对广西廖坊灌区水资源利用的思考

对广西廖坊灌区水资源利用的思考

灌溉节水信息建设是节水信息建设的重要内容之一。根据《全国水利发展“十一五”计划和2010年规划》、《全国水利信息化规划纲要》和《全国大型灌区续建配套与节水改造规划》所确定的目标,廖坊灌区结合江西省大型灌区信息化建设与管理现状,按照“科学规划、分步实施、因地制宜、先进适用、高效可靠”的原则,以需求为导向,长远目标与近期目标相结合,做到合理调度和优化各个断面的供水量,协调工农业生产用水和城市用水的关系,从而达到节水灌溉以及水资源的合理配置,最终实现廖坊灌区管理的现代化。1反应农田灌草的重要性廖坊灌区是江西省大型灌区,也是水利部纳入全国大型灌区续建配套与节水改造规划的重点灌区,推进灌区信息化建设,依靠信息化技术,充分发挥廖坊水库有限水资源的利用效率,缓解下游水资源供需矛盾是一项重要的任务。廖坊水利枢纽工程位于江西省临川市抚河干流中游,是我省第二大河流——抚河治理开发的关键性工程。廖坊灌区工程是廖坊水利枢纽工程的重要组成部分,开发任务是为廖坊水库下游两岸灌区提供农业灌溉用水和为抚州市工业开发区、东乡县城市工业、生活供水,灌区范围涉及临川、东乡、金溪三县(区)和金巢经济开发区的25个乡镇61万人口,控制灌溉面积33520hm2,属大(二)型灌区。该工程以抚河为界,分东西两岸灌区。2建设水利、施工队伍和人才队伍相对薄弱目前,江西省水利信息化建设的重点是:全省重点防洪区的防汛调度指挥、水情信息系统以及大型水库、病险水库的水文自动测报系统。江西省大型灌区信息化发展尚处于起步阶段,因此,当前灌区信息化建设还普遍存在着以下几个问题:(1)水利信息化投入不足,基础设施十分薄弱。全省各灌区的水量调度仍以人工作业为主,科学性、合理性和时效性差,不能满足灌区现代化管理的需要,特别不能适应大型灌区水量调配的需要。(2)尚未形成水利公用信息平台,急需建立规范的数据库系统。水利信息的规范化和标准化工作滞后,缺乏公共信息化网络基础平台和适应于全局性管理的数据系统。现有的数据库结构不规范,数据格式不统一,急需进行优化调整。(3)信息化技术人才队伍不健全,管理水平相对落后。缺乏必要的信息化高级技术人才,现职管理队伍的信息化业务水平普遍偏低,而且从认识水平、思想观念、管理方法、制度建设以及职工信息化素质与操作技能等方面,还远不能胜任灌区信息化建设与应用的要求。面对上述存在的问题,为加快廖坊灌区信息化建设步伐,保证廖坊灌区产生良好的社会效益、经济效益和生态效益,将所涉及到的分析、调度、管理、通信等方面纳入统一管理之中,最终达到水资源的合理调配和优化利用,因此,在廖坊灌区建设信息化系统是非常必要的。3与校区站的信息实现及验证廖坊灌区信息化系统由1个中心站、3个分中心站、33个遥测站组成,系统涉及到水位、流量、雨量、典型蒸发量等信息监测采集系统、闸门监控系统、信息传输和计算机网络系统、数据库系统、地理信息平台(GIS)的综合查询系统、水费征收管理系统等众多方面。遥测站根据数据采集终端设置和中心站或分中心站下达的指令,定时采集和存贮水位、雨量、蒸发量、闸位等信息,并通过GPRS信道自动发送到中心站,中心站对数据进行存储、统计、报表和过程分析,对廖坊灌区需水量及水库来水量进行预测,形成全灌区的水资源优化分配调度方案,以各种图表形式显示,并可对闸门实现远程控制。此外,还能对边山渠系的洪水流量进行预测,以保证灌溉渠道的防洪安全。分中心站和中心站之间构成局域网,按照“统一调度,分级执行”的原则,分中心站可与中心站共享其管辖范围内遥测站的信息资源,并对其进行管理和控制。此外,中心站可就近与廖坊水利枢纽水情及水资源信息系统互连,并作为一个子系统纳入江西省和抚州市水利信息系统。信息化系统建成后,为管辖范围内各区域的灌溉需水量和闸门放水量提供指导性意见和调度决策,并通过遥测流量数据进行监督,以提高灌溉管理水平,降低供用水成本,增加用水透明度,真正体现公开、公平、公正,为水费收缴提供技术保障。4系统网络连接4.1通信方式形式选择目前,国内灌区信息化系统的通信方式主要有超短波通信、卫星通信、PSTN电话拨号、GSM短信、GPRS和CDMA等。各种通信方式均有其优缺点,结合廖坊灌区的实际情况以及通讯技术要求,采用GPRS为主要通讯方式,系统预留GSM短信通讯能力。系统网络拓扑图见图1。4.2基于召测命令的数据读取系统采用自报式、查询—应答式兼容的混合式工作体制。一般情况下,遥测站采用自报或自报——确认方式主动向中心站发送数据,当中心站需要了解某个遥测站的当前数据时,可发送召测命令,将遥测站唤醒并采集遥测站最新的数据。中心站需要读取遥测站内存贮的自记数据时,可先将遥测站唤醒,然后发送读取自记命令,读取遥测站某一段时间内的自记数据。系统总体数据流程图见图2。5软件系统5.1建立植物和灌溉过程的信息管理体系灌区信息采集监测软件是为了全面反映灌区的动态水情,从而为辅助决策和最终实现动态配水提供可靠依据。该系统基于“数字水利”的指导思想,采用先进的GIS技术和计算机网络技术,主要实现系统设置、设备管理、数据采集、数据维护、报表打印、图形绘制、运行管理、系统管理和故障报警等功能。此外,农作物生长信息和边山渠系防洪信息还应纳入本系统管理。(1)农作物生长信息管理。灌溉管理是灌区信息化建设的主要内容,灌溉管理必须以雨水情为基础,通过模型计算,并根据种植农作物的情况才能计算出土壤所需的供水量,制定农田供水方案,合理的进行配水调度,保证农业生产的用水。廖坊灌区主要农作物为水稻,另有少量大豆、杂粮、油菜等旱作物。水稻的耗水量远大于旱作物,因此本灌区的灌溉需水量以水稻作物为主。廖坊灌区的水稻田将采用先进的间歇灌溉制度。初期可参考赣抚平原灌溉试验站资料,将遥测蒸发量折算为叶面蒸发和田间蒸发量,再根据灌区内不同土质的田间渗漏量和各生长期要求的灌水深度以及遥测降雨量数据,就可以演算出生长期内的灌水次数,以及每次的灌水定额(m3/hm2);再按照预定的轮灌计划,测算出干、支渠各控制断面上应有的灌溉流量和供水历时。以上测算的结果,应与实测资料进行对照,不断积累经验,提高预测精度。(2)边山渠系防洪信息管理。廖坊灌区范围属于江西省暴雨中心之一。根据遥测雨量数据或气象预报,预测边山干、支渠系每段的洪水流量,以便加强对泄洪闸门的管理,保证灌溉渠道的防洪安全。5.2管理系统总体结构水费是灌区经济收入的一项重要来源,规范水费征收体系,建立完善的计算机水费征收系统,是灌区管理局对农户用水、交费情况实施管理的一种有效手段。根据廖坊灌区用水收费管理的具体特点,对灌区水费结算和统计的整个业务流程进行信息化管理,其内容包括对农户在结算期内的用水数据进行计算机统计处理,会同管理局的水价进行农户水费结算,并依据其结算信息进行收费管理,同时对所收取水费进行分级分类管理。根据具体的收费业务流程和结算管理对象的不同,本系统分为中心站子系统和分中心站子系统两个部分,结构如图3。中心站子系统通过对灌区灌溉用水的业务数据对各分中心站进行分类水费统计和水费结算处理;分中心站子系统根据各用水农户的具体用水情况直接对各用水农户进行水量统计和水费结算处理。5.3信息集成及管理者管理灌区各测控站分布在不同地区,各种信息比较分散,将GIS技术引入灌区管理将使灌区的供/需水、来水量、工程分布等数据的显示更加直观化。地理信息系统把灌区内与灌溉相关信息,按照统一的数据规则,集成到统一的地理信息平台上,从而实现灌区内与灌溉相关的各种信息的统一管理。管理者既能够通过图形宏观地了解和把握灌区的总体情况,又能通过各种快捷的查询手段了解各种非图形因素的情况,使管理者可获得的信息量成倍地提高,促进灌区管理水平的现代化。开发基于GIS的灌区管理信息系统,其主要目的是替代人工对灌区的水源情况、灌溉情况以及灌区的其它信息进行管理,系统软件结构如图4。6建立现代化的种植管理系统廖坊灌区信息化系统建成后