大型灌區(qū)信息化建設(shè)研究

摘 要：我國大型灌區(qū)數(shù)量眾多，糧食產(chǎn)量大約占全國糧食產(chǎn)量的30%。灌區(qū)是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的中堅力量，與此同時，也是農(nóng)業(yè)水利化發(fā)展的典型案例，是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)慢慢走向旱澇保收發(fā)展的先進示范。本文從實際角度出發(fā)，對大型灌區(qū)信息化建設(shè)方案進行詳細分析和闡述。

關(guān)鍵詞：大型灌區(qū);信息化;建設(shè);研究;分析

全球生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀不容樂觀，極端氣象事件時有發(fā)生，水旱災(zāi)害屢見不鮮，我們的大型灌區(qū)身負保障糧食安全重要使命。因此，做好大型灌區(qū)各項建設(shè)工作可謂勢在必行，信息化建設(shè)首當(dāng)其沖，務(wù)必做到順勢而為，提升灌區(qū)工作質(zhì)量和效率，為人民和社會以及國家所服務(wù)。

一、當(dāng)前大型灌區(qū)信息化建設(shè)與現(xiàn)狀分析

首先是信息采集點稀缺問題。因為信息采集點相對來說比較少，所以不能有效獲取水流各項特征指標(biāo)以及灌區(qū)灌溉管理所需相關(guān)信息，造成使用水調(diào)度階段一般僅靠經(jīng)驗加以操作，很多灌區(qū)尚未制定正規(guī)化、常態(tài)化的用水計劃，不能和現(xiàn)有水情及農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整等基本情況達成有力契合，無效放水情況多次出現(xiàn)，造成水資源大肆浪費，種植成效也不高。

其次是傳輸模式單一和信息化意識薄弱問題。現(xiàn)在南方山區(qū)的很多灌區(qū)信息傳輸手段簡單，對水情和農(nóng)作物生長情況等信息進行單一監(jiān)測，僅通過電話，亦或是整編后的紙質(zhì)媒介實施傳輸，實效性低是主要問題，不能滿足快速有效的調(diào)水需求。新技術(shù)推廣和應(yīng)用，務(wù)必要有新型思想觀念和新技術(shù)作為支撐，大型灌區(qū)若想達成信息化建設(shè)，就要提升管理人員的信息化意識和思想，以及技術(shù)水準等，讓灌區(qū)具備信息化發(fā)展根基，可以更好更優(yōu)的應(yīng)用信息化技術(shù)系統(tǒng)，對系統(tǒng)實施必要管理與維護，只有如此，方可使得信息化建設(shè)工作落到每一個細節(jié)上，發(fā)揮出預(yù)期效能。

最后是規(guī)劃力度低且集成能力差問題。大型灌區(qū)信息化系統(tǒng)設(shè)計和建設(shè)階段內(nèi)，信息化建設(shè)一直以來都沒有形成統(tǒng)一規(guī)劃章程和標(biāo)準規(guī)定，出現(xiàn)的都是各自為政和自我封閉的情況，灌區(qū)和灌區(qū)之間的信息不能實現(xiàn)共享，與此同時，也未能和相關(guān)系統(tǒng)之間達成聯(lián)網(wǎng)。各個灌區(qū)軟件重復(fù)開發(fā)問題屢屢發(fā)生，資源浪費情況比比皆是。另外，雨量采集工作、灌溉需水分析工作及供水調(diào)控工作等系統(tǒng)各自獨立，不能滿足日常灌區(qū)管理工作要求，硬件資源利用率持續(xù)下降的同時，維護費用冗余增加，資金投入成本極高。

二、大型灌區(qū)信息化需求要點研究

大型灌區(qū)信息化管理以大型系統(tǒng)工程形式出現(xiàn)，從信息流角度進行分析，主要涵蓋了信息生命周期的全過程，期間內(nèi)含了采集處理和傳輸操作以及表達和應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具備了線長、面廣以及點多等特點，生命周期各個階段是相互影響且相互制約的關(guān)系。

（一）工程運行監(jiān)視

很多大型灌區(qū)興建階段，會受到歷史條件影響，建設(shè)中因為資金有限，投入相對較少，造成工程標(biāo)準降低和不配套狀況時有發(fā)生，特別是山區(qū)的干渠渠線彎曲且傍山渠段長，填方臺渠數(shù)量較多。因為傍山渠段所經(jīng)過的地質(zhì)條件相對復(fù)雜，很多地段多次出現(xiàn)位移變形情況，還有相關(guān)渠段經(jīng)過石灰?guī)r裂隙發(fā)育區(qū)，渠道滲漏現(xiàn)象嚴重，盡管在續(xù)建配套和節(jié)水改造階段對部分干渠渠段實施了襯砌防滲，但是渠堤滑坡和坍塌等狀況還是時有發(fā)生。所以灌區(qū)工程安全運行，它也是整體水利工程效益彰顯和體現(xiàn)的主要前提條件之一，灌區(qū)工作總的來講，是一個系統(tǒng)化工程，若是一個部位出現(xiàn)了問題，會嚴重影響整個工程效益發(fā)揮。大型灌區(qū)歷史遺留問題尚未得到處理和解決的時候，及時發(fā)現(xiàn)隱患變化趨勢，針對性的選擇處理策略，防止渠堤出現(xiàn)嚴重工程事故，這是保障灌區(qū)安全運行和發(fā)揮工程效益的根本。

旨在保障灌區(qū)有條不紊的運行，管理機構(gòu)需要在事故發(fā)生的時候全面掌握信息，不僅如此，還要做好科學(xué)合理的有效運行監(jiān)控，為的就是高效制定針對性處理方案，避免工程事故的突發(fā)滋生。建設(shè)適合大型灌區(qū)的信息化監(jiān)控系統(tǒng)，方可滿足多方要求，保障灌區(qū)整體工作穩(wěn)步推進。

（二）灌區(qū)防汛抗旱

灌區(qū)防汛，簡而言之，便是逐級灌排設(shè)施的水位控制和水位調(diào)節(jié)。因為灌區(qū)中很多干渠系傍山開挖修建，集雨面積大且入渠徑流量大，雨洪突發(fā)性特點和區(qū)域性特點雙向凸顯。所以，處在惡劣天氣條件下，人工檢測和渠道水位監(jiān)視工作很是艱難，加之渠線很長，降雨時空差異很大，需要了解局部渠段水文變化基本態(tài)勢，不僅如此，還要了解渠道全線水位變化趨勢，只有這樣才能夠從全局角度出發(fā)，針對性的篩選調(diào)度措施，多角度保障灌區(qū)防汛工作正常開展。由于渠堤安全超高具備一定限度，若想保障渠堤正常運行，渠水此時不能超過控制水位值，同時不能陡漲陡落，特別是在時間較長的雨天和土壤相對飽和情況下，發(fā)現(xiàn)渠道擁堵及時處理排水行洪，避免出現(xiàn)渠道滑坡現(xiàn)象和崩塌狀況。普通人工常規(guī)管理手段難以滿足大型灌區(qū)平穩(wěn)運行，雨洪出現(xiàn)時更是難以達到預(yù)期控制目標(biāo)。

灌區(qū)抗旱，便是對水資源實施優(yōu)化配置，嚴格執(zhí)行計劃用水任務(wù)。當(dāng)前工程水利已經(jīng)向資源水利方向平穩(wěn)轉(zhuǎn)化，從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代化、可持續(xù)發(fā)展方向進發(fā)，計劃供水和用水已是大勢所趨。現(xiàn)在沒有大型明渠流量計的狀態(tài)下，計劃供水重點便是根據(jù)計劃指標(biāo)進行水位交接，行政領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)機構(gòu)需要全面、及時掌握各個輸水渠道交接水位值。現(xiàn)在，各個交接水位值觀測和傳遞工作，難以滿足及時、準確的相關(guān)要求，抗旱指揮可謂舉步維艱，每逢農(nóng)作物需水時段，上游大水漫灌、中游堵渠搶水及下游無水灌溉的情況接連發(fā)生，全灌區(qū)均衡受益嚴重影響且導(dǎo)致社會不安定因素出現(xiàn)。所以急需制定水情實施監(jiān)管系統(tǒng)，保障大型灌區(qū)工作正常運行。

（三）配水計劃編制

配水計劃編制是大型灌區(qū)供水管理工作中的重點，配水計劃準確性和供水管理之間的關(guān)系十分密切。配水計劃目標(biāo)，主要是從根本上達成大型灌區(qū)水資源優(yōu)化調(diào)整。靜態(tài)配水計劃難以讓水資源實現(xiàn)預(yù)期最優(yōu)配置，所以，執(zhí)行動態(tài)用水計劃是未來水資源管理中的重中之重。我們通常所說的動態(tài)用水計劃，在滿足水資源充裕灌溉農(nóng)作物的基礎(chǔ)上，和天氣條件及工程條件結(jié)合起來進行取水計劃制定和配水計劃制定;水資源不能滿足灌溉需求的情況下，也就是在缺水時，需要應(yīng)用系統(tǒng)分析技術(shù)操作和氣象預(yù)報等結(jié)合起來，最終制定出妥善的灌溉制度和配水措施。無論先后，均要全面了解工程運行情況和大型灌區(qū)水資源條件等，還有就是要掌握農(nóng)作物生長過程中的對水的具體需求，氣象狀況也不能遺漏。從灌區(qū)水資源優(yōu)化利用角度分析，取水計量、供水管理和用水量結(jié)算等十分重要，這些要素都要求高效、精準，使用老舊人工模式操作已不能適應(yīng)社會發(fā)展，所以需要建立大型灌區(qū)信息化系統(tǒng)，滿足整個灌區(qū)多方面工作需求。

三、大型灌區(qū)信息化建設(shè)方案分析

（一）軟硬件建設(shè)

要在大型灌區(qū)進行全面的信息化建設(shè)，軟硬件建設(shè)首當(dāng)其沖，保障對灌區(qū)灌溉指標(biāo)等進行綜合性指標(biāo)統(tǒng)計和信息分析，之后在此上為后續(xù)系統(tǒng)性信息化建設(shè)夯實根基，積累信息化工作經(jīng)驗。監(jiān)測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)建設(shè)隨之跟進，要加大灌區(qū)數(shù)據(jù)庫建設(shè)，讓基礎(chǔ)資料變更為數(shù)字化發(fā)展形式，建立正規(guī)化信息采集系統(tǒng)和常態(tài)化通信結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，而后特別是要在南方山區(qū)灌區(qū)建立計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和計算機管理決策支持系統(tǒng)等，實現(xiàn)真正意義上的渠系自動化和辦公自動化。

（二）高效管理和維護

建立大型灌區(qū)管理信息中心機構(gòu)，對灌區(qū)內(nèi)運行調(diào)度指揮工作進行全面管理和掌控，信息中心要接受和處理灌區(qū)相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)信息和監(jiān)控數(shù)據(jù)信息，對不同類型監(jiān)控系統(tǒng)實施遠程控制操作。需要注意的是，要在信息中心集成整合專業(yè)監(jiān)控數(shù)據(jù)資源，以綜合數(shù)據(jù)庫形式呈現(xiàn)，達成數(shù)據(jù)資源有效整合，基于此，與地理信息數(shù)據(jù)內(nèi)容達成整合，為后續(xù)綜合分析操作和調(diào)度指揮決策操作提供數(shù)據(jù)支持。不同管理中心，具體到個人，權(quán)責(zé)到位，對灌區(qū)沿線段予以常規(guī)化運行管理，站點監(jiān)測人員各司其職，管轄范圍內(nèi)各項工作，處理各類監(jiān)測信息和監(jiān)控信息以及監(jiān)視信息。管理部分要及時上傳信息，派發(fā)到信息中心，接受管理部門的指揮命令，下達到監(jiān)測站點，起到預(yù)期承上啟下效能。監(jiān)控站點職能就是及時有效的達成自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集，對信息數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，快速上傳到總部。調(diào)度中心按照計劃，整體負責(zé)供水調(diào)度方案安排和整改，主要涵蓋了閘門開閉時間內(nèi)容和閘門開啟高度內(nèi)容以及泵站投入情況掌握內(nèi)容等，有力達成預(yù)期供水計劃目標(biāo)。

四、結(jié)語

綜上所述，水利信息化建設(shè)是新時代社會主義建設(shè)事業(yè)中的重中之重，是水利工程現(xiàn)代化建設(shè)的基礎(chǔ)和核心標(biāo)志之一，其中，灌區(qū)信息化建設(shè)是水利信息化建設(shè)階段的關(guān)鍵點所在，需要從軟硬件建設(shè)和管理方面下足功夫，全面提升運行效率和質(zhì)量，促進灌區(qū)工作有條不紊的運行。

參考文獻：

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作者簡介：冉俊林（1982-），男，黎族，貴州安順人，本科，工程師，畢業(yè)于貴州大學(xué)，主要研究方向：灌區(qū)水利工程建設(shè)與管理。