白沙灌区管理自动化系统研发与思考

宋德海

（河南省白沙水库管理局，461670，禹州）

白沙灌区管理自动化系统研发与思考

宋德海

（河南省白沙水库管理局，461670，禹州）

河南省白沙灌区管理自动化研究经过近20年的探索和完善提高，灌区已建成集现代信息技术、计算机技术、地理信息技术为一体的灌区管理自动化系统。通过融合属性数据和空间数据，该系统实现了对灌区基本情况、统计资料、空间信息、相关报表的快速查询和分析，做到了地理信息与数据库信息的关联查询，为灌区管理部门决策提供了科学依据和便利条件，有效提高了灌区管理水平和效率。

灌区；灌溉节水；自动化系统

河南省白沙灌区位于河南省许昌市西部丘陵区，于1952年开工建设，1954年6月建成开灌。该灌区属于新中国成立后淮河流域兴建最早的大型灌区之一，由白沙水库引水灌溉。白沙水库位于禹州、登封和新密三市交界处，控制流域面积985 km2，总库容2.95亿m3，是新中国成立后淮河流域兴建最早的大型水库。白沙灌区共有南干、北干、东干及新北干四条干渠，设计灌溉面积为20200hm2，有效灌溉面积 1.728万 hm2。

一、灌区管理自动化系统的研发探索

为了推进灌区自动化、信息化建设，提高灌区的管理水平和效率，充分运用现代化技术管好和用好水资源，发挥其综合效益，白沙灌区从1990年便开始进行蒸发、渗漏、土壤墒情等雨水工情自动测报方面的研究探索。2000年之后，灌区相继加大了灌区通信系统、电子政务系统、电子档案管理系统的研发建设。2005—2007年，灌区管理局又组织多方面力量，集中开展了“白沙灌区信息化技术”专题重点研究。在充分集成灌区以往研究成果并充分利用灌区试验站多年实测数据和地理信息资料的基础上，专题研究人员严格按照专题设定目标和设计要求进行技术攻关，取得了较显著和丰硕的成果，大大加快了灌区自动化、信息化系统的建设步伐。利用相关成果，灌区建成了集现代信息技术、计算机技术、地理信息技术为一体的灌区管理自动化系统。经专家鉴定，白沙灌区自动化、信息化技术研究成果达到了国内领先水平。2008年，“白沙灌区信息化技术”成果获河南省水利科技进步一等奖。2009年，该成果又获得河南省科学技术进步二等奖。

经过近20年的逐步探索和完善提高，白沙灌区管理自动化系统的功能日趋完备，较好地实现了灌区管理、调度、办公、档案、通信以及大田墒情监测等自动化、信息化、网络化的目标，在现代化灌区建设方面取得了较大进展。

二、灌区管理自动化系统的组成

白沙灌区管理自动化系统，是一个集雨水工情自动测报、来用水预报调度、电子政务、档案管理、通信及异地会商等多功能为一体的系统。由通信、电子政务、档案管理和来用水调度等若干子系统和一个自动化信息管理中心（包括中央控制室、调度室和异地会商室）组成。

1.通信系统

白沙灌区通信系统利用当地电信光缆和全省防汛通信微波联网，再加上租用无线网，现在能顺畅、快捷地与全省各地的水利网络进行沟通、联络，为灌区雨水工情测报、来用水预报调度、抢险救灾和异地会商打下了坚实的基础。

2.电子政务系统

白沙灌区从2001年开始进行网络建设，到2006年全面实现了办公自动化。水库管理局局内部与上级部门以及水利业务关联单位等来往文件，均可利用内部网发送电子邮件或进行网上传输和公布等。利用省水利厅内部局域网，管理局内部再增设服务器，自成配套体系。

3.电子档案管理系统

2005—2006年，经过一年多的努力，白沙管理局把原旧档案全部扫描录入计算机，存为电子文档，并重新编码、编制目录，实现了档案资料的自动检索和调阅，大大提高了查询和利用效率。此项成果2007年获得河南省档案科技进步二等奖。

4.来用水优化调度信息化系统

在来用水优化调度信息化系统方面，白沙灌区过去多年来一直在探索雨水情自动测报，数据直接录入计算机，逐步实现数据自动采集、传输、存储、服务一体化，实现计算机直接输出调度方案和自动开关渠道闸门。近年，特别是2006年以来，通过对流域内水文气象、产流汇流、来用水预报调度等方面进行较深入细致的研究和探索，灌区的来用水预报调度方法和手段已得到不断提高和改进。目前，灌区正以原始资料为基础、GIS为平台，建设功能更全面、操作更简便的雨水墒情自动测报和来水预报调度自动化系统。对区域内雨水情数据信息进行自动采集、统计、分析，并概化出演变规律。把雨水信息、来水预报模型、优化调度等融为一体，成为更为完善的灌区来用水预报调度信息化系统，从而大大提高来用水预报精度，显著增加灌区综合效益。

三、对灌区管理自动化系统的几点思考

1.灌区管理自动化系统的研发目标

白沙灌区自1990年展开蒸发、渗漏、土壤墒情等雨水工情自动测报方面研究之初，便制定了明确的研发目标，即充分利用先进的网络通信技术和设备，逐步建立雨量、地下水水位、渗漏、蒸发、土壤墒情、来用水调度、防汛通信等自动化信息系统，并要求各系统既能够独立运行、互不干扰，又能够在一个平台上互为依托、统一管理，形成一个综合性的数字化信息平台。

2.灌区管理自动化系统的建设原则

白沙灌区管理自动化系统的建设原则是：系统建设应体现安全可靠、技术先进、功能齐全、配置经济合理、维护方便、具有良好的稳定性和可扩充性。整个信息化系统建设应选用当前比较成熟的技术，性能稳定的设备，充分利用目前计算机和灌区地理信息技术的发展成果，实现灌区管理信息化、网络化，有效地发挥灌区综合效益。建成后的灌区管理自动化系统，能较好地与省水利厅及上级单位通过网络进行信息数据的交换、沟通和联络，逐步实现灌区工程管理现代化。

3.灌区管理自动化系统的设计要求

白沙灌区对管理自动化系统的设计要求是：充分体现灌溉管理过程中实时基础数据采集的自动化、远程控制的可视化以及信息交流的网络化。方案设计要能够代表目前国内水利信息化发展的趋势，设备的选用要体现目前测控技术、网络技术及视频监控技术发展的趋势与成果。整个系统建设要达到国内先进水平。同时，方案设计要对信息化发展的进程具有一定前瞻性，必须考虑系统在目前建设基础上的可扩展性，为今后的发展预留接口。

4.灌区管理自动化系统的技术选配

白沙灌区管理自动化信息系统采用先进的面向对象编程语言、关系型数据库和地理信息系统组件进行设计开发。该系统由六大功能模块组成，包括图层管理模块、基本情况模块、信息查询模块、统计分析模块、系统管理模块和帮助文档模块。该系统融合属性数据和空间数据，实现了对灌区的基本情况、统计资料、空间信息、相关报表的快速查询和分析，做到地理信息与数据库信息的关联查询。系统建立特定的符号库，研制点符号旋转算法，利用渲染方法实现有向点符号不同角度的旋转，解决现有地理信息组件符号标注和图层文本注记符号种类数量少、显示方式单一、行业适用性差等技术难题。将图表曲线库TeeChart应用于灌区管理信息系统中，增强系统在3D显示效果方面的功能。利用ADO（ActiveX DateObjact）和Excel提供的 OLE对象，将数据库中的数据输出到Excel工作表里，方便数据的导入和导出。该系统是以组件式COMGIS为基础，基于Windows平台的、适用于河南省白沙灌区管理局管理的地理信息系统，实现了管理局无纸化办公。该信息化系统不仅将数据以表格显示和输出，还将白沙灌区属性数据和空间数据连成一体，真正做到属性数据和空间数据的双向查询。充分利用现代信息技术、计算机技术、地理信息技术，深入开发和充分利用灌区内的信息资源（信息的采集、传输、存储和处理等），提高信息采集和处理的准确性，对信息做出处理和分析，可为灌区管理部门决策提供科学的依据和便利条件，提高管理效率和水平，降低管理成本，促进灌区实现科学管理和高效管理，从而为整个行业的信息化建设奠定基础。这既对提高灌区水资源利用效率具有指导意义，也能为更大空间尺度上的信息化建设提供一定借鉴作用。

四、结 语

白沙灌区对管理自动化、信息化技术的研发探索历经近20年，且建成的系统已初具规模。目前，可在会商室直接观摩和操纵雨水工情遥测遥传和来用水预报调度等，实现了工程运行状态的实时监控和来用水的及时准确预报与调度运用。自2007年1月1日起，“白沙灌区信息化技术研究”成果开始在河南省白沙灌区、颍汝灌区和白龟山灌区投入使用，取得了可观的经济效益和社会效益，提高了灌区水资源的优化配置能力和灌区自动化调度水平。仅2008年，三大灌区节约办公成本和人力开支18万元；有效地缓解了灌区农业用水不足的矛盾，保证了粮食安全，提高了灌区内农作物的产量。当年，三大灌区新增谷物产量121.1万kg，新增产值242.2万元，新增利润96.88万元，新增税收24.22万元，有力地促进了当地农村产业结构的调整，推动了当地农村经济的快速发展，经济效益和社会效益均十分显著，为全省灌区信息化建设提供了很好的借鉴和示范作用。

[1]葛成豪.白沙水库志[M].哈尔滨：哈尔滨地图出版社，2004.

[2]王志坚，艾萍，周晓峰.信息化与水利信息化概论[M].南京：河海大学出版社，2001.

[3]邬伦，刘瑜，张晶，等.地理信息系统——原理、方法和应用[M].北京：科学出版社，2001.

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[5]王俊，樊红.在ArcView GIS中使用AutoCAD 数据[J].测绘通报，2002(7).

责任编辑 韦凤年

Research and thoughts of the automation system for the Baisha Irrigation District

SongDehai

The research and development of the automation system for the Baisha Irrigation District of Henan Province were nearly 20years’exploration,and a site-specific automation system as a result of the integration of modern information,computer and geographic information technologies has been built up in the locality.By merging attribute data with spatial data,the system has been able to give access to the query about and analysis of district in formation in general,the statistics,the spatial information and relevant forms,and to the query about the association of geographic information with database information.The achievements are many folded.Briefly,the system has facilitated decision-making,enhanced management efficiency and promoted the realization of paperless office.Meanwhile，the system has boosted the rapid development of rural economy in the district by generating considerable social and economic benefits.

irrigation district；water conservation from irrigation；automation system

宋德海，局长。

S274

B

1000-1123（2011）11-0042-02

2011-04-01