水利工程管理-水利管理体制现代化与信息化构建

项目1水利工程管理的基本认识—任务1.2水利工程管理现代化目录1324水利工程管理现代化的含义与特征水利工程管理现代化的目标任务水利工程管理现代化的规范化水利工程管理现代化的管理体制5水利工程管理现代化的管理信息化水利工程管理现代化的管理体制04

“体制”，从管理学角度来说，指的是国家机关、企事业单位的机构设置和管理权限划分及其相应关系的制度，指的是有关组织形式的制度。

水利工程管理现代化的管理体制应该是指满足水利工程管理现代化要求的管理主体的机构设置、管理权限划分及其相应关系的制度。亦即管理主体组织形式的制度。4.1水利工程管理现代化的管理体制现阶段各类水利工程设施与经营存在国营与民营两大管理主体。按投资主体分国家投资与个体投资，形成了国营管理主体与民营管理主体。在灌溉工程中，有国营主体与民营主体并存的管理模式。》设施管理主体:农业节水灌溉设施的管理主体有5种模式,①村委会管理模式;②村农民用水者协会管理模式;③专业合作社管理模式(体现“谁使用，谁管理”的原则);④农业公司或种植大户管理模式(体现了“谁使用，谁管理”的原则);⑤村股份经济合作社管理模式(.体现了“谁使用，谁管理”的原则)4.2水利工程设施管理主体模式》管理制度建设情况①组织建设方面：形成了市水务局—区县水务局—基层水务站—

村级农民用水者协会及管水员队伍的四级管理体系，为农业节水灌溉设施管理提供了有力保障。②制度建设方面，区县出台了农业节水灌溉设施运行管理规定或管理办法，但是部分内容较为笼统：乡镇制定了农业节水灌溉设施运行管理制度，制度内容同样存在不全面、不具体的问题，实际中也没有完全执行；村级层面上，绝大多数村委会没有制定运行管理制度。③经费筹措方面：一是由村委会承担设施维修养护的全部费用；二是种植养殖业大户承担设施维修养护的全部费用；三是村委会通过向村民收取少量的设施维修养护费，剩余部分由村委会承担；四是部分区县从财政申请部分设施维修养护资金，剩余部分由村委会承担。4.3水利工程管理体制现代化的构建》存在的问题①长效运行管理机制尚不健全（设施资产管理机制、农业生产用水收费机制、技术服务和推广机制、农业用水管理政策支持机制等还没有完全建立起来）②节水灌溉设施管理经费不足（市级尚未建立稳定的农业节水灌溉设施维护投入政策；区县和乡镇政府尚未建立稳定的农业节水灌溉设施维护投入政策和投入渠道在村级层面，由于农业生产用水主体是村民，而设施管理主体多数是村委会，村委会的投入也很少）③节水灌溉设施日常管理专业化水平低（农业节水灌溉设施的日常管理专业化水平较低，没有形成公司化经营、专业化技术服务公司参与的市场氛围）4.3水利工程管理体制现代化的构建》体制改革①完善“先建机制、后建工程”的农业节水灌溉设施建设管理机制一是建设多元化的农业节水灌溉设施建设投入机制，打破全部由政府投入的局面，让收益人参与投入，提高设施后期运行管理的积极性；二是建立设施产权管理机制，明确工程产权、管理权及责任主体，实现“谁使用，谁管理”的管理模式；三是制定农业节水灌溉设施日常运行管理绩效考核办法或标准，强化后期监督考核；四是制定农业节水灌溉设施折旧标准、维护投入标准等，从项目建设、产权归属、管理责任落实、管理标准、考核标准等全方位明确权责利，以提高管理水平，确保设施正常运行。4.3水利工程管理体制现代化的构建》体制改革②培育专业化服务技术市场，实现设施专业化维护管理依据“谁受益，谁维护”原则，逐步建立农业节水灌溉设施收益人负责设施日常管理的模式，重点培育公司化经营、专业化服务技术市场，引导、鼓励和支持专业技术服务组织参与，形成以市场为导向的设施管理机制。③建立收费机制和设施维护资金保障政策◎按照“补偿成本、公平负担”的原则，科学合理确定农业生产用水收费制度，实行终端水价、一户一卡的管理模式，逐步实现设施维护资金的收取，确保设施得到及时维护。◎根据农业节水灌溉设施管理主体的差异，制定差异化的设施维护资金补助政策，根据设施日常维护及发挥的效益，政府对设施维护资金进行补贴，调动管理主体日常管理经费投入的积极性，保障设施的日常维护。4.3水利工程管理体制现代化的构建④建立健全考核评价机制从设施建设、设施日常管理、设施后期维护、设施维护资金投入、设施作用发挥、用水高效管理等方面统筹考虑，建立市、区（县）、镇、村四级考核评价体系，实行逐级考核评价，整体推进农业节水设施的管理水平。4.3水利工程管理体制现代化的构建项目1水利工程管理的基本认识—任务1.2水利工程管理现代化目录1324水利工程管理现代化的含义与特征水利工程管理现代化的目标任务水利工程管理现代化的规范管理核水利工程管理现代化的管理体制5水利工程管理现代化的管理信息化水利工程管理现代化的管理信息化051.基本情况：随着信息化技术的发展，在农村水利工程的管理中已经应用信息技术建立了一些适宜地方性的工程综合管理系统。促进了农村水利信息化的发展，一定程度地满足了农村水利现代化建设的要求。一些应用软件应用到农村水利信息化建设中，初见管理成效。形成了①如集成ＧＩＳ、人工智能、数据库等技术，基于Ｂ／Ｓ架构，通过对农村水利信息进行采集、存储、传输、共享、管理和分析，建立的以知识库、方法库、模型库、数据库为主要技术模块的农村水利综合管理与决策系统；②基于三层Ｃ／Ｓ体系架构，设计的灌区水资源调度管理信息系统；③利用信息化技术手段，在总结传统水资源管理经验并准确掌握流域相关信息基础上，开发完成的包括流域水库联合调度、地下水三维仿真、洪水预报调度、灌区闸门监控、灌区水量数据采集、办公管理信息等综合内容的信息化管理系统；④以诸多系统开发软件，建立的具有实用性和可行性的灌溉预报信息系统。5.1农村水利工程综合管理系统2.系统总体设置》农村水利工程综合管理系统是一个集底层设备适配采集方案、信息综合传输方案、设备远程监控方案、工程全过程管理方案为一体的综合性信息管理系统。》系统的整体结构从信息发布门户以下，按照物联网的体系结构分为感知层、网络层和应用层、交互层。农村水利工程综合管理系统总体结构5.1农村水利工程综合管理系统感知层感知层（功能）用于实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信终端模块将物理实体连接到网络层和应用层。感知层（组成）主要包括二维码标签和识读器、视频识别标签和读写器、监控探头、手机、ＧＰＳ全球定位系统、ＲＳ遥感、Ｍ２Ｍ传感器及物对物、传感器网络和传感器网关等设备。感知层（实用）在终端系统中的应用主要表现为信息的监测和采集，即，通过射频识别标签实现物体静态属性的标识，精确定位物体；对泵站、灌区进行实时监测和信息传输等，包括常规监测泵站等设施的水位、水量、水质状况，以及监测工程的变形情况和闸门的开度。5.1农村水利工程综合管理系统网络层网络层（功能）负责传递和处理感知层获取的信息。主要包括（组成）光纤、同轴、网线等有线传输链路及传输设备，还包括微波、无线电、ＧＰＲＳ、３Ｇ、4G等无线传输链路。网络层（实用）各种监测数据通过网络层向监控指挥中心发布数据，指挥中心对获取的数据进行提炼和挖掘，将这些信息辅助于调度实践。网络层（信息传递方式）在本系统中对于近程监测和控制设备，采用有线链路进行数据传输，主要采用光纤、同轴电缆、网线等；对于中、远程设备，采用无线电数传、微波扩频、ＧＰＲＳ、２Ｇ／３Ｇ／４Ｇ无线通讯网络等技术，实现其与采集中心信息交互。5.1农村水利工程综合管理系统应用层应用层（方便应用）将物联网技术与行业领域相结合，利用现有的手机、ＰＣ个人计算机、ＰＤＡ掌上电脑等终端实现广泛智能化应用。根据物联网的概念和结构层次，该层是物联网技术具有专业应用的关键步骤，作为数据存储、处理、分析和应用的平台，主要为农村水利提供决策支持信息服务，实现开发灌区水量监测及调度、泵站智能自动化控制、农村饮水安全监测、工程综合管理等应用。5.1农村水利工程综合管理系统交互层交互层作为农村水利工程综合管理平台的窗口，为内部用户与公众提供一个交流的平台。在交互层，系统采用ＲＩＡ富互联网应用程序领域中成熟的Ｆｌｅｘ应用程序框架提供了更快的客户端响应速度和更好的用户体验。另外，基于富客户端技术的ＷｅｂＧＩＳ应用还可以利用客户端计算资源进行运算提高系统效率。5.1农村水利工程综合管理系统总体来讲，物联网技术与农村水利工程的结合就是将无线传感网络与现有的计算机通信网络及网络运营管理能力相结合（具有的优势）》实现监测网络的无缝覆盖；》实现全天候的实时动态监测，极大地避免了数据丢包及通信中断等情况的发生，为农村水利工程综合管理在线实时监控及预警提供准确、实时、稳定的数据；》实现监测、预警、计算、反馈过程的自动化管理，做到信息实时获取、有效预警、自动智能反馈任务分配，以及信息处理的自动化，提高监测和管理自动化水平，促进管理效率的提高。5.1农村水利工程综合管理系统项目1水利工程管理的基本认识—任务1.2水利工程管理现代化

水利工程管理目录1324水利工程管理现代化的含义与特征水利工程管理现代化的目标任务水利工程管理现代化的规范管理核水利工程管理现代化的管理体制5水利工程管理现代化的管理信息化水利工程管理现代化的管理信息化051.现代水利自动化系统的结构现代水利自动化系统的结构包括3个层次：（1）采集层。主要负责各个子系统数据信息的采集，为水利数据监测和调度决策提供数据支持。采集层主要进行水雨情数据信息、大坝渗压以及渗流量数据信息和闸门开度数据信息的采集，采集到的信息能够通过电缆、GPRS或者光缆等方式传输到管理中心站。（2）数据层。数据层主要是指数据信息的处理与存储，管理中心站将数据进行分析处理之后，存储在数据库中，并将数据提供给应用层，反馈给用户。数据层主要为系统提供数据的统计分析以及信息发布等多种服务。（3）应用层。应用层是指水利自动化系统监控中心的软件，不同的子系统包括不同的软件，负责接收相应的监测数据，并根据数据分析的结果进行报警或者数据存储等操作。5.2现代水利自动化系统2.功能要求根据水利工程的运行状况及管理需求，现代水利自动化系统需要具备如下功能：（1）数据采集功能，水利自动化系统的主机能够控制测控装置进行水利工程相关数据的采集。（2）数据通信功能，测控装置、上位机、监控主机以及数据管理主机需要具备双向通信功能，水利自动化系统需要具备远程通信功能。（3）数据管理功能，水利自动化系统需要对采集到的数据进行全面的深入的分析。（4）系统自检功能，水利自动化系统需要具备自检功能，一旦系统出现故障，能够自动报警。（5）系统显示功能，水利自动化系统需要将数据分析的结果以及视频监控的画面显示在界面上。5.2现代水利自动化系统3.性能要求（1）稳定性，水利自动化系统选用的设备需要具备较强的稳定性，确保系统能够长时间进行水利工程的管理，要求系统计算机的连续工作时间超过18000小时，采集设备以及外围设备的连续工作时间要超过35000小时，而且系统的平均维修时间需要控制在半小时内。（2）实时响应，水利自动化系统的数据采集响应时间需要控制在100ms内，集控层控制的响应时间需要控制在0.5s内，人机接口的响应时间需要控制在1s内。（3）扩展性，为了满足水利工程未来的多样化需求，水利自动化系统需要具备较强的扩展性。5.2现代水利自动化系统4.监控中心单元的设计》监控中心单元是指水利设施管理部门的中央监控室，主要通过光缆和现地监控单元以及视频监视单元进行连接，是水利自动化系统的集中监控站。》监控中心单元主要通过组成监控管理软件，采集水利工程的水文、气象以及工情等数据信息，能够在中央监控室中实时展现水利工程的水位、雨量以及渗流量等数据，还可以进行相关数据信息的整合分析，真正实现了水利数据信息的远程共享。》安全配置：◎监控中心单元配备了工控机和不间断电源（UninterruptedPowerSupply，UPS），工控机能够提高水利自动化系统的实时性以及稳定性，不间断电源能够为水利自动化系统提供保护，保障水利自动化系统的稳定运行。◎水利管理部门需要将水利机房建设在远离强磁场和污染源的地方，并在机房内配备烟火报警装置以及灭火器。5.2现代水利自动化系统5.监控中心系统的设计∞水雨情数据采集系统》采集单元以及PLC模块，坝前安装的监测设备能够进行坝前水位和雨量信息的采集，并将数据信号传输到PLC监控站，PLC模块可以将相应的数据传输到监控中心系统，水雨情数据采集系统中的软件会对数据信息进行分析存储，对接收到的数据进行整合与存储，构建历史与实时水雨情数据库，还能够将地图作为背景，进行降雨值图和实时水位图的显示，并根据预警值进行警报，可以为水利调度提供可靠的参考依据。》水雨情数据采集系统还预留了水利局和三防办等相关部门的接口，以此实现数据信息的共享。5.2现代水利自动化系统5.监控中心系统的设计∞大坝安全监测系统》系统能进行渗流量、工情信息以及关键断面的浸润线的自动监测，渗流量和浸润线可以反映坝坡的稳定性；》工情信息主要包括基本工情与险情信息，基本工情包括水利设施、堤防工程以及闸坝的运行状况，险情信息包括防洪工程出现的裂缝、决堤以及渗漏等状况。》大坝安全监测系统的设计包括以下几个要点：（1）渗压观测点的设置，技术人员需要在主坝进行3组观测点的设置，分别负责不同土层堤基的观测，并将观测的数据进行分析与存储。（2）渗流量的监测，当大坝出现首次蓄水的时候，大坝安全监测系统就会进行渗流量的观测，并实时记录观测的数据。（3）输水计量的观测，技术人员需要在灌溉渠的出口位置进行输水流量观测点的设置。5.2现代水利自动化系统监控中心系统的设计∞闸门监控系统该系统主要是通过触发PLV输入模块或者输出模块实现电机开关的控制，并根据现地采集单元的开度数据进行水利设施闸门的远程操控。工作人员可以根据水雨情数据采集系统和大坝安全监测系统获取的数据进行调度决策，对闸门进行自动化管理。闸门监控系统主要进行电压、电流、水利工程闸位以及闸门状态的监测，对闸门的控制指令由上位机发送给可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）模块。5.2现代水利自动化系统监控中心系统的设计∞视频监控系统该系统能够对水利设施附近、主坝前后和溢洪道等区域实施监测，通过实施视频图像采集系统，将区域的实时状况传输到监控中心单元以及水利工程的其余管理部门，实现水利工程的远程监视。该系统主要通过低照度摄像机进行区域的监视，并将实时视频图像信息与硬盘录像机相连接，存储在图像信息数据库中。5.2现代水利自动化系统监控中心系统的设计∞通信网络系统的设计通信网络系统属于分布式网络系统，通信网络系统应用星型拓扑进行连接，并应用多模光纤进行现地采集设备的连接。具体的连接方式如下：》现地控制单元中的两个PLC控制点通过单模光缆与监控中心单元进行连接；》现场信号通过4~20mA信号以及开关量和PLC进行连接，还能够通过RS485通讯实现连接；》现场渗压信号主要应用信号电缆进行现地采集单元的连接；》视频监视单元通过单模光缆进行监控中心单元的连接，摄像机和视频光端机之间的连接通过同轴光缆实现。5.2现代水利自动化系统监控中心系统的设计∞防雷避雷系统的设计水利设施大都安装在偏远空旷区域，很容易受到雷击，汛期又是雷电频发时期。系统通过内外结合的模式进行防雷避雷系统的设计，在系统内部通过浮空措施、屏蔽技术以及光电隔离手段实现防雷；在系统外部增设避雷装置以及地网，实现系统的避雷。技术人员可以通过电缆埋地实现供电电源的保护；在信号线的两端安装信号防雷器，并使信号线的一端接地，另一端浮空，实现数据信号线的保护。5.2现代水利自动化系统监控中心系统的设计∞水利综合业务管理系统的设计水利管理部门为实时了解水利设施的工作状况，对水利设施进行远程管控，水利自动化系统就需要在水利设施和水利管理部门之间构建专用的通信链路。一般来说，成熟的Internet网络能够作为两者的通信链路，技术人员可以通过2M专线方式将Internet公网（拥有公网固定的IP地址）连接到水利设施的管理中心，通过水利管理部门授权的客户机可以进行固定IP地址的访问，以此实现远程监控。考虑到有些水利管理部门和水利设施的距离比较远，而且有些水利管理部门的网络条件较差，技术人员可以应用无线数据收发设备及相关软件，使用GPRS网络作为两者的通信链路。5.2现代水利自动化系统项目1水利工程管理的基本认识—任务1.2水利工程管理现代化

水利工程管理目录1324水利工程管理现代化的含义与特征水利工程管理现代化的目标任务水利工程管理现代化的规范管理核水利工程管理现代化的管理体制5水利工程管理现代化的管理信息化水利工程管理现代化的管理信息化05∞水源分布查询模块水源分布查询模块采用动态交互式查询网页，集数据维护、数据查询、远程服务于一体，是一个多功能、高效率的综合性查询系统，能够实现区域内村镇水利信息资源共享，提高基层水利管理工作的时效性和服务水平。5.3村镇水利工程数字化管理系统1.系统模块∞给水排水系统模块给水排水系统模块利用ArcGIS强大的空间数据分析能力，对于研究区域内的水源和水质，以及给水排水管线信息进行实时动态显示，加强对给排水设备的监管及改造，建立可靠、高效、节能的农村给排水系统。5.3村镇水利工程数字化管理系统∞农业节水系统模块农业节水系统模块利用ArcGIS和SQLServer的数据存储和查询功能，对研究区域的耕地排涝、抗旱、降渍等需求进行分析，并通过采集区域内的气温、日照、降水量等气象信息，进行统计分析后，实现对灌区用水的按需分配，构建新型农业节水体系。5.3村镇水利工程数字化管理系统∞水利相关服务模块水利相关服务模块隶属于数字村镇电子政务系统的一部分，通过加强农村水利工程管理体制改革，建立权责明确，管理规范的农村水利工程管理模式。实现统一管理与分级管理相结合，使之与道路系统、通讯系统、企业管理系统及其他相关系统，建立统筹协调、协同运作的关系，共同促进区域农村经济的快速发展，推进新农村建设事业的步伐。5.3村镇水利工程数字化管理系统2.系统技术∞3S集成技术》3S集成技术是将全球定位系统(GPS)、航空航天遥感(ＲS)技术和地理信息系统(GIS)三项技术根据应用需要，有机地组合成一体化的、功能更强大的新型系统。》数字村镇水利工程管理系统，主要是运用ＲS和GIS集成技术，通过采集覆盖全示范区的数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字线划图(DLG)及相应的元数据从中提取出示范区给排水管线、道路分布等数字线化信息，》采用GIS强大的数据处理和空间分析功能，建立起集数据录入、存储、查询和决策于一体的工程管理系统。5.3村镇水利工程数字化管理系统∞数据融合技术》建立地理信息系统数据库，必须依靠大量的基础地理空间数据。数据融合