大型灌區(qū)信息化建設(shè)研究

摘 要：我國(guó)大型灌區(qū)數(shù)量眾多，糧食產(chǎn)量大約占全國(guó)糧食產(chǎn)量的30%。灌區(qū)是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的中堅(jiān)力量，與此同時(shí)，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(jìn)示范。本文從實(shí)際角度出發(fā)，對(duì)大型灌區(qū)信息化建設(shè)方案進(jìn)行詳細(xì)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(lè)觀，極端氣象事件時(shí)有發(fā)生，水旱災(zāi)害屢見(jiàn)不鮮，我們的大型灌區(qū)身負(fù)保障糧食安全重要使命。因此，做好大型灌區(qū)各項(xiàng)建設(shè)工作可謂勢(shì)在必行，信息化建設(shè)首當(dāng)其沖，務(wù)必做到順勢(shì)而為，提升灌區(qū)工作質(zhì)量和效率，為人民和社會(huì)以及國(guó)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(diǎn)稀缺問(wèn)題。因?yàn)樾畔⒉杉c(diǎn)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較少，所以不能有效獲取水流各項(xiàng)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(yàn)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(jì)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(dá)成有力契合，無(wú)效放水情況多次出現(xiàn)，造成水資源大肆浪費(fèi)，種植成效也不高。

其次是傳輸模式單一和信息化意識(shí)薄弱問(wèn)題?，F(xiàn)在南方山區(qū)的很多灌區(qū)信息傳輸手段簡(jiǎn)單，對(duì)水情和農(nóng)作物生長(zhǎng)情況等信息進(jìn)行單一監(jiān)測(cè)，僅通過(guò)電話，亦或是整編后的紙質(zhì)媒介實(shí)施傳輸，實(shí)效性低是主要問(wèn)題，不能滿(mǎn)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(dá)成信息化建設(shè)，就要提升管理人員的信息化意識(shí)和思想，以及技術(shù)水準(zhǔn)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(duì)系統(tǒng)實(shí)施必要管理與維護(hù)，只有如此，方可使得信息化建設(shè)工作落到每一個(gè)細(xì)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(wèn)題。大型灌區(qū)信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)階段內(nèi)，信息化建設(shè)一直以來(lái)都沒(méi)有形成統(tǒng)一規(guī)劃章程和標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)共享，與此同時(shí)，也未能和相關(guān)系統(tǒng)之間達(dá)成聯(lián)網(wǎng)。各個(gè)灌區(qū)軟件重復(fù)開(kāi)發(fā)問(wèn)題屢屢發(fā)生，資源浪費(fèi)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(dú)立，不能滿(mǎn)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(shí)，維護(hù)費(fèi)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(diǎn)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(jìn)行分析，主要涵蓋了信息生命周期的全過(guò)程，期間內(nèi)含了采集處理和傳輸操作以及表達(dá)和應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具備了線長(zhǎng)、面廣以及點(diǎn)多等特點(diǎn)，生命周期各個(gè)階段是相互影響且相互制約的關(guān)系。

（一）工程運(yùn)行監(jiān)視

很多大型灌區(qū)興建階段，會(huì)受到歷史條件影響，建設(shè)中因?yàn)橘Y金有限，投入相對(duì)較少，造成工程標(biāo)準(zhǔn)降低和不配套狀況時(shí)有發(fā)生，特別是山區(qū)的干渠渠線彎曲且傍山渠段長(zhǎng)，填方臺(tái)渠數(shù)量較多。因?yàn)榘角嗡?jīng)過(guò)的地質(zhì)條件相對(duì)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(guò)石灰?guī)r裂隙發(fā)育區(qū)，渠道滲漏現(xiàn)象嚴(yán)重，盡管在續(xù)建配套和節(jié)水改造階段對(duì)部分干渠渠段實(shí)施了襯砌防滲，但是渠堤滑坡和坍塌等狀況還是時(shí)有發(fā)生。所以灌區(qū)工程安全運(yùn)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(lái)講，是一個(gè)系統(tǒng)化工程，若是一個(gè)部位出現(xiàn)了問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)工程效益發(fā)揮。大型灌區(qū)歷史遺留問(wèn)題尚未得到處理和解決的時(shí)候，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患變化趨勢(shì)，針對(duì)性的選擇處理策略，防止渠堤出現(xiàn)嚴(yán)重工程事故，這是保障灌區(qū)安全運(yùn)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(yùn)行，管理機(jī)構(gòu)需要在事故發(fā)生的時(shí)候全面掌握信息，不僅如此，還要做好科學(xué)合理的有效運(yùn)行監(jiān)控，為的就是高效制定針對(duì)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(mǎn)足多方要求，保障灌區(qū)整體工作穩(wěn)步推進(jìn)。

（二）灌區(qū)防汛抗旱

灌區(qū)防汛，簡(jiǎn)而言之，便是逐級(jí)灌排設(shè)施的水位控制和水位調(diào)節(jié)。因?yàn)楣鄥^(qū)中很多干渠系傍山開(kāi)挖修建，集雨面積大且入渠徑流量大，雨洪突發(fā)性特點(diǎn)和區(qū)域性特點(diǎn)雙向凸顯。所以，處在惡劣天氣條件下，人工檢測(cè)和渠道水位監(jiān)視工作很是艱難，加之渠線很長(zhǎng)，降雨時(shí)空差異很大，需要了解局部渠段水文變化基本態(tài)勢(shì)，不僅如此，還要了解渠道全線水位變化趨勢(shì)，只有這樣才能夠從全局角度出發(fā)，針對(duì)性的篩選調(diào)度措施，多角度保障灌區(qū)防汛工作正常開(kāi)展。由于渠堤安全超高具備一定限度，若想保障渠堤正常運(yùn)行，渠水此時(shí)不能超過(guò)控制水位值，同時(shí)不能陡漲陡落，特別是在時(shí)間較長(zhǎng)的雨天和土壤相對(duì)飽和情況下，發(fā)現(xiàn)渠道擁堵及時(shí)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(mǎn)足大型灌區(qū)平穩(wěn)運(yùn)行，雨洪出現(xiàn)時(shí)更是難以達(dá)到預(yù)期控制目標(biāo)。

灌區(qū)抗旱，便是對(duì)水資源實(shí)施優(yōu)化配置，嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)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(jìn)發(fā)，計(jì)劃供水和用水已是大勢(shì)所趨?，F(xiàn)在沒(méi)有大型明渠流量計(jì)的狀態(tài)下，計(jì)劃供水重點(diǎn)便是根據(jù)計(jì)劃指標(biāo)進(jìn)行水位交接，行政領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)機(jī)構(gòu)需要全面、及時(shí)掌握各個(gè)輸水渠道交接水位值?，F(xiàn)在，各個(gè)交接水位值觀測(cè)和傳遞工作，難以滿(mǎn)足及時(shí)、準(zhǔn)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(shí)段，上游大水漫灌、中游堵渠搶水及下游無(wú)水灌溉的情況接連發(fā)生，全灌區(qū)均衡受益嚴(yán)重影響且導(dǎo)致社會(huì)不安定因素出現(xiàn)。所以急需制定水情實(shí)施監(jiān)管系統(tǒng)，保障大型灌區(qū)工作正常運(yùn)行。

（三）配水計(jì)劃編制

配水計(jì)劃編制是大型灌區(qū)供水管理工作中的重點(diǎn)，配水計(jì)劃準(zhǔn)確性和供水管理之間的關(guān)系十分密切。配水計(jì)劃目標(biāo)，主要是從根本上達(dá)成大型灌區(qū)水資源優(yōu)化調(diào)整。靜態(tài)配水計(jì)劃難以讓水資源實(shí)現(xiàn)預(yù)期最優(yōu)配置，所以，執(zhí)行動(dòng)態(tài)用水計(jì)劃是未來(lái)水資源管理中的重中之重。我們通常所說(shuō)的動(dòng)態(tài)用水計(jì)劃，在滿(mǎn)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(lái)進(jìn)行取水計(jì)劃制定和配水計(jì)劃制定;水資源不能滿(mǎn)足灌溉需求的情況下，也就是在缺水時(shí)，需要應(yīng)用系統(tǒng)分析技術(shù)操作和氣象預(yù)報(bào)等結(jié)合起來(lái)，最終制定出妥善的灌溉制度和配水措施。無(wú)論先后，均要全面了解工程運(yùn)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(zhǎng)過(guò)程中的對(duì)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(jì)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(zhǔn)，使用老舊人工模式操作已不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，所以需要建立大型灌區(qū)信息化系統(tǒng)，滿(mǎn)足整個(gè)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(jìn)行全面的信息化建設(shè)，軟硬件建設(shè)首當(dāng)其沖，保障對(duì)灌區(qū)灌溉指標(biāo)等進(jìn)行綜合性指標(biāo)統(tǒng)計(jì)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(shí)根基，積累信息化工作經(jīng)驗(yàn)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)建設(shè)隨之跟進(jìn)，要加大灌區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)管理決策支持系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)真正意義上的渠系自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化。

（二）高效管理和維護(hù)

建立大型灌區(qū)管理信息中心機(jī)構(gòu)，對(duì)灌區(qū)內(nèi)運(yùn)行調(diào)度指揮工作進(jìn)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(cè)數(shù)據(jù)信息和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息，對(duì)不同類(lèi)型監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施遠(yuǎn)程控制操作。需要注意的是，要在信息中心集成整合專(zhuān)業(yè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)資源，以綜合數(shù)據(jù)庫(kù)形式呈現(xiàn)，達(dá)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(dá)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(gè)人，權(quán)責(zé)到位，對(duì)灌區(qū)沿線段予以常規(guī)化運(yùn)行管理，站點(diǎn)監(jiān)測(cè)人員各司其職，管轄范圍內(nèi)各項(xiàng)工作，處理各類(lèi)監(jiān)測(cè)信息和監(jiān)控信息以及監(jiān)視信息。管理部分要及時(shí)上傳信息，派發(fā)到信息中心，接受管理部門(mén)的指揮命令，下達(dá)到監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，起到預(yù)期承上啟下效能。監(jiān)控站點(diǎn)職能就是及時(shí)有效的達(dá)成自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集，對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，快速上傳到總部。調(diào)度中心按照計(jì)劃，整體負(fù)責(zé)供水調(diào)度方案安排和整改，主要涵蓋了閘門(mén)開(kāi)閉時(shí)間內(nèi)容和閘門(mén)開(kāi)啟高度內(nèi)容以及泵站投入情況掌握內(nèi)容等，有力達(dá)成預(yù)期供水計(jì)劃目標(biāo)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水利信息化建設(shè)是新時(shí)代社會(huì)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(diǎn)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(yùn)行效率和質(zhì)量，促進(jìn)灌區(qū)工作有條不紊的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷薇，張和喜，王鵬.貴州大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2014（7）：48-51.

[2]雷薇，張超，王永濤，等.貴州大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造綜合效益指標(biāo)體系構(gòu)建研究[J].節(jié)水灌溉，2016（2）：88-91.

作者簡(jiǎn)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。