1、概述
我國幅員廣闊有許多大型灌區，每個灌區的乾渠和支渠分佈都存在點多、面廣、線長。灌區內的降雨時空分佈極不均勻，而且灌區內的洪水具有突發性及區域性的特點，旱情又具有持久性與廣域性的特性。灌區內不僅水務調度管理任務十分繁重，而且防洪抗旱的任務也十分艱巨。這些困難要求我們有必要對灌區實現信息化，利用現代化的管理手提升我們的管理水平，達到資源的合理配置和使用，減少災害所帶來的損失。
2、系統的設計和實施
基於以上情況我們提出了基於紫金橋實時資料庫平台的大型灌區信息化管理系統。該系統系統由以下子系統組成：水情測報系統、雨情測報系統、水量蒸發系統、水質檢測系統、土壤水分檢測系統、閘門自動控制系統、大壩安全檢測系統、自動計費系統等。其系統結構如下圖所示：
灌區信息化管理系統的所有子系統的現場數據由分佈在整個灌區的現場感測器進行數據採集，並由遠端的RTU或者其它智能設備送至遠端數據採集軟體中，遠程數據採集軟體在本地存儲顯示並上傳至紫金橋實時資料庫中。
2、1現場感測器的選擇
現場用到的感測器可以根據實際的需求為各個系統選擇相應的感測器。
水位感測器：目前採用的水位感測器主要有浮子式水位感測器、壓力式水位感測器和超聲式水位感測器等。
雨量感測器：目前國內使用的雨量感測器是翻斗式雨量感測器，有0.2mm、0.5mm、1mm等多種，裝置簡單、價格低，測量精度一班都能滿足要求。
水面蒸發感測器：主要有 AGI-１超聲波蒸發感測器、ADM7型小型蒸發器和ＺＦＬ１型水面蒸發感測器等。
水質測量儀：主要有義大利HANNA的 HI 99730 微電腦多功能測定儀、德國Lovibond的 ET99730微電腦多功能離子測量儀、美國EUTECH的 CyberScan5000系列--全觸摸屏水質分析儀和美國 HACH的 sensionTM378台式多參數測定儀等。
土壤分析測試儀：有TRIME管狀土壤含水量測試儀、FD-620烘乾法紅外水分測試儀和TSCII智能化土壤水分快速測試儀等。
閘位計：目前採用較多的還是機械編碼式閘位計。
大壩安全檢測系統：主要是加拿大ROCTEST公司的DSST-Ⅱ 大壩安全監測感測器檢測系統。
另外在閘門控制系統中，閘門流量的測量主要採用兩種方式，一種是用測得的閘前閘后水位和閘門開度值換算出流量值；另一種是直接通過流量感測器來量測。灌區採用的流量感測器多種多樣，主要有翻板式、堰式和超聲式等。
2、2數據通訊鏈路的建立
在數據通訊的物理鏈路層面上，各個數據採集機和實時資料庫之間的通訊連接可以採用有線通訊方式和無線通訊方式。有線通訊方式包括鋪設專用通訊光纖、撥號連接、鋪設雙絞線等，無線通訊方式採用數字電台、GSM\GPRS\CDMA1X等。
鋪設專用通訊光纖，特點是傳輸速度快，通訊距離長，安全穩定，維護簡單，但是一次性投資比較高。如果數據採集機和現場感測器之間的距離比較近，通訊長度在1公里以內，可以採取鋪設專用通訊雙絞線，特點是投資成本低、通訊速度比較慢。對於一些有條件的地區採用固定電話撥號連接的方式，也是一種不錯的選擇，它的通訊距離可以無線延長。
對於距離比較遠並且地形相對開闊，附近又沒有固定線路可以利用，可以考慮使用數字電台的無線通訊方式，優點是成本低，易於施工，缺點是帶寬比較窄，易受干擾。另外無線通訊方式還可以考慮使用GSM，GPRS，CDMA1X等方式，但每年必須支付一定數量的租用費用。
2、3 實時資料庫實現的功能
所有現場檢測的信息和基礎數據最後都通過不同的通訊手段進入到紫金橋實時資料庫系統中。紫金橋實時資料庫平台是整個灌區信息化管理系統的核心部分，它負責數據的彙集、實時數據處理、歷史數據的壓縮、存儲、歷史數據查詢、對外數據發布等功能，並通過自帶的客戶端程序完成人機交互，提供各種表格，實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線，現場畫面顯示等各種用戶定製完成的功能。
紫金橋實時資料庫還可以把一部分相關數據發送到web伺服器上，提供給有許可權的管理人員在灌區區域網上或者在Internet上，通過IE瀏覽器訪問現場實時數據和歷史數據。紫金橋實時資料庫還具有與各種關係資料庫無縫連接的功能，通過ODBC介面把一些計費管理需要的數據存儲到關係資料庫（ACCESS 、ＳＱＬ Server和ＯＲＣＡＬ等）中，由自動計費系統進行統一管理並生成各種單據。同時紫金橋實時資料庫平台還為其它第三方應用軟體系統提供標準的開放式介面如OPC、DDE等，以保證整個系統的開放性和靈活性，以及用戶使用的方便性。
紫金橋實時資料庫平台為整個灌區的各個職能部門提供監測、查詢、使用服務功能，灌區局領導可以隨時掌握整個灌區內的降水、河流水情、水庫蓄水量、蒸發量，農田土壤含水量，隨時掌握任意一點的設備建築詳細信息。並可以通過Ｉｔｅｒｎｅｔ上報到上一級主管部門。
3、結論
基於紫金橋實時資料庫平台的灌區信息化管理系統，大大提高了灌區管理效率和管理水平，為科學決策提供了充分、準確、及時的數據，縮短了決策周期，降低了管理成本，為科學決策提供可靠依據，同時有利於改善灌區水環境，真正實現水資源的重複利用和可持續發展，有利於水資源優化配置，更好地發揮水資源的綜合效益。
