袁惠渠灌区信息化建设规划浅析

丁维馨 江西省水利规划设计研究院 南昌市 330029

1 概述

袁惠渠灌区是以江口大型水库为水源的大型引水灌区，是一座以灌溉为主、兼顾防洪和发电等功能的综合利用工程。灌区位于江西省西部，袁河中下游南北两岸，涉及新余市、宜春市和吉安市。灌区西起新余市渝水区河下镇的江口，东至樟树市的洲上，北至新余市渝水区的罗坊，南达新干县荷浦。

灌区地处袁河中下游平原，呈带状河套形，东西长96km，南北宽约6km。区内土壤资源丰富，植被良好，土地肥沃，其水、肥、热等因素比较协调，农业生产条件优越，适宜农作物生长。灌区土地面积68.85万亩，耕地面积37.7万亩，设计灌溉而积37.1万亩，现状有效灌溉而积28.4万亩)区内农作物以种植水稻为主，兼种棉花、油菜等，是国家粮食重要生产基地之一。

灌区现代化就是全面提升灌区建设和管理水平，不断创新灌区建设和管理理念，努力实现灌区投入多元化，建设规范化、管理系统化、环境园林化、用水科学化、效益最大化、提高农业综合生产能力，保障粮食安全，促进农业和农村经济持续稳定发展。全面建成小康社会、农业现代化、高标准农田建设等均对灌区发展提出了新要求，开展灌区现代化建设十分必要与紧迫。

2 总体结构规划

袁惠渠灌区信息化总体框架由基础设施、信息资源、应用支撑、业务应用、网络与信息安全保障运维、技术标准规范与管理六大体系组成。袁惠渠信息化总体框架如图1所示

图1 总体框架图

（1）基础设施体系

包括感知控制系统、通信网络和机房资源。其中感知控制系统主要包括水位、雨量、流量、闸门开度、墒情等水文数据，水质数据，视频、闸门控制等[1]；通信网络包括光纤、4G等互联网以及物联网；机房资源主要包括计算、存储和网络设备等。

（2）灌区数据中心

包括袁惠渠灌区数据统一接收平台和数据交换平台、灌区综合数据库和数据服务。其中灌区综合数据库包括基础数据、监测数据、业务数据及多媒体数据[2]。

（3）应用支撑体系

由系统资源服务、公共基础服务、应用支撑服务和业务服务容器四部分组成，为上层灌区业务应用提供软件支撑。

（4）灌区业务应用体系

主要包括灌区量测水、运行管理、配水调度、水费计收、政务办公及公众发布等业务应用，司一根据灌区系统各层级的业务需求不同，由统一开发的业务应用组件进行灵活定制。

（5）网络与信息安全保障运维体系

以关键信息基础设施和重要门户网站安全保护为重点，以信息安全等级保护工作为抓手，以统一网络信任体系、统一安全管理为技术支撑，建立完善袁惠渠灌区网络安全纵深防御体系[3]。

（6）技术标准规范与管理体系

重点从制度标准完善、运维体系完善、人才队伍建设、宣传与交流等方面，优化灌区信息化保障环境，保障灌区信息化健康、可持续发展，确保灌区信息系统的安全可靠运行。

3 信息化建设规划

3.1 基础设施体系

灌区信息化硬件基础平台包括灌区信息采集、信息传输与信息管理以及自动控制的硬件系统，主要包括数字通信网络、网络系统、信息采集及监控系统、视频监视系统、水资源调度中心建设等部分组成。

（1）感知控制系统建设

感知控制系统主要包括灌区雨情、水情、工情、墒情、水质、气象和农情监测、视频监控以及控制系统等。

（2）网络建设

优化网络架构，完善通信布局，加强移动互联，适度超前部署网络能力，形成立体覆盖、无处不在、安全可靠的灌区通信网络体系。

（3）机房建设

信息的存储和管理是整个灌区信息化业务应用系统建设的基础，其设计及架构的合理性关系到整个信息化管理运行的效率[4]。对机房的服务器、交换机、机房、中控室等硬件设施进行全面优化升级。

3.2 灌区数据中心

面向灌区业务应用建设需求，丰富信息源，强化数据整合，促进信息共享，建设灌区信息资源体系，逐步形成多元化采集、主题化汇聚和知识化分析的灌区大数据中心。实现灌区数据属性、空间、关系和元数据的一体化管理，统一对象代码，统一数据字典，为灌区业务应用提供规范、权威和高效的数据支撑。在实施数据资源共享基础上，按照“一数一源、一源多用”的原则，完善信息资源管理办法，建设灌区综合数据库；做好数据更新维护工作，同时做好其他相关数据的收集整理，不断丰富信息资源[6]。

3.3 灌区业务应用平台

应用平台系统是灌区信息化能否发挥作用的关键所在。软件系统对提高管理水平的最主要作用一是代替部分手工作业，提高劳动生产率，二是通过计算机强大的计算能力分析数据，提供更精确的辅助决策支持。

（1）灌区水情

灌区水情根据灌区的水情现状，结合《灌溉渠道系统量水规范》（GB/T21303），将各种量水计算方法固化到模块中，对各量水站点自动输人和手工输人的数据，系统选择使用的量水计算公式和参数，快速生成满足要求的量测水数据。

（2）防汛预警

防汛预案文档管理：对各种防汛预案分类进行管理，可以新增、修改、删除、移动文档分类，每个文档分类下都可以新增各种防汛顶案文档，可以根据文档名称或关键字查询防汛预案文档，且可以对防汛预案文档进行排序。

（3）配水调度

基础参数管理：基础参数由不经常改变的参数组成，包括渠系、渠段段、用水单位等，该功能提供对这些参数的管理和维护[7]。

专用参数管理：专用参数指配水计划制定中使用的参数，如配水定额、田间水利用系数、渠系水利用系数、灌溉面积、工业和城镇供水计划流量、流率表等。

配水计划制定：根据相关参数，计算各渠段计划灌溉水量；根据灌溉水量和工业、城镇用水量计算渠道累计流量，推演出各个渠段的水位。

配水调度执行：在灌区供水过程中，要记录每个渠段每天用于工业及城镇供水的流量。

用水考核：以配水计划制定模块中制定的计划配水水量为考核基准，以配水计划执行模块中计算出的实际用水量为依据，考核每个管理端的用水情况，计算超用水量和节余水量

（4）水费计收

灌区水量分析：该功能通过渠系各监测点数据，得出各主干渠等入渠水量对比。

渠系水利用系数分析：该功能通过渠系各监测点数据，得出各主干渠等的渠系水利用系数对比。

灌溉水利用系数分析：该功能通过渠系各监测点数据，得出各主干渠等的灌溉水利用系数对比。

水费计收：该功能包括综合水价、执行计价、管理段或灌溉站水费预收、水费结算、水费查询、缴费记录及农户水费预收、结算、查询与缴费记录。

（5）运行管理

运行管理模块主要实现灌区标准化管理信息化，可实现综合地图、工程基础信息、资产管理、调度运行、检查巡查、监测监控、维修养护、达标考核、组织机构及管理配置等功能[7]，各种功能根据其特点进行模块设置和开发。通过标准化运行管理，保证灌区基础设施稳定可靠运行。

（6）政务办公

办公信息门户管理：包括建立个人办公门户、建立单位统一信息门户、各类信息的有效共享和快速推送、门户个性化设置以及门户权限控制设置。

公文管理：包括发文管理、收文管理、公文交换、公文督办、公文查询等。

文档档案管理：主要包括文件管理、档案管理、资料管理、文档权限管理、制度规范管理[8]。

（7）公众发布

建立袁惠渠灌区微信公众号，从公众角度出发，将袁惠渠灌区信息进行整体分析，生成公众能理解的信息产品，以便公众及时了解袁惠渠灌区态势。同时公众号提供献言献策的途径，加强灌区各部门与公众的交流互动。

3.4 网络安全体系

安全策略体系是整个信息安全体系的核心，为整个信息安全体系提供指导和支持包括：信息安全的日标和愿景、方针、策略、规范、标准、流程和指南等，并通过在组织内对安全策略的发布和落实来保证对信息安全的承诺与支待。

安全组织体系保证策略休系、运作体系和技术体系在组织内部顺利开展和实施，是整个安全体系的管理基础[9]。包括：安全组织结构建立、安全角色和职责划分、人员安全管理、安全培训和教育等。

安全技术体系提供安全体系的技术手段和工具，是整个安全体系的技术基础[10]。包括：物理安全、网络安全、终端安全、服务器安全、防病毒安全、应用安全和数据安全等。详见图2。

图2 网络安全结构图

3.5 技术标准规范与管理体系

重点从制度标准完善、运维体系完善、人才队伍建设、宣传与交流等方面，优化灌区信息化保障环境，保障灌区信息化健康、可持续发展，确保灌区信息系统的安全可靠运行。

（1）制度完善和标准营理

结合灌区信息化建设任务，完善灌区基础设施、资源管理、业务应用等方面的信息化管理制度建设和标准管理，建立和完善灌区信息化标准管理与协调机制，强化标准的执行主要任务包括完善管理体制、加强标准体系管理、健全建设管理制度、标准实施与监督[11]。

（2）运维体系完善

按照《水利信息系统运行维护规范》等行业标准，尽快完养运行维护工作机制；参照《水利信息系统运行维护定额标准》和《灌区业务经费定额标准》争取运行维护经费；通过政府购买服务等方式开展服务外包和运行维护管理，建立灌区信息化运行管理长效机制[12]。主要任务包括:运维工作机制完善、运维经费落实、运维长效机制建立。同时，建立灌区信息化专业技术人才管理、培训机制，充分利用各种教育培训资源，培养形成与灌区信息化进程相适应的技术人才队伍[13]。

4 结束语

灌区信息化建设是灌区优化配置水资源、实现灌区高效管理和现代农业生产的基础条件[14]。袁惠渠灌区信息化建设规划以现状条件为基础，以实际需求为导向，以内外关系为约束，以体系建设为手段，开展信息化建设，实现灌区智能化管理决策，为灌区安全生产、水资源配置等提供支持。

建设通过感知层的自动采集监测系统跟踪示范区气象雨情、水情、土壤墒情、水质、农情等，及时将相关信息传输至控制中心，自动控制中心数据模块对田间信息、示范区闸门运行工况及相关工情信息上传至上位机，由处理与决策支持系统制定相应决策，并将控制指令传递至控制闸门等，从而实现智能化灌溉。