任国峰，靳秀玲，甘立记

（安阳市万金渠管理处，河南 安阳 455004）

1 灌区续建配套与节水信息化改造的意义

当前，进行灌区续建配套与节水信息化改造具有重要意义，而信息技术也在改造过程中发挥着重要价值。首先，进行节水信息化改造有利于增强灌区运行的安全性。在进行信息化改造时，改造人员会对渠道病险建筑物以及险工险段进行加固处理，可避免灌区出现安全事故。其次，有利于提升农田灌溉能力，提高灌溉水利用系数，为当地的农业生产提供灌溉保障。再次，有利于提高水资源利用率。在长期运行过程中，灌区存在跑水、漏水、滴水等问题，降低了水资源利用率，而加强节水改造可以提高水资源利用率。此外，有利于降低灌区的运维成本，提高灌区的服务能力。

2 智能化背景下的灌区续建配套与节水信息化改造策略

2.1 改造原则

首先，设计人员在设计信息化系统时无论是布设信息采集点还是选择技术方案都需要全面规划，科学选择。其次，应坚持先进性与经济性原则，在提升系统智能化水平的同时降低运维成本。同时，应坚持高效可靠原则。第三，应坚持安全性原则，做好设备防盗与防破坏工作。此外，应坚持全面规划，分步实施的原则，即根据总体的建设思路分步实施信息化改造工作；并坚持设备扩展性与兼容性原则，严格按照国家技术标准要求选择硬件，并保障软件具有较强的兼容性与可扩展性。

2.2 系统总体设计

在进行灌区续建配套与节水信息化改造工作时，需综合分析漳南灌区的管理情况，合理开发管理系统，确保系统具有水量报告、水情监测、水泵与闸门远程控制等功能，提高管理效率，因此需以物联网架构为基础进行灌区信息化系统的设计（如图1所示）。

图1 灌区续建配套与节水信息化系统图

2.2.1 加强数据采集控制设计

数据采集是重要环节，只有加强数据采集才能够为后续工作奠定基础，因此需要加强节制闸、分水闸、水闸控制系统、雷达流速仪以及视频监控建设，从而完善信息化终端感知系统与执行系统，同时进行水情信息的提供与闸门控制的协调工作。

2.2.2 加强数据传输设计

设计人员可以利用千兆光纤进行管控中心的数据接入，即将闸站、提水泵站、视频监控站等终端设备与光纤结合起来，为数据传输提供支持。

2.2.3 加强云平台设计

云平台是灌区续建配套与节水信息化系统的关键，优化云平台设计可以根据实际需求进行服务器存储、网络与计算资源的扩展，利用云平台进行数据信息的存储与传输。设计人员需要根据各个子系统的资源需求进行存储资源与计算资源的划分，从而提高服务器硬件的利用率。

2.2.4 加强监控中心设计

构建统一的监控中心可以对灌区的调水情况、水工建筑等各个方面进行实时监控，因此需优化监控中心的设计。

2.2.5 加强应用系统设计

设计人员需要根据灌区信息化使用功能与信息化应用系统构建综合灌区管理系统，在系统当中应用独立式的模块设计，降低模块之间的耦合，提高数据之间的耦合，确保各个子系统之间相互独立，但是系统之间可以进行信息共享。

2.3 系统分项设计

2.3.1 数据采集控制

首先，需做好闸门控制设计工作。漳南灌区在进行信息化灌区管理时十分注重闸门的自动控制，在设计时需在现地控制层与远程控制层的基础上完善控制体系架构，利用以太网技术以及PLC技术完善控制功能，充分发挥计算机软硬件技术、传感技术、网络通信技术以及自动化控制技术等先进技术在无人值守中的作用，明确闸门控制的功能要求。其次，需做好量水监测设计工作，通过流速面积法与水力学法进行灌区渠道截面面积、水位高度与水流速度的监测。通过雷达流速仪、超声波多通道明渠侧流箱、电磁流量计、太阳能电池板、光伏智能控制器等设备完善雷达流量监测站的建设。第三，完善视频监测站设计，利用室内高清网络摄像机、电源模块、AI智能球形网络摄像机、光纤收发器、4G网络硬盘录像机等设备增强自动监测站点的实用性。第四，完善提水泵站控制设计，通过断路器、PLC、中间继电器、接线端子等设备完善提水泵站的控制功能。

2.3.2 数据传输

数据传输设计的主要内容有共用网络通信建设、VPN虚拟网络建设、数据传输组成等。公用网络通信是由接入层与核心层共同构成；VPN虚拟网络应用了加解密技术、隧道技术、身份认证技术以及密钥管理技术等技术，具有较高安全性；数据传输设备是由路由器、核心交换机、防火墙以及交换机共同构成。

2.3.3 云平台

云平台设计包括服务器资源用量计算、服务器资源配置要求、云平台构成设备以及服务器技术参数等。可以利用OpenStack技术设计云平台，并配备网络硬盘，从而满足资源要求，完善云平台的镜像管理功能、调度功能。

2.3.4 监控中心

监控中心的设计内容较多，例如：需明确监控中心的功能要求与组成设备，明确高清拼接屏显示单元技术参数与连接屏控制器技术参数、监控工作站技术参数等。监控中心具有显示效果清晰；实现单屏显、整屏显、组合显的结合；节能调度与管理等要求，需配备LED高清拼接显示单元、拼接屏控制器、高清显示线缆、拼接屏支架等设施。

2.3.5 综合应用系统

在进行综合应用系统设计时，设计人员应综合分析应用系统的功能、引调水功能的要求、用水计量的要求、安全监控与危险报警的要求。

2.4 完善系统保障体系

为了保障节水信息化系统的正常运行，提高系统的智能化水平，应完善保障体系。首先，应构建完善的运维体系，完善运维工作机制、贯彻落实运维经费、构建运维长效机制；其次，应加强人才队伍建设并对管理人员进行智慧灌区培训。

3 结语

灌区续建配套与节水信息化设计是灌区续建配套与节水改造项目的子项目，也是重点工程，影响节水改造的信息化与智能化水平。为提高灌区运行的节水能力，应坚持科学规划、先进性、经济性、安全性、可靠性等原则，做好节水信息化系统的总体设计工作与分项设计工作，并构建信息化系统运维体系，加强系统宣传，充分发挥节水信息化系统作用。