灌區節水灌溉工程中水利信息化技術的應用探究

袁艷陽

河南省白龜山水庫管理局 河南省 467000

灌區節水灌溉工程中水利信息化技術的應用探究

袁艷陽

河南省白龜山水庫管理局 河南省 467000

信息化是我國產業優化升級的關鍵環節。水利信息化反映的是對現代信息技術的良好利用，通過對水利信息的技術采集、傳輸、處理以大幅提高水利工程效能的過程。灌區節水灌溉工程若能合理利用水利信息化技術，將對水資源的合理利用、防汛減災、環境監測與保護等發揮巨大的作用。本文將列舉灌區節水灌溉工程中水利信息化技術的作用，探究水利信息化系統的應用與建設，并分析未來的應用發展方向，以期待對節水灌溉工程的信息化建設有所幫助。

灌區；節水；灌溉；水利信息化

1 引言

當下，世界水資源日益短缺，但受水資源直接影響的糧食供應卻難達需求，眾所周知，如何平衡兩者間的矛盾，灌區節水灌溉是重點。許多農業發達國家不僅廣泛推動節水灌溉，更是采用了許多成熟的水利信息化技術，如滴灌技術、管道輸水灌溉技術、渠道防滲技術等。因此，水利信息化技術的應用對節水灌溉而言是重中之重。今天我們早已走出了“看天耕種”的過往，如何讓領先的信息化技術服務于科學灌溉，值得我們關注探究。

2 節水灌溉工程中水利信息化技術的重要作用

2.1 實時精準的數據保障灌溉行為的正確有效

不同灌區有不同的農業特點，部分灌區面積大、分散，部分灌區氣候特點顯著。此外，不同灌區種植的農作物也不盡相同，灌溉需求大不相同，即使是同一種農作物，所處地區不同，灌溉要求也有很大差異。如果僅靠傳統主觀判斷，往往無法保證灌溉的有效性，加之傳統的信息傳遞方式往往存在滯后性，若遭遇大型災害，決策執行不及時會有嚴重的后果。因此水利信息化能夠確保精準數據的實時傳遞以及分析決策的正確有效。

2.2 有效利用灌區水資源

水利信息化系統一方面可以準確記錄灌區的各項基本數據，如渠道情況、農作物分布等，另一方面又能對土壤、氣象進行實時監測，并通過科學的數據計算調度水資源，執行科學的灌溉方式，真正實現動態、高效、科學的利用灌區水資源。

2.3 大幅縮減灌區日常的運營費用

水利信息化系統有效應用后，在控制中心就能完成數據采集、信息傳遞、子系統操控等工作，一定程度上替代了原有的人力機械操作和低效工作，也減少了不必要的人員開支和日常的運營費用。

2.4 改變人員工作重心，提高運行單位的反應速度，提升效率與技術水平

水利信息化技術的應用將打破灌區工作人員原有的工作壁壘，將工作人員的重心轉移到信息的解讀、分析以及灌溉工作的規劃上，不僅提高了人力資源利用率，也必將改善團隊的專業技術水平。

3 節水灌溉信息化系統建設

3.1 節水灌溉信息化系統實現的主要功能

簡單來說，灌區節水灌溉工程的信息化系統應該包括兩個主要的功能：一是數據信息的搜集和動態管理功能，二是管理調度功能，具體如下圖1所示。

3.2 該功能背后的系統建設

要實現上述功能，需要搭建完善的節水灌溉水利信息化系統，具體分為以下幾部分建設工作：

（1）數據采集與監測系統。該系統運用先進的圖像采集、數字視頻等技術全程收集灌區渠道、農田、氣象等情況，并通過現代的傳輸技術實時傳輸精準信息。此外，監測系統全方位監控各點的日常運作和突發情況。

（2）水資源調度系統。該系統一方面通過灌區的水資源數據分析，如作物特點、用水規律、灌區水量等，建立數學模型，計算得出建議的灌溉量，得出最佳的調度決策。另一方面可通過水流監測，結合用時統計、輸送傳感，實時計算灌溉量，精確控制水資源的輸出，最大化地節約灌區水資源。

（3）管理控制系統。除去水資源的調度決策，管理控制系統要確保整個信息化灌溉系統的良好運行。既用于對系統中的各項工程設備設施進行操作控制，也用于對灌區災害和險情的提前預報，確保整個水利信息系統的有序運轉。

（4）系統數據庫及通信網絡等基礎信息平臺搭建。上述所有的系統功能的實現及系統建設工作都必須建立在基礎信息平臺的搭建基礎上。完善的系統數據庫確保信息提取傳輸，冗余技術在特殊情況下進行備份切換。通信網絡連通各個運作節點，快速傳輸、共享灌區各項數據。

此外，除上述主要的系統搭建外，還要根據灌區的實際情況和運作特點，考慮諸多實際問題，比如“不同級別的管理中心如何配備服務器”，“部分能源受限區域考慮斷電情況下的儀表設施工作”，“重要數據的加密防毒”，“系統設備的耐久備份”等等問題。

圖1

3.3 節水灌溉水利信息化技術的長遠方向

未來，各灌區應主動結合相關科研院所的力量，汲取國外的領先經驗，邀請專家長期指導，推動灌區節水灌溉工程的水利信息化技術長遠發展。首先是一體化技術的運用，即設備設施與信息技術的一體化控制，如“全渠道控制系統”、“水肥氣藥一體化滴灌”等；其次是遠程操作的實現，意味著遠程手機客戶端能夠實時反饋和全面操作，令工作效率達到空前高度；最后，從節水灌溉的信息化到數字化，最終應該發展到智能化，智能系統自動完成一系列的灌溉操作，真正實現質的飛躍。

4 結束語

就目前的現狀而言，灌區水利信息化技術雖然已被越來越多的地區關注和重視，但仍然才剛剛起步，未來的道路長遠艱難。我們應該結合國情，充分考慮當地的實際情況和經濟技術水平，制定屬于灌區的信息化發展方向，完善建設體制，研究落地可行的水利信息化技術，才能真正讓科技造福農業，實現節水灌溉工程的現代化發展與持續進步。

[1]黃治訓.探究灌區節水灌溉工程中應用水利信息化技術的途徑[J].大科技,2016(30):160～161.

[2]武建,金幫琳,張小青等.水利信息化技術在灌區節水灌溉工程中的應用分析[J].水利規劃與設計,2015(1):63～64,75.