行監(jiān)測點和灌區(qū)控制中心之間的信息傳輸,實現(xiàn)灌區(qū)內(nèi)水雨情信息、水質(zhì)信息、墑情、閘位、氣象信息的實時監(jiān)測,并利用機電設(shè)施自動控制泵站、閘門、測流車等,實現(xiàn)灌區(qū)信息化和自動化管理。
1個骨干信息網(wǎng),通過自建專網(wǎng),形成覆蓋劉集管理段、柴集管理段所轄主渠道沿線的高速寬帶網(wǎng)絡(luò);5類信息采集系統(tǒng),通過水位、視頻、圖像、閘控、流量等信息的采集,輔之以量水建筑物,實現(xiàn)水位流量等信息的實時監(jiān)控,為切實算好水帳、水資源優(yōu)化配置提供基礎(chǔ);5類數(shù)據(jù)庫,通過灌區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、工程三維仿真模型庫、空間地理數(shù)據(jù)庫、灌區(qū)工程監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、灌區(qū)供用水管理數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)庫建設(shè),實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享;1個基于三維地理信息的可視化平臺,基于GIS技術(shù)完成各信息化系統(tǒng)的整合,開發(fā)WEB端信息管理系統(tǒng)及手機移動APP,初步建成統(tǒng)一的漳河三干渠灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價綜合改革核心示范區(qū)信息化管理平臺。
通過信息化建設(shè),實現(xiàn)漳河三干渠灌區(qū)農(nóng)業(yè)水價綜合改革示范區(qū)信息快速傳輸、共享,分渠、支渠及重要閘站可測、可視、關(guān)鍵部位可控,并基于GIS實現(xiàn)對整個灌區(qū)用水的動態(tài)管理,為示范區(qū)水資源優(yōu)化配置、利用提供調(diào)度運行決策支持,為建立適應(yīng)市場經(jīng)濟要求的用水體系提供信息、計量及管理支持。
通過管理手段和信息化技術(shù)手段,穩(wěn)步推進農(nóng)業(yè)水價綜合改革,實行農(nóng)業(yè)用水總量控制和定額管理,合理確定農(nóng)業(yè)水價,建立節(jié)水獎勵和補貼機制,提高農(nóng)業(yè)用水效率。
通過創(chuàng)新研制的田間測控一體化裝置,實現(xiàn)總量控制測控在渠首,定額管理定向管控到田間,建立農(nóng)業(yè)灌溉用水量控制和定額管理制度,提高農(nóng)業(yè)用水效率,促進實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。保障糧食等重要農(nóng)作物合理用水需求,總體上不增加農(nóng)民負擔。農(nóng)業(yè)用水總量控制和定額管理普遍實行,可持續(xù)的補貼和節(jié)水獎勵機制基本建立,先進適用的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)措施普遍應(yīng)用,促進農(nóng)業(yè)用水方式由粗放式向集約化轉(zhuǎn)變。
通過基于4G公網(wǎng)分層分級數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、控制,多種靈活的通信組網(wǎng)方式,采用了手機網(wǎng)絡(luò)、Zigbee自組網(wǎng)絡(luò)、光纖等多種傳輸方式相結(jié)合,可滿足不同級別的管水人員遠程操控和查看閘門啟閉和視頻監(jiān)控等自動化設(shè)施,大大減輕工作人員勞動強度,節(jié)約時間成本,解放生產(chǎn)力。 管理人員可把更多的時間放在管理、決策、協(xié)調(diào)、執(zhí)行等工作中。
開創(chuàng)田間水層精測雷達采用非接觸式(毫米級)測量模式,促進農(nóng)業(yè)供水的智能化和化,真正實現(xiàn)總量控制測控在渠首,定額管理定向管控到田間。
通過改革可提高灌區(qū)末級渠系信息化水平,完善供水計量設(shè)施。加快供水計量體系建設(shè),為實現(xiàn)從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變夯實了基礎(chǔ),有力地帶動示范區(qū)水資源管理的現(xiàn)代化。
2.2建設(shè)任務(wù)
本次信息化建設(shè)包括硬件部分和軟件部分。
2.2.1硬件部分
根據(jù)全國水價改革示范區(qū)建設(shè)要求及三分干周邊實際情況,本次示范區(qū)信息化建設(shè),硬件部分主要需要從以下幾部分進行建設(shè):雨情自動遙測、視頻監(jiān)視、、傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及電纜敷設(shè)、閘門監(jiān)測監(jiān)控(市電+光纖,含閘前水位)、;支渠節(jié)制閘太陽能閘門監(jiān)控、直灌口及斗口太陽能閘門監(jiān)控站點、管道式閘門自動化測控、自動灌排水示范田建設(shè)、堰塘水位遙測、信息中心、分中心建設(shè)等方面。
2.2.1.1雨情自動監(jiān)測三干渠三分干示范區(qū)渠系眾多,范圍廣,降雨量分布不均勻,自動雨情監(jiān)測十分重要。本次建設(shè)自動雨量監(jiān)測站點3處:倉庫協(xié)會、陳池協(xié)會、洪廟協(xié)會。
2.2.1.2視頻監(jiān)視在三分干沿線主要節(jié)制閘、支渠口及關(guān)鍵控制點建設(shè)高清視頻監(jiān)控站點共計37個。重點位置加設(shè)夜晚補光裝置,為渠道管理人員提供動態(tài)具象化的渠道實時狀況信息,對渠道防范提供保障,可大大減輕工作人員勞動強度,為渠道管理部門決策提供了可靠依據(jù)。
2.2.1.3傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)根據(jù)項目建設(shè)需要,按照主干線路布設(shè)光纖,輔以GPRS/GSM等專網(wǎng)、公網(wǎng)相結(jié)合的原則進行建設(shè),并盡可能利用公用信道傳輸。由于視頻監(jiān)控實時高清畫面?zhèn)鬏斠?,以及關(guān)鍵節(jié)制閘和主要分水口閘門遠程控制的需要,擬以劉集管理段分中心站為起點沿三分干渠道敷設(shè)光纜,所有視頻監(jiān)控點直接用光纜進閘房,然后通過主干光纜傳回中心站。內(nèi)容如下:
(1)劉集管理段~ 三分干進水閘~ 柴集管理段;
(2)劉集管理段~蘇冢節(jié)制閘附近;
(3)柴集節(jié)制閘~柴集管理段;
(4)柴集管理段~二支干測流斷面;
(5)沿線光纜分支~節(jié)制閘~37個視頻監(jiān)控點。
由于部分視頻監(jiān)控點離節(jié)制閘房較遠,需敷設(shè)室外防水專用電纜進入視頻監(jiān)控設(shè)備箱。
2.2.1.4閘門自動控制(市電+光纖)經(jīng)過對三分干沿線、柴集管理段周邊及洪廟、倉庫支渠的實地踏勘,閘門主要包括三分干主干主要節(jié)制閘10處(有市電和電機),采取本地手動、本地自動、遠程自動三種方式相結(jié)合的閘門控制方式,遠程通過光纜傳輸來控制電機的運轉(zhuǎn)。
2.2.1.5閘門自動控制(太陽能+GPRS)洪廟、倉庫支渠沿線29處節(jié)制閘(太陽能供電),三分干主干沿線及洪廟支渠、倉庫支渠沿線直灌口和斗口共185處采取本地手動、本地自動、遠程自動三種方式相結(jié)合的閘門控制方式,通過GPRS傳輸控制信號,采用太陽能+蓄電池控制直流電機運轉(zhuǎn)。
2.2.1.6自動灌排水示范田建設(shè)在示范區(qū)內(nèi)選擇一塊田塊平整、交通方便、渠道良好的示范田作小面積自動控制灌水、自動測量田間水位、根據(jù)田間水位排水閘門自動啟閉排水。達到試驗田灌、排自動智能灌排水的目的。擬安裝灌、排水閘門各8處、節(jié)制閘門5處、田間水層8處。