灌区智能水网构建关键技术及应用

任务来源：

技术领域：水利工程建设与管理

技术来源：四川省水利厅推荐

技术简介

灌区是我国经济社会发展的重大公益性基础设施，是国家粮食安全与农产品有效供给的命脉，是城镇和工业以及生态环境供水的重要载体，也是山水林田湖草系统治理和乡村振兴的重要支撑。四川省现有规模以上灌区1280余处，其中大中型灌区接近400余处，在区域经济社会发展、生态环境保护、水文化建设中发挥了重要作用。近年来随着局地气候演变和社会经济的发展，灌区来水情势和用水结构均发生变化，水资源短缺、水工程病险、水环境污染等问题日益凸显，如何在工程水网的基础之上，应用新一代信息技术构建灌区智能水网工程，推动灌区精细化、智慧化管理和水资源动态调配能力，成为灌区当下亟待解决的难题之一。

主要性能指标

技术特色

1.自主研发了灌区关键水利要素监测预警及其测控一体化闸井装备，解决了灌区智慧水利建设物联感控体系关键技术难题。发明了灌区明渠水位、流量监测及其报警技术方法及其装置，实现了野外山区等环境长距离输水明渠的水位、流量监测报警；提出了利用卫星遥感数据辅助地面站网选址的雨量站网优化布局方法，解决了新建地面降水测站选址问题；研发了灌区干渠、支渠重要枢纽闸板式集成闸井装置，实现了水闸的远程测控一体化。 2.重点创建了灌区水利监测信息传输交换动态组网及其安全防护方法，解决了复杂环境条件下的灌区物联网安全组网技术难题。发明了一种多用户多天线数能一体化通信网络吞吐量优化方法，达到满足用户能量需求的同时提升网络通信性能的目的；提出了基于ARIMA和GM模型的灌区水利物联网流量异常检测方法，实现了不同网络条件环境下的异常流量状态检测；提出了抑制恶意程序传播控制方法，实现了灌区物联网安全性能提升。 3.系统构建了灌区水利数据资源整合及其水资源定量调配模型方法，研发了灌区水资源调配决策支撑服务系统，解决了混合水网条件下的闸群多目标优化调度技术难题。构建了针对灌区的水利数据组织模型，实现了灌区多源异构数据的整合共享；提出了一种渠道闸门过流精准调控方法，构建了基于案例推理的水资源调度模型，研发了灌区配水调度管理系统，实现了灌区重要支口的水资源的精准调配管理。 4.首次应用了3S技术进行了大中型灌区智能水网多维仿真与信息集成研究，解决了灌区水量调配过程实时仿真模拟技术难题。研发了灌区智能水网综合管理平台，实现了灌区水网地理空间、水雨情、工情、水事影像、机电设备设施、运行管理等多维信息的应用集成与在线仿真。

推广情况

该项目共申请国家专利26项，已授权发明专利16项、实用新型专利10项，软件著作权15项；发表SCI/EI论文30余篇。经王浩等五位院士专家评价：“项目研究思路新颖，研究成果丰富，关键技术研究难度较大，整体达到同领域国内领先、国际先进水平。”项目研究成果已应用于都江堰灌区等多个水管单位，近3年项目累计新增销售额6.75亿元，直接经济效益达到7.8亿元，取得了重大的社会效益和经济效益。

典型案例

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负责人：阚飞

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电子科技大学、四川省水利科学研究院、四川省都江堰水利发展中心、四川省计算机研究院、四川晨光信息自动化工程有限公司、无锡航征科技有限公司

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