国外灌区管理信息化建设

灌区管理信息系统是一个为灌溉水利服务的,集水雨情信息、水利工程信息、运行控制、水资源配置与调度、行政事务管理于一体的、完整的、复杂的管理信息系统,旨在实现灌区信息的采集、处理、加工、存储、传输、反馈的一体化和自动化,其本质是灌区管理的信息化。灌溉管理信息是灌区管理信息系统的基础和中心内容,合理灌溉、科学用水、提高灌溉效益的一切措施均取决于准确、可靠、及时的灌溉用水管理信息。

1 国外灌区管理信息化建设现状 发达国家灌溉水管理日趋朝着信息化、高效化发展,这种先进的灌溉水管理流程为“信息采集→分析加工→指导实践→信息反馈”,即主要由水信息管理中心、用水信息采集传输系统、用水数据库、灌溉用水管理系统、灌溉渠系自动化监控系统等组成,以实现水资源的合理配置和灌溉系统的优化调度。主要表现在以下几个方面:

(1)灌区基础数据的采集、整理和存储

西方发达国家灌区管理部门对灌区基础数据的收集和整理比较重视,灌区渠系、闸门、水文站、用水户等的数据一般都由计算机管理,并存储在文件或数据库中。论文格式。

(2)灌溉系统的自动化程度

国外滴灌、管灌等灌溉系统的自动化程度总的来说比较高。美国垦务局将自动控制技术应用于灌区配水调度,将配水效率由80%提高到96%。以色列的灌溉农田都采用了喷、滴灌等现代灌溉技术和自动控制技术,灌溉水平均利用率达90%。但对于渠道灌溉的灌区而言,灌溉系统的自动化程度都不是很高。主要原因是一般的自动化闸门造价过高,且在野外恶劣环境下的可靠性没有得到很好的解决。

(3)灌区灌溉管理通用软件系统等的标准化和通用程度

发达国家在灌区灌溉管理所需要的软件的标准化和通用程度方面做的比较好,开发了一批用于灌区灌溉管理的通用软件。国际粮农组织为了推进灌溉计划的管理开发了灌溉计划管理信息系统(SIMIS),该系统是一个通用的、模块化的系统,具有适用性好、多语言(英、法、西等)和简单易用的特点。论文格式。

澳大利亚农业产量研究机构(APSRU)研究开发APSIM系统,该系统通过一系列互相独立的模块(如生物模块、环境模块、管理模块等)来表现被模拟的灌溉系统,这些模块之间通过一个通讯框架(也称为引擎)进行连接。

美国佛罗里达大学针对佛罗里达州的农业特点开发了AFSIRS系统,用户可以使用该系统,根据作物类型、土壤情况、灌溉系统、生长季节、气候条件和管理方式等诸多变量,估计出对象区域的灌溉需水量。该系统收集了佛罗里达州9个气象观测站的长期观测资料,比较全面的反映了佛罗里达州的气象条件,在佛罗里达州得到了广泛的应用。

2.国内灌区管理信息化建设现状我国灌区信息化建设开始于八十年代,当时称为计算机技术在灌区中的应用。一些水利单位和科研单位开始了研究和试点,并取得了一批研究成果并在生产实践中应用。

山西夹马口灌区通过建立灌区水费管理系统,在全灌区大力推行“阳光工程”,实行配水“三公开”,即流量公开、时间公开、水价公开。该系统设有水费查询子系统,用水农户随时都可通过触摸屏或电话查询自己或他人的用水及交费情况,加大了群众监督力度。据统计,全灌区水费回收率持续五年达100%。论文格式。农民亩次用水量由72方左右减少到65方左右,亩次成本平均下降1~2元。全灌区农民年减少水费支出60余万元。

黑龙江省水利厅用了两年的时间,建立了覆盖全省322处大中型灌区的“黑龙江省灌区信息管理系统”,实现了远程数据管理,对提高行业管理水平和效率作用很大,效果很好。

江苏渠南灌区在灌区改造的同时,进行了灌区自动化、信息化建设试点,由灌区自动化综合数据采集DCS、数据库、地理信息系统GIS、网络与通讯、计算机及控制等技术组成了一个高可靠性的科学管理系统。

甘肃景泰川灌区充分利用先进的技术,采用了分层、分布、分散的集保护、测量、控制于一体的泵站综合自动化装置,建成并开通了景电管理局国际互联网站。并在景电一、二期工程40个支渠口、97个独斗口及二期总干三支渠34个斗渠口安装了自动记录仪和水位变送器,配水计量实现了规范化、科学化。

河北省石津灌区管理局与石家庄水电设计院和合肥智能机械研究所合作,成功开发了《石津灌区管理专家系统》,该系统计算中运用了基因算法,实现了灌区灌溉方案的优化,而且能优化灌溉面积和解决各干渠灌溉区域的水量配置。

总之,经过多年的发展,水利信息化已具备了一定的基础,进入了全方位、多层次推进的新阶段。

3.我国灌区信息化管理存在的问题受到管理体制、经费投入等方面的制约,灌区灌溉信息化管理水平仍比较低下,存在以下几方面问题

(1)灌区信息采集点少、手段落后

有关调查资料显示,大型灌区平均0.37万hm2有一个水位、流量观测点,单位测点控制渠道长度94km。仅靠如此稀少的观测设施,根本无法对用水户的用水量进行实时监控。其他的观测项目如水质、土壤墒情和地下水、作物长势等更少。同时,观测手段也相对落后,现在灌区大部分仍是采用简单的、经验的方法进行观测,测量精度较低。

(2)灌区信息传输手段比较单一、落后

目前大多数灌区的信息传输手段限于传输模拟信号的电话线,监测的水情、墒情和作物长势等信息只能人工通过电话或整编后的纸媒介进行传输,时效性差,难以满足实时调水的需求。

(3)灌区管理人员信息化意识和技术水平亟需提高

部分灌区也尝试进行信息化方面的建设,但由于灌区管理人员信息化技术水平差,使得建成的信息系统使用难、管理维护更难,无法充分发挥已建系统的作用,不仅没有减轻反而加重了灌区工作人员的负担。

(4)重硬件、轻软件

在具体工作中还有只重视硬件投入,不重视软件开发的倾向。这不但使得硬件不能充分发挥效力,系统的操作维护困难,而且资料的整理分析等后续工作还需要手工操作,没有真正减轻工作量。

(5)灌区信息化建设没有一个统一的规划,信息的共享性差

由于灌区信息化建设长期以来没有一个统一的规划和标准,各灌区自己搞自己的,各自为政、各自封闭,使得灌区之间的信息难以共享,也难以与其他相关系统实现联网,共享信息。同时,各灌区重复开发、重复建设现象严重,造成很大的浪费。

(6)我国灌区信息化的产品处于试验研究阶段,没有真正形成产品

多年来,我国在灌区信息化研究方面已做了不少工作,但一直处于研究试验阶段,没有真正形成产品。

(7)灌区信息化系统的综合集成能力差

灌区信息化系统在设计和建设时,雨量采集、灌溉需水分析、水资源监控、供水调控、水费收缴、内部管理、决策咨询等系统各自独立,无法满足灌区日常管理工作的要求。其结果使得硬件资源利用率低,维护费用增加,投入高。而目前水价较低,灌区管理单位经济实力弱,实行自动化往往得不偿失。

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