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文档简介

T/HBSLXXXX—XXXX

灌区信息化建设技术指南

1范围

本文件规定了灌区信息化建设的术语和定义、总体架构、感知体系、传输体系、数据储存体系、支

撑体系、应用体系、终端体系、安全保障体系等方面的要求。

本文件适用于可利用地表水进行灌溉的灌区信息化系统规划和设计。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,

仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本

文件。

GB/T15966水文仪器基本参数及通用技术条件

GB/T21303灌溉渠道系统量水规范

GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求

GB/T28181公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求

GB/T39786信息安全技术信息系统密码应用基本要求

GB50395视频安防监控系统工程设计规范

SL21降雨量观测规范

SL75水闸技术管理规程

SL364土壤墒情监测规范

SL566水利水电工程水文自动测报系统设计规范

SL/T365水资源水量监测技术导则

SL/T426水量计量设备基本技术条件

SL/T427水资源监测数据传输规约

SL/T701水利信息分类与编码总则

SL725水利水电工程安全监测设计规范

SL768水闸安全监测技术规范

SL/T788水资源监控管理系统数据传输规约

SL/T801水利一张图空间信息服务规范

SL/T803水利网络安全保护技术规范

2

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SL/T812.1水利监测数据传输规约第一部分总则

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

灌区信息化

采用遥感/地面监测、自动化控制、物联网、大数据、网络通信、云计算等技术,对灌区主要业务

信息进行采集、整编、展示、模拟、管理以及数据上报和共享,供运行调度与管理决策,运用信息化手

段提升灌区管理水平和服务能力。

3.2

现地层

也称为就地监测站,是智能计量设施监控系统的基础,由智能量测水泵站、智能量测水闸门和明渠

流量测流装置组成,可实现数据的采集及设备的自动控制。

3.3

通讯层

是智能计量设施监控系统的重要组成部门,负责监控系统中数据的传递、交互。

3.4

监控中心

也称为中心层,是安装监控系统服务器及智能供水监控系统管理软件的部分,可实时接收和监控就

地监测站的运行参数及监测数据,辅助灌区管理。

3.5

灌区管理一张图

通过3S技术(遥感技术-RS、地理信息系统-GIS和全球定位系统-GPS),实现对灌区水资源、工程

设施、农业生产等灌区资源的可视化、智能化管理。

4总则

4.1灌区信息化建设应符合国家和水利行业政策法规和技术标准,遵循“因地制宜、性能可靠、经济

实用,便于维护、管理方便”的原则,满足“兼容性、开发信和可扩展性”的要求。

4.2灌区信息化系统的功能和建设内容应充分调查灌区的实际情况和管理需求,同时符合灌区建设工

程总体规划。

4.3灌区信息化系统应能与水行政主管部门及其它水利信息系统互联互通,接口符合国家和水利行业

有关规。

5前期调查

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5.1应收集灌区自然概况、社会经济条件、水资源开发利用、土地资源、工程设施、灌区管理等方面

的基本资料。其中:

a)自然概况包括灌区位置、面积、气候、降雨、水文地质特征等;

b)社会经济条件包括灌区人口、产业结构、农民收入与支出情况等;

c)水资源开发利用现状包括:供用水结构、水位等;

d)土地资源包括土壤类型、种植结构、作物产量、用水效率、灌溉定额;

e)灌区工程设施包括:灌区管理范围内水源工程,干渠、支渠、斗渠及主要排渠,渠系建筑物,

田间监测工程、计量工程等;

f)灌区管理现状包括:管理机构、管理体制、管理模式、工程运行维护情况、农业水费收缴情况、

灌溉用水调度情况等。

5.2应对灌区信息化建设现状进行调查,包括:

a)已建、在建和计划建设的灌区信息采集与监测(控)站网布置,运行状况、设备完好程度、应用现

状及效果;

b)灌区管理信息系统的通信方式、运行维护、信息的处理、应用、共享、服务等现状水平及运行

环境等支撑保障情况;

c)现有通信网的覆盖情况、通信质量和收费标准等。

5.3应对灌区信息化建设需求进行分析,包括管理单位需求、农户需求以及政府和社会需求。

6总体设计

6.1一般规定

6.1.1应根据灌区工程和信息化建设和管理现状,以政策、制度、需求为基础,确保信息化设计具有

实用性、先进性、规范性、扩展性、开放性、安全性和界面友好性。

6.1.2建设思路一般以雨情、水情、墒情、水量、水位等前端数据采集为基础,以物联网、互联网、

通信网等网络传输手段为依托,以业务应用、计算服务为核心,以灌区智能管理平台为主线,使各建设

内容和系统具有良好的兼容性,为各级管理人员和工作人员提供全面、科学、实用、智慧的灌区水利业

务应用系统。

6.1.3信息编码应满足水行政主管部门的有关要求,并留有数据接口,便于实现数据共享功能,数据

共享过程一般遵循数据分类分级和数据安全防护要求。

6.2总体构架

6.2.1以政策、制度、标准、需求为基础,搭建包括采集、传输、处理、存储、应用、决策支持等环

节的灌区信息化系统。

6.2.2根据实际,可包括以下内容:

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a)感知体系:采用自动采集与人工采集相结合的方式,完成对灌区水情、雨情、工情、墒情、水

量、视频等信息的监测;

b)自动控制体系:实现灌区干排渠系自动采集的数据传输、各级管理部分对灌区水资源管理、水

量配置、渠系运行管理;

c)支撑体系:在资源管理层与业务应用层之间起到数据获取、处理、共享、交换、应用展示作用

的体系;

d)应用体系:智慧灌区管理平台,负责灌区总揽、灌区管理一张图、信息采集监测、宅门监控、

泵站测控、量水管理、配水调度管理、综合信息管理等;

e)终端体系:人与计算机之间建立联系、交换信息的输入/输出设备的接口;

f)安全保障体系:对硬件设置本身、安全使用、有效管理方面的安全设计。

7感知体系

7.1一般规定

7.1.1感知体系设计宜涵盖雨情采集系统、工情采集系统、墒情采集系统、水量智能测控系统、视频

监控系统、工程信息管理系统、基础信息管理系统等。

7.1.2灌区可基于现状条件、建设需求和管理要求,尽量利用已有的监测设施,不足部分进行改造或

新增。

7.1.3数据传输一般遵循国家、地方、行业标准,支持标准传输协议GB/T28181,统一交互方式。

7.2雨情采集系统

7.2.1宜优先共享地方水行政主管部门、各级气象观测部门相关雨量站监测数据。一般灌域集雨面积

每50平方千米宜设置不少于2处雨量站,水库灌区应最少设置1处雨量站。暴雨多发区可加密布设雨

量站。雨量站一般按SL566的规定执行。

7.2.2雨量自动监测宜符合SL21要求。

7.3工情采集系统

7.3.1宜涵盖水源工程,取(引)水工程、泵站工程、输配水渠(管)道、排(退)水沟(渠)及其

建筑物、几点设备、金属结构设备、管理设施等。

7.3.2一般监测闸(阀)门开度、负载、过闸流量、启闭时间,泵站运行工况,泵站流量、实时负荷、

启停时间等工程运行信息。

7.3.3宜采用仪器设备监测、视频监视、无人机巡航、人工巡查等方式采集工情信息。

7.3.4宜监测渠道(重点监测高边坡、高填方段)、水闸、渡槽等渠系建筑物的工程安全信息。监测

点位、布置、频次等应符合SL725、SL768等的规定。

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7.4墒情采集系统

7.4.1墒情监测点配置一般按SL364的规定执行。

7.4.2墒情监测信息采集可通过设置固定墒情信息感知设备获取,也可以以共享方式获得第三方数据。

7.5水量采集系统

7.5.1可从水源出发,视灌区分水渠系的复杂程度和量测工作量,由上到下逐步缩小量测单元,根据

灌区所在地域和规模、渠道特点和水量调配、用水管理需求,在灌区取水口、斗渠以上渠道分水点安装

水量计量设施,监测站布设和量水方法一般符合GB/T15966、GB/T21303、SL/T365、SL/T426的规定

执行。

7.5.2监测信息基本要素一般包括水位、流速和流量,不同的量水断面一般选择不同的仪器设备。

a)标准断面量水适用于渠断顺直、水流平顺、断面规则、水位流量关系稳定,可在渠道测流断面

设置水位观测设施,选择流速仪法建立水位流量关系曲线,定期校核修订。常用的水位量测仪器主要有

雷达水位计、超声波水位计、电子水尺、投入式压力水位计等,常用的观测水尺有直立式、斜坡式等;

b)流速仪量水一般用于水头损失小、容易受下游水位影响的大型渠道量水以及其他量水方法的率

定。常用的流速测量仪器主要包括转子流速仪、电波流速仪、电磁流速仪、多普勒流速仪等;

c)渠系建筑物量水一般用于具有涵闸、倒虹吸、陡坡、渡槽等渠系建筑物的渠道。可根据渠系建

筑物类型和水流形态,选择对应的公式计算流量;

d)堰槽量水一般适用于支斗渠以下小型渠道,常用的量水堰槽有薄壁堰、量水槛、矩形无喉段量

水槽等。

7.5.3地表水测流宜选用雷达流量计、超声波流量计等非接触式测量设施。超宽断面(20m以上)可

使用轨道式测流、缆道式测流、走航式测流等。输水管道测流一般采用管道流量计。机电井测流一般采

用电磁流量计和超声波流量计。

7.5.4用水量测站一般优先采用直流供电(太阳能+蓄电池),直流供电设计容量一般可支持供电不

少于15天,蓄电池宜合理计算设备满负荷功率,确保在阴雨天气下支持供电不少于20天。也可根据建

设条件不同选择交流供电。

7.5.5有条件的灌区可安装水量智能测控系统,水量智能测控系统一般分为现地层、通讯层、中心层

三层。通讯层一般按照SL/T427规约执行。

7.5.6水量智能测控系统现地层一般结合引水、提水及用水特点,选择不同形式的智能量测系统。

a)智能量测水泵站测控系统适用于灌区各级提水泵站、扬水泵站,一般由智能量测水泵站测控仪、

流量计、摄像头等设备组成;

b)智能量测水闸门测控系统适用于水库、河道、灌渠闸门的自动化控制及运行数据采集,一般包

括智能量测水闸门测控仪、触摸屏、闸位传感器、随动装置、稳流装置、水位监测装置、控制柜、供电

系统、通讯系统、防雷系统及其他辅助设备等;

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c)移动式明渠流量测流装置适用于明渠流速和流量测量,一般由明渠流量计、通讯仪器、测控软

件及服务器以及电源系统组成。

7.6视频监控系统

7.6.1重要水工建筑物、金属结构、机电设备、险工险段等一般配置视频监测站,视频监控站点布设

一般符合GB50395的规定。

7.6.2视频数据传输宜选择网线、光纤、无线网桥、4G、5G等方式。

7.6.3视频监控系统一般可实现远程现场监控、多画面监视、多画面轮巡、录像与回放、视频直播等

功能,储存时间一般不少于30天。

8自动控制体系

8.1闸门自动控制体系

8.1.1对启闭机老化或无自动启闭设备的闸门,宜配置自动控制系统,一般包括闸门开度、闸前/后水

位、闸门上/下限位、过闸流量、动力电压/电流、视频等监测设备,以及安全网关、虚拟专用网络设备,

一般采用专线/互联网接入灌区调度中心。监测数据一般符合SL75的要求。

8.1.2对已配置自动控制系统、具备现地自动启闭功能的闸门,宜配备安全网关、虚拟专用网络设备、

物联网网关等,采用专线/互联网接入灌区调度中心。

8.1.3闸门自动控制监测数据一般符合SL75的要求。

8.2阀门自动控制体系

8.2.1阀门自动控制体系一般包括电动/电磁阀们、流量计、阀门控制器等,可采用有限/无线方式接

入全区调度中心,支持远程/现地控制阀门启闭。

8.2.2宜具备数据自动上报、故障报警等功能。

8.3机电井控制体系

8.3.1一般配置井电双控系统,通过有限/无线方式,自动上报水泵功率、流量等检测数据,支持本地

IC卡控制机井水泵启停。

8.3.2井电双控系统一般具备自动计量、扣费、故障报警等功能。

9支撑体系

9.1数据中心

9.1.1数据信息一般包括基础信息数据库、运行监测数据库、业务数据库、空间地理信息数据库等内

容。

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9.1.2一般符合SL/T701和SL/T812.1规定,提供统一服务接口。

9.1.3基础数据、空间数据、水雨情、墒情、工情等数据一般长期储存,储存时间一般≥90d。

9.2数据传输

9.2.1数据传输可为灌区各类信息提供有效传输和查询,实现信息及时、准确传输和信息资源共享。

水文信息通信规约一般按SL/T427的规定执行。闸门开度、水泵状态等数据一般符合SL/T788规定。

9.2.2建议充分考虑工程建设的总体空间布局、传输手段和管理运行费用,结合灌区实际确定信息传

输层的有线传输和无线传输方式和网络构成。

9.3支撑平台

9.3.1已建GIS平台的灌区可不再重复建设,进行数据整合。未建GIS平台的灌区新建时宜采用正版

软件。

9.3.2一般按照GB/T39786等相关用户管理标准的规定,进行统一认证,建立用户管理目录体系,保

证用户身份信息的统一性、唯一性。

10应用体系

10.1一般规定

10.1.1建议按照相关水行政主管部门及灌区管理需求,设置分级管理权限。

10.1.2一般包括灌区管理一张图、信息采集监测系统、量测水管理系统、工程管理系统、配水调度管

理系统、水费管理系统、防汛抗旱监测预警系统、综合信息管理系统等。

10.1.3一般满足安全生产标准化管理和灌区标准化管理要求。

10.2灌区管理一张图

10.2.1可通过遥感技术-RS、地理信息系统-GIS和全球定位系统-GPS对灌区用水管理空间信息进行

识别。

10.2.2空间信息服务宜包括灌区基本情况、主要河系渠系建筑物、监测点等相关信息,一般遵循SL/T

801相关规定。

10.3信息采集系统

10.3.1一般包括设备状态监测管理、信息采集与分析、信息应用管理等模块。实现人工置数、实时监

视、历史查询、统计报表、预警管理、远程设置、召测查询、测站管理、RTU管理、对应关系管理、

服务管理、用户管理、日志查询等功能。

10.3.2信息采集系统一般可实现人工置数、实时监视、历史查询、统计报表、预警管理、远程设置、

召测查询、测站管理、RTU管理、对应关系管理、服务管理、用户管理、日志查询等功能。

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10.4灌区量测水管理系统

10.4.1灌区量测水管理一般符合GB/T21303相关规定。

10.4.2宜包括水情录入、水情查询、流量关系管理、水情整编及水情统计等功能。

10.5灌区工程管理系统

10.5.1可利用GIS系统实现水利工程设施的管理,实现地图管理、地图配置、专题图、沟渠管理、建

筑物管理等功能。

10.5.2工程管理系统一般包括工程信息管理、灌区规划管理、工程建设管理、维修养护、巡查管理、

隐患管理等模块。

10.6灌区配水调度管理系统

10.6.1配水调度管理系统一般包括供需水预报、水资源调配等模块。

10.6.2工需水预报模块可包括不同遇见期来水预报、需水预测、可供水量预测、配水计划管理等功能。

10.6.3水资源调配模块一般包括水资源供需平衡计算、水资源配置方案生产、水量调度预案生成、调

配方案管理、供水调度评价等功能。

10.7灌区水费管理系统

10.7.1灌区水费管理系统一般遵循先进性、可靠性、可扩展性和安全性。

10.7.2宜包括灌区面积管理、水费计收计算设置、水量情况登记、水费计算与收缴、统计分析等模块。

a)灌区面积管理:宜包括年度、灌溉面积、地块信息等内容;

b)水费计收计算设置:可设置水量计算公式的相关参数、水费计算公式相关参数,也可以设置水

量计算公式及水费计算公式。有统计方式的灌区可以设置统计方式。

c)水量情况登记:宜包括用水单位水量情况登记及交费账户水量情况登记。

d)水费计算与收缴:一般包括收水费、收费、交费明细查询等模块。

e)统计分析:可根据不同灌区的不同需求配置不同的统计模块,宜包括水费决算表、历史水费统

计分析和收缴率统计分析等功能。

10.8灌区防汛抗旱管理系统

10.8.1一般包括旱灾防御、防汛两个模块。

10.8.2旱灾防御一般包括旱灾检测评估、旱灾预警、抗旱调度、旱灾评估等功能。

10.8.3防汛模块一般包括来水预报、风险研判、工程调度、应急处置、预案管理等功能。

10.9综合信息管理系统

10.9.1综合信息管理系统一般负责统筹灌区基础信息、档案资料等,支持信息更新维护和与上级平台

的共享交换功能。

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T/HBSLXXXX—XXXX

10.9.2一般包括灌区概况管理、灌区基本情况管理、工程情况管理、实时水情情况管理、量测水情况

管理、组织机构情况管理、系统管理等模块。

11终端体系

11.1一般规定

11.1.1终端体系可包括电脑PC端、移动智能终端PC、微信平台等组成。

11.1.2终端体系一般可完成信息形式的转换、信息传输和控制2项任务。

11.2电脑PC端

一般可完成平台所有功能的展示和操作。

11.3移动智能终端PC

宜满足灌区日常管理过程中移动办公需求,包括水雨情监测、配水指令、用水记时证、图像采集、

情况上报、数据核实填报、移动收费等功能。

11.4微信平台

可包括应交水费查询、余额查询、交费明细查询等功能。

12安全保障体系

12.1软硬件日常安全管理应符合GB/T22239规定的要求,水利关键信息基础设施和信息系统的安全

保护应符合SL/T803的规定。

12.2灌区网络安全等级保护应符合GB/T22239的基本要求,宜采用第二级安全保护能力等级,重要

信息系统可采用第三级安全保护能力等级。

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参考文献

[1]DB44/T2568灌区信息化设计导则

[2]DB52/T1610大中型灌区信息化建设管理规范

[3]DB52/T4502大中型灌区信息化建设技术指南

A

11

ICSXX.XX

XXX(CCS编号)

T/HBSL

团体标准

T/HBSLXXXX—XXXX

灌区信息化建设技术指南

TechnicalGuidelinesforIrrigationDistrictInformatizationConstruction

(征求意见稿)

在提交反馈意见时,请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

河北省水利学会发布

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灌区信息化建设技术指南

1范围

本文件规定了灌区信息化建设的术语和定义、总体架构、感知体系、传输体系、数据储存体系、支

撑体系、应用体系、终端体系、安全保障体系等方面的要求。

本文件适用于可利用地表水进行灌溉的灌区信息化系统规划和设计。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,

仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本

文件。

GB/T15966水文仪器基本参数及通用技术条件

GB/T21303灌溉渠道系统量水规范

GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求

GB/T28181公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求

GB/T39786信息安全技术信息系统密码应用基本要求

GB50395视频安防监控系统工程设计规范

SL21降雨量观测规范

SL75水闸技术管理规程

SL364土壤墒情监测规范

SL566水利水电工程水文自动测报系统设计规范

SL/T365水资源水量监测技术导则

SL/T426水量计量设备基本技术条件

SL/T427水资源监测数据传输规约

SL/T701水利信息分类与编码总则

SL725水利水电工程安全监测设计规范

SL768水闸安全监测技术规范

SL/T788水资源监控管理系统数据传输规约

SL/T801水利一张图空间信息服务规范

SL/T803水利网络安全保护技术规范

2

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SL/T812.1水利监测数据传输规约第一部分总则

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

灌区信息化

采用遥感/地面监测、自动化控制、物联网、大数据、网络通信、云计算等技术,对灌区主要业务

信息进行采集、整编、展示、模拟、管理以及数据上报和共享,供运行调度与管理决策,运用信息化手

段提升灌区管理水平和服务能力。

3.2

现地层

也称为就地监测站,是智能计量设施监控系统的基础,由智能量测水泵站、智能量测水闸门和明渠

流量测流装置组成,可实现数据的采集及设备的自动控制。

3.3

通讯层

是智能计量设施监控系统的重要组成部门,负责监控系统中数据的传递、交互。

3.4

监控中心

也称为中心层,是安装监控系统服务器及智能供水监控系统管理软件的部分,可实时接收和监控就

地监测站的运行参数及监测数据,辅助灌区管理。

3.5

灌区管理一张图

通过3S技术(遥感技术-RS、地理信息系统-GIS和全球定位系统-GPS),实现对灌区水资源、工程

设施、农业生产等灌区资源的可视化、智能化管理。

4总则

4.1灌区信息化建设应符合国家和水利行业政策法规和技术标准,遵循“

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