淺談寧夏河?xùn)|灌區(qū)信息化的發(fā)展

范 興

(寧夏秦漢渠管理處，寧夏 吳忠 751100)

1 灌區(qū)概況

寧夏青銅峽河?xùn)|灌區(qū)屬國(guó)家大型二等灌區(qū)，灌域囊括寧夏青銅峽市、吳忠市利通區(qū)、靈武市的16個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，8個(gè)大中型國(guó)營(yíng)農(nóng)林場(chǎng)、2個(gè)工業(yè)園區(qū)以及鹽環(huán)定揚(yáng)黃工程的覆蓋區(qū)域，總控制面積874km2，實(shí)際灌溉面積107.66萬畝。灌區(qū)內(nèi)現(xiàn)有河?xùn)|總干渠1條，秦渠、漢渠、東干渠、馬蓮渠4條干渠和農(nóng)場(chǎng)渠、波浪渠2條支干渠，骨干渠道總長(zhǎng)223km，造率達(dá)到80%，有各類渠系建筑物1 077余座，改造率達(dá)到85%以上，骨干渠道最大引水能力169m3/s，年均引水量10.2億m3。灌區(qū)自然條件優(yōu)越，灌排體系健全，農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)以玉米和水稻為主，以春小麥、供港蔬菜、瓜果和經(jīng)果林蔬菜為輔，是寧夏主要的糧食生產(chǎn)基地，被譽(yù)為“塞上明珠”。

2 灌區(qū)信息化建設(shè)水平

2016年以來，灌區(qū)積極探索現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)建設(shè)，重點(diǎn)推進(jìn)利通區(qū)現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)試點(diǎn)建設(shè)，開發(fā)了秦漢渠灌溉管理平臺(tái)，將灌溉調(diào)度、水位雨量遙測(cè)、自動(dòng)測(cè)量水、水閘和干渠直開口遠(yuǎn)程控制、水量計(jì)算填報(bào)匯總、視頻監(jiān)控等多系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成整合，并且在不斷使用過程中進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。積極引進(jìn)安裝聲學(xué)多普勒流速儀(V-ADCP)全自動(dòng)在線測(cè)流系統(tǒng)8套；改造水閘遠(yuǎn)程控制與視頻監(jiān)控自動(dòng)化19座；改造測(cè)控一體槽閘(板閘)5座；水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝超聲波水位遙測(cè)儀106套；干渠直開口安裝測(cè)控一體化閘門354套；揚(yáng)水泵站安裝管道流量計(jì)14套；水庫(kù)安裝雨量計(jì)4套、視頻監(jiān)控3套；所、段安裝安防監(jiān)控9套；開發(fā)了“巡渠通”軟件及APP，給所段管理人員配置“巡渠通”移動(dòng)終端142部，變“一日多巡”為“分級(jí)分段分時(shí)巡護(hù)”，初步形成了按時(shí)巡檢、實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)、快速上傳、及時(shí)處理的良好工作機(jī)制。

同時(shí)，灌區(qū)灌溉工程信息化建設(shè)與地方農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)深度融合，地方政府行政主管部門大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉，面積達(dá)30多萬畝，占灌區(qū)總面積近30%。利通區(qū)金銀灘鎮(zhèn)、金積鎮(zhèn)等探索實(shí)施“水肥藥”一體化田間智能節(jié)水灌溉，在田間通過配備首級(jí)泵站、電磁閥、墑情監(jiān)測(cè)設(shè)備和噴滴設(shè)施等實(shí)現(xiàn)“按需灌溉、隨水施肥”。打通骨干渠道與末級(jí)渠系計(jì)量數(shù)據(jù)鏈路，向用水戶開放水質(zhì)水量水費(fèi)等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢。在灌區(qū)普及微信、支付寶二維碼等收費(fèi)方式，在線開具電子發(fā)票，為現(xiàn)代化生態(tài)灌區(qū)建設(shè)提供了必要的硬件和技術(shù)支撐。

考慮到農(nóng)場(chǎng)渠基礎(chǔ)設(shè)施比較完備和信息化設(shè)備普及率高等因素，2020年6月，誠(chéng)邀清華大學(xué)和寧夏數(shù)字治水研究院科研團(tuán)隊(duì)在農(nóng)場(chǎng)渠開展水聯(lián)網(wǎng)級(jí)聯(lián)調(diào)聯(lián)動(dòng)全渠道控制算法軟件研究。在測(cè)控一體化閘門生產(chǎn)廠商、遠(yuǎn)程操控軟件開發(fā)公司等多方的積極努力和配合下，2021年5月8～12日，水聯(lián)網(wǎng)級(jí)聯(lián)調(diào)聯(lián)動(dòng)全渠道控制算法軟件應(yīng)用在農(nóng)場(chǎng)渠試驗(yàn)成功，實(shí)現(xiàn)了渠道整體自動(dòng)配水和任務(wù)分解的歷史性突破。

3 信息化建設(shè)取得的成效

3.1 節(jié)水增效，推進(jìn)水權(quán)轉(zhuǎn)換

灌溉工程基礎(chǔ)設(shè)施日趨完善，節(jié)水增收效益明顯。灌區(qū)取水量從2016年的11.0億m3減少到2020年的10.2億m3，5年間節(jié)水0.8億m3。試點(diǎn)區(qū)畝均節(jié)水100m3，節(jié)肥20%以上，同比增產(chǎn)15%以上。利通區(qū)通過水權(quán)細(xì)化確權(quán)到戶、定額管理，將節(jié)約的1 480m3水權(quán)指標(biāo)跨行業(yè)交易至寧夏寶豐能源，獲利3.82億元，水權(quán)交易資金用于水利工程建設(shè)，形成了良性循環(huán)。

3.2 減員增效，提高管理水平

通過信息化、自動(dòng)化管理程度的不斷提升，極大的解放了勞動(dòng)力，提高了工作效率。灌區(qū)管理工作人員從2016年的312人減少到2020年的252人，減幅達(dá)20%；管理段從2016年40個(gè)減少到2020年的31個(gè)，減幅達(dá)23%。通過整合重組，灌區(qū)農(nóng)民用水者協(xié)會(huì)從2018年的121個(gè)減少到2020年的43個(gè)，減幅達(dá)64%。為下一步推進(jìn)水管單位體制改革和灌區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.3 安全運(yùn)行，提升服務(wù)能力

自動(dòng)化、信息化設(shè)備的普及應(yīng)用增強(qiáng)了對(duì)灌溉工程的監(jiān)控，使得渠道安全輸水運(yùn)行得到了充分保證。近年來未發(fā)生任何渠道決口、人員傷亡等事故，有效保障了灌區(qū)100萬畝農(nóng)田適時(shí)灌溉和各業(yè)用水，促進(jìn)了灌區(qū)市縣推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革，提升了水利行業(yè)整體形象。

3.4 創(chuàng)新方式，建立長(zhǎng)效機(jī)制

通過水權(quán)交易，建立“誰節(jié)水、誰受益”的工作機(jī)制，探索多元化投融資渠道，成功吸引大禹節(jié)水、璐碧墾公司等知名節(jié)水企業(yè)落戶灌區(qū)，開啟“投建管服”一體化建設(shè)模式，促進(jìn)了灌區(qū)專業(yè)化、市場(chǎng)化、社會(huì)化、物業(yè)化管理。

4 存在的問題

(1)基礎(chǔ)設(shè)施短板與現(xiàn)代化水利發(fā)展的要求存在差距。灌區(qū)尚有45km骨干渠道未砌護(hù)改造，漢渠因砌護(hù)改造時(shí)間久遠(yuǎn)，老化失修問題集中突發(fā)，極少數(shù)渠道及建筑物仍存在較為嚴(yán)重的安全隱患等。

(2)灌區(qū)自然條件制約信息化發(fā)展。灌區(qū)骨干渠道主要從黃河取水，由于黃河水泥沙含量大，北方地區(qū)凍脹破壞嚴(yán)重等問題，給已安裝的信息化設(shè)施設(shè)備測(cè)量、控制和運(yùn)維等造成了一定難題，亟需探索解決。

(3)設(shè)備安全性穩(wěn)定性、可靠性有待進(jìn)一步檢驗(yàn)。已安裝使用的測(cè)控一體化設(shè)備中，除璐碧墾公司的產(chǎn)品故障率較低外，其他各型設(shè)備均存在設(shè)備故障頻發(fā)問題，大部分設(shè)備的測(cè)量精度有待進(jìn)一步探索驗(yàn)證。另外，現(xiàn)有的測(cè)控一體化設(shè)備建設(shè)使用缺乏相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

(4)市場(chǎng)不成熟造成建設(shè)維養(yǎng)費(fèi)用大。測(cè)控一體化閘門、控制性水閘等信息化設(shè)施設(shè)備市場(chǎng)不成熟，導(dǎo)致建設(shè)運(yùn)行投資較大。早期安裝的各類信息化產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊且已超過保修期，造成維修養(yǎng)護(hù)花費(fèi)較大。

5 下一步工作重點(diǎn)

(1)充分借助青銅峽灌區(qū)“十四五”續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造項(xiàng)目，按照“總體規(guī)劃、分步實(shí)施”的原則，全面分析自動(dòng)化量測(cè)水設(shè)施、控制性水閘、視頻監(jiān)控等方面業(yè)務(wù)需求，強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，合理設(shè)計(jì)總體架構(gòu)，明確實(shí)施路線和工作要求，完善河?xùn)|灌域“十四五”信息化建設(shè)方案。按照資金情況，按照秦渠、漢渠、東干渠、馬蓮渠、波浪渠為建設(shè)次序分步實(shí)施，逐步補(bǔ)齊工程設(shè)施短板，優(yōu)先打造農(nóng)場(chǎng)渠、漢三所信息化建設(shè)試點(diǎn)。

(2)持續(xù)優(yōu)化升級(jí)灌區(qū)管理系統(tǒng)，優(yōu)先完善灌溉管理模塊，整合融入水閘遠(yuǎn)控、視頻監(jiān)控等多系統(tǒng)數(shù)據(jù)，逐步完善水量、水費(fèi)、灌溉進(jìn)度等各類報(bào)表自動(dòng)統(tǒng)計(jì)匯總，實(shí)現(xiàn)灌溉調(diào)度無紙化辦公。相繼并入防汛、安全、水政等業(yè)務(wù)模塊，打通與自治區(qū)水利調(diào)度中心、灌區(qū)收益單位數(shù)據(jù)鏈條，配套開發(fā)移動(dòng)APP，逐步打造模塊清晰、簡(jiǎn)單便捷、安全可靠、受職工歡迎認(rèn)可的服務(wù)平臺(tái)。

(3)嚴(yán)格按照“以水定地、以水定產(chǎn)”原則配水，把水資源作為最大的剛性約束，鼓勵(lì)引導(dǎo)灌區(qū)合理調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)、大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉、推廣“水肥藥”一體化灌溉模式，降低總引水量，減輕供水壓力。

(4)積極配合寧夏水科院開展測(cè)控一體化閘門量水精度比測(cè)，加強(qiáng)信息化設(shè)施設(shè)備出廠和運(yùn)行合格認(rèn)定，進(jìn)一步提高信息化設(shè)施設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，大力推行已安裝測(cè)控一體化設(shè)備計(jì)量和收費(fèi)工作。同時(shí)開展專項(xiàng)課題研究，積極探索信息化設(shè)備在泥沙水體、凍漲淤積等工況下的優(yōu)化應(yīng)用。

(5)引進(jìn)信息化人才充實(shí)灌區(qū)建設(shè)隊(duì)伍，同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)有人員培訓(xùn)力度，培養(yǎng)一批水利信息化人才。調(diào)整優(yōu)化基層所段調(diào)度，將水權(quán)集中到管理所統(tǒng)一調(diào)度。管理段不再設(shè)調(diào)度職能，主要負(fù)責(zé)延伸服務(wù)、渠道巡查、維修養(yǎng)護(hù)、水費(fèi)收繳等工作。

(6)正確梳理、認(rèn)真分析水聯(lián)網(wǎng)級(jí)聯(lián)調(diào)聯(lián)動(dòng)，全渠道控制算法軟件在第一農(nóng)場(chǎng)渠初次試運(yùn)行過程中存在的問題，積極與清華大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)、軟件開發(fā)公司、閘門生產(chǎn)廠商等溝通協(xié)調(diào)，補(bǔ)齊設(shè)施設(shè)備短板，盡快開展后續(xù)測(cè)試，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)正式運(yùn)行，為全寧夏、乃至全國(guó)全渠道智能控制打造可復(fù)制、可推廣的“秦漢”經(jīng)驗(yàn)。