以信息化促进灌区管理现代化
宁夏水利厅灌溉管理局
一、青铜峡灌区概况
青铜峡灌区是我国古老的特大型灌区之一，引黄灌溉历史相传始于公元前 3
世纪的秦代，有史料记载的是公元前 2 世纪的汉代。灌区享受引黄灌溉之利，盛
产稻麦，年种年收，素有“塞上江南”之美称。两千多年来，经历代劳动人民的辛
勤开发，引黄灌溉得以发展，特别是建国以来，在党和政府的关怀和领导下，投
入了大量的人力、物力，对古老灌区进行了大规模的扩建、更新和改造，兴建了
一大批水利工程。1967 年在黄河上建成了青铜峡水利枢纽，改多首制无坝引水
为一首制有坝引水，在古老灌区布局的基础上发展了新灌区，逐步形成了灌溉有
保证，排水有出路的灌排格局，灌区水利事业有了空前的发展。经过五十多年的
建设，灌溉面积已由建国初的 144 万亩发展到 495 万亩，粮食产量由 亿 kg
增加到 亿 kg。粮食产量占全区粮食总产的 70%；工业总产值约占全区的
90%，是宁夏政治、经济、文化和工业、交通中心，在宁夏国民经济中占有举足
轻重的地位。
1、灌区概况
青铜峡灌区位于宁夏中北部，南起黄河青铜峡水利枢纽，北至石嘴山，西抵
贺兰山东麓，东接鄂尔多斯台地西缘，东西宽约 50 km，南北长约 170 km，主体
为黄河冲积平原，外缘多系全新晚期洪积物组成的新洪积扇，自流灌区地面高程
在 1070—1154 米之间。黄河纵贯灌区，将灌区分为河东、河西两部分。灌区涉
及银川、石嘴山、吴忠三个地级市及青铜峡、利通区、灵武、永宁、兴庆区、金
凤区、西夏区、贺兰、平罗、惠农、陶乐 11 个川区县市，13 个国营农、林、牧、
渔场，总人口 245 万，自治区首府银川位居其中。行政区划总土地面积
21247km2,（3187 万亩），灌区控制面积 6239 km2（936 万亩），现状净灌溉面积
495 万亩,其中自流灌溉 448 万亩，扬水灌溉 47 万亩，现有宜农荒地 200 万亩。
灌区属干旱与半干旱气候过渡带，大陆性气候明显，干旱少雨，蒸发强烈。
多年平均降雨量 180—220mm，多集中在七、八、九三个月，占降雨量的 70%左
右；多年平均蒸发量 1000—1500mm，干旱指数 —。多年平均气温 ℃，
日照时数 2800—3200h；平均无霜期 150—180d。灌区适于发展灌溉农业。
2、灌区骨干灌排工程现状
以黄河为界，灌区分为河东、河西两部分。现有总干渠 2 条，干渠 10 条，
总长 1085km，引水能力 613 m3/s，建有节制闸、退水闸 201 座，干渠直开口 2400
多座。干渠年引水量约 60 亿 m3（耗水量约 24 亿 m3），灌溉农田 495 万亩。
灌区现有骨干排水沟道 24 条，总长 660km，排水能力 560 m3/s，控制排水
面积 630 万亩，年排水量 36 亿 m3。
3、灌区管理
灌区管理实行“统一领导，分级负责，水权集中，均衡受益”原则。全灌区水
权集中，统一调度，自治区水利厅灌溉管理局根据黄河来水情况，向各干渠分配
引用水指标，各渠道管理处按核定面积和作物比例分水到所、段配水到支斗口。
受益单位用水实行“以亩定量，计划用水”的管理办法，水费以支斗渠口计量收取，
超用加价。
青铜峡灌区按渠系设置 7 个渠道管理处，隶属自治区水利厅直接领导。水利
厅下设灌溉管理局，负责全引黄灌区灌溉管理工作，统一调配水量。灌区实行的
是专管与群管相结合的方式，既干渠、支干渠的管理由各渠道管理处负责，各渠
道管理处下设管理所、段、点，有管理所 59 个，管理段 174 个，正式职工 2121
人，负责干渠、支干渠的运行管理。
干渠直开口以下渠道和建筑物由受益市县、乡、村分别管理。市县设有水利
（水务）局，乡设有水管站，村设有支渠管理小组，各支斗渠有承包人或配有支
斗渠长和管水员，灌区还成立了由乡村受益农户组成的用水协会，按照管理权限，
分级负责支斗渠的灌溉及工程管理工作。
二、青铜峡灌区信息化建设现状
1、通讯网建设情况
为了满足我区引黄灌区水量调度、灌区防汛、水情遥测等的需求，以适应灌
区现代化发展的需要。1997 年，在宁夏青铜峡灌区建设了防汛水量调度通信网。
宁夏防汛水量调度通信网通信网主要由一点多址数字微波系统、800MHz 模拟集
群系统和程控交换系统三部分组成。
一点多址数字微波系统是整个通讯网的主干部分，采用设备为阿尔卡特
A9800 系统，采用 频段，带宽为 2MHz，总容量为 30×64kbit/s 或 60×
32kbit/s。共建有 1 个中心站，3 个中继站，3 个外围站，共下 98 个二线用户，
中心站机房位于水利厅附近唐徕渠管理处办公楼内，各用户终端站分别安装在平
罗、贺兰、永宁、吴忠、青铜峡等市县，主要功能是实现水利厅各业务部门与青
铜峡灌区各渠道管理处间的电话通讯。
800MHz 模拟集群系统是一点多址数字微波系统的扩展，主要是为解决有线
电话无法实现的偏远管理所、管理段的通话问题，以无线电话方式通讯。该系统
采用美国 公司的设备，用户间传输速率最大为 1200bit/s。分别在银川、
吴忠、平罗建有 3 个集群基站，共有 25 个信道，已扩展了 150 个用户，主要分
布在唐徕渠、惠农渠、汉延渠、西干渠、渠首、秦汉渠等渠道管理处的管理所和
管理段。
交换系统采用上海阿尔卡特贝尔有限公司的 SSO12A 数字程控用户交换机，
可提供 800 门有线电话，目前已配置了 250 门电话。
宁夏防汛水量调度通信网现已覆盖了整个青铜峡灌区，目前该系统是灌区中
进行业务通讯的主要手段。
2、水位遥测系统建设情况
青铜峡灌区自 1994 年起先后分别在唐徕渠、惠农渠、汉延渠、秦汉渠、渠
首、西干渠 6 个自流灌区渠道管理处建设了水位遥测系统。各遥测系统内分设中
心站、分中心站、中继站、遥测站，目前已建有中心站 9 个（其中包括灌溉局中
心站 1 个，唐徕渠分中心站 2 个），中继站 4 个，水情遥测站 77 个，雨情遥测
站 19 个。
水情遥测系统是集水、雨情数据自动采集、传输、接收、处理的自动测报系
统。遥测站主要布设在各干渠进水口、分水口、渠段交接水点、测量水点及重点
建筑物处。数据采集系统负责采集信息点（水情、雨情）的数据，然后由超短波
电台将数据以模拟信号的方式发射出去，在中心站接收电台收到信号后通过无
线 Modem 转换成数字信号，传输给中心站计算机进行处理并存储到数据库中，
由水情测报软件将数据库中的数据以表格的方式显示到显示器上，为调度人员适
时调配水量提供决策依据。
遥测系统采用自报式工作方式，遥测站主动发射数据，中心站被动接收数据。
每当渠道水位变化（上升或下降）±1cm 时，遥测站将 5 分钟后测试到的新数据
传输给中心站计算机上，显示屏就显示该测点最新水位，下次来水位数据自动更
新，旧数据自动存入数据库，实时反应渠道水位的变化，掌握渠道运行情况。
本遥测系统采用超短波通信方式，选择 230MHz 频段组网，采用同频单工工
作方式。数据调制方式 FSK。编码方式和制式完全符合水利部《水情遥测自动测
报系统规范》部颁标准。
3、信息网建设
宁夏引黄灌区水情信息网于 2000 年 11 月建成，并投入试运行。该系统建立
了以水利厅灌溉局为中心，通过微波专网覆盖灌区各渠道管理处的水情信息网，
扩大和丰富了水情信息资源，实现了网内信息资源共享和传递，资料查询，实现
了灌区各大干渠水位、流量的实时监测；促进了灌区计算机应用水平的提高，增
强了水量调度的科学性。为引黄灌区 600 多万亩农田实时、科学、合理调配水量，
节约、保护和合理利用有限的水资源提供了可靠的保证，为发展节水型新灌区提
供了先进的管理手段。
宁夏引黄灌区水情信息系统项目建设主要包括水位遥测遥信系统建设部分
和软件开发两部分。
（1）水位遥测遥信系统建设
℃网络通信建设。主要是在宁夏水利厅灌溉管理局建立了 100M 局域网，通
过微波通讯线路和唐徕渠、惠农渠、汉延渠、渠首、秦汉渠等渠道管理处的水位
遥测子系统中心站连网形成引黄灌区计算机网络平台，为系统软件提供可靠的运
行环境。实现了水位与流量的实时采集、监测，水情资料的自动传输及灌区水情
信息资源共享，提高灌区水资源利用率及灌溉管理水平。
℃水位遥测子系统建设。各渠道管理处的水位遥测系统主要有中心站和沿渠
系布设的水情数据采集站组成，水情数据采集站实时采集水位监测点的水位、流
量等数据，通过无线电超短波将数据发送到中心站。实现了水情数据的自动实时
采集、传输。自 1994 年至目前已在青铜峡灌区 6 个自流灌区渠道管理处建成了
中心站 9 个，水情采集站共 77 个，遥测雨量站 19 个，覆盖了各干渠主要的水情
监测点，为系统软件提供准确的基础数据，实现了灌区水位的实时监测。
（2）软件开发
℃引黄灌区各大干渠水位遥测系统软件。水位遥测系统软件主要是自动采集、
接收、处理各水文监测站点的水文数据，并将数据存储到数据库中、实时显示到
屏幕上，为调度人员及时查询、调配水量提供决策依据。
℃远程数据通讯应用软件。数据通讯软件运行在各渠道管理处的服务器上，
它的主要功能是拨号连接和数据传输。借助于管理处和灌溉局之间的微波电话线
路，自动拨号和灌溉局服务器建立连接，然后将管理处的水文数据和相关水情资
料发送到灌溉局服务器，并将灌溉局发往管理处的数据取回，实现了水情信息资
源的共享。
℃各渠道管理处数据录入软件。数据录入软件的主要任务就是收集各管理处、
灌溉局可获得的数据，主要由静态数据和动态数据组成。静态数据是相对于动态
数据而言，是为确保程序正确运行而设置的运行环境数据，主要包括管理处所管
辖的取水口信息、水位站、雨量站分布情况、技术参数；还有下属管理所、管理
段、支斗口的基本情况、用水户信息等。动态数据就是随着时间变化需要经常改
变的一些数据，主要包括各处水情报表、黄河水情等信息。数据录入软件实现了
灌区水情资料的及时输入和存入数据库的操作，保证了数据的完整性。
℃网站建设和灌溉局网页。通过在灌溉局服务器建立 WEB 网站，根据实际
需求，采用基于 ASP 应用的数据库查询技术，编制了灌溉局网页，在灌溉局 WEB
站点进行发布，网上用户通过 IE 浏览器可以实时查询、浏览引黄灌区各渠道管
理处水情信息、雨情信息。实现引黄灌区各大干渠水情信息的交互浏览、查询。
℃、建立宁夏引黄灌区水情信息数据库。采用 数据库管理
系统，对水情信息进行综合管理，充分利用 的功能，创建触发
器、存储过程和任务，使数据库编程语言简洁，提高了数据库的操作速度，保证
了数据的完整性。为指导灌区合理用水、节约用水、优化水资源配置提供决策依
据。
三、青铜峡灌区信息化建设规划
青铜峡灌区属于特大型灌区，灌区有效灌溉面积 495 万亩，信息化建设不仅
内容面广量大，而且体系复杂。另一方面，我们也意识到信息化建设的成功，也
必然带来很高的社会和经济效益。
1、信息化体系
信息化体系是在灌区的现有渠系和机构体系基础上建立起来的管理机制。
1）青铜峡灌区渠系
青铜峡灌区共有自流总干渠、干渠 12 条，它们是，河西总干渠、河东总干
渠、唐徕渠、汉延渠、惠农渠、西干渠、大清渠、泰民渠、东干渠、秦渠、汉渠、
马莲渠。这些干渠均从青铜峡水利枢纽引水。一条扬水干渠盐环定扬水干渠，从
东干渠取水。如图 1 所示。
图 1 青铜峡灌区渠系概化图
2）青铜峡灌区管理体系
灌区的灌溉及工程建设等业务工作由宁夏水利厅灌溉管理局负责，下设 7 个
管理处分别管理所属的渠系。
℃渠首管理处
下设 5 个管理所，共 17 个管理段，主要管理青铜峡灌区的水源及取水建筑
物。
℃西干渠管理处
下设 5 个管理所，共 29 个管理段，主要管理西干渠及渠系建筑物。
℃唐徕渠管理处
下设 11 个管理所，共 33 个管理段，主要管理唐徕渠及渠系建筑物。
℃汉延渠管理处
下设 6 个管理所，共 20 个管理段，主要管理汉延渠及渠系建筑物。
℃惠农渠管理处
下设 8 个管理所，共 30 个管理段，主要管理惠农渠及渠系建筑物。
℃秦汉渠管理处
下设 11 个管理所，共 45 个管理段，主要管理秦渠、汉渠、马莲渠、东干渠
及渠系建筑物。
℃盐环定扬水管理处，下设 12 个泵站，主要管理本渠系的工程及灌溉工作。
3）青铜峡灌区信息化体系
青铜峡灌区局、处、所、段管理体系非常清晰，且与所辖渠系一一对应，职
责明确，因此，信息化体系亦建立在渠系和管理体系之上。
图 2 概括地描述了青铜峡灌区信息化体系的结构及组成。
在这种体系结构框架下，“点”信息先传输到管理处，并被存储在位于管理处
的信息分中心的数据库中，经整理和处理后通过通信网络再传输到位于管理局的
信息中心的数据库中。信息分中心和信息中心都可以监视并管理各个点的信息，
只是内容有所侧重而已。
图 2 青铜峡灌区信息化体系的结构及组成
2、信息化建设内容
青铜峡灌区在已经建立 77 个水位信息采集点及 44 个流量信息采集点和 19
个雨量信息采集点的基础上，2010 年规划继续建立 221 个水位信息采集点及 183
个流量信息采集点和 115 个雨量信息采集点。完善位于管理局的局域网络，建成
信息中心，并构筑 7 个管理处的局域网络，建成 7 个信息分中心。同时建设连同
整个灌区的通信系统，通过水管理软件的实现灌区的现代化管理。
1）信息点建设
青铜峡灌区要采集并实现监控的的信息主要有水位、流量、雨量、闸位、水
质、墒情、作物等信息。表 1 汇总了 2010 年规划及 2005 年实施方案的各类信息
点的分布情况。
表 1 青铜峡灌区信息化建设信息点分类汇总表
阶段 水位 流量 雨量 闸位 水质 墒情 作物 闸门控制 泵站控制
2005 年 99 92 64 51 50 61 58 56 15
2010 年 122 91 51 14 6 10 9 89 9
合计 221 183 115 65 56 71 67 187 24
2）通信建设
针对青铜峡灌区灌溉面积大，管理处分布范围广的实际情况，通信系统采用
分级建设的策略。通信系统共分三级，第一级是从青铜峡枢纽沿汉延渠、唐徕渠
敷设架空光缆，作为主干通信链路。作为第一级的主干光缆总长度约 150 公里。
第二级是 7 个管理处根据地形、地物及距离的具体情况采用不同的通信链路接入
主干，如光缆、微波、扩频等。第三级是在吴忠、银川和平罗建立三个数字集群
基站，覆盖全部信息点并与相应的管理处互连。三级通信体系如图 3 所示。
图 3 青铜峡灌区三级通信体系
三级通信体系建成后，可以解决灌溉局信息中心局域网与各水管单位微机
（局域网）联网，构成广域网，实现通话、遥测、遥控、远动、传数据、传电视、
传图象、传邮件、传真、网上办公等。对上可通过水利专网或公共通信网络与水
利部信息网联网。对下可与政府水行政部门联网。另外，银川中心站交换机接入
公网，向通信管理部门申请局向号，可解决农村农民通话，扩展一部分农话市场，
拓展思路，发展经济，解决网络维护费用。
3）信息中心和信息分中心建设
为了确保灌区安全行水，提高水资源利用率，使各级领导和调度人员及时了
解掌握灌区水情，实时调配水量，准确下达调度指令，确保灌区均衡受益。1999
年在水利厅灌溉局建立了灌溉局计算机局域网。同时将五个渠道管理处（唐徕渠、
惠农渠、汉延渠、渠首、秦汉渠）的水位遥测系统通过 97 年已建成微波通讯网
连接入网（最大传输速率 ），实现了部分水位监测点和雨量站的水雨情
数据的自动传输。为引黄灌区实时、科学、合理调度水量，节约、保护和合理利
用有限的水资源、提供了先进的管理手段。
青铜峡灌区共有 6 个自流灌区和一个扬水灌区管理单位。目前 7 个管理单位
均没有建设计算机网络。
随着灌区信息化建设的发展，灌区的各管理机构都要实现信息化管理。按照
信息化建设的要求在灌溉局和 7 个管理处分别建立计算机局域网，局域网的规模
要达到以管理处为中心覆盖管辖渠系的管理所、管理段，然后将 7 个管理处的局
域网和灌溉局局域网互连，形成青铜峡灌区水利系统计算机广域网，实现全灌区
水利信息化综合管理。
按照网络建设规模的要求，各管理处的计算机局域网要覆盖到所、段。各管
理处的计算机配置计划：每个管理处机关处长及各科室各 1 台、调度室 2 台(自
流灌区处机关 15 台，扬水灌区处机关 18 台)，每个管理所 2 台、每个管理段 1
台。灌溉局和各管理处的计算机配置计划如下表：
表 2 灌区管理处、所、段计算机配置计划
管理所、段
单 位
局（处）机关
计算机
（台）
管理所
（个）
管理段
（个）
计算机
（台）
小计
（台）
水利厅灌溉管理局 20 20
唐徕渠管理处 15 11 33 55 70
渠首管理处 15 5 17 27 42
惠农渠管理处 15 8 30 48 62
汉延渠管理处 15 6 20 32 47
西干渠管理处 15 5 29 39 54
秦汉渠管理处 15 11 45 67 82
盐环定扬水管理处 18 13 26 44
合 计 118 59 174 294 421
4）软件建设
软件是信息化建设中最重要的一环。没有软件，无论是信息采集、传输、监
控都是看不见，摸不着的。灌区信息化的主要目的是使灌溉水资源得到优化配置、
充分利用，实现可持续发展的目的。要实现这个目标，就是要分析当前和未来的
用水需求，根据灌区的实际情况（地理、地质、气候，来水量及时空分布，工程
情况、作物需水量等）制订用水计划，并能根据计划执行过程中发生的事件（如
气候变化、灾害事故、特殊要求等）在满足或基本满足总体约束条件下进行动态
调整。要实现这个目标，除了上述信息点、通信及信息中心和分中心的建设外，
还要有一系列的软件进行支撑，如数据采集、传输、管理、维护；用水计划编制；
实时运行可视化仿真等，初步概括起来，要研制十二个功能软件。
（1）数据采集
水位、流量、雨量、闸位等传感数据的现地接收、存储及远程发送。
（2）数据传输
无论是同构还是异构环境，均可实现信息点与灌区管理处及管理局，以及灌
区管理局与水利厅及水利部间的数据传输。
（3）数据管理
数据库生成、数据录入、数据增删改、备分及其无损恢复等管理。
（4）信息查询
提供基于 GIS（地理信息系统）的和采用自定义条件方式的各种信息的组合
查询、统计和报表输出。
（5）实时监控
提供对所有监测信息的数字、图形、图象或视频的实时监视，以及对闸门、
水泵机组的计算机遥控。
（6）用水计划
根据作物分布情况和渠系工程及水力情况制定年、月或季用水计划。
（7）用水户管理
对农业、工业、生活用水户进行用水批准、水费征收等管理。
（8）水资源配置和调度
根据来用水平衡计算，制定水资源优化配置方案，并能按照实时情况进行动
态调整。
（9）运行仿真
通过灌区地形、地貌、地物的三维建模以及水资源调配实况动画，模拟出整
个灌区水资源及建筑物的运行状态乃至现实虚拟，为灌区建设、改造、管理决策
提供直观动因。
（10）决策支持
通过数据库、方法库、知识库以及适合灌区的决策模型，随时产生灌区建设、
改造、管理的决策支持。
（11）行政办公
通过 LAN（局域网）和 WAN（广域网）实现行政办公中公文流转、通知公
告、档案管理、邮件收发、事务处理等的无纸化和自动化。
（12）公众服务
通过 WWW 向公众提供灌区建设、管理、服务的信息，接受公众监督，吸
纳公众意见，促进灌区工作的开展和发展。
四、青铜峡灌区信息化建设年度计划
在 2010 年信息化规划指导下，灌区管理局比较详细地制订了 2003 年至
2005 年的年度建设计划，并根据资金投放，逐步实施。
1、2003 年建设计划
2003 年先建设主干通信光缆，总长度约 150 公里。实现灌溉管理局与 6 个
灌溉管理处的宽带、高速互连。这期工程建成后可以把已建的 77 个水位信息点、
44 个流量信息点和 19 个雨量信息点采集到的信息传输到管理局。另外配置水利
部统一、标准的灌区基础数据库及其管理系统和灌区地理信息系统，可以保证阶
段建设完成后，实现已有的水雨情信息的监测和管理。
2003 年年度投资约为 1200 万元。
2、2004 年建设计划
2004 年建设 99 个水位信息点、92 个流量信息点、64 个雨量信息点、51 个
闸位信息点，同时研制灌溉水资源优化配置及调度软件和灌区行政事务管理软件，
实现灌区水雨情信息的全面监测及调度管理。
2004 年年度投资约为 1400 万元。
3、2005 年建设计划
2005 年完成 56 个水闸和 15 个泵站的控制，以及 50 个水环境信息点、61 个
田间墒情信息点、58 个作物生长信息点的建设，并且研制灌区调度预案及实时
运行仿真软件，全面实现灌区管理的信息化和现代化。
2005 年年度投资约为 1000 万元。
青铜峡灌区主要是引黄河水灌溉。近年来，由于黄河分水量的减少，以及持
续干旱的出现，给灌区农业供水带来很大的困难。在开源受阻的情况下，只有节
流才能妥善解决青铜峡灌区乃至整个引黄灌区的农业灌溉用水需求。随着节水改
造、续建配套资金的投入，灌区水利工程已逐步完善，因此，水管理信息化是保
证灌区灌溉水资源科学、合理利用的关键，也是工程效益得到发挥的后续措施。
在水利部的支持和指导下，灌区将严格按照 2010 年规划和 2005 年实施方案，制
定年度计划，逐步建设，滚动发展，积极、稳妥地把信息化工程建设好，为 2015
年全面实现灌区管理现代化打下基础。
