大型灌区信息化建设与实践
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前言

国家大型灌区节水改造和改革工作经过几年的努力,已取得成效。现阶段大型灌区的工程措施和管理体制目前已基本成型。为了让灌区在水资源管理和利用上发挥更大的作用,获得更大的效益,管理信息化及决策科学性必须要跟上。因此,当前灌区信息化建设的定位要服从国家水利发展的总体需求,以科学发展观建立和谐社会的大政方针为指导,结合灌区管理的发展现状,科学规划,逐步推进,使灌区信息化工作迈上一个新台阶。现代化的灌区不仅要合理优化配置与使用水资源,还要能保护和改善生态系统,维持良好的灌区生态环境,既保证农田灌溉提高农作物产量,同时也具有较高的水污染防治水平,保障城镇农村供水安全,而且还要实现灌区生态环境的平衡协调,使灌区真正成为美好生产和生活的地方。

灌区科技化是灌区管理现代化的必由之路。灌区信息化就是充分运用现代先进的高新技术,如地理信息系统技术,遥感技术,遥控技术,网络技术等,进行综合集成与配套,在灌区硬件配套、软件管理、组织运行等各个方面实现多技术多专业应用,借助于高科技的技术和手段又快有好地实现灌区管理信息化目标。

过去灌区的改造和管理只局限于骨干工程,而灌区现代化的最终目标是实现整个灌区的和谐发展,不仅包括水资源用途的协调,还包括用水管理者与用水户的协调(表现在灌区管理者为农民提供清洁可用的灌溉和饮用水源、合理的水费征收机制与管理体制等方面),保持田间高产与节水的协调,提高灌区水资源利用率与保持良好的灌区环境之间的协调。

漳河灌区是湖北省最大的灌区,也是信息化工作开展比较早、具有良好基础的大型灌区。漳河灌区信息化建设的总体目标就是要为灌区的科技化与和谐发展提供科技支撑与技术保障。经过多年的节水改造,灌区建设已经到了一定的工程硬件基础,需要以灌区信息化为平台进行更高层次的管理,也就是说信息化是必由之路,但是也存在诸多问题,因此,我们结合漳河灌区作了一些工作,在此书中做一个总结,希望对其他灌区的信息化工作有所贡献。

自1990年以来,漳河灌区已先后实施并完成了防洪调度自动化系统、实时灌溉预报及灌溉水动态管理系统试点、大坝安全自动监测系统试点、水利通信专网、办公自动化计算机局域网、城镇供水遥测系统等信息化系统、漳河水利信息网站等信息化重点项目,根据我国灌区输水系统的特点和现有的管理水平,进行了高淹没度智能型量水成套技术推广项目、CMC超声波明渠(河流)测流系统项目方面的研究,初步奠定了漳河灌区信息化的研究与试点基础,具备了下一阶段大规模应用与推广的良好条件。

但从实用效果来看,目前的信息化还不能真正满足灌区管理及生产调度指挥的具体需要,大部分的工作仅仅建立在试点和研究阶段,离实际应用和发挥良好效果还有相当大的一段距离。

新形势下要建立科技化的和谐发展型灌区,对信息化的目标要求与技术标准提出了更高的要求。

本书的作者团队从2003年起,一直致力于灌区信息化工作的研究与实践工作。团队由武汉大学、长江水利委员会长江科学院和漳河工程管理局组成,在多年的研究与实践工作中,形成了产学研一体的团队。本书就是作者团队将多年灌区信息化研究成果应用于灌区的实际工作的总结。本书围绕灌区信息采集传输发布、信息管理、工程建设管理、灌溉用水决策、防汛调度等几个方面对灌区信息化的内容进行了阐述,通过科研及实践经验,立足于湖北省漳河灌区,构建了一个适合我国大中型灌区的比较完整的信息化体系,为其他灌区的信息化工作提供经验和教训。

本书由张穗、李喆、杨平富、谭德宝、崔远来总体负责。具体分工如下:由张穗、李喆、杨平富负责框架设计、大纲和前言撰写;第1章由崔远来、张穗撰写;第2章由杨平富、李赵琴、丁俊芝、赵培撰写;第3章由张穗、李喆、向大享、丁俊芝撰写;第4章由李喆、张穗、谭德宝撰写;第5章由崔远来、谭德宝、张穗撰写;第6章由杨平富、李赵琴、丁俊芝撰写;第7章由崔远来、谭德宝、张穗撰写。本书在撰写过程中得到了长江科学院空间信息技术应用研究所、武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室、漳河工程管理局等单位的大力支持。

本书的研究,得到了国家自然科学基金“基于作物生长模型的农业干旱遥感监测模型及其在复杂下垫面条件下的适宜性评价”(41001281),“多源遥感数据协同陆地辐射雾动态检测技术研究”(41201452),水利科技推广专项“遥感干旱风险分析与灾情评估系统的推广应用”(TG1111),中央级公益性科研院所基本科研业务费项目“农业旱灾遥感评估研究”(2014),湖北省自然科学基金“适宜于湖北省的农田干旱遥感监测模型”(2011CDB013),国家科技支撑计划“数字流域关键技术与示范应用”第一课题“基于物联网的流域信息获取技术”(2013BAB05B01),农业科技成果转化资金“农业精准灌溉用水管理系统成果转化”(2010GB23320639),“十二五”科技支撑计划子题:第2012BAD08B05-3号,南方河网灌区生态水利技术示范,“十二五”科技支撑计划子题:第2013BAD007B10-3号,灌溉用水综合管理与区域水资源优化配置技术集成及应用等项目的资助,对此表示真诚的感谢。本书所反映的研究工作和成果是在其他学者的研究基础上才得以形成的,对书中所列参考文献和所引用资料的作者和单位表示诚挚的谢意。

本书虽然做了大量的研究与实践工作,但所反映的内容只是灌区信息化领域的冰山一角。尽管数次向多位学者请教,集思广益,但由于研究深度、广度和作者水平有限,书中难免有不当或错误之处,欢迎读者不吝雅正。

作者

2015年7月