對(duì)廣西廖坊灌區(qū)水資源利用的思考

對(duì)廣西廖坊灌區(qū)水資源利用的思考

灌溉節(jié)水信息建設(shè)是節(jié)水信息建設(shè)的重要內(nèi)容之一。根據(jù)《全國(guó)水利發(fā)展“十一五”計(jì)劃和2010年規(guī)劃》、《全國(guó)水利信息化規(guī)劃綱要》和《全國(guó)大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃》所確定的目標(biāo),廖坊灌區(qū)結(jié)合江西省大型灌區(qū)信息化建設(shè)與管理現(xiàn)狀,按照“科學(xué)規(guī)劃、分步實(shí)施、因地制宜、先進(jìn)適用、高效可靠”的原則,以需求為導(dǎo)向,長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)與近期目標(biāo)相結(jié)合,做到合理調(diào)度和優(yōu)化各個(gè)斷面的供水量,協(xié)調(diào)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水和城市用水的關(guān)系,從而達(dá)到節(jié)水灌溉以及水資源的合理配置,最終實(shí)現(xiàn)廖坊灌區(qū)管理的現(xiàn)代化。1反應(yīng)農(nóng)田灌草的重要性廖坊灌區(qū)是江西省大型灌區(qū),也是水利部納入全國(guó)大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃的重點(diǎn)灌區(qū),推進(jìn)灌區(qū)信息化建設(shè),依靠信息化技術(shù),充分發(fā)揮廖坊水庫(kù)有限水資源的利用效率,緩解下游水資源供需矛盾是一項(xiàng)重要的任務(wù)。廖坊水利樞紐工程位于江西省臨川市撫河干流中游,是我省第二大河流——撫河治理開發(fā)的關(guān)鍵性工程。廖坊灌區(qū)工程是廖坊水利樞紐工程的重要組成部分,開發(fā)任務(wù)是為廖坊水庫(kù)下游兩岸灌區(qū)提供農(nóng)業(yè)灌溉用水和為撫州市工業(yè)開發(fā)區(qū)、東鄉(xiāng)縣城市工業(yè)、生活供水,灌區(qū)范圍涉及臨川、東鄉(xiāng)、金溪三縣(區(qū))和金巢經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的25個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)61萬(wàn)人口,控制灌溉面積33520hm2,屬大(二)型灌區(qū)。該工程以撫河為界,分東西兩岸灌區(qū)。2建設(shè)水利、施工隊(duì)伍和人才隊(duì)伍相對(duì)薄弱目前,江西省水利信息化建設(shè)的重點(diǎn)是:全省重點(diǎn)防洪區(qū)的防汛調(diào)度指揮、水情信息系統(tǒng)以及大型水庫(kù)、病險(xiǎn)水庫(kù)的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)。江西省大型灌區(qū)信息化發(fā)展尚處于起步階段,因此,當(dāng)前灌區(qū)信息化建設(shè)還普遍存在著以下幾個(gè)問(wèn)題:(1)水利信息化投入不足,基礎(chǔ)設(shè)施十分薄弱。全省各灌區(qū)的水量調(diào)度仍以人工作業(yè)為主,科學(xué)性、合理性和時(shí)效性差,不能滿足灌區(qū)現(xiàn)代化管理的需要,特別不能適應(yīng)大型灌區(qū)水量調(diào)配的需要。(2)尚未形成水利公用信息平臺(tái),急需建立規(guī)范的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。水利信息的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化工作滯后,缺乏公共信息化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺(tái)和適應(yīng)于全局性管理的數(shù)據(jù)系統(tǒng)?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)不規(guī)范,數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一,急需進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。(3)信息化技術(shù)人才隊(duì)伍不健全,管理水平相對(duì)落后。缺乏必要的信息化高級(jí)技術(shù)人才,現(xiàn)職管理隊(duì)伍的信息化業(yè)務(wù)水平普遍偏低,而且從認(rèn)識(shí)水平、思想觀念、管理方法、制度建設(shè)以及職工信息化素質(zhì)與操作技能等方面,還遠(yuǎn)不能勝任灌區(qū)信息化建設(shè)與應(yīng)用的要求。面對(duì)上述存在的問(wèn)題,為加快廖坊灌區(qū)信息化建設(shè)步伐,保證廖坊灌區(qū)產(chǎn)生良好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益,將所涉及到的分析、調(diào)度、管理、通信等方面納入統(tǒng)一管理之中,最終達(dá)到水資源的合理調(diào)配和優(yōu)化利用,因此,在廖坊灌區(qū)建設(shè)信息化系統(tǒng)是非常必要的。3與校區(qū)站的信息實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證廖坊灌區(qū)信息化系統(tǒng)由1個(gè)中心站、3個(gè)分中心站、33個(gè)遙測(cè)站組成,系統(tǒng)涉及到水位、流量、雨量、典型蒸發(fā)量等信息監(jiān)測(cè)采集系統(tǒng)、閘門監(jiān)控系統(tǒng)、信息傳輸和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、地理信息平臺(tái)(GIS)的綜合查詢系統(tǒng)、水費(fèi)征收管理系統(tǒng)等眾多方面。遙測(cè)站根據(jù)數(shù)據(jù)采集終端設(shè)置和中心站或分中心站下達(dá)的指令,定時(shí)采集和存貯水位、雨量、蒸發(fā)量、閘位等信息,并通過(guò)GPRS信道自動(dòng)發(fā)送到中心站,中心站對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表和過(guò)程分析,對(duì)廖坊灌區(qū)需水量及水庫(kù)來(lái)水量進(jìn)行預(yù)測(cè),形成全灌區(qū)的水資源優(yōu)化分配調(diào)度方案,以各種圖表形式顯示,并可對(duì)閘門實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。此外,還能對(duì)邊山渠系的洪水流量進(jìn)行預(yù)測(cè),以保證灌溉渠道的防洪安全。分中心站和中心站之間構(gòu)成局域網(wǎng),按照“統(tǒng)一調(diào)度,分級(jí)執(zhí)行”的原則,分中心站可與中心站共享其管轄范圍內(nèi)遙測(cè)站的信息資源,并對(duì)其進(jìn)行管理和控制。此外,中心站可就近與廖坊水利樞紐水情及水資源信息系統(tǒng)互連,并作為一個(gè)子系統(tǒng)納入江西省和撫州市水利信息系統(tǒng)。信息化系統(tǒng)建成后,為管轄范圍內(nèi)各區(qū)域的灌溉需水量和閘門放水量提供指導(dǎo)性意見(jiàn)和調(diào)度決策,并通過(guò)遙測(cè)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督,以提高灌溉管理水平,降低供用水成本,增加用水透明度,真正體現(xiàn)公開、公平、公正,為水費(fèi)收繳提供技術(shù)保障。4系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接4.1通信方式形式選擇目前,國(guó)內(nèi)灌區(qū)信息化系統(tǒng)的通信方式主要有超短波通信、衛(wèi)星通信、PSTN電話撥號(hào)、GSM短信、GPRS和CDMA等。各種通信方式均有其優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合廖坊灌區(qū)的實(shí)際情況以及通訊技術(shù)要求,采用GPRS為主要通訊方式,系統(tǒng)預(yù)留GSM短信通訊能力。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D見(jiàn)圖1。4.2基于召測(cè)命令的數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)采用自報(bào)式、查詢—應(yīng)答式兼容的混合式工作體制。一般情況下,遙測(cè)站采用自報(bào)或自報(bào)——確認(rèn)方式主動(dòng)向中心站發(fā)送數(shù)據(jù),當(dāng)中心站需要了解某個(gè)遙測(cè)站的當(dāng)前數(shù)據(jù)時(shí),可發(fā)送召測(cè)命令,將遙測(cè)站喚醒并采集遙測(cè)站最新的數(shù)據(jù)。中心站需要讀取遙測(cè)站內(nèi)存貯的自記數(shù)據(jù)時(shí),可先將遙測(cè)站喚醒,然后發(fā)送讀取自記命令,讀取遙測(cè)站某一段時(shí)間內(nèi)的自記數(shù)據(jù)。系統(tǒng)總體數(shù)據(jù)流程圖見(jiàn)圖2。5軟件系統(tǒng)5.1建立植物和灌溉過(guò)程的信息管理體系灌區(qū)信息采集監(jiān)測(cè)軟件是為了全面反映灌區(qū)的動(dòng)態(tài)水情,從而為輔助決策和最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)配水提供可靠依據(jù)。該系統(tǒng)基于“數(shù)字水利”的指導(dǎo)思想,采用先進(jìn)的GIS技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)置、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)維護(hù)、報(bào)表打印、圖形繪制、運(yùn)行管理、系統(tǒng)管理和故障報(bào)警等功能。此外,農(nóng)作物生長(zhǎng)信息和邊山渠系防洪信息還應(yīng)納入本系統(tǒng)管理。(1)農(nóng)作物生長(zhǎng)信息管理。灌溉管理是灌區(qū)信息化建設(shè)的主要內(nèi)容,灌溉管理必須以雨水情為基礎(chǔ),通過(guò)模型計(jì)算,并根據(jù)種植農(nóng)作物的情況才能計(jì)算出土壤所需的供水量,制定農(nóng)田供水方案,合理的進(jìn)行配水調(diào)度,保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的用水。廖坊灌區(qū)主要農(nóng)作物為水稻,另有少量大豆、雜糧、油菜等旱作物。水稻的耗水量遠(yuǎn)大于旱作物,因此本灌區(qū)的灌溉需水量以水稻作物為主。廖坊灌區(qū)的水稻田將采用先進(jìn)的間歇灌溉制度。初期可參考贛撫平原灌溉試驗(yàn)站資料,將遙測(cè)蒸發(fā)量折算為葉面蒸發(fā)和田間蒸發(fā)量,再根據(jù)灌區(qū)內(nèi)不同土質(zhì)的田間滲漏量和各生長(zhǎng)期要求的灌水深度以及遙測(cè)降雨量數(shù)據(jù),就可以演算出生長(zhǎng)期內(nèi)的灌水次數(shù),以及每次的灌水定額(m3/hm2);再按照預(yù)定的輪灌計(jì)劃,測(cè)算出干、支渠各控制斷面上應(yīng)有的灌溉流量和供水歷時(shí)。以上測(cè)算的結(jié)果,應(yīng)與實(shí)測(cè)資料進(jìn)行對(duì)照,不斷積累經(jīng)驗(yàn),提高預(yù)測(cè)精度。(2)邊山渠系防洪信息管理。廖坊灌區(qū)范圍屬于江西省暴雨中心之一。根據(jù)遙測(cè)雨量數(shù)據(jù)或氣象預(yù)報(bào),預(yù)測(cè)邊山干、支渠系每段的洪水流量,以便加強(qiáng)對(duì)泄洪閘門的管理,保證灌溉渠道的防洪安全。5.2管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)水費(fèi)是灌區(qū)經(jīng)濟(jì)收入的一項(xiàng)重要來(lái)源,規(guī)范水費(fèi)征收體系,建立完善的計(jì)算機(jī)水費(fèi)征收系統(tǒng),是灌區(qū)管理局對(duì)農(nóng)戶用水、交費(fèi)情況實(shí)施管理的一種有效手段。根據(jù)廖坊灌區(qū)用水收費(fèi)管理的具體特點(diǎn),對(duì)灌區(qū)水費(fèi)結(jié)算和統(tǒng)計(jì)的整個(gè)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行信息化管理,其內(nèi)容包括對(duì)農(nóng)戶在結(jié)算期內(nèi)的用水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)處理,會(huì)同管理局的水價(jià)進(jìn)行農(nóng)戶水費(fèi)結(jié)算,并依據(jù)其結(jié)算信息進(jìn)行收費(fèi)管理,同時(shí)對(duì)所收取水費(fèi)進(jìn)行分級(jí)分類管理。根據(jù)具體的收費(fèi)業(yè)務(wù)流程和結(jié)算管理對(duì)象的不同,本系統(tǒng)分為中心站子系統(tǒng)和分中心站子系統(tǒng)兩個(gè)部分,結(jié)構(gòu)如圖3。中心站子系統(tǒng)通過(guò)對(duì)灌區(qū)灌溉用水的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)各分中心站進(jìn)行分類水費(fèi)統(tǒng)計(jì)和水費(fèi)結(jié)算處理;分中心站子系統(tǒng)根據(jù)各用水農(nóng)戶的具體用水情況直接對(duì)各用水農(nóng)戶進(jìn)行水量統(tǒng)計(jì)和水費(fèi)結(jié)算處理。5.3信息集成及管理者管理灌區(qū)各測(cè)控站分布在不同地區(qū),各種信息比較分散,將GIS技術(shù)引入灌區(qū)管理將使灌區(qū)的供/需水、來(lái)水量、工程分布等數(shù)據(jù)的顯示更加直觀化。地理信息系統(tǒng)把灌區(qū)內(nèi)與灌溉相關(guān)信息,按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)則,集成到統(tǒng)一的地理信息平臺(tái)上,從而實(shí)現(xiàn)灌區(qū)內(nèi)與灌溉相關(guān)的各種信息的統(tǒng)一管理。管理者既能夠通過(guò)圖形宏觀地了解和把握灌區(qū)的總體情況,又能通過(guò)各種快捷的查詢手段了解各種非圖形因素的情況,使管理者可獲得的信息量成倍地提高,促進(jìn)灌區(qū)管理水平的現(xiàn)代化。開發(fā)基于GIS的灌區(qū)管理信息系統(tǒng),其主要目的是替代人工對(duì)灌區(qū)的水源情況、灌溉情況以及灌區(qū)的其它信息進(jìn)行管理,系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖4。6建立現(xiàn)代化的種植管理系統(tǒng)廖坊灌區(qū)信息化系統(tǒng)建成后