農業(yè)灌溉水利用率低,水資源浪費現(xiàn)象比較明顯。另一方面,農民承受能力低,農業(yè)水價改革難度大。加大農業(yè)節(jié)水投資力度是今后國家水資源政策的必然選擇。
農業(yè)水價綜合改革與末級渠系節(jié)水改造是農田水利建設的主要內容之一,通過改革可加快灌區(qū)末級渠系改革、提高農業(yè)綜合生產(chǎn)能力、減輕農民水費支出。2008年開始,中央財政安排專項資金,在全國部分省份啟動農業(yè)水價綜合改革試點,在節(jié)約用水、降低農民水費支出、促進工程良性運行方面取得明顯成效。2013年,水利部協(xié)調財政部加大支持力度,在全國27個省55個縣深入開展農業(yè)水價綜合改革示范。
農業(yè)水價綜合改革的目標就是在保證農民基本用水需求的同時,建立多用水多花錢,少用水少花錢,不用水得補貼的機制。既不在總體上增加農民負擔,又促進節(jié)約用水。本項目啟動后,節(jié)水示范區(qū)管理單位將積極完善農業(yè)水價形成機制,科學核定農業(yè)供水成本,推動落實灌排工程運行維護費財政補助政策,從成本扣除財政補助部分確定最終水價,并推進定額內用水實行優(yōu)惠水價、超定額用水累進加價。通過明確農業(yè)水權,推行用水定額管理,逐級分配到農民用水合作組織或用水戶,從而實現(xiàn)農業(yè)用水總量“封頂”目標,變“大鍋水”為“商品水”。同時,配套完善農業(yè)供水計量設施體系。
1個骨干信息網(wǎng),通過自建專網(wǎng),形成覆蓋劉集管理段、柴集管理段所轄主渠道沿線的高速寬帶網(wǎng)絡;5類信息采集系統(tǒng),通過水位、視頻、圖像、閘控、流量等信息的采集,輔之以量水建筑物,實現(xiàn)水位流量等信息的實時監(jiān)控,為切實算好水帳、水資源優(yōu)化配置提供基礎;5類數(shù)據(jù)庫,通過灌區(qū)基礎數(shù)據(jù)庫、工程三維仿真模型庫、空間地理數(shù)據(jù)庫、灌區(qū)工程監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、灌區(qū)供用水管理數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)庫建設,實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效共享;1個基于三維地理信息的可視化平臺,基于GIS技術完成各信息化系統(tǒng)的整合,開發(fā)WEB端信息管理系統(tǒng)及手機移動APP,初步建成統(tǒng)一的漳河三干渠灌區(qū)農業(yè)水價綜合改革核心示范區(qū)信息化管理平臺。
通過信息化建設,實現(xiàn)漳河三干渠灌區(qū)農業(yè)水價綜合改革示范區(qū)信息高效快速傳輸、共享,分渠、支渠及重要閘站可測、可視、關鍵部位可控,并基于GIS實現(xiàn)對整個灌區(qū)用水的動態(tài)管理,為示范區(qū)水資源優(yōu)化配置、高效利用提供調度運行決策支持,為建立適應市場經(jīng)濟要求的用水體系提供信息、計量及管理支持。
通過管理手段和信息化技術手段,穩(wěn)步推進農業(yè)水價綜合改革,實行農業(yè)用水總量控制和定額管理,合理確定農業(yè)水價,建立節(jié)水獎勵和精準補貼機制,提高農業(yè)用水效率。
通過創(chuàng)新研制的田間精準測控一體化裝置,實現(xiàn)總量控制精準測控在渠首,定額管理定向精準管控到田間,建立農業(yè)灌溉用水量控制和定額管理制度,提高農業(yè)用水效率,促進實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化。保障糧食等重要農作物合理用水需求,總體上不增加農民負擔。農業(yè)用水總量控制和定額管理普遍實行,可持續(xù)的精準補貼和節(jié)水獎勵機制基本建立,先進適用的農業(yè)節(jié)水技術措施普遍應用,促進農業(yè)用水方式由粗放式向集約化轉變。
通過基于4G公網(wǎng)分層分級數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、控制,多種靈活的通信組網(wǎng)方式,采用了手機網(wǎng)絡、Zigbee自組網(wǎng)絡、光纖等多種傳輸方式相結合,可滿足不同級別的管水人員遠程操控和查看閘門啟閉和視頻監(jiān)控等自動化設施,大大減輕工作人員勞動強度,節(jié)約時間成本,解放生產(chǎn)力。 管理人員可把更多的時間放在管理、決策、協(xié)調、執(zhí)行等工作中。
開創(chuàng)田間水層精測雷達采用非接觸式精準(毫米級)測量模式,促進農業(yè)供水的智能化和精確化,真正實現(xiàn)總量控制精準測控在渠首,定額管理定向精準管控到田間。
通過改革可提高灌區(qū)末級渠系信息化水平,完善供水計量設施。加快供水計量體系建設,為實現(xiàn)從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉變夯實了基礎,有力地帶動示范區(qū)水資源管理的現(xiàn)代化。
2.2建設任務
本次信息化建設包括硬件部分和軟件部分。
2.2.1硬件部分
根據(jù)全國水價改革示范區(qū)建設要求及三分干周邊實際情況,本次示范區(qū)信息化建設,硬件部分主要需要從以下幾部分進行建設:雨情自動遙測、視頻監(jiān)視、、傳輸網(wǎng)絡建設及電纜敷設、閘門監(jiān)測監(jiān)控(市電+光纖,含閘前水位)、;支渠節(jié)制閘太陽能閘門監(jiān)控、直灌口及斗口太陽能閘門監(jiān)控站點、管道式閘門自動化測控、自動灌排水示范田建設、堰塘水位遙測、信息中心、分中心建設等方面。
2.2.1.1雨情自動監(jiān)測
三干渠三分干示范區(qū)渠系眾多,范圍廣,降雨量分布不均勻,自動雨情監(jiān)測十分重要。本次建設自動雨量監(jiān)測站點3處:倉庫協(xié)會、陳池協(xié)會、洪廟協(xié)會。
2.2.1.2視頻監(jiān)視
在三分干沿線主要節(jié)制閘、支渠口及關鍵控制點建設高清視頻監(jiān)控站點共計37個。重點位置加設夜晚補光裝置,為渠道管理人員提供動態(tài)具象化的渠道實時狀況信息,對渠道安全防范提供保障,可大大減輕工作人員勞動強度,為渠道管理部門決策提供了可靠依據(jù)。
2.2.1.3傳輸網(wǎng)絡建設
根據(jù)項目建設需要,按照主干線路布設光纖,輔以GPRS/GSM等專網(wǎng)、公網(wǎng)相結合的原則進行建設,并盡可能利用公用信道傳輸。由于視頻監(jiān)控實時高清畫面?zhèn)鬏斠?,以及關鍵節(jié)制閘和主要分水口閘門遠程控制的需要,擬以劉集管理段分中心站為起點沿三分干渠道敷設光纜,所有視頻監(jiān)控點直接用光纜進閘房,然后通過主干光纜傳回中心站。內容如下:
(1)劉集管理段~ 三分干進水閘~ 柴集管理段;
(2)劉集管理段~蘇冢節(jié)制閘附近;
(3)柴集節(jié)制閘~柴集管理段;
(4)柴集管理段~二支干測流斷面;
(5)沿線光纜分支~節(jié)制閘~37個視頻監(jiān)控點。
由于部分視頻監(jiān)控點離節(jié)制閘房較遠,需敷設室外防水專用電纜進入視頻監(jiān)控設備箱。
2.2.1.4閘門自動控制(市電+光纖)
經(jīng)過對三分干沿線、柴集管理段周邊及洪廟、倉庫支渠的實地踏勘,閘門主要包括三分干主干主要節(jié)制閘10處(有市電和電機),采取本地手動、本地自動、遠程自動三種方式相結合的閘門控制方式,遠程通過光纜傳輸來控制電機的運轉。
2.2.1.5閘門自動控制(太陽能+GPRS)
洪廟、倉庫支渠沿線29處節(jié)制閘(太陽能供電),三分干主干沿線及洪廟支渠、倉庫支渠沿線直灌口和斗口共185處采取本地手動、本地自動、遠程自動三種方式相結合的閘門控制方式,通過GPRS傳輸控制信號,采用太陽能+蓄電池控制直流電機運轉。
2.2.1.6自動灌排水示范田建設
在示范區(qū)內選擇一塊田塊平整、交通方便、渠道良好的示范田作小面積自動控制灌水、自動測量田間水位、根據(jù)田間水位排水閘門自動啟閉排水。達到試驗田灌、排自動智能灌排水的目的。擬安裝灌、排水閘門各8處、節(jié)制閘門5處、田間水層8處。
2.2.1.7千方以上堰塘水位自動監(jiān)測
三分干水價改革示范區(qū)內共建設千方以上堰塘共8處自動水位監(jiān)測站。根據(jù)堰塘水位初步判斷示范區(qū)內自有水量。通過結合雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)初步判斷灌區(qū)灌溉的時機和灌溉水量。
2.2.1.8信息中心、分中心
對三干渠中心站機房進行建設改造,包括接入交換機、核心路由器、應用服務器、三維系統(tǒng)服務器、基礎軟件服務器、
終端設備、UPS、機房專用空調、防靜電地板、布線系統(tǒng)、市電系統(tǒng)、機房防雷接地、LED顯示屏、攝像頭、工業(yè)級交換機、打印傳真一體機等。并在劉集控制中心安裝音響設施、顯示控制設備。并在劉集村和劉集段安裝無線預警廣播設施、太陽能、風能路燈及LED顯示屏。
2.2.2軟件部分
2.2.2.1流量在線監(jiān)測管理軟件
數(shù)據(jù)是灌區(qū)信息化系統(tǒng)的基礎,是水利信息化最重要的基礎設施。采用最新的電子科技設備,進行灌區(qū)流量數(shù)據(jù)進行自動采集、處理及存儲。軟件采用實時采集界面。設置單元格個數(shù)、單元格尺寸、盲區(qū)距離、采集時間間隔、鹽度、磁偏角、流量計安裝高度、平均采樣時間間隔和單元格區(qū)間、面積、流速系數(shù)、原始數(shù)據(jù)文 件前綴、原始數(shù)據(jù)文件存放路徑等參數(shù)進行實時數(shù)據(jù)采集。該軟件應具有很高的兼容性,運行穩(wěn)定可靠,界面美觀,人性化。
2.2.2.2視頻監(jiān)控軟件
基于J2EE體系和WebSERVICE標準,為系統(tǒng)管理、流媒體、報警轉發(fā)、集中存儲檢索等所有應用服務器提供統(tǒng)一WEB訪問配置界面,為前端監(jiān)控設備提供統(tǒng)一遠程監(jiān)視查詢WEB訪問界面??蛻舳私尤刖W(wǎng)關是平臺和客戶端對話的模塊,負責本地區(qū)授權客戶端(包括C/S、B/S客戶端)的接入,接受和轉發(fā)客戶端和站端接入網(wǎng)關發(fā)來的信令;對于客戶端發(fā)出的請求消息,先在客戶端接入網(wǎng)關進行鑒權,鑒權通過后轉發(fā)給對應的服務器。
1.主要功能
(1)實時圖像監(jiān)看
(2)遠程控制功能
(3)通過先進的壓縮方式降低對帶寬需求
(4)視頻影像存儲
(5)圖像回放
(6)圖像監(jiān)視
(7)圖像輸出
(8)圖像遠程傳輸
2.2.2.3閘門控制軟件
本軟件將采用按紐的方式產(chǎn)生各監(jiān)控畫面。人機界面友好,對于未學過計算機的人,只要學會使用鍵盤和鼠標,即可進行整個系統(tǒng)的計算機操作。
系統(tǒng)將由主界面和監(jiān)控、報表生成及打印、參數(shù)設置、幫助等若干個子界面組成。
2.2.2.4農業(yè)水價綜合改革示范區(qū)信息管理系統(tǒng)軟件
農業(yè)水價綜合改革示范區(qū)信息管理系統(tǒng)軟件基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫,綜合管理灌區(qū)調查成果數(shù)據(jù)、基礎信息、空間信息、工程監(jiān)測與運行管理信息、供用水信息等。其中,供用水信息管理是系統(tǒng)的核心,灌區(qū)用水定額多少、運行成本高低、供水質量好壞,以及配水數(shù)量是否準確等直接關系到灌區(qū)工程效益的發(fā)揮、水資源的合理利用以及經(jīng)濟效益和社會效益的提高。本系統(tǒng)的供用水管理涉及從用水申報、供水計劃制定、實時閘門調度控制與配水管理、供水計劃調整、供水量統(tǒng)計與水費計算、水費收繳、供水效果評價等環(huán)節(jié),從信息管理層面保證科學的水資源配置與管理、高效的水量調度控制與運行管理、透明公開的供用水管理,達到灌區(qū)供用水管理可視、可測、可控的目標。
該系統(tǒng)基于灌區(qū)的空間地理數(shù)據(jù),采用三維仿真技術建立展示灌區(qū)地理形態(tài)、水工建筑物或設施分布以及水系、道路、居民點、土地利用等自然人文要素的三維可視化平臺,并與灌區(qū)調查成果數(shù)據(jù)庫、灌區(qū)基礎數(shù)據(jù)庫、水情監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、灌渠閘控數(shù)據(jù)庫、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)庫、灌區(qū)用水管理數(shù)據(jù)庫、土地利用數(shù)據(jù)庫等建立接口與連接,以灌區(qū)供用水管理業(yè)務為核心,對灌區(qū)的地理信息、工程信息、監(jiān)測信息、供用水管理信息、工程運行管理與調度信息等進行數(shù)字化處理,實現(xiàn)基于三維仿真的灌區(qū)供用水綜合信息管理與發(fā)布,并開發(fā)基于手機移動端的灌區(qū)供用水信息管理與發(fā)布平臺,提高灌區(qū)供用水綜合信息管理的水平與效率。
2.3建設原則
漳河三干渠灌區(qū)國家級農業(yè)水價綜合改革示范項目規(guī)模大、結構復雜、功能強,為確保達到預期目標,并結合灌區(qū)的具體情況,同時考慮今后信息化建設擴展的需要,建設過程中,應遵循以下一些主要原則:
1.遵循“科學設計、因地制宜”的原則
科學設計實施方案是對試點區(qū)信息化建設做出統(tǒng)籌安排,是本次信息化建設的第一道保障,信息化實施方案是否科學關系到信息化建設的成敗。與此同時,編制信息化實施方案時,要因地制宜、重在實用,切實滿足灌區(qū)管理實際需要,切忌盲目追求“自動化”、“現(xiàn)代化”,不講效益的傾向。
2.遵循“統(tǒng)籌兼顧、資源最大共享”的原則
在編制試點項目信息化實施方案時,要充分考慮三分干周邊各方面的具體情況,統(tǒng)籌兼顧,以實現(xiàn)灌區(qū)內部的資源最大化共享,避免信息孤島的出現(xiàn),實現(xiàn)網(wǎng)絡資源與信息資源的最大共享。
3.遵循“實用、可靠、先進、標準、開放”的原則
①實用性:系統(tǒng)的實用性和可操作性是首要考慮的因素,根據(jù)實際需要設計系統(tǒng),并充分利用現(xiàn)有資源,避免重復建設;
②可靠性:要求在汛期惡劣條件下、在地理位置偏僻的地方、在各種突發(fā)事件的狀況下,確保系統(tǒng)能正常運轉;
③先進性:在滿足實用性和可靠性的基礎上,要求采用的技術起點要高,盡量選用當前相對先進的軟件、硬件及通訊技術,采用先進的管理方法,確保系統(tǒng)高效運行;
④標準性:各類信息、系統(tǒng)之間的接口應遵循統(tǒng)一標準,以便能夠集成一個有機整體;
⑤開放性:在統(tǒng)一的開放標準下建設系統(tǒng),使之結構化、模塊化和標準化,以利于調整和擴展,做到界面清晰,接口標準,鏈接通暢,既有完整性,也有靈活性;