位山灌區數字灌區建設實踐

馬勝男，陳曉璇

（聊城市位山灌區管理服務中心，山東 聊城 252000）

聊城市位山灌區是山東省最大的灌區，信息化建設起步較早，自2017 年開始，應用物聯網、大數據、云計算、衛星遙感、無人機等先進技術進行新的軟件開發和設施、設備配置，形成初具規模的智慧型灌區框架體系，并在工作中得以運用。

1 位山灌區數字建設概況

位山灌區在多年信息化建設的基礎上，按照水利部“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”的要求和山東省水利廳數字河湖建設要求，建設完善了五大系統：一是水情監測系統，包括水情自動監測站點95 處，共享縣區監測站點1 010 處，灌區管理范圍支渠口用水監測覆蓋率達98%；二是墑情及地下水監測系統，共112處，為供水決策提供實時數據；三是閘門遠程自動系統，包括測控一體化閘門35 處、閘門控制站點52 處88 孔，干、支渠重要閘門實現自動化控制；四是視頻監控系統，共1 070 余處，實現干渠沿線無死角、管理站所全覆蓋；五是通信系統，包括敷設光纖247 km、建成1 個中心樞紐、7 個信息收集分中心，信息傳輸快速、安全、穩定。

目前，位山灌區已建成由1 個中心、2 大平臺、N 項業務組成“1+2+N”數字灌區體系。1 個中心是數字化管理集控中心，集中控制水情、雨情、墑情、工情等各類信息，承載灌區管理各項業務的安全運行。兩大平臺是智慧供水平臺和標準化規范化管理，相互支撐。數字網格管理“黨建+”、智慧供水、工程管理、司法協作、景區管理、融合監督、考核評價等N 項業務，實現業務應用全覆蓋，促進灌區治理體系和治理能力的現代化建設。

2 主要功能和應用效果

2.1 智慧供水，推進水資源集約節約利用

1）預報預演，科學決策。根據作物生長規律、黃河水情、灌區工情，平臺綜合分析旱情遙感、墑情監測、氣象預報和位山灌區灌溉試驗站多年試驗數據，生成供水預案，預演水頭到達各站點時間和流量以及受益面積，并可分析預案中存在的不足，及時調整，形成最優方案。

2）精準計量、高效配水。利用渠道斷面全自動測流系統，完成分層測點測速，量測數據自動傳輸到平臺，自動完成流量計算、水量統計，大大提高了工作效率。據統計，系統投入使用以來，量水測水效率提高50%，測驗精度提高3%，整編工作年均節約1 300 人·d，效率提高了80%，配水效率提高了11%。

3）總量預警，集約節約。當出現水情信息異常變化、用水戶水量接近臨界值等情況，平臺可發出實時預警，為總量控制、定額管理提供支持。此外，平臺還能夠根據各用水戶的用水情況，進行不同等級的預警，如用水量超過計劃水量的90%發出黃色預警，用水量超過計劃水量的120%發出紅色預警。

4）精細管理，智能供水。在末級供水示范區，通過使用泵站機井一體的射頻卡，實現地表水和地下水綜合管控、聯合調度，支撐保障農田用水需求。用水戶在射頻部首刷卡即可取水，供水信息實時上傳縣級平臺，也同步上傳至市級平臺，實現市級平臺總量控制、縣級平臺過程控制、末級渠系精準控制，精準計量到農戶，智慧供水到田間。

2.2 智慧管理，助推灌區管理更加集約高效

1）黨建活動。通過黨建地圖，黨員信息一目了然，支部情況一圖可見，黨建活動一屏掌控，量化積分一體更新。職工還可在線學習、在線測試，優秀黨員風采循環展播，激勵創先爭優，引領作風建設，增強干部職工的凝聚力、向心力。

2）工程管理。1 000 多個攝像機全天候監測285 km、9 000 萬m2的水域岸線，對堤防損壞、道路損毀、傾倒垃圾、戲水游泳等進行自動采集識別，工作人員將發現問題及時推送給責任網格員，按照流程處置后形成管理閉環。同時，網格員在工程巡檢過程中，也可以通過手機終端，將發現的問題實時上傳，整個考核工作也在平臺上進行，形成水域岸線全監測、巡檢軌跡實時查、異常情況隨手拍、巡查資料網上管、績效考核一鍵成的工程巡檢、考核機制。根據平臺統計數據，發現堤防、建筑物和渠道、安全生產等問題3 000 余條，處置率達100%。

3）融合監督。依托信息平臺，推行碼上監督馬上辦，在灌區工程管理范圍內廣泛張貼二維碼，沿渠群眾、工程參建單位等掃碼反映問題、提出意見，平臺接收問題后，由工作人員分類梳理、推送轉辦，責任單位限時處理、平臺反饋，實現了問題收集全覆蓋、民意傳遞無障礙、服務群眾零距離的良好局面。

4）司法協作。“水政+公安+檢察+法院”水行政執法與司法協作機制是位山灌區的創新舉措，在數字灌區建設過程中，將司法協作工作流程進行網上再造，實現了信息共享、智能聯動。通過網絡數據專線與公安部門、河長辦信息平臺等進行連通，打通信息壁壘，實現了“無人值守智獲證據、協作流程數字可視、問題處置線上聯動、網絡確認閉環管理”的目標，形成打擊危害水安全、破壞水環境、影響水生態問題的強大合力。

平臺常態化監測渠道堤防情況，對“四亂”等問題信息通過大數據手段進行智能分析，形成事件熱力圖，聯合公安、檢察院等部門對事件易發多發區域及時間段進行科學研判、精準布防、重點管控，提高了事件的處置效率。

2.3 灌區“一張圖”，扎實應用運行基礎框架

基于灌區基礎電子地圖和多時相高分遙感影像，集成灌區確權范圍，各類工程建筑物包括骨干渠道、大型節制閘、渡槽，水利風景區等場景以及供水管理、堤防管理、工程管理等業務信息，賦予地理信息屬性，以二維或三維的手法實現展示、瀏覽、查詢、檢索以及空間分析功能，形成了覆蓋整個灌區的數據地板。在此基礎上，依托大數據及其挖掘分析為灌區規劃、水資源管理、河渠保護等工作提供服務。

3 存在問題及對策

3.1 工程欠賬制約數字灌區建設進程

長期以來位山灌區工程建設投入不足，骨干工程大部分已運行20 多年，支渠及以下工程配套率、完好率較低，在一定程度上影響和制約數字灌區建設和發展。對此，應緊緊抓住大型灌區續建配套與現代化改造契機，有效緩解灌區因早期建設標準低、運行時間久、歷史欠賬多而面臨的工程設施配套不足等矛盾，提升工程標準和管理水平，加快推進現代化灌區建設進程。

3.2 數字灌區建設運行資金不足

位山灌區數字灌區建設還沒有長效投入機制，僅僅依靠灌區自籌難以為繼。建議納入各級財政預算，以中央財政補助資金為主，申請省、市級配套資金，同時加強項目建設管理和資金管理，健全廉政風險防控機制，確保資金使用效益和項目廉潔安全。

3.3 重復建設現象依然存在

根據建設需求的不同由不同開發企業分別承擔數字灌區建設內容，導致數據互不相通、缺乏整合，導致管理冗余、資源浪費。對此，應按照統一的標準規范，對灌區已建及待建信息化系統、用水管理等相關的數據資源進行調查與梳理，形成統一管理和服務的數據整合共享資源目錄體系，實現與流域、省（市）級平臺或外部相關系統的數據資源共享，形成前后貫通、協同共享的運營體系。

3.4 信息化人才隊伍保障能力有待加強

隨著信息技術在日常管理工作中的廣泛應用，在網絡安全、技術關聯、管理協同等方面也面對新的挑戰，原有的水利工程和計算機專業人員已無法滿足日益繁重、專業性強的運行維護工作，信息化專業技術人才隊伍亟待充實，人才力量亟需加強。對此，應加大高素質專業人才培養力度，著重在一線實踐中培養鍛煉人才，培育壯大數字技術工程師隊伍，支撐和引領數字灌區高質量發展。

4 建議措施

4.1 夯實基礎設施

持續建設一體化水利感知網，完善骨干渠系自動化控制及配套視頻監控，實現灌區水雨情、氣象、水質、墑情、工情等要素的廣泛動態感知，提升水利工程自動化控制及供水調度能力，為數字孿生灌區建設提供全方位算據支撐。

4.2 建強智能中樞

建設位山灌區水利數據中心，提升計算存儲能力，為數字灌區提供強大的算力支撐。建設灌區水利模型平臺，對物理水利及其影響區域的互動過程進行全息精準化模擬和仿真推演，為灌區數字孿生運行提供同步仿真支撐和智能算法服務。

4.3 豐富業務應用

構建包括水旱災害防御、水資源管理與調配以及全面覆蓋日常管理工作N 項業務的智能應用系統平臺。突出灌區旱情預警預報系統、水資源配置與智能調度系統、水利工程建設與運行管理系統等的應用，全面提升灌區預測預報、分析評價與決策支持能力，實現智慧化模擬與精準化決策。