近年来,我国大力发展农业灌溉技术和水利工程建设,全国各地的灌区规模不断扩大,信息化水平也在不断提高。《全国中型灌区续建配套与节水改造实施方案》中明确提出:着力推进前期工作,力争尽早开工建设。强化项目管理,确保工程质量、进度和资金安全。抓住春灌前有利时机,加快完成年度灌区改造任务,强化农业用水科学调度,做好春灌保春耕工作,确保粮食生产供水需求。统筹推进大中型灌区改造与高标准农田建设,优先将大中型灌区建成高标准农田。
《水利部办公厅关于印发2022年农村水利水电工作要点的通知》也明确指出:将积极探索数字灌区建设,进一步完善全国灌区信息化管理平台,建立大中型灌区改造项目台账,完善灌排工程体系一张图,加快构建灌区信息化管理基础信息库。选取一批大中型灌区开展数字灌区先行先试,探索数字灌区建设标准、实施路径等作为内容作为后续目标。旨在促进灌区规范化、标准化管理,提升灌区管理水平,保障农业生产的可持续发展。通过实现智慧智慧灌区信息化监控管理系统,实时掌握灌区水资源变化情况,为确保灌区工程安全运行、实现水资源优化配置、提高水资源利用效率和高标准农田建设发挥了重要作用。
二、总体建设思路以“抗、护、促、改、保”五字方针为需求出发落脚点,建设灌区渠系供水工程,调整水资源时空分布,抵御自然的旱涝灾害。保证农业灌溉用水充足,协调水资源分配,保障作物旱涝保收。坚持按需供水,推进节水灌溉、科学灌溉,反对大水漫灌,防止水土资源流失。坚持按需供水,推进节水灌溉、科学灌溉,反对大水漫灌,防止水土资源流失。用科学指导农业生产,确保作物灌溉与土壤环境适合,促进农田增产增收。
三、系统组成系统通过传感器(如水位计、流量计、闸位计、井电双控一体机、阀门控制器、灌区气象站装置)进行灌区用水信息及环境进行采集,利用计算机局域网、GPRS、2G/3G/4G、ZigBee、LoRa、VHF、有线通信网等,对监测点、监控中心及灌区信息中心之间进行信息的传输,实现灌区信息采集、传输、处理,形成综合数据库。真正实现智慧系统的“采、传、存、用、管”全流程,达到科学配水、节水灌溉、生态保护、智能管控的目标,保证了系统的安全,也为灌区水资源的管理提供了基础、有效的数据,提高了灌区的管理水平和生产效率。此外,通过告警信息与实时数据,管理人员能够适时调整灌溉取水策略,远程控制闸泵开关,远程查看监控视频,有效提升工作效率与响应水平,保障农业生产正常用水。
四、系统功能4.1、实时监测预警在渠系图上展示闸泵站等工程、建筑物的分布状况,实现站点聚合功能;以饼状图形式统计闸泵、闸房等数量;以列表的形式展示闸站各设备的状态,包括设备名称、状态及基本信息;地图上以不同的颜色符号表示不同的闸门设备开启状态,支持设施的地图定位、详情信息查询、动态信息查询等功能。
支持视频监控平台的接入,实现已建视频监控站点的集中管理。系统可以满足可单路、多路图像画面实时监控,图像可以切换及缩放,实现操作、监视同步进行。实现监测点视频图像与实时水雨工情数据叠加在同一窗口展示。
通过设置每个监测站点的上下限数值,实现系统对每个监测点的自动报警功能,当各监测点实时采集数据超过该监测点预先设置的限值时,系统视其为异常(可能发生紧急事件),并将该事件通过异常告警功能(方式有短信、APP、平台弹窗,严重的可实现电话预警)通知监测点负责人及相关上级管理人员,可实现最多四个级别的监测预警,以便快速响应并做出应急处理。系统还可通过查询统计功能,对出现超警戒报警的状态进行统计分析,按照前期预设的分析方案进行图、表趋势分析。
4.2、地图展示基于GIS电子地图形成设备地图、渠系地图等多种监控视角,了解站点位置分布、渠道网络以及基本信息。展示灌区管理的数据看板,通过可视化图形进行展示,便于高层人员进行数据汇总查看。数据看板内容包含数据概览、GIS地图、渠道流量、用水量、累计流量、超警戒报警等信息。
4.3、远程智控实现对水泵、闸门等设备PLC的远程控制,结合实时数据和实时视频,合理调整闸门状态,增强工作灵活性,实现无人值守。
4.4、工情管理实现对各个水利灌溉工程的全生命周期运维管理,获取站点建设时间、维护周期、告警频率等信息并调整管理工作。
4.5、数据分析实现对水权交易及水资源配置等工作的可视化数据分析,了解灌区灌溉能力与农户用水需求,制定科学合理决策,避免旱涝灾害,保障农业生产。
4.6、移动端应用在移动端根据年、月、日进行流量监测结果查询展示,以折线图和柱状图的形式展示查询结果,同时支持数据列表展现形式的切换。
移动端提供用水流量分析功能,为管理者进行用水决策快速提供数据支撑。
在移动端提供GIS地图展示功能,在地图上展示站点信息,可自定义展示所需要展示的站点类别,有视频的站点可点击查看视频。
五、系统价值智慧灌区信息化监控管理系统是一种基于现代信息技术的智能化管理系统,旨在提高灌区的运行效率和管理水平。该系统通过集成传感器技术、远程监控与控制技术、大数据分析技术等,实现对灌区内各种设备和水资源的实时监测和智能管理,从而实现灌溉水量的精确控制、用水效率的提升以及农田灌溉的精细化管理。此外,该系统还提供了灌区水文气象预测、灌溉计划优化、灌溉设备维护等功能,能够帮助农民减少劳动强度、降低用水成本,并提高农田的产量和质量,为农业生产的可持续发展提供支持。