水利信息化技術在灌區節水灌溉工程中運用探究

肖 曾，雷 鳴

（荊州市水利水電勘測設計院，湖北 荊州 434020）

0 引言

水利工程作為國家發展、人民生存的重要民生工程之一，隨著社會不斷進步，其逐漸與信息技術結合，實現了工作模式、管理效果不斷改善。通過將水利信息技術與灌區節水工作結合，不僅能夠大幅提升灌區建設和管理效率，更能推動傳統工作創新，減少水資源的使用量，從而實現可持續發展。

1 灌區節水灌溉工程中水利信息技術內容

1.1 視頻監控

現代視頻監控不僅具有傳統的視頻監視功能，更具有智能分析、識別和預警功能。根據灌區工程管理可視化、智能化需求，通過對監測站點的合理布置，將重要站點、關鍵渠段、關鍵部位等處的視頻圖像上傳至信息服務平臺，為操作人員提供可視化依據，之后依據視頻圖像的合理使用和深入分析，實現遠距離觀察、判斷，并完成灌區遠程指令下達，降低日常巡查工作強度，并在特殊問題出現后及時精準處理[1]。

1.2 氣象監測

氣象監測技術在灌區中得到了廣泛應用，通過對其的應用為灌區管理工作提供了準確的氣象信息。例如，工作人員通過采集氣象、雨量、水質、墑情等方面數據，為灌溉管理人員提供信息依據，從而在特殊情況出現前及時預報，在事故出現后及時開展應急工作。氣象監測如圖1 所示。

圖1 氣象監測

2 水利信息化技術在灌區節水灌溉工程中的應用

2.1 改善信息反饋

灌區管理人員建立完善程度較高的反饋工作機制，可將基層地區中用水單位存在的建議、觀點良好接納，實現信息數據之間互通效果的大幅提升，強化其具備的規范性、標準化特點，使用水單位之間的交流、互動質量、次數大幅提升，并讓工程實際運行的質量、效率不斷改善。與此同時，系統方案設計過程中，工作人員還需嚴格遵守“以人為本”的原則，通過對數據信息的采集、分析，制定出科學、完善的管理機制。

2.2 精細澆灌管理

灌區工作人員在水利信息技術幫助下，可以實現對灌區的精細化管控。

首先，依據電腦技術、網絡技術的充分利用，完成澆灌位置中農作物在水分、溫度、土壤等方面的信息采集。其次，引入現代化設施，在土地實際水源保存、傳送、調度情況下，完成灌區澆灌體系的科學創建，建立節約、高效的水資源利用規劃，精細澆灌管理如圖2 所示。不僅如此，工作人員還要在土地狀態、作物用水情況方面完成方案調整[2]。

圖2 精細澆灌管理

2.3 信息系統建立

2.3.1 水利信息系統建立

（1）基礎設施建設。隨著水利信息技術的不斷發展，需要對最為重要的基礎設施不斷完善。工程開展過程中，如果基礎設施不完善，并且資源使用率較低時，會讓水利信息技術的發展成為空談，無法達到信息化系統的建設效果。因此實際工作時，管理人員可以通過渠道防滲、建筑配套、高效節水等項目為建設工作提供基礎條件[3]。

（2）閘門與泵站控制。水利信息化技術應用過程中，重點之一便是自動化、智能化技術的科學利用，通過將其融入工作中，來完成對閘門開度、泵站啟停的精準控制，實現對水量的精準控制，創建“無人值班、少人值守”的工作新方式。無人澆灌如圖3 所示。工程實施過程中，技術人員需安裝液位變送器、閘門遙控終端、閘門開度儀等設備，來實現水位、流量的科學分析。與此同時，遙控終端還能依據水量使用需求對閘門打開程度精準調節。不僅如此，為保障灌區中的信息化技術全面應用，還要對內部設備、設施進行科學配置。

圖3 無人澆灌

（3）開展高效節水澆灌工作。近期，隨著高標準農田建設工作的不斷開展，地區澆灌方式逐漸由原來的地埋式變為高效節水方式，隨著土地平整、滴灌工作的實施，田地溝渠逐漸被管道取代，供水也逐漸使用閥門控制，這為水利信息建設的發展提供了重要基礎。土地管道鋪設如圖4 所示。在自動化控制系統基礎上，工作人員可以對澆灌中的水泵、過濾器械、閥門等設備實現自動化控制，根據預先設定程序實現自動化開關，設定澆灌時間，這不僅保障了澆灌用水量，還可保障澆灌的均勻程度，充分提高水資源利用率。通過對信息化系統的應用，工作人員只需在控制中心完成閥門管控，便可以避免24h 下地開關的情況，將勞動人員工作強度大幅降低。通過對水體流量情況的嚴格監測，可以讓系統24h 不間斷地完成數據統計、傳送工作，為費用征收提供關鍵參考依據。

圖4 土地管道鋪設

（4）灌區信息建設。進行水利信息化建設工作時，需要與灌區實際特點相結合，然后進行渠道、河道水位測量，以及雨水數量觀測、用水戶信息等方面的數據采集，為管理人員工作提供依據。為此，現實澆灌中進行水資源的科學分配工作時，灌區管理人員要對用水信息充分掌控，并保障其全面性、完整性。該過程中如果只利用人工，不僅無法保證其全面性，還會在采集工作上花費大量時間，使得到的內容無法在工作中合理使用。不僅如此，提升水利信息化技術的信息共享程度，能讓重要信息的采集、處理都實現自動化轉變，可以直接與工程開展結合，從而提升用水決策的科學合理性。

2.3.2 節水灌溉信息系統建立

節水灌溉工作信息化系統的創建涉及范圍較為廣泛，主要包含著了動態管控、調度配置、數據匯總等功能。節水灌溉信息系統如圖5 所示。想要讓信息化系統展現出自身的實際作用，便要保障系統建立的有效性，實際情況中節水灌溉水利信息系統主要包含3 個方面。

圖5 節水灌溉信息系統

（1）水資源調度系統。灌區管理人員通過對水資源科學調度系統的高效利用，不僅能夠對灌溉區域的水體開展全方位、多角度的監控、管理工作，例如，知曉灌溉位置中農作物具備的關鍵特點、澆灌數量、使用頻率等；還可在種類多樣的數據信息上建立多維數字模型，接著通過其來對澆灌需求數量進行直接、準確的評估，提升決策工作合理性。與此同時，灌區管理人員還可在系統內完成對水體流量、流動速度方面的準確檢測，實現對數據內容的全面化運算，最后在信息技術輔助下完成資源調度系統的改善，防止發生資源浪費的問題[4]。

（2）系統數據、通信網絡。技術人員建立完善的數據庫、通信網絡，可以將灌溉區域中的信息化系統運行效率大幅提升。現實工作開展中，數據庫、網絡能夠為管理人員獲取更加準確、完善、實際的內容，為之后進行的信息研究、傳輸工作開展提供最基礎的保障。與此同時，通過冗余技術的應用，系統中的數據信息還能在重要時間段完成備份、儲備，以及對關鍵內容的及時更新。由此能夠分析出，完善的系統數據庫能將工作質量、效率、準確程度大大提升。

（3）檢測系統數據采集系統。灌區管理人員可根據實際情況發展趨勢和基本特征，將水體的分布作為關鍵的檢測對象，之后通過信息采集的標準建立高效、科學的信息系統，將數據采集能力、效率大幅提升，保障決策支撐的準確程度。與此同時，管理人員還要對泵站、閘門等相應位置進行科學控制，提升灌溉整體自動化控制水平、完成效率，防止由于管理人員的失誤操作而產生安全隱患。并且管理人員還可通過水利澆灌系統生成的圖像、收集到的數據信息，來完成實際狀態的全面掌握。不僅如此，管理人員進行數據信息分析時，還需對農田實際狀況、澆灌氣候方面特點全面了解，然后利用信息技術將其中重要數據上傳。除此之外，檢測系統還可實現灌區內部各個監測點位的動態化、全程化監測，以及對場地中可能發生的狀態24h 掌控，以便在第一時間科學解決、處理問題。

2.4 完善主要功能

目前在節水灌溉子系統中，存在的功能主要如下：①灌區管控，通過對渠道、用水等方面信息內容的動態管理，便可明確方案內容，之后通過對其的科學利用，來完成水資源節約的工作目標。②用水量收集、水量運算工作。工作人員將水利信息技術融入灌區各部門中后，便可以達到計量到戶、統計到人的效果，對每戶用水的總量進行精準計算，接著在網絡資源基礎上，吸收最為先進的技術，對每戶用水量進行細致查詢，及時掌控未來的發展趨勢，實現對水資源的高效節省。③灌區內部量測水、動態配水、費用征收的動態化管控。工作人員通過對電腦、網絡技術的合理使用，可完成對地區中氣象、土地、作物等方面情況的實時觀測，再結合灌區中水體存儲、輸水等方面情況，來實現工作的自動化開展。④澆灌工作進行時，信息化系統還可以對過程中產生的改變及時觀察測算，并第一時間進行調整，將內部渠系的配水、作物需求條件、土壤水體分布等方面的情況進行科學規劃、整改。但野外的澆灌區域中，水資源會受到天氣產生的影響，對設備應用產生了一定要求，為此，面對驚雷、大雨等狀態惡劣的天氣時，工作人員需制定適宜的應對方案[5]。

3 結語

綜上所述，通過將水利信息技術與節水澆灌工程結合，不僅能大幅提升工作效率，還可以實現對其的自動化管控。與此同時，通過對水利信息化技術作用、技術內容、技術應用的細致分析，了解到當前工作進行時，管理者需要逐漸加深對信息化技術特征的掌控，然后對實際的澆灌工作情況深入掌握，再結合先進措施，建立工作系統，從而在推動地區發展基礎上，實現對水資源的高效利用。