《疏勒河灌区信息化系统升级耦合及应用研究》以勒河灌区为研究区域,从灌区信息化系统功能、性能、安全与保障、数据流程、业务应用需求等方面,构建了灌区信息化系统升级耦合总体设计体系,提出了基于桌面云总体架构、云终端等灌区桌面云建设方案和信息超融合建设方案,全方位介绍了疏勒河灌区信息化系统升级耦合成果。
《疏勒河灌区信息化系统升级耦合及应用研究》可供水利、农业、环保等相关专业的科研人员、技术人员、高等院校师生参考阅读。
水资源作为人类赖以生存和发展的自然资源,是支撑起有机生命系统的重要物质基础,同时是生态环境建设的控制因素,是社会文明进步的重要保障。尤其在干旱内陆河流域,水资源是维系绿洲生态系统和流域生态安全与经济社会和谐发展的决定性因素,同时是维持和保障绿洲灌区农业可持续发展的关键要素。随着社会、经济发展需要,以及新增人口对水资源的需求,从而造成用水量的增加,同时由于全球气候变化等造成的可用水资源量的日渐缩减,加之人类对水资源的不合理利用,不同的用户单位和部门(如工业、农业、生态环境等)之间的竞争也日趋激烈。经济的快速增长和人口的日益增加势必会加剧对水资源的开发利用,水资源的短缺和滥用已经严重威胁到干旱半干旱区域以及发展中国家的可持续发展,区域乃至全球可用水资源短缺以及相应的生态与环境等问题随之而来。因此,对水资源进行科学的规划与高效管理,实现区域水一经济一生态与环境系统的协调可持续发展。
在我国干旱半干旱的西北地区,农业用水在整个用水结构中占据着很大比例,因此要解决水资源危机,就必须加强对农业灌溉用水的高效管理。灌溉用水在人类对水资源的利用中一直占据总用水量的最大份额,对于水资源短缺的国家和地区而言,灌区在保障粮食安全,提高作物产量,促进国民经济和农业生产的可持续发展,调节、维护生态环境等方面发挥着重要作用。灌区不但作为我国粮食生产的基地,对保障我国的粮食安全具有十分重要的作用,而且担负着现代农业的推广、灌区生态的保护、向城市乡(镇)提供生活水源以及向企业工厂提供工业用水等任务。由此可见,灌区不但促进了我国农业的可持续发展,为我国的粮食安全提供保障,同时对促进我国区域经济的发展及灌区生态的保护也起到了不小的作用。因此,针对当前灌区农业面临巨大的挑战,如何提高灌区水资源管理水平,合理利用水资源,充分发挥水资源效益,全面提升灌区管理水平成为灌区发展中迫切需要解决的问题。信息化灌区为水资源综合管理、科学调配提供有效的数字基础和技术手段,使得水资源管理走上科学化、智能化、正规化道路。灌区信息化建设被认为是水利信息化建设最重要的组成部分,同时它是灌区现代化的基础和标志。灌区信息化大大提高信息采集和加工的准确性以及传输的时效性,做出及时、准确的反馈和预测,为灌区管理部门提供科学的决策依据,全面提高灌区管理的效率和水平,促进灌区实现科学管理和高效管理。灌区管理信息化能够实现灌区水资源的合理配置,提高用水的社会经济效益,极大地提高灌区用水管理的水平。
疏勒河灌区信息化系统工程于2008年建成并投入运行,该系统建成后,基本实现了灌区在水情、工情等方面的信息采集、传输和处理功能,为实现灌区水资源优化配置、统一调度、统一管理提供了技术支撑,初步实现了流域水资源优化调度的目的,为提高流域水资源管理水平和用水效率发挥了一定作用。随着近年来信息化技术的发展,2008年建成的疏勒河灌区信息化系统工程中原有的软件、硬件设备已经落后,大部分硬件设备已老化严重,部分软件系统运行条件与当前的信息化技术已不相适应,已不能满足当前水利信息化的发展要求。同时,近年来在疏勒河灌区又陆续建成了灌区斗口水量在线监测系统、昌马南干渠全渠道控制系统、双塔水库信息化管理系统等信息化子系统,这些信息化系统都亟待集成与整合,才能充分发挥好疏勒河灌区信息化系统工程的作用。2017年,按照《敦煌水资源合理利用与生态保护规划》疏勒河干流灌区项目建设要求,在疏勒河灌区开始实施《敦煌水资源合理利用与生态保护规划》疏勒河干流水资源监测和调度管理信息系统项目。本书依托《敦煌水资源合理利用与生态保护规划》疏勒河干流水资源监测和调度管理信息系统项目建设,全面升级、改造、完善原有的疏勒河灌区信息化系统,进一步集成、整合新建的各信息化子系统,形成“三个一”(一张图、一个库、一个门户)的新疏勒河灌区信息化系统,为灌区管理和水资源管理提供信息化保障,全面推动疏勒河现代化灌区建设。
全书共分5章。其中,第1章、第2章由惠磊、张宏祯、孙栋元撰写,第3章至第5章由惠磊、张宏祯、欧阳宏、孙栋元撰写。全书由惠磊、欧阳宏、孙栋元统稿。张宏祯审阅了全书,并提出了许多宝贵的意见与建议。本书主要是基于甘肃省水利科研与计划推广项目“疏勒河灌区信息化系统升级耦合及应用研究”(甘水科外发[2019]8号)的相关研究成果。在本书研究开展过程中,得到了甘肃省水利厅、甘肃省科学技术厅、甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司、甘肃农业大学等单位的大力支持和帮助,同时得到多位专家指导,在此表示衷心的感谢。
由于作者水平有限,书中不足之处在所难免,恳请广大读者批评指正。
前言
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究的必要性
1.3 国内外研究现状
1.4 研究目标与内容
第2章 研究区概况
2.1 自然地理概况
2.2 社会经济概况
2.3 灌区历史发展和建设情况
2.4 水资源及开发利用现状
2.5 农业产业现状
第3章 灌区信息化系统升级耦合需求分析研究
3.1 信息化建设过程与现状分析
3.2 信息化升级耦合需求分析
3.3 升级耦合后灌区信息化系统需求分析
3.4 小结
第4章 灌区信息化系统升级耦合总体设计研究
4.1 升级耦合总体设计思路
4.2 升级耦合总体设计原则
4.3 升级耦合后信息化系统总体技术框架
4.4 计算机网络耦合升级设计
4.5 通信传输网络升级耦合设计
4.6 综合应用系统升级耦合设计
4.7 小结
第5章 灌区信息化系统升级耦合建设及应用研究
5.1 升级耦合后灌区信息化系统总体架构
5.2 桌面云建设
5.3 超融合建设
5.4 综合应用系统升级耦合成果应用
5.5 小结
参考文献