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打破传统灌溉管理模式 郑家湾灌区实现从“人工”到“智能”的转变
湖北日报客户端 2025-06-20 20:45:10

湖北日报全媒记者祝华 通讯员周俊 

63日,钟祥市碾盘山水利枢纽坝头,汉江水以10立方米每秒的流量通过沿山头闸,哗哗流向西大河。经泵站两级提水,通过明渠、箱涵、渡槽和隧洞流向郑家湾泵站灌区每个用水组从供水调度、泵站运行到开关闸阀、水量分配、供用水分析等一切工作,均是工作人员在调度室数字孪生管理平台操作完成。

郑家湾泵站灌区是湖北重点中型灌区。灌区以汉江为水源,引、提、输蓄相结合,通过郑家湾一、二级泵站提水灌溉,灌溉面积15.65万亩同时承担城市生活和生产供水。2023年,灌区被列为全省第一批数字孪生中型灌区先行先试建设工作试点。依据“立体感知控全局、数字孪生知全局、业务闭环管全局”的建设思路,坚持需求为先,实用为本,边建边用,合力推进。经过一年多建设,搭建了1个数字孪生平台,建立了1套标准化管理体系,取得了1项科研技术成果,打造了2个“少人值守”泵站。目前,数字孪生郑家湾泵站灌区管理平台上线运行良好

灌区160双“眼睛” 立体感知雨情水情墒情

沿着灌区干渠行走,只见各分水口均安装有一体化测控流量计正在工作中,自动控制、调节着支分渠灌溉水量。

“灌区支渠口和重点用水户实时取水量、总取水量均可精准掌握。”,荆门市汉西水系连通管理局局长刘春介绍,根据各分水口的实时取水量,

工作人员可远程操作渠系闸门,精准调控闸门供水流量,保证各地灌溉用水。

目前,郑家湾泵站灌区22公里长的干渠上,主要分水口、渠道安装各类量测水设备52处,实现支渠口及重点用水户用水监测计量全覆盖,泵站抽了多少水,每个分水口分了多少水,后端可实时掌握。

在郑家湾泵站管理处门口不远处,有一个“露天实验室”,这便是灌区土壤墒情及气象观测之一。郑家湾泵站二站站长张晓芹介绍,观测站集降雨量、风速、日照、蒸发、墒情等监测于一体,监测数据实时传至平台。目前,灌区建成水雨情站点22处、土壤墒情监测点4处,蒸发试验站1处,埋设传输光纤33公里,工作人员可第一时间了解农田土壤墒情,根据需求及时调水。

在钟祥市冷水镇与东宝区牌楼镇交界处,753米长的张家垸渡槽雄伟壮观,是灌区的重点控制性工程之一。

“渡槽出现一丝裂,监测系统就会发现。”荆门市汉西水系连通管理局工程科科长周俊介绍,为保障重点工程安全,在寨子坡水库大坝、张家垸渡槽等重要工程上安装了监测装备,可及时监测到大坝位移、渡槽裂缝及沉降等情况。

通过数字孪生灌区建设,郑家湾泵站灌区共建有各类监控监测设施160处,如同一双双“眼睛”,实时全方位感知雨情水情工情墒情。

泵站自动巡检 故障发现时间缩至秒级 

郑家湾一、二级泵站位于钟祥市冷水镇,始建于1975年,总装机5890千瓦,总扬程49.7米。

“一级泵站5台机组,班值守人员仅1人,与以前相比每天减少6人。”一级泵站站长王兵说,通过数字孪生灌区建设,泵站开机运行、巡检维护自动化、信息化,实现了少人值守运行。

走进泵站,王兵轻点鼠标,泵机便自动开机,开机后每台机组的温度、噪声、电压、电流、运行时长等都显示在大屏幕上。王兵介绍,以往泵站机组开机,需三个人配合开一台机组需10分钟,全部开完需1个小时,费时费力现在开一台机组只需3分钟,5台机组全部开完,只需20分钟。

刘春介绍,通过数字孪生灌区建设,泵站构建了机组健康分析模型、机组优化调度模型、设备双因子校验模型等,实现对泵站运行状态的实时监测,及时识别诊断故障,提前发现风险。目前,泵站70个巡检项实现100%自动化巡检,故障发现时间缩短至秒级,大幅提升故障检修效率。

现在泵站少人值守运行,一级泵站和二级泵站运行管理人员较以前相比减少运维跟班人员12人,职工劳动强度大大降低

“少人值守”还体现在渠系管护上。

周俊介绍,过去灌溉时,每个分水口涵闸都需要人工现场开关闸,一天多次现场测流计量,现在每个闸站都可以远程开关调控。铜钱山水库分水口离最近的管理处有6.5公里,过去下暴雨,干渠需泄洪时,工作人员有时凌晨去开闸,现在后台轻点鼠标,一分钟内就可完成闸门调控

()预案预演 科学调度每一滴水

水是地球的血液。如何科学精细调配每一滴生命之水?

刘春介绍,数字孪生灌区建设以科学预报、提前预警、合理预案、精准预演为目标,实现灌区“需水和来水预测~优化调度方案~调度方案预演~调度全过程监管~调度分析评价~调度回溯”的闭环管理

数字孪生灌区管理平台定期接入卫星遥感数据,及时获取灌区农作物种植结构、生长情况,精准研判墒情,精准调配水资源。平台还与荆门市水利水文、气象、生态环境等部门及省水利厅共享数据,可及时了解灌区水情、雨情,预测来水情况,为灌区科学调度水资源,用好每一滴水提供数据支撑。

在科学预报预警的基础上,系统可根据调水需求形成预案,并按调度方案预演。

“接上级指令,52日至30日,为应对极端干旱天气,铜钱山水库及下游调水760万立方米。”520日,在数字孪生灌区管理平台上,工作人员向记者模拟预演调水。

输入调水起止时间、调水量后,系统自动生成用时最长、用时最短、最经济三种调水方案。每种方案都给出详细的操作流程,几点几分开几号泵站,开几台机组等都清清楚楚,为调度指挥人员提供科学的决策依据。

刘春介绍,经过多轮用水调度和运行,灌区预报、预警、预演、预案体系初步形成,灌区水资源配置效率大幅提升。


责任编辑:祝华
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