一、方案背景
灌區作為農業灌溉的重要基礎設施,承擔著保障糧食安全和促進農業可持續發展的關鍵作用。然而,傳統灌區管理方式普遍存在信息孤島、數據滯后、調度不精準等問題,導致水資源浪費和管理效率低下。在此背景下,灌區信息化智能管理系統應運而生,其核心目標是通過技術手段實現灌區全要素數字化、全流程智能化和全場景可視化。通過灌區信息化智能管理系統的實施,可以顯著提高灌區管理水平,減少水資源浪費,降低人工成本,并為農業現代化發展奠定堅實基礎。同時,該系統也為應對氣候變化、實現雙碳目標提供了有力的技術支撐。
二、系統組成
灌區信息化智能管理系統是基于現代信息技術構建的綜合性管理平臺,旨在通過物聯網感知層、大數據分析平臺和云計算服務等先進技術手段,全面提升灌區水資源管理的智能化水平。該系統采用分布式傳感器網絡實時采集灌區內的水位、流量、水質等水情數據,同時整合氣象站提供的降雨、蒸發、溫濕度等氣象信息,以及部署在田間的土壤墑情監測設備獲取的土壤含水量數據。通過對多源異構數據的融合處理與深度分析,系統能夠精確評估作物需水量,并結合灌溉制度、輪灌計劃等業務規則,為灌區管理者提供科學的用水決策建議和優化配置方案,從而實現水資源的高效利用和精準灌溉。
灌區信息化系統通過傳感器(如水位計、流量計、閘位計、水質傳感器、綜合氣象等裝置)進行水利信息采集,利用計算機局域網、GPRS、2G/3G/4G、ZigBee、LoRa、有線通信網等進行監測點、監控和灌區信息之間的信息傳輸,實現灌區信息采集、傳輸、處理,形成綜合數據庫。同時,實現灌區內水雨情信息、水質信息、墑情、閘位、氣象信息的實時監測,以及各水利機電設施的自動控制(如灌區各配水點的閘位、水源站的電機泵閥及閘門等裝置進行遠程控制和管理)。實現灌區業務管理,包括水量調度、水費征收和日常辦公管理。
三、系統功能
█灌區一張圖:實現閘泵站、量測水、水文站點等監測數據的實時監視,提供基于GIS一張圖展示灌區基礎地圖屬性、站點屬性信息以及通過地圖服務實現用水量、運行狀態、視頻監視等的交互式查詢和分析。實現了系統“可感”、“可知”、“可視”。提升了灌區水資源配置、水旱災害防御、供用水管理能力。
█綜合信息管理:提供各種監測數據的統計分析,以數據報表以及過程線、柱狀圖各種形式進行展示。并且匯集氣象、雷達、水雨情等基礎信息,提供防汛抗旱設施、預警預報信息、站所物資情況管理功能。
█供配水調度管理:支持用水單位管理,灌區供配水調度計劃的生成、指令下發等功能,實現灌區供配水調度的標準化管理。可對計劃供水和實際用水進行平衡分析以及對供水情況和用水情況進行數據的統計分析,實現對灌區供配水的評價。
█水量統計與水費征收:支持對用水戶的用水量進行統計,可以計算用戶水費、查看水費明細、上傳繳費憑證等操作,實現用水水量到水費的全過程管理,并且為供水單位提供水費標準以及水費價格的配置。
█工程運行維護管理:以實時數據展示的形式展現灌區范圍內量測水設備數據、閘泵站自控數據。同時根據灌區日常工作需要支持各類設備的管理、維養等功能。
█移動應用:通過移動應用,提供實時監測數據、巡檢數據、移動GIS一張圖展示和統計分析等數據信息,實現灌區工作人員隨時隨地辦公,掌握灌區監測信息,提高工作效率。
四、系統價值
灌區信息化智能管理系統是一種基于現代信息技術構建的綜合性、智能化管理平臺,其核心目標在于全面提升灌區水資源的管理效能。該系統通過深度融合物聯網感知技術、大數據分析技術、云計算平臺以及人工智能算法等前沿科技手段,構建起覆蓋全灌區的立體化監測網絡。該系統能夠對灌區內的水位、流量等水情參數,閘門、泵站等工情狀態,土壤墑情變化以及區域氣象條件等多維度信息進行全天候、高精度的實時采集與動態監測。基于海量監測數據的深度挖掘與智能分析,系統可生成精準的水資源調度方案、灌溉計劃優化建議以及風險預警信息,從而為灌區管理部門提供從宏觀戰略到微觀操作的多層次、全方位的決策支持,最終實現灌區水資源的高效利用、灌溉調度的精準優化以及管理決策的科學化和智能化。