T-CIDA 0026-2024 现代化数字灌区建设技术指南

ICS17.120.20CCSA50T／CIDA0026—2024现代化数字灌区建设技术指南Technicalguidelinefortheconstructionofmoderndigitalirrigationdistrict2024-04-25发布2024-07-25实施中国灌区协会发布I中国灌区协会团体标准发布公告2024年第04号（总第14号）根据《中国灌区协会团体标准管理办法》规定，经中国灌区协会第六届常务理事会第十一次会议表决通过，现发布以下标准：序号标准名称标准编号发布日期实施日期1平原区农田灌排两用渠道工程技术规程T／CIDA0024—20242大中型灌区量测控设施整体规划技术指南T／CIDA0025—20243现代化数字灌区建设技术指南T／CIDA0026—2024现予公告。中国灌区协会2024年4月25日T／CIDA0026—2024前言 V1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14建设原则与总体要求 34.1建设原则 34.2总体要求 45主体功能及主要应用结构体系 45.1主体功能结构体系 45.2主要应用结构体系 66灌区建模体系建设 76.1一般要求 76.2灌区数据类别 76.3数据存储与共享 77立体感知体系建设 87.1一般要求 87.2水雨情信息监测 87.3工情信息监测 87.4农情信息监测 97.5水质与气象信息监测 98精准控制体系建设 98.1一般要求 98.2现地控制系统 98.3中心控制系统 99信息传输体系建设 1091一般要求 109.2通信方式及适应性 1093灌区通信需求及组网方式选择 1110管理调度体系建设 11101一般要求 1110.2水利专业模型构建12103现地环境监测分析模型构建 12104灌区输配水可视化模型构建 1210.5水管理调度规则及历史场景复现知识库构建 12106主要业务应用模块构建 1311支撑保障体系建设 13111应用支撑平台构建 1311.2统一认证体系构建 13ⅢT／CIDA0026—202411.3通信网络构建 1311.4计算存储能力构建 1411.5调度中心构建 1412安全保障体系建设 1412.1网络安全体系构建 1412.2网络安全运营制度构建 1412.3网络安全责任制度构建 1412.4网络安全预警体系构建 1412.5数据存储访问安全体系构建 1512.6计算机病毒风险管控制度构建 1512.7日常巡检管理制度构建 15ⅣVT／CIDA0026—2024本文件按照GB／T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由中国灌溉排水发展中心提出。本文件由中国灌区协会归口。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件起草单位：中国灌溉排水发展中心、中科水研科技股份有限公司、国家水资源计量装备产业计量测试中心、浙江省水利河口研究院（浙江省海洋规划设计研究院）、宁夏水发集团有限公司、中国水利水电科学研究院、北京润华农水科技开发有限公司、湖北省水利水电科学研究院、天津农学院、北京中水国丰水务有限责任公司、山东滨州引黄灌溉服务中心、湖北荆门郑家湾泵站灌区、山西运城元上灌区。本文件主要起草人：谢崇宝、白静、张武雄、郝振刚、郑世宗、顾耀民、张宝忠、荣光、武前明、刘春、张闻敏、刘俊秋、吴彩丽、刘洪玲、刘路广、刘金轲、夏康平、雷杰、史立红、罗陶露、王博、许晖、王云辉、黄斌。本文件为首次发布。1T／CIDA0026—2024现代化数字灌区建设技术指南1范围本文件规定了现代化数字灌区建设的术语和定义、主体功能及主要应用结构体系、灌区识别体系、立体感知体系、精准控制体系、信息交互体系、管理调度体系、支撑保障体系、安全保障体系等技术要求。本文件适用于现代化数字灌区的规划设计与建设管理。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB／T21303灌溉渠道系统量水规范GB／T22240信息安全技术网络安全等级保护定级指南GB／T28181公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求GB／T28418土壤水分（墒情）监测仪器基本技术条件GB／T28714取水计量技术导则GB／T39786信息安全技术信息系统密码应用基本要求GB50395视频安防监控系统工程设计规范SL21降水量观测规范SL／T323实时雨水情数据库表结构与标识符SL／T364土壤墒情监测规范SL／T380水资源监控管理数据库表结构及标识符标准SL／T427水资源监测数据传输规约SL／T515水利视频监视系统技术规范SL651水文监测数据通信规约SL／T715水利信息系统运行维护规范SL／T768水闸安全监测技术规范SL／T803水利网络安全保护技术规范SL／T809水利对象基础数据库表结构及标识符3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1灌区信息化irrigationdistrictinformatization充分利用现代传感技术和通信技术进行灌区数据的获取、存储、处理和传递，是全面提高灌区数据采集准确性、传输及时性和利用有效性的过程，是提高灌区管理水平和服务效能的有效方式。3.2灌区用水量测控irrigationwatermeasurementandcontrol灌区量水、测水、控水和测控一体化设备与设施等对渠系水流所施加的水量监测或水流控制行为。量水是采用标准器对待测量对象的比较过程，测水是采用感应器对待测量对象的监测过程，控水2T／CIDA0026—2024是采用执行器对被控对象的调控过程，测控一体化是采用控制器对被控对象的监测与调控过程。3.3水资源计量装备waterresourcesmetrologicalequipment对地表水或地下水的体积或流动过程进行计量的装置，它包括单独的或连同辅助设备一起用以测量的器具，利用该装置可获得水位、流速、流量或水量的计量，以满足水资源精细化管理要求。3.4灌区建模体系irrigationdistrictmathematicalmodelingsystem综合利用遥测遥感、地理信息系统、全球定位系统、数字摄影等现代技术并结合传统手段对灌区的地形地貌、基础设施、自然资源、生态环境、人文景观、社会经济等各种信息进行数字化采集、传输与存储，通过多源信息融合与挖掘，实现计算机对物理灌区全要素主要特征的定量化和可视化表达。3.5立体感知体系stereoscopicperceptionsystem综合利用卫星遥感、无人机、地面监测站、视频监测、数字摄影等手段对水情、工情、农情、气象、水质、形变等信息进行采集与传输，建成贯穿灌区“蓄水、引水、提水、输水、配水、用水、耗水、控水、排水”等水流全过程，空天地全覆盖、点线面全协同、工情农情水情全贯通的纵横交错信息获得与处理系统，实现计算机对物理灌区建管运行全过程动态变化的定量化和可视化表达。3.6精准控制体系precisecontrolsystem综合利用计算机、云计算、传感器、物联网、数据通信、数学模型等技术，根据灌区决策调度方案，对灌区闸门、泵站、节制阀门等水流控制设备设施以及灌区现场环境安全预警设备设施，依据量化的规则或指令进行远程目标控制或自动化闭环控制。3.7信息传输体系informationexchangesystem综合利用有线电缆、光纤电缆、微波、超短波、蜂窝移动通信、无线局域网、卫星通信、红外通信、蓝牙低功耗、射频识别、车联网、光通信、星链通信等有线或无线通信技术进行快捷准确的信息传输，构建灌区不同设备设施、不同管理部门、不同信息单元之间信息传递、共享与交互的高效网络。3.8管理调度体系dispatchmanagementsystem综合利用计算机、云计算、数据库、封装控件、编程语言、数学模型、水利知识等工具，开发灌区来水预报、需水预测、水资源配置、输配水调度、作物高效用水、水旱灾害防御等内核业务支撑应用，构建灌区组织管理、安全管理、工程管理、农业节水与供用水管理、信息化管理、经济管理、泵站管理、公共服务等管理业务交互应用，内外结合，迭代升级，形成的灌区高效用水信息管理系统。3.9灌溉现代化irrigationmodernization通过技术设施革新和体制机制改革，不断提高灌溉供水服务的安全性、公平性、可靠性和灵活性水平，不断提高灌区劳动力资源和水资源的利用效率和效益，持续保障灌区节水省工增效的过程。3.10灌区供水安全性irrigationwatersupplysecurity灌溉系统不会因为灌溉行为而发生事故的能力，重点表征正常灌溉活动不会中断，也不会造成人员财产损失或环境损坏的抗风险水平，主要评价灌区范围内与灌溉相关的生命安全、工程安全、水质安全和生态安全等安全保障措施是否会因为灌溉行为而面临现实的威胁或未来的潜在风险。3T／CIDA0026—20243.11灌区供水公平性irrigationwatersupplyequity灌溉系统同时满足上下游左右岸不同区域用水需求的能力，重点表征灌溉系统调度规则的合理性，主要评价灌区在规定的时间内同时满足各受水单元用水需求的差异程度。3.12灌区供水可靠性irrigationwatersupplyreliability灌溉系统在规定的时间内完成输送预期流量或水量的能力，重点表征灌溉系统完成输配水的精准性与及时性，主要评价灌区对各受水单元用水需求的保证程度或保证几率。3.13灌区供水灵活性irrigationwatersupplyflexibility灌溉系统对灌区供水与需水供求关系发生改变给予及时响应的能力，重点表征灌溉系统适应用水需求改变的能力，主要评价各受水单元需求的改变是否能够获得及时响应。3.14数字灌区digitalirrigationdistrict以物理灌区为单元，综合利用智能传感、物联网和大数据等现代信息技术，对物理灌区全要素进行数字化处理、网络化互联、可视化展现，构建反映物理灌区主要特征和重要特点的计算机能够识别处理的虚拟灌区，实现对物理灌区建设运行全过程的动态模拟仿真和先导预演预判，是提高灌区决策水平和服务效能的重要手段，是建设数字孪生灌区的重要基础。3.15现代化数字灌区moderndigitalirrigationdistrict以物理灌区为单元，综合利用数字化和网络化等现代技术，通过续建配套和数字赋能，构建设施完善、节水高效、管理科学、生态良好的灌区水资源优化配置体系，形成覆盖全灌区多要素多过程的数字化信息集成平台，动态模拟仿真灌区供水服务的安全性、公平性、可靠性和灵活性运行策略，先导预演预判灌区高效运行方案，有效提升灌区水资源和劳动力资源的利用效率和效益，它包括物理灌区的现代化和物理灌区的数字化协调发展相互促进过程，是一个技术不断进步的数字灌区动态推进过程，是一种与社会经济发展水平相适应的数字灌区渐进发展状态，是实现数字孪生灌区的重要发展阶段。4建设原则与总体要求4.1建设原则4.1.1应遵守系统梳理、整体布局原则。以提高灌区供水服务安全性、公平性、可靠性和灵活性为目标，以灌区水管理全要素和运行全过程为路径，系统梳理信息化基础设施，整合已建，统筹在建，规范新建，契合灌区数字化和网络化发展趋势，形成科学高效的水量配置量测控系统和智能调度系统。4.1.2应遵守需求牵引、应用至上原则。围绕灌区发展承载的主要功能需求，以提升灌区高效节水为目标，突出基础设施的现代化，突出业务流程的数字化，突出管理服务的实用化，赋能泵站节能降耗、多水源优化调度、骨干渠系水量输配、水价改革、水旱灾害防御等主要业务，完善相关功能，有效提升灌区服务乡村振兴战略的实际效能。4.1.3应遵守问题导向、提升能力原则。系统梳理不同阶段灌区信息化建设内容，规范评价相应技术设备及系统的使用效果及发展趋势，发现问题，在整体规划与总体布局约束下，分轻重缓急，避免重复，有序推进，通过共享共用，有效提升灌区信息化水平及服务国家粮食安全和水安全战略的保障能力。4T／CIDA0026—20244.1.4应遵守产信融合、数字赋能原则。因地制宜综合采用现代智能传感技术、现代通信技术、大数据、物联网、云计算等技术，通过节水产业与信息化有效融合，将各种信息转化为数字形式，实现信息的高效、精确和快速处理，提高信息的利用价值，通过数字赋能，有效提升灌区水资源利用效率和效益。4.1.5应遵守整体防护、安全可靠原则。按照法律法规和标准规范要求，构建安全可靠的信息网络安全体系，保证数据和信息的采集、传输、存储、处理等全过程安全。优先采用自主可控软件和硬件，强化安全认证体系，有效保证灌区建设运维数据安全和信息安全的可防可控。4.2总体要求4.2.1坚持灌区主体功能定位。重点围绕灌区粮食生产功能区和农产品生产保护区的功能定位，以全面提升灌区业务管理能力和供水服务能力为路径，有效提高灌区水资源利用效率和效益、增加农民收入和减轻劳动强度、改善农业生态环境和乡村宜居水环境、促进农村经济发展和乡村振兴为目标，完成现代化数字灌区主体功能需求分析。4.2.2坚持灌区主要业务协同发展。系统梳理从灌区来水、水源取水、渠系输配水、灌区用水、灌区排水等水流全过程，对灌区主要功能发挥有重大影响的关键因素与关键环节，有针对性地提出改进措施。协同提升灌区水源工程、泵站工程、输配水渠系工程、排水工程、田间工程、管理设施、量测控设施、信息化设施等功能，开发适配灌区水利专业模型，优化改革灌区管理体制与运行机制等。4.2.3坚持灌区业务流程数字化。开放共享创建灌区一张图，搭建既能共享又能扩展的现代化数字灌区主要业务应用体系。在灌区一张图上，实现分层展示水源、渠系、闸站、量测水设施、种植结构、村庄道路、居民点等各类信息；有效集成来水预报、需水预测、水资源配置、输配水调度、作物高效用水、水旱灾害防御等各类水利专业模型，可视化展示渠系水情及预警信息，有效支撑灌区组织管理、安全管理、工程管理、农业节水与供用水管理、信息化管理、经济管理、泵站管理、公共服务等交互业务应用。4.2.4坚持分类施策，有效提升灌排系统综合效能。提水灌区重点关注灌溉渠系工作制度与泵站经济运行的高效匹配。南方平原灌区重点关注骨干灌排渠道与有效减少面源污染的工作制度优化。北方平原灌区重点关注地表水与地下水联合调度及水土保持与盐碱化治理。南方圩区重点关注防洪排涝与渍害控制及水生态环境影响。山丘区灌区重点关注蓄引提长藤结瓜系统灌溉水量整体优化配置。4.2.5坚持数字赋能，提升灌区适水种植能力。考虑南北方灌区水资源和土地资源特点，利用数字赋能努力提升灌区水土资源与种植结构相适应能力。考虑山丘区、圩区与平原区自然地理水土条件差异，利用数字赋能努力提升灌溉方式与种植结构相适应能力。综合考虑灌区资源禀赋特征，利用数字赋能有效提升灌区适水种植能力。5主体功能及主要应用结构体系5.1主体功能结构体系5.1.1应依据灌区管理职责和服务需求及业务流程架构确立现代化数字灌区主要功能体系。5.1.2现代化数字灌区总体架构主要包括业务主体功能和运行保障功能两大部分。业务主体功能结构体系宜包括灌区建模、立体感知、精准控制、信息传输和管理调度5部分，运行保障功能体系应包括支撑保障体系和安全保障体系，如图1所示，各部分功能如下：a）灌区建模体系宜采用适当构建方法把物理灌区静态信息及历史数据等信息采集到计算机或云空间系统。b）立体感知体系宜采用适当传感技术将灌区实时信息及动态变化信息输入计算机系统。c）精准控制体系宜采用适当的控制技术对灌区对象或具有测控功能的设施进行现地或远程操控。5T／CIDA0026—2024灌区建模支撑保障灌区建模支撑保障体系安全保障体系管理调度管理调度立体感知精准控制立体感知图1现代化数字灌区总体架构与主体功能结构体系d）信息传输体系宜采用适当的通信技术完成灌区信息采集点及控制点与计算机之间的信息或命令上传与下达。e）管理调度体系宜采用适当的数学模型和业务知识模型，完成灌区水量配置、渠系输配水、用水统计、水价改革、灌区运维等功能。f）支撑保障体系应依据国家、水利及相关行业等标准规范，建设应用支撑平台、通信网络、计算存储、调度中心、运行制度等。g）安全保障体系应依据国家、水利及相关行业等标准规范，构建完善的网络安全管理体系、技术体系、运营体系和监督检查体系，加强数据安全保护，全面保障系统安全和数据安全。5.1.3宜将灌区渠系主要输配水网络作为现代化数字灌区建设核心内容和数字赋能的重点。渠系输配水网络向上和向下可以“节点”作为连接，向上连接“供给”，向下连接“配予”，如图2所示。农业用水过程农业用水过程斗渠河流来水过程工业用水过程干渠水库供水过程生活用水过程斗渠节点生态用水过程节点节点节点泵站提水过程支渠支渠干渠干渠节点节点节点节点图2灌区输配水网络“节点”概化图5.1.4灌区输配水网络“节点”构建方式如下：a）整个渠系输配水网络向上宜以河流断面或蓄水水库或提水泵站为“节点”，上连来水，下连渠系。河流断面“节点”可展开为流域降雨产汇流过程，或者上游水库联合调度过程，汇聚为河流水源供水流量过程。b）整个渠系输配水网络向下宜以斗口为“节点”，上连渠系，下连用水户。用水户包括农业用6T／CIDA0026—2024水户、工业用水户、生活用水户和生态用水户。c）灌区各类用水户的用水需求过程可以“节点”的流量过程来描述。其中，农业用水户“节点”可展开为面，连接种植结构、种植面积、作物生长模型、产量模型等，汇聚形成作物需水流量过程。其他工业或生活用水户可依据供水交接点水量需求计划汇聚为“需水流量过程”。5.2主要应用结构体系5.2.1应依据现代化数字灌区主体功能结构体系，建立完善的业务应用结构体系，构建高效共享一体化的应用平台，实现灌区业务管理与服务功能的有效提升。5.2.2应基于现代化数字灌区一张图，完善相关图层及要素，整合已建，统筹在建，规范新建，科学合理梳理提炼灌区主要业务应用模块。现代化数字灌区主要应用结构体系如图3所示。工程管理组织工程管理组织管理来水预报需水来水预报需水预测安全管理输配水调度泵站管理信息化管理输配水调度泵站管理信息化管理水资源配置数据库水资源配置数据库水旱灾害防御作物高效用水y水旱灾害防御作物高效用水y农业节水与供用水农业节水与供用水管理经济管理公共公共服务图3现代化数字灌区主要应用结构体系5.2.3应整合分类聚合各主要业务应用模块的组成单元。5.2.4主要应用结构体系可分两层构建，以数据库为核心载体，内部支撑层完成相关业务模型构建，外部交互层完成与用户的业务互动。5.2.5主要应用结构体系内部支撑层模块，宜包括来水预报、需水预测、水资源配置，输配水调度、作物高效用水和水旱灾害防御等模型开发与构建，实现现代化数字灌区动态模拟仿真和先导预演预判等功能的智能化管理。5.2.6主要应用结构体系外部交互层模块，宜包括组织管理、安全管理、工程管理、农业节水与供用水管理、信息化管理、经济管理、泵站管理、公共服务等应用模块开发与构建，实现现代化数字灌区供水服务“安全性、公平性、可靠性、灵活性”的高效化管理。5.2.7主要应用结构体系应处于支撑保障体系和安全保障体系的保护之下。应制定软硬件系统集成、设备安装运维、外部数据采集、内部应用集成等安全认证行为规范与管理规章。5.2.8现代化数字灌区建设主要应用结构体系应与主体功能结构体系相适应，其建设规划、设计、运维与迭代升级等各阶段应有效衔接，共享共用。7T／CIDA0026—20246灌区建模体系建设6.1一般要求6.1.1应在灌区一张图基础上深化灌区所涉及的模型库、知识库和业务应用等数据需求，汇聚、补充、修订、完善、丰富数字灌区建设相关数据。6.1.2应按照已有水利对象编码标准，统一技术体系，汇聚多源异构灌区数据资源，实现数据融合与共享。6.1.3宜采用现代信息技术和共享方式完成灌区建模体系构建。6.2灌区数据类别6.2.1灌区数据宜包括灌区基础数据、工情数据、水雨情数据、农情数据、多媒体数据、超文本数据和空间数据。6.2.2灌区数据监测应符合GB／T28418、SL21、SL／T323、SL／T364、SL／T809的规定。6.2.3灌区基础数据宜包括行政区划、用户属性、灌区边界、灌区气象数据、水文数据、灌溉水源、灌溉面积、灌溉制度、种植结构、管理机构、管理范围、灌排渠（管）系、渠系建筑物、量测控站点、信息化监测点、用户与渠系对应关系等各类数据。6.2.4工情数据宜包括渠系结构数据，渠系建筑物及关键渠道（高边坡或高填方段）结构数据，水工建筑物应力、裂缝、位移、沉降、渗漏等涉及工程安全数据及重要水工建筑物影像数据或BIM数据等。6.2.5水雨情数据宜包括灌区水位、流量、水质和降雨雪数据等历史记录。6.2.6农情数据宜包括土壤含水率、土壤温度、土壤盐分与养分、稻田水深、种植结构及播种面积、作物长势及病虫害等。6.2.7多媒体数据宜包括数字视频数据和数字音频数据。6.2.8超文本数据宜包括各种相关法律法规、标准规范、技术导则、业务规程、灌区档案、规章制度、通报简报、批复文件等。6.2.9空间数据宜包括基础地图类数据和空间数据体。基础地图类数据包括灌区基础电子地图、各类专题地图、遥感图等。空间数据体包括地理场景和地理实体，地理场景包括数字高程模型、数字表面模型、数字正射影像、倾斜摄影三维模型、激光点云等。地理实体包括基础地理实体、部件三维模型以及其他实体等。6.3数据存储与共享6.3.1应遵循国家、水利及行业相关标准要求，做好数据存储配置。6.3.2灌区基础数据、超文本数据、空间数据及水雨情、工情等数据应长期存储。6.3.3灌区多媒体数据及影像视频数据存储时长不应小于180d。6.3.4灌区地理空间数据L1级主要用于数字灌区一张图建模，关注灌区大尺度面上信息，主要来源于地理信息系统，精度应小于10m。6.3.5灌区地理空间数据L2级主要用于数字灌区水源、干渠、支渠等重点场景建模，关注灌区条线信息，主要来源于无人机遥感倾斜影像，精度应小于1m。6.3.6灌区地理空间数据L3级主要用于数字灌区的大坝、水闸、泵站等重要实体场景建模，关注灌区点上信息，主要来源于计算机辅助设计模型、建筑信息模型、数字扫描模型等，宜达到厘米级精度。6.3.7灌区时空数据应进行有效及有机的协调统一。灌区地理空间数据应按照数据精度和建设范围8T／CIDA0026—2024分级处理，高效发挥数据作用。6.3.8根据职责及权限，应满足灌区管理单位内部，灌区上下级单位、灌区同级间的数据共享和交换需求。6.3.9数据交换应遵循自内向外原则。只能由内部系统主动读取外部系统的数据，或向外部系统推送数据。外部系统不应透过网络安全防护设施直接读取内部系统的数据，或向内部系统写入数据。7立体感知体系建设7.1一般要求7.1.1灌区应建立完善的水量配置信息基础设施，宜按照空天地不同路径，共享交织，建立立体、透彻、全面的感知体系。7.1.2灌区宜按照水雨情信息、工情信息、农情信息、水质与气象信息等采集需要，进行有序的监测体系建设。7.1.3信息监测宜选择自动采集和自动传输方式完成，实现信息共享。7.1.4明渠流量监测应符合GB／T21303、GB／T28714的规定。7.1.5水资源监控管理数据库应符合SL／T380的规定。7.1.6水利视频监视系统应符合GB／T28181、GB50395和SL／T515的规定。7.2水雨情信息监测7.2.1应构建覆盖灌区全域的水情监测设施体系。灌区水源、干支斗渠取水口、节制闸、配水闸、退水闸等重要渠系建筑物关键节点、重要排水口、灌区用水管理单元分界点、其他需单独考核的用水单元等位置应因地制宜配置水位、流速或流量监测设施。7.2.2应优先共享雨情监测数据。当不具备共享条件时，宜根据国家、水利及行业相关标准构建覆盖灌区全域的雨情监测设施体系。7.2.3应动态监测水雨情数据。水雨情数据宜包括水位数据、流量数据和雨雪情数据。水位数据应包括水源水位、取水口水位、渠道水位、渠系建筑物关键节点水位、闸前闸后水位。流量数据包括水库出入库流量、河流取引水断面流量、灌区内渠（沟）道流量、输配水过闸流量、入渠山洪流量、渠道防洪能力（流量）、渠道排洪能力（流量）等。雨情数据应包括降雨雪历时、降雨雪强度和降雨雪量等。7.3工情信息监测7.3.1应构建覆盖灌区全域的视频监控体系。重要水源地、渡槽、倒虹吸、隧洞、溢洪堰、跌水、陡坡、箱涵、桥梁以及自动控制的闸、泵、阀等，通过人口密集区的渠段、险工险段险情易发地、重要管理区域及主要巡查道路交汇点等位置应配置视频监控系统，实现视频扑捉对象的智能识别和声光电预警。7.3.2应构建覆盖灌区全域的工程安全监测体系。根据渠系工程特点合理进行渠道监测区划，因地制宜选用视频监测、无人机巡测、卫星遥感成像、全站仪，全球定位系统、水准仪、经纬仪、地勘钻探、人工巡查等监测方式，布设环境变量、形变、沉降、渗流等监测设备，构建特定区域和特定建筑物运行安全的监测网络。7.3.3应构建覆盖灌区全域的泵站节能监测体系。根据水泵工作特性，合理确定泵站高效工作区域，因地制宜布设环境变量、温度湿度、电流电压、流速流量、前后池水位、噪声、振动、压力、涡流等监测传感器，及时跟踪调整高效运行区。9T／CIDA0026—20247.4农情信息监测7.4.1应优先共享墒情监测数据。当不具备共享条件时，宜根据国家、水利行业相关标准配置墒情监测站，进行土壤墒情监测，构建田间水分监测体系。宜结合土壤墒情监测实际数据，利用卫星遥感影像解译方法开展灌区尺度墒情监测。7.4.2应优先共享作物长势监测数据。当不具备共享条件时，宜根据国家、水利行业相关标准配置作物长势监测站，进行作物长势监测和种植结构监测。7.5水质与气象信息监测7.5.1应优先共享水质监测数据。当不具备共享条件时，宜在主要取水口、主要排水口、高污染风险区，以及有生活供水功能的重点区域、渠段布设水质自动监测设备，构建水质监测体系。7.5.2应优先共享气象监测数据。当不具备共享条件时，宜独立建立气象站，对影响灌区用水的降雨雪量、温度、相对湿度、大气压强、风速和太阳辐射等参数进行监测，构建气象监测体系。8精准控制体系建设8.1一般要求8.1.1灌区精准控制系统应包括泵站控制系统、渠系输配水闸门控制系统、管道输配水阀门控制系统、田间自动灌溉闸阀控制系统。8.1.2控制系统应配置远程控制终端（RTU）或可编程控制器（PLC应具备数据自动上报、故障自动报警等功能。应根据安全管理需要，配备安全网关设备，并采用安全可靠的通信传输方式。8.1.3自动控制设备应指定专门责任人负责运行和管理，发现异常情况及时处理。应储备必须的备品备件，保存环境应符合产品长期储存的规定条件。8.1.4自动控制系统可采用有线或无线方式，支持远程及现地控制。8.1.5水闸安全监测应符合SL／T768的规定。8.2现地控制系统8.2.1灌区精准控制对象宜包括泵站、引水闸门、输配水闸门、排水闸门、田间闸阀等。8.2.2渠系自动控制系统可根据系统下达的指令，精准实现水泵启停、水泵转速调节、闸门启闭、闸门开度调节、机井流量控制、机井水位控制、阀门启闭、阀门角度调节、阀门流量调节等整体目标功能。8.2.3泵站自动控制系统宜包括压力、振动、温度、湿度、流量、泵站进出水池水位和电气设备运行参数等监测设备。可根据系统下达的指令，精准实现水泵启停及变频控制。8.2.4闸门自动控制宜包括闸门开度、闸前及闸后水位、闸门上下限位、上游及下游水位、动力电源电压与电流、环境视频等监测设备。可根据系统下达的指令，精准实现开度调节和启闭时间控制。8.2.5机井灌溉自动控制系统监测设备宜包括控制柜、变频柜、射频卡、流量计（水表）、水位计等。可根据系统下达的指令，精准实现水量控制、电量控制、水位控制、流量控制。8.2.6田间闸阀自动控制系统监测设备宜包括电动或电磁阀门、加压泵、流量计、控制器等。可根据系统下达的指令，精准实现田间灌溉系统加压、阀门启闭、水肥药精准调配等控制。8.2.7自动监测设备宜输出数字信号。8.2.8泵站自动控制系统及重要闸站自动控制应采用双备份通信设备。8.3中心控制系统8.3.1中心控制系统宜根据现实需求和效益最大化目标，选择采用集中控制系统，分布式控制系统10T／CIDA0026—2024或现地控制系统。8.3.2复杂系统宜采用组合模式，应赋予各系统不同的优先控制权限，现地控制为最高优先级。9信息传输体系建设9.1一般要求9.1.1应保障灌区通信网络的互联互通，为灌区数据、语音、图像、视频等信息提供及时、准确、可靠的传输。9.1.2通信网络信息系统安全、网络存储安全技术要求、软硬件日常安全管理应按照国家、水利及相关行业规范要求执行，应定期开展网络安全风险评估和检查工作。9.1.3物联网数据传输安全及物联网感知终端应用安全应符合国家、水利及相关行业规范要求。9.1.4应定期对关键业务数据进行备份，实现重要数据备份与恢复。9.1.5水资源监测数据传输应符合SL／T427的规定。9.1.6水文监测数据通信应符合SL651的规定。9.2通信方式及适应性9.2.1蜂窝通信技术满足下列要求：a）4G通信，在20MHz带宽下，支持的最大传输速率为下行100Mbit／s和上行50Mbit／s，覆盖较好，宜用于需要标清视频传输场景。b）5G通信，在100MHz带宽下，支持的最大传输速率为下行1000Mbit／s和上行500Mbit／s，城市覆盖较好，乡村较差，宜用于需要高清视频传输场景。9.2.2蜂窝物联网通信技术符合下列规定：a）NBIOT，在带宽为180kHz下，支持的传输速率为160~250kbit／s，宜用于低功耗低频数据传输场景。b）LTECat.1，在带宽为20MHz下，支持的最大传输速率为上行5Mbit／s和下行10Mbit／s，宜用于低速数据传输和M2M通信等场景，如穿戴式设备、智能家居、工业传感器、水文水利的检测、港口物流跟踪和远程监控等。150Mbit／s，宜用于高速视频监控、车联网、智能电网、视频安防、商显设备和视频直播设备等场景。9.2.3非蜂窝物联网通信技术符合下列规定：a）LORA，窄带物联网技术，工作于ISM频段，传输速率从几百比特每秒到几万比特每秒，用户自建通信网络，自行维护基站，无需向移动运营商交资费，宜用于智慧农业、智慧物流、工业物联网和智能家居等场景。b）zeta，支持的数据传输速率为100bit／s~50kbit／s，宜用于物流、工业、建筑、农业、智慧城市等场景，用户需要自建通信网络，后期无需向移动运营商交通资信费。9.2.4短距离通信技术满足下列要求：a）蓝牙，商业通信的蓝牙传输距离为80~100m，个人通信的蓝牙传输距离为8~30m，蓝牙1.2最高传输速度为721kbit／s，蓝牙2.0最高速度为2.1Mbit／s，蓝牙2.1最高传输速率为3Mbit／s，蓝牙3.0和4.0的最高传输速率为24Mbit／s，宜用于手机、智能家居和可穿戴设备等场景。b）wiFi，传输距离在室内环境下为30~100m，在室外环境可以达到150~400m，支持的数据传输速率为10~300Mbit／s，宜用于智能家居、智慧公交、地铁、公园等场景。11T／CIDA0026—2024c）zigBee，一种多跳自组网技术，工作频段为2.4GHz（全球）、868MHz（欧洲）和915MHz（美国）3个频段上，支持的最高传输速率分别为250kbit／s、20kbit／s和40kbit／s，传输范围为10~75m，宜用于多个无线节点组网场景，比如工业汽车、农业、医疗、智能家居等。9.2.5微波通信技术，传输速率一般在几十到几百兆比特每秒之间，传输距离一般在几十公里到几百公里之间，宜用于百公里以内光纤布设困难，但需高速率的传输场景，对供电系统有严格要求。9.2.6光纤通信，支持的数据传输速率可达数千兆比特每秒或以上，常用包括10Gbit／s、40Gbit／s和100Gbit／s光纤通信网络，宜用于控制网、业务网等骨干网络的传输场景。9.2.7卫星通信技术符合下列规定：a）中国卫通（天通1号卫星支持的传输速率为1.2~384kbit／s，宜用于应急指挥场景，以语音与图片传输为主。b）北斗短报文，利用北斗导航卫星电文传输系统进行数据传输，支持的传输速率可达2kbit／s，宜用于低频数据传输场景。c）中星26号，通信容量可达100Gbit／s，能满足百万个用户终端同时使用，最高通信速率可达450Mbit／s，宜用于应急指挥场景，可支持视频传输。d）低轨卫星星座通信，低轨宽带互联网卫星工作频段较高（c、Ku、Ka等带宽较大，传输速率较高，宜用于没有地面网覆盖区域用户的高速传输需求。低轨窄带物联网卫星工作频段较低（UHF／VHF、L、S带宽一般不超过1MHz，传输速率在几千比特每秒，宜用于卫星移动通信和卫星物联网应用，覆盖没有地面网区域的数据采集、远程控制、卫星电话等应用。9.3灌区通信需求及组网方式选择9.3.1灌区传输信息包括水雨情信息、工情信息、农情信息，视频信息、音频信息、图像信息、量测控设备控制指令、闸门控制指令、泵站控制指令等实时信息。9.3.2应根据灌区数字化建设的目标与内容合理建设不同类型信息站点，终端设备的数据通信规约应按规定执行。应合理确定现地站与现地站、现地站与区域分中心、现地站与中心、分中心与中心之间的信息交互方式。9.3.3通信组网方式宜采用公共有线通信网络或光纤通信网络，也可选用稳定的4G和5G网络、卫星通信网络、星链通信网络等无线通信网络。通信链路带宽及速率应进行技术经济比较确定，以满足传输需求为原则。9.3.4灌区宜自建或租用运营商通信网络，接入上级水行政主管部门的水利专网，实现与上级水行政主管部门的信息共享及基础数据联动更新。9.3.5需要实施自动或远程控制的泵站、取水闸、节制闸、分水闸、配水闸、泄洪闸、阀门等，应采用控制专网。对于涉及安全的关键节点，宜同步建设应急通信网。10管理调度体系建设10.1一般要求10.1.1应结合灌区实际，建立并完善灌区管理决策支持系统及运行维护体系。10.1.2管理调度体系应以来水预报模型、需水预测模型、水资源配置模型、输配水调度模型、作物高效用水模型、水旱灾害防御模型和短期天气预报及土壤墒情监测数据为支撑，通过全渠系全程量测控系统，实现灌区用水实时远程控制和灌区水资源优化配置。10.1.3应依托或共享水利部门已有的应用支撑平台，完成主要业务应用功能扩展与完善。开发灌区组织管理、安全管理、工程管理、农业节水和供用水管理、经济管理、泵站管理、信息化管理、公共12T／CIDA0026—2024服务、灌区一张图等主要业务应用模块。10.1.4各业务模块应根植于灌区一张图，共享数据库，实现一数一源。10.2水利专业模型构建10.2.1来水预报模型宜包括灌区集水区域降雨预报模型、产汇流预报模型、河流取引水断面水位流量过程预报模型、提水泵站水源水位流量过程预报模型等。10.2.2需水预测模型宜包括作物需耗水及农业用水预测模型、城镇生活供水预测模型、农村供水预测模型、工业需水预测模型、生态需水预测模型等。10.2.3水资源配置模型宜包括灌区内蓄水设施水量动态变化模型、过境水可供水量分析模型、区域不同用水户水量配置多目标优化模型等。10.2.4输配水调度模型宜包括渠系输配水水流过程模拟仿真模型、灌区量测控设备集群联合调度模型、输配水调度预案自动生成模型等。10.2.5作物高效用水模型宜包括作物生长模型、稻田灌溉水平衡模型、旱地地面灌溉水流推进模型、地面灌溉土壤入渗水分运动模型、喷灌水分运移模型、微灌水分运移模型、田间排水模型、田间作物高效用水适配模型等。10.2.6水旱灾害防御模型宜包括灌区范围内暴雨径流预报模型、洪水预报模型、区域干旱预报模型、寒冷地区骨干渠道沿线冰凌预报模型、水污染应急调度模型、水土流失应急治理模型。10.3现地环境监测分析模型构建10.3.1宜充分利用机器深度学习模型、模式识别模型及大数据物联网技术等方法，构建下列现地环境监测分析模型：a）灌区水域岸线异常状态智能识别模型，自动识别灌区及河道岸边乱占、乱建、乱采、乱堆等状况。b）灌区水域水面异常状态智能识别模型，自动识别灌区及渠系水面漂浮物、水体颜色等状况。c）灌区地形地貌植被异常状态智能识别模型，自动识别地质灾害、水土流失等状况。d）灌区渠系建筑物及设施设备运行状态智能识别模型，自动识别违规入侵、闸门启闭、设备运行异常等状况。e）灌区作物产量发展态势智能识别模型，自动识别灌溉面积、农作物长势、病虫害等状况。10.3.2宜依据相应智能识别模型及结果，开发声、光、电等多功能预警模型，及时干预，减少损失，增加收益。10.4灌区输配水可视化模型构建10.4.1灌区输配水可视化模型构建对象宜包括水源工程、提水泵站、输配水渠系、重要渠系建筑物、量测控设施设备、重要排水工程等。10.4.2宜依托灌区立体感知数据、水利专业模型、智能识别模型，构建灌区数字泵站、数字水源工程、数字渠系建筑物、数字输配水渠系、数字机电设备、数字量测控设施设备等可视化模型，满足水流模拟仿真和供水服务业务管理需要。10.5水管理调度规则及历史场景复现知识库构建10.5.1应结合灌区供用水管理业务特点，构建灌区业务规则知识、历史场景知识和调度方案知识等，形成灌区调度大数据，逐步累积数据样本，实现支撑相似场景的快速查找匹配，支撑预案预演模拟。10.5.2灌区业务规则知识宜包括水资源调配、灌溉制度拟定、渠系水量调度、安全运行监控等业务13T／CIDA0026—2024调度规则。10.5.3历史场景知识宜包括水资源配置、输配水调度、水旱灾害防御、应急事件等历史场景特征、处置过程、处置成效、处置经验等内容。10.5.4调度方案知识宜结合灌区供用水调度相关制度、规程及专家经验等知识，构建灌区多业务联合调度方案，并根据实施效果进行方案知识的动态更新与融合。10.6主要业务应用模块构建10.6.1组织管理模块宜包括岗位设置与人员配置、灌区管理体制机制制度、人才队伍建设、水文化建设、法律法规安全教育等子模块。10.6.2工程管理模块宜包括工程规划计划与建设管理、工程运行维护管理、灌区工程档案管理等子模块。10.6.3安全管理模块宜包括安全生产管理体系、应急响应安全、灌区防汛抗旱、重要险工险段事故应急、设施设备检修检测、安全事项警告警示、工程巡检巡查等子模块。10.6.4泵站管理模块宜包括泵站工程规划计划与建设管理、泵站工程日常维修检修管理、泵站工程数字化、泵及泵站工程节能降耗经济评价等子模块。10.6.5信息化管理模块宜包括信息化平台建设与应用、自动化监测与预警、网络安全预警管理、视频监控管理等子模块，实现数据远程可测、可传、可储存、设备远程可控、可视的目标。10.6.6农业节水与供用水管理模块宜包括用水计量、用水控制、用水统计、量测控设施运维、灌区引水、用水与供水计划、灌溉试验、节水技术推广、用水效率与效益评价等子模块。10.6.7经济管理模块宜包括农业水价综合改革、水费征收、灌区财务管理和资产管理、灌区人员基本支出、灌区工程运行维修养护、社会保险、国有资产保值增值等子模块。10.6.8灌区公共服务模块宜包括综合办公、移动应用、灌区网站、微信公众号、小程序等子模块。10.6.9灌区一张图模块宜包括多级多维动态汇总、分析、展示等子模块。应基于二维或三维电子地图，具有对工程基本信息、监测信息、巡检信息、配水信息、量测控设施、水量计量、水费计