浅析遂溪县灌区GMS 建设

杨添平

（沈阳智信佰达科技有限公司，辽宁 沈阳 110000）

在最严格水资源管理制度的前提下保证水资源可持续利用，农业节水是关键。灌区是农业灌溉的基本单元，灌区用水计量是衡量灌区节水效果的基础。最严格水资源管理制度、农田灌溉水有效利用系数测算分析、用水总量统计、农业水价改革等一系列工作均要求对农业用水进行计量，为推进以上工作的进行，保证灌溉用水可持续利用，遂溪县灌区从管理工作实际出发，建立GMS 平台，从计量设备安装入手，实现了遂溪县灌区水量采集、传输、存储，实现了灌区监测、告警、远程控制一体化应用，推进了遂溪县灌区农业水价改革步伐，提高了灌区管理水平。

1.灌区概况

遂溪县位于著名的雷琼自流盆地范围内，属强富水区，有火山岩台地孔隙裂隙水和承压水等大量地下水资源可供开采，水位深度50m 以上，水质较好，适宜人畜饮用和农业灌溉。

遂溪县灌区建于20 世纪60 年代，总面积将近4 万hm2，灌区干渠支渠共近600 条，遂溪灌区在2018 年实施过垦造水田规划项目，渠道都为衬砌渠道，条件良好。旱改水水源来自雷州青年运河，渠系分斗渠直接灌溉和支渠灌溉，均为自流灌溉模式，部分田块采用井灌，灌水井共计近5 万眼[1]。遂溪县灌区信息化建设薄弱，缺少水量计量设施，亟需建设GMS，实现灌区科学化管理。

2.GMS 建设

遂溪县GMS 作为灌区信息化管理系统包括数据采集、数据传输、数据汇集以及业务应用平台等几个方面。

2.1 数据采集

2.1.1 监测站点布置

根据遂溪县灌区实际情况，整体布置计量点位，以渠道为单位将灌区划分分为6 个大片区，共设计24 处水量监测站点，其中泵站量水5 处，渠道量水19 处，实现灌区全覆盖。

2.1.2 采集系统

根据24 处监测站点选择合适的计量设备，对各水量监测站点进行准确计量。其中泵站量水选择管段式远传流量系统[2]；渠道量水采用水位流量关系法进行计量，选用触感式水位流量系统[3]。

2.2 数据传输

根据遂溪县灌区系统现场的不同情况，从通信成本、稳定性、实施难易程度三个方面综合考虑，遂溪县的通讯方式主要采用运营商的4G 无线通讯。

2.3 数据汇集

遂溪县灌区单独建设数据汇集平台，实现数据汇集、分析、整编、储存、共享使用[4]，并支持与业务应用平台的无缝对接。

能够充分满足遂溪县灌区今后更多类型和数量监测设备的接入需求；满足对数据精确度、设备上报频率、数据存储量的需要；满足数据共享的需求。

2.4 GMS 功能设计

遂溪县灌区业务应用平台应用先进的前端和后台技术，为用户打造一个基于“一张图”的灌区整体信息化管理平台，平台以灌区信息化为基础框架，结合农业水价改革内容的理念为后期的扩展提供众多的接口和数据库表结构，以灵活和独立的模块化方式给用户更多的升级和改进空间，在今后的项目建设中常用常新，不断优化，达到可持续发展的目标。系统包括实时监视与告警、用水量统计、水价管理、水费收缴与管理、用水户管理、台账管理等模块。系统根据后台计算模型，能够自动测算水权、定额、供水成本及水价，并根据阶梯水价计算方式，自动测算水费，水费不足用户提示，并支持水费表格打印输出等功能。

一是实时监视与告警模块。实时监视与告警模块主要用于遂溪县灌区水位、流速、流量等采集信息的实时捕捉展示，以及超水位预警、设备状态预警等功能。本模块以电子地图方式展现实时监视视图。用户既能一目了然的看到总体监测站的分布情况，也能深入了解单个测站的各类实时监测数据及设备运行状态。当有告警信息时，告警信息在测站位置上闪烁，点击显示告警详情，平台支持告警事件全程管理功能，用户可跟踪、核实、处理告警信息，最终发布告警信息或关闭告警。主要功能有：电子地图分布查看、实时监测数据、设备运行状态、告警信息管理、监测数据标注、监测告警周期设置、重点关注站点设置。

二是用水量统计。通过统计遂溪县灌区各监测点流量，进而计算引水量。该模块以图表结合的方式进行展示，支持测站用水量按照自由定义时间段进行查询及数据导出。

三是水价管理。系统对基础水价（全成本水价、运行成本水价）、加价额度、奖励规则[5]和阶梯水价进行综合管理。通过系统设置水价及价格规则。关于基础水价，系统通过该模块输入骨干工程水费分析表和末级渠系工程供水成本分析表[6]参数，辅助计算遂溪县灌区基础水价和全成本水价,也可直接点击修改对水价进行调整。关于加价额度，系统支持灌区根据水田灌溉保证率和实际情况对加价额度进行调整，在平均定额内的水量按基础水价进行收费，由灌区管理单位与农民用水者协会协商确定，对用水量超过定额的部分进行累进加价。系统支持针对不同作物等设置不同加价额度，支持加价额度的新增及变更。关于奖励规则，遂溪灌区根据灌区实际情况，通过系统对用水量小于定额部分，配置每节约1m3给予的节水奖励额度，用于水费计算。系统支持针对不同作物等设置不同奖励额度，支持奖励额度的新增及变更。关于阶梯水价，即对用水量超定额执行阶梯水价收费规则[7]。根据遂溪县灌区实际情况制定灌溉定额标准，对超定额实行累进加价的原则进行收取水费。系统支持在阶梯水价中灵活设置阶梯规则。

四是水费收缴与管理。水费收缴管理包含水费计算、水费缴费、水费预存、用户缴费记录等。水费计算由用水单价、总用水量乘积核算具体征收水费数，可根据自定义单价及统计各监测点实际用水量产生水费额度。

五是用水户管理。系统根据用户协会成员即用水户的自然情况，例如所有土地面积、土地所属地块，用水定额，水费余额，水权证号，预存水费等信息，将所有用户信息电子化，并且计入用水收费管理流程。可以对所有用水用户信息进行实时查询和统计，支持模糊查询，水费预存记录等操作。

六是台账管理。根据用水协会的要求，灌区或者协会的用水量，收费和缴费情况均记录在台账上，系统采用电子台账，将所有用户的用水定额，用水情况，应收费用情况和缴费情况都一一记录在台账上，方面随时查询，支持历史数据查询。

3.应用效果

遂溪县灌区GMS 包括硬件采集设备基础设施建设和软件平台开发两个方面，实现了水泵站和自动化量水监测站水量的精确测量，为灌区管理提供了科学依据，提高了灌区信息化管理水平，推动了遂溪县农业水价改革的步伐。经济效益方面，遂溪县灌区GMS 实施，实现了水量科学计量，为水费计收提供依据，有效解决了以往水费计收困难的局面，带来直接经济效益。同时GMS 业务应用平台的信息实时监视与告警、信息统计与导出，减少了灌区的人员成本，提高了工作效率，带来间接经济效益。社会效益方面，系统准确的水量计量以及合理的水价计价制度，实现用户水费台帐管理，使水费计收科学有据，而且用户足不出户便捷缴费，提高了用户满意度。管理效益方面，平台以交互式图形或图表的形式进行统一的展示，直观形象的分析关键部位的数据采集监测情况、引供水量情况、水费征收情况等各类情况，突出展示管理者关注的重点，为管理决策提供了快速的支持。节水效益方面，通过遂溪县灌区的量水监测点布置，能够准确计量出斗口以上的亩均用水量，为灌区水费收缴以及合理灌溉配水提供依据，同时水费按量计收提高了农户节水意识。

4.结语

GMS 围绕遂溪县灌区信息化和农业水价改革的核心内容，从一张图、一套表、一个中心、一套制度，这四个方面出发，全面提升遂溪县的信息化水平，使灌区管理真正做到数字化、智能化和现代化，推动了遂溪县灌区农业水价改革建设。