中型灌区信息化改造解决方案是一个系统工程，旨在通过现代信息技术提升灌区的管理效率、水资源利用效率和农业综合服务水平。

一、现状与核心问题分析

在规划前，需明确中型灌区（通常控制面积5-30万亩）普遍存在的痛点：

1.计量监测缺失：取水、输水、配水、用水环节缺乏精准计量，水费收缴困难，“喝大锅水”现象普遍。

2.调度依赖经验：渠道水位、闸门状态不明，调度主要依靠人工经验和电话沟通，响应慢、精度低。

3.工程运维粗放：泵站、闸门等关键设施运行状态无法远程监控，依赖人工巡检，故障发现和处理滞后。

4.信息孤岛严重：水情、工情、农情数据分散在不同部门和纸质记录中，无法联动分析与决策。

5.公共服务薄弱：农户难以及时获取供水计划、水价信息、停水通知等，互动渠道不畅。

二、总体建设目标与原则

目标：构建“全面感知、自动控制、智能调度、高效管理、便民服务”的智慧灌区。

原则：

统筹规划，分步实施：先基础后高级，先关键后全面。

实用优先，注重效益：以解决核心业务问题为导向，追求投资回报。

标准先行，互联互通：采用统一的数据标准和接口，避免形成新孤岛。

安全可靠，易于运维：系统稳定，操作简便，降低长期运维成本。

三、总体架构设计（分四层）

采用“感知层+网络层+平台层+应用层”的经典物联网架构。

1.感知层（全面感知）

水文监测：在渠首、干/支渠关键节点、量水断面安装雷达水位计、超声波流量计、电子水尺等。

闸门监控：在重要节制闸、分水闸安装闸门开度仪、智能控制柜，实现远程监控与自动/手动控制。

泵站监控：集成泵站PLC，监测机组电流、电压、运行状态、能耗，实现远程启停。

气象土壤墒情：建设小型气象站和土壤墒情站，为灌溉预报提供数据支撑。

视频监控：在重要建筑物、险工险段、管理所安装高清云台摄像机，实现可视化巡检。

2.网络层（可靠传输）

有线网络：管理所、泵站等固定点位采用光纤专网，保证带宽和稳定性。

无线网络：野外分散监测点根据距离和地形，采用4G/5G、NB-IoT、LoRa等无线传输方式。

自组网：在无公网信号区域，可采用微波、北斗卫星通信（短报文）作为补充。

3.平台层（数据大脑）

物联网接入平台：统一接入和管理所有终端设备，进行协议解析、数据清洗。

数据资源中心：整合水情、工情、农情、地理信息等数据，形成灌区“一张图”和统一数据库。

应用支撑平台：提供GIS引擎、数据分析模型（如水力模型、需水预测模型）、统一用户认证、短信网关等公共组件。

4.应用层（智慧业务）

核心业务系统：

水资源调度系统：基于实时水情和需水预测，制定并执行配水计划，实现闸门/泵站的远程一键调度。

工程运行管理系统：对泵站、闸门等工程设施进行全生命周期管理，包括远程监控、故障报警、维修养护记录。

农业水价综合改革系统：实现“定额管理、计量收费”，支撑水权分配、水量核算、水费计收与线上缴费。

智能巡检与维护系统：通过手机APP规划巡检路线、上报巡检问题、处理维修工单。

综合展示与决策支持：

灌区“一张图”驾驶舱：在指挥中心大屏上，综合展示所有关键指标（水量、水位、设备状态、视频、报警信息），实现全局掌控。

移动应用（APP/小程序）：为管理人员提供移动办公能力；为农户提供用水查询、水费缴纳、报修申请、信息订阅等服务。

四、分阶段实施建议

第一阶段（基础建设期，6-12个月）：

完成通信网络（光纤主干、4G覆盖）建设。

在渠首、干渠分水口等最关键点位部署水位、流量监测和视频监控。

建设数据中心和基础软件平台。

上线“一张图”驾驶舱和基础数据监测应用。

第二阶段（扩展深化期，12-18个月）：

将监测控制点延伸至主要支渠和重点斗渠。

对主要闸门、泵站进行自动化改造。

上线水资源调度、工程管理、水费计收等核心业务系统。

开发并推广农户服务小程序。

第三阶段（智能提升期，长期）：

全面部署墒情、气象等农情监测站点。

引入人工智能模型，实现基于气象预报和作物生长模型的预报-预警-预演-预案高级智能调度。

深化数据分析，为灌区现代化改造、种植结构调整等提供决策支持。

五、关键成功因素与保障措施

1.组织保障：成立由灌区管理单位主要领导牵头的专项工作组，明确业务部门与技术部门的职责。

2.资金保障：积极争取国家水利发展资金、高标准农田建设资金、地方配套及社会资本。

3.标准与培训：制定灌区内部的数据、接口和管理规范。对管理人员和一线操作人员进行系统培训，确保“会用、愿用”。

4.运维体系：建立“平台供应商+本地技术人员”的联合运维模式，确保系统长期稳定运行和数据持续更新。