一、基本情况
1、工程概况
洈水灌区是一个设计灌溉面积52万亩的大型水库灌区,位于湖北省松滋市西南部洈河流域中下游。洈水水库是灌区主要水源,是一座集灌溉、防洪、发电、养殖等功能于一体的大型水利枢纽工程,水库总库容5.93亿立方米,上游承雨面积1142km2,多年平均来水9.42亿立方米。
灌区工程主要由南、北、澧三条全长263公里干渠、150条支渠、4620座渠系建筑物组成,灌溉湖北省松滋市、公安县和湖南省澧县两省三县(市),年均农业供水1亿立方米左右。灌区自1967年建成投入运行以来,为灌区工农业生产发展发挥了重要作用,取得了显著社会效益和经济效益。
2、前期信息化建设情况
洈水灌区相继建立了水库防洪调度自动化系统、水库水雨情遥测系统、水库气象卫星云图接收处理系统、大坝监测系统。并初步建成了灌区局域网,实现了租用光纤接入到楼,具备了一定的水利信息化基础。
⑴办公自动化网络系统
包括计算机局域网和大坝监视系统。局域网采用交换式快速以太网作为局域网主干,采用3COM的网络设备构筑网络结构。灌区同时建设了大屏幕投影显示系统,能将一些重要停息,动态显示在人们面前。灌区局域网建设后,实现了水库流域水文、气象历史及实时数据信息的存储;实现了数据库资源、应用文件和打印机的局域网内共享;实现了大坝监视;实现了水文历史数据库管理、分析计算、报表制作打印。
⑵水库水雨情遥测系统
水库水雨情遥测系统于1990年开始兴建,1991年投入运行使用,1999年3月,对遥测系统进行了一次改造。系统由一个中心站、2个中继站、12个遥测站组成。并建立了大屏幕显示屏。系统建成以来运行稳定,基本上能满足水库防洪调度的需要,为水库的预报调度提供了数据来源。
⑶气象云图接收处理子系统
气象云图接收处理子系统由接收和处理两部分组成,配置有天线、主接收机、数据进机卡、卫星云图接收处理软件、计算机等。系统直接接收GMS-5气象卫星播发的S-VISSR云图数据,在水库洪水调度中,应用气象卫星云图信息掌握上游天气的实时变化能提高对洪水的预见期。
⑷水库洪水预报调度系统
水库洪水调度系统1999年开始筹建,2000年3月建成并投入运行。系统以数据库为中心,以公共通信网为基础,通过人机交互式操作,实现水、雨情数据预处理、洪水预报、防洪形势分析、调度方案制定与仿真、调度方案评价、调度成果管理、防洪工程信息管理、数据库管理和远程数据传递(水、雨情数据和气象数据以及办公自动化报文数据)。在人机交互控制下,系统即可以从水雨情输入信息处理开始,进行洪水预报与洪水调度,又可直接输入洪水预报成果进行洪水调度。
⑸重点闸门控制
灌区初步的闸门控制系统目前实施的工程有1个中心控制室、1个水位遥测站、2处闸门遥控。系统有扩容通道。测控系统的中心控制室现与计算机网络中心共用。灌区用水调度通过闸门控制系统实现对灌区用水的自动控制,在测控系统的中心控制室下达调度指令,能过信息传输网络下达到闸门现地控制单元,进行闸门的操作。闸门控制系统现况只是初具测控管理的基础,在软件功能和硬件条件上都要进行大力完善,才能发挥其自动控制的作用。
二、年度实施方案修改、设计文件准备情况
1、年度实施方案修改情况
2002年,针对水利部专家评审意见及灌区实际情况,对《实施方案》(初稿)在以下几个方面作了修改:
⑴洈水灌区在未列为''灌区信息化试点''之前已初步建成了灌区管理局局域网、水库水雨情遥测系统、水库防洪调度自动化系统、以及几个重点闸门的自动控制。由于受资金和技术限制,加上没有对整个灌区的信息化作出规划,因此现有的一些系统和灌区的实际运行相脱节,从而没有发挥出其应有的效益。借助本次''灌区信息化试点''的有利时机,对原有的信息化系统进行改造升级,最大程度地发挥灌区的工程效益。
⑵在进行本次灌区信息化规划过程中,既要重视硬件建设,也要重视软件建设,使得软件占整个灌区信息化建设投资的40%以上。规划中计划建设灌区综合数据库与信息处理系统、用水管理决策支持系统、灌区办公自动化系统、GIS系统。
⑶本灌区主要以灌溉为主,但发电也是灌区主要收入来源,在进行信息化建设时,充分考虑各种兴利要求,通过对灌区用水进行优化调度,平衡灌溉、发电两者用水矛盾。
⑷在进行灌区信息化规划时,充分考虑软件的支持作用,克服以往建设中''重硬轻软''的倾向。
⑸灌区信息化建设中,管理队伍的建设将成为整个系统成败的关键。在进行灌区信息化建设时,我们与武汉大学的专家教授们进行密切合作,加强灌区人员培训,为日后管好、用好灌区信息化系统打下了坚实的基础。
⑹灌区信息化建设的必要性:信息化已成为我国的一项基本国策,用信息化改造传统产业是我们既定的方针,通过对灌区进行信息化建设,提高用水效率,减少农业用水,为工业、环境用水提供更多的水资源,从而达到水资源优化配置的目的。
⑺水资源的调度:对本灌区而言,主要有农业用水、发电用水、环境用水,本次规划充分考虑了水资源的优化利用,达到经济与环境的协调发展。
⑻实施计划先考虑对灌区已有的系统进行升级改造,以达到最快发挥其效益的目的,然后着重建设干渠渠首的自动控制系统和各分水点的量水设施,这些系统的建成能够立即对灌区的实际生产起到有利促进作用。
⑼本灌区跨湖北、湖南两个行政区域,兼有灌溉、发电、供水等多种功能。信息化建设的重点是建设量水设施和水资源优化配置。
2、系统建设的主要任务
2002年,根据灌区现有信息化的基础和工程管理工作需要,中国灌排技术开发公司、武汉大学水利水电学院会同业主--荆州市洈水工程管理局对灌区水利信息化系统进行了全面的论证和规划,编制了《湖北洈水灌区水利信息化建设规划报告》(以下简称《规划报告》)。《规划报告》的总体目标是建设技术先进,集信息采集传输、优化调度与自动监控于一体的现代化灌区水资源管理系统,为灌区水资源优化配置、高效利用和环境保护提供调度运行决策支持,充分发挥洈水灌区水资源系统的作用,使之成为社会经济可持续发展的重要支撑。到2005年,灌区重点监控部位基本实现水利信息化,到2010年,全灌区实现水利信息化。
根据《规划报告》,本着统筹规划、全面设计、分步实施的原则,编写了《湖北洈水灌区水利信息化建设实施方案报告》。实施阶段主要进行目前(2003-2005年)急需解决的信息化建设工作:完善信息传输网络和计算机网络,重点建设信息化系统传输网络的中心站和分中心站,建立灌区综合数据库和信息管理系统,建设灌区水雨情遥测系统,建立灌区水资源优化决策系统,进行重点部位的水情监测与供水监控,完善办公自动化系统硬件和软件,主要任务为:
⑴、完善信息化系统传输网络。作为灌区信息化建设的基础,信息传输网络的建设必须做在前头,灌区信息中心站通过配置在全区的分中心及信息测点网络收集各种信息,为进一步分析模拟计算提供信息服务。
⑵、灌区综合数据库和信息管理系统。信息数据库和管理系统是对灌区的数据存储、优化和提取的工具,是整个信息化系统的数据基础,只有安全、可靠、高速的数据库服务才能满足信息化系统的需求。
⑶、灌区水雨情遥测系统。掌握灌区的水雨情状况是实现灌区用水优化配置的基础,建设灌区水雨情遥测系统,实时掌握灌区的水情、雨情,才能针对当前的状况进行配水方案的设计和优化选择。
⑷、灌区水资源优化决策系统。包括防洪、灌溉、发电、供水优化调度决策。
⑸、重点部位的水情监测与供水监控。实现灌区主要分流点的监测与南干渠的主要分水闸的监控,实时掌握用水状况,并阶段性地完成重点部位的供水计算机监控。
⑹、完善办公自动化系统。灌区办公自动化建设目前只是局限于计算机的应用,并没有实现网络化、信息系统化,设计建设一个完整的办公自动化网络系统,实现灌区业务、灌区事务、信函文档资料等办公自动化。
3、系统规模
根据《规划报告》,2005年初步建立信息化传输网络和计算机网络基础、硬件基础:
⑴、建设1个中心站,12个分中心站,1个中继站,19个干渠交接流点水位测点;
⑵、实现南干渠45处闸门监控;
⑶、12个雨量测点;
⑷、完善灌区现有的子系统,统一标准,信息共享;
⑸、建设灌区办公自动化系统、灌区水资源优化决策系统、灌区信息数据库与管理系统、灌区用水调度系统、灌区GIS系统。
三、本年度实施内容和资金筹措情况
根据《洈水灌区水利信息化建设规划报告》及《洈水灌区水利信息化建设实施方案报告》,本年度工程是灌区水利信息化建设的第一年,主要建设内容为信息采集与监测系统、计算机网络及通讯系统两项。雨量、水位、闸位等信息采集是信息化建设的基础,采集到这些信息就可以为实时控制和决策提供依据。具体建设内容为:
1、第一级通讯网络建设其中的中心站和南闸、北闸、杨林市段3个分中心站。
第一级通讯网指从中心站到分中心站通讯网,网络通信采用扩频通讯和光纤相结合方式,扩频通讯载频为5.8GHZ,带宽为11MHZ,光纤通讯介质采用多模光纤。采用宽带通讯的目的主要是为大数据量通讯打下基础,如多媒体视频、音频通讯等,可以开展多媒体监控、视频会议、实时调度等业务。
2、建设5个交接流遥测水位站:南干渠首、北干渠首、快活岭、黑老铺、牛场坝。
建设5处交接流水位遥测站,水位遥测站选址在交接流点,建水位测井,开长喉管引水到测井。
水位测站一般布置在远离电源的地方,所以供电电源应以太阳能电源为主,储能电池在充足电时能够维持水位站一周正常运行所需电能。水位测站包括水位数据采集部分、数据处理部分、通讯部分、电源部分,水位采集选用浮子式水位计带RS-485接口。数据处理是核心单元,采用功能集中可靠性高的RTU设备。
3、改造和完善渠首3处闸门监控,兴建3处分水闸监控。
上述项目概算投资150万元。国家专项资金75万元,地方配套75万元。
四、项目组织机构及技术力量
依据水利部、湖北省水利厅关于水利信息化建设要求,洈水工程管理局成立洈水灌区信息化工程建设领导小组并下设办公室,单位法人代表任项目组长,成员由各相关单位负责人、技术专业人才组成。办公室具体负责项目的申报,设计、施工、监理单位的招标,设备、器材的采购,及实施过程中各方的协调,督促工程进度、监督建设资金使用情况。
工程建设严格执行''四制'',即项目法人制、招投标制、建设监理制、合同管理制。信息化工程涉及面较广,专业性很强,整个系统应划分成几个子系统分期分批实施,对每个子系统实行公开招投标,优选施工单位。工程施工时由专业监理公司承担工程监理,对工程建设的每一个细节进行严格把关。同时,严格执行合同管理制,各方的权利义务通过合同约定,确保工程顺利实施。
信息化建设专业性强、科技含量高,因此,项目单位必须依靠专业机构的技术援助。洈水灌区水利信息化建设设计单位--中国灌排技术开发公司、武汉大学水利水电学院是项目单位的主要技术力量,中国灌排技术开发公司是一家在水利工程、规划咨询、评估咨询、招标咨询、管理咨询领域取得甲级资格的专业工程咨询单位,武汉大学水利水电学院是从事水利水电专业的教学、科研院所,都具有很强的科研开发力量。
五、近期工程实施进展情况
本年度工程目前已经完成实施设计工作,等待主管部门进行方案评审后实施。
六、试点工作中存在的问题
1、专业人才缺乏。人员总量过剩与结构性人才缺乏并存是目前灌区普遍存在的现象。一方面是人员总量多,效率较低;另一方面灌区急需的专业人才短缺,而且由于灌区地处偏远山区,待遇相对较低,难以吸引专业人才。现有人员又不能满足现代化管理的需要。
2、信息化工程投资应设专项资金,现信息化工程投资在节水改造与续建配套资金中解决,比例很小,仅占15%,这样势必造成整个信息化系统建设时间过长,影响效益的发挥。
七、下一步工作计划及对灌区信息化建设试点工作的建议
遵循''总体规划,分步实施''的原则,系统建设分两期工程,在8年内完成。第一期工程2003年底到2005年底,建设灌区急需建设的基础设施及其配套工程。第二阶段2006年初到2010年底,建设一期未建的测控站及其配套工程建设,实现高级应用功能,全系统的软件建设,完成全灌区信息化功能。
建议:
1、加大建设投资力度;
2、强化技术指导和标准建立;
3、加强技术员培训。