灌区智慧管控平台研究与应用

文章基于大数据平台、物联网、数学模型等数字化、信息化先进技术,对智慧灌区体系结构、物联网、智能模型等关键技术进行阐述,并结合新疆阿克陶县灌区水利信息化现状,构建基于物联网的灌区智慧管控平台,形成了集采集、传输、管控及决策为一体的集成化系统,提高了阿克陶灌区运行管理水平,提升了灌区运管效益.     

智慧灌区的架构、理论和方法之初探

我国灌区面临着多元化、精准化和智能化的管理需求。结合人工智能技术的发展趋势和水利学科本身特点,尝试提出智慧灌区的定义和基本功能。从灌区的感知智能、认知智能和管理决策三个方面讨论了智慧灌区研究的难点,初步论述了智慧灌区架构、理论和方法。在灌区感知智能方面,提出非接触式与接触式观测相结合、移动式和固定式观测相结合的观测体系,开发适用于灌区不同尺度观测的机器视觉技术、灌区特征解译技术和天地空数据智能交换技术;建立大数据环境下的信息理论,支撑灌区多源观测体系的研发和海量数据的解译和分析。在灌区认知智能方面,提出物理方程和机器学习相结合的灌区建模思路,建立“数据-物理”混合认知智能的理论基础,开发非完整先验物理机制下灌区水分、盐分、养分、污染物迁移转化以及作物生长和生态系统演化模型,开发灌区物理机制挖掘方法和动态建模方法。在灌区决策方面,提出可满足众多决策者需求以及可处理多种目标的智能优化决策系统,实现灌区尺度上的水量、水质和生态的最优化管理。     

桐庐江南灌区数字化平台的建设与应用

为了提高江南灌区水利工程的管理水平,确保灌区水利工程运行安全且长久充分发挥效益,结合灌区工程建设与管理实际,研发桐庐江南灌区数字化平台。该数字化平台主要应用系统、信息数据中心、应用支撑体系以及计算机及网络平台系统。应用系统包括灌区场景分析大屏建设、灌区信息化服务平台建设以及移动看板的建设,开发新建应用,深度集成已建应用。信息数据中心包括数据汇聚、数据治理、数据共享交换、数据服务以及大数据分析。应用支撑体系建设包括五统一服务的接入、智慧灌区“模型库”建设以及业务支撑组件的建设。计算机及网络平台系统主要为政务云资源的部署。基础及配套工程包括灌区水量、水质、视频、渡槽安全监测、自动化控制系统以及智慧调度中心的建设。数字化平台从灌区的需水、用水、放水、节水管理需求出发,进一步推动江南灌区的主要业务标准化、数字化、智能化管理,基本实现以信息化的手段支撑灌区的需求研判、用水管控、配水调度、防汛抗旱、运行管理等方面的工作。     

远程测控智能闸门灌区推广应用研究

在潦河灌区西潦北干五支渠安装了远程测控智能平板闸门装置,开展渠道自动量水监测试验,分析验证远程测控智能闸门装置的实际应用效果。结果表明：该技术能实现灌区明渠输配水的远程智能化控制、下泄水流量数据实时监测、统计,测流误差综合精度小于5%,测流精度和可靠度较好,该系统适用于灌区小型明渠输水控制,为灌区量水设施改造工作提供了有效手段。     

灌溉节水监测技术在青狮潭灌区水情自动化系统中的应用

以（广西）灌溉节水自动监测系统（水利部“948”计划项目）为例，从立题背景和必要性、系统集成、灌溉软件等方面，通过对引进、消化、吸收国外先进的灌溉自动监测技术与设备的应用设计，对灌溉节水增产自动监测技术进行了应用研究。完成了灌区的干渠水情、雨情、气象及田间水层深度、墒情、作物长势等的自动监测，综合运用渠系水情测报、田间水位监测、墒情监测、农田气象、农作物生长参数监测、灌溉节水生长决策支持系统等技术，建立灌区配水决策支持系统，提高灌区用水管理水平，使灌区用水管理监测自动化、数据定量化、决策科学化；通过灌溉节水监测技术在灌区水情自动化系统中应用的研究，促进粮食稳产，高产。     

山西省大型灌区智慧水管理体系建设思考

“十四五”期间,国家启动大型灌区续建配套与现代化改造项目,其中灌区智慧水管理体系建设是灌区现代化改造的重点内容之一。文章结合山西省大型灌区运行管理特点及对信息化建设的需求,提出了大型灌区智慧水管理建设的目标及“四统一”原则,并从立体感知体系、智能应用体系、信息服务平台和支撑保障体系四部分,阐述了灌区智慧水管理体系建设的主要内容。     

基于GIS的大型灌区移动智慧管理系统研发

大型灌区具有空间范围广、节点建筑物类型多、特征数据分散等特点,所涉及信息种类繁多且数据量巨大,目前常规人工巡检及测量手段已不能满足灌区信息高效管理和利用的要求。为提高灌区管理信息化水平,基于GIS技术及大数据等现代信息技术,构建了基于GIS的大型灌区移动智慧管理系统框架,并依据灌区常设监测和管理项目,对其系统模块和功能进行划分。以河南省人民胜利渠为例,研发了灌区GIS移动智慧管理系统。利用该系统可及时准确地掌握灌区各遥测站及节点建筑物各项监测指标的变化情况,为灌区水资源高效利用和现代化管理提供科学依据。     

灌区水工闸门及启闭机养护与维修

闸门被灌区广泛用来控制渠道水位和调节流量，保证渠道安全输水、农田适时灌溉，以充分发挥灌溉工程效益。目前东方红灌区干渠上有水闸27座，闸门及启闭机的养护维修工作对保障灌区渠道水量及时调配和渠道安全运行及农田适时灌溉至关重要，也是灌区水利工程管理的一项关键任务。     

智慧灌区建设中的关键技术应用

为了对灌区水资源进行有效管理,优化灌区水资源配置,提高水资源利用效率,促进灌区可持续发展,基于当前灌区信息化现状,提出构建智慧灌区管理信息系统的解决方案。本文着重对智慧灌区体系结构及遥感、云计算、物联网等关键技术进行阐述,并结合锦江灌区信息化建设现状,构建了锦江灌区信息化管理系统,以期实现灌区水资源科学调度、合理利用,提升水资源优化配置能力及利用效率。     

低压输水技术在多水源农田灌区节水改造中的应用

为提高多水源农田灌区节水效果,将低压输水技术应用到多水源农田灌区节水改造中。以金塔县鸳鸯灌区为改造对象对其多水源农田灌区进行节水改造,首先对工程进行总体布置,然后提出取水工程、渠首工程的设计,最后确定灌水定额与管网设计流量,并进行管材与管径选择以及管道水力计算,完成多水源农田灌区节水改造。实验表明,应用低压输水技术对多水源农田灌区节水改造后,明显减少了输水时间,提高了节水量、灌溉水利用率、灌溉面积达到率与间接效益,证明应用低压输水技术后能够有效提高多水源农田灌区节水改造效果。