信息技術(shù)在元謀灌區(qū)節(jié)水中的應(yīng)用實(shí)踐

羅 松

（昆明龍慧科技有限公司，650033，昆明）

云南省灌區(qū)試驗(yàn)性的節(jié)水改造工作始于20世紀(jì)70年代，90年代后期國(guó)家開(kāi)始實(shí)施以節(jié)水為中心的大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程建設(shè)，云南省也掀開(kāi)了灌區(qū)節(jié)水改造的新篇章，時(shí)至今日，已歷時(shí)30多年之久。在此期間，灌區(qū)節(jié)水改造以工程性措施建設(shè)為主，重點(diǎn)放在渠系配套完善和渠系防滲處理，灌區(qū)骨干硬件設(shè)施得到較大發(fā)展和提升。同時(shí)，在大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目中，國(guó)家啟動(dòng)了信息化試點(diǎn)，云南省元謀灌區(qū)被列為全國(guó)信息化試點(diǎn)灌區(qū)，并開(kāi)始了灌區(qū)信息化的嘗試。

2008—2011年，元謀灌區(qū)累計(jì)完成了4期信息化項(xiàng)目建設(shè)，通過(guò)不斷摸索和實(shí)踐，初步建立起一套適合元謀灌區(qū)的運(yùn)行管理模式，以及與之配套的信息化管理系統(tǒng)，現(xiàn)已在灌區(qū)管理局、下屬供水站和用水戶當(dāng)中得到了較好的普及和應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

結(jié)合元謀灌區(qū)信息化管理系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行的實(shí)踐，對(duì)信息技術(shù)在灌區(qū)節(jié)水中所起的作用進(jìn)行探討。

一、灌區(qū)簡(jiǎn)況

元謀灌區(qū)位于云南省楚雄彝族自治州金沙江水系龍川江下游河谷，涉及8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)19.8萬(wàn)人，耕地面積2.24萬(wàn)hm2。灌區(qū)地處干熱河谷，氣候干燥，光熱資源豐富，終年無(wú)霜，是云南省發(fā)展熱帶經(jīng)濟(jì)作物及冬早蔬菜的生產(chǎn)基地之一，也是全國(guó)重要的冬早蔬菜供應(yīng)基地之一。又因降雨量少、蒸發(fā)量大、高溫燥熱、缺水嚴(yán)重，流傳著“有水百花齊放，無(wú)水寸草難生”的民謠。

灌區(qū)水源工程為蓄、引、提相結(jié)合，以龍頭水庫(kù)、骨干溝渠為主，眾多水源、溝渠為輔聯(lián)合調(diào)度的灌溉方式。現(xiàn)有中型水庫(kù)6座，?。?）型水庫(kù)5座，小（2）型水庫(kù) 31座，塘壩 670座，攔河壩5座，引水灌溉溝15條，泵站15座。盡管如此，灌區(qū)中等干旱年不足水量達(dá)1.92億m3，處于嚴(yán)重缺水狀況。因此，在大規(guī)模進(jìn)行農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的情況下，必須大力推進(jìn)灌區(qū)節(jié)水改造，以滿足供水需求。

二、灌區(qū)節(jié)水的幾個(gè)重要環(huán)節(jié)

灌區(qū)節(jié)水包括建設(shè)和管理兩大環(huán)節(jié)，建設(shè)環(huán)節(jié)重點(diǎn)在渠系配套完善，如溝渠配套，渠道防滲，渠系建筑物配套改造，噴灌、滴灌系統(tǒng)建設(shè)等；管理環(huán)節(jié)則寓于灌區(qū)長(zhǎng)期的、日常的運(yùn)行中。結(jié)合信息技術(shù)的特點(diǎn)，管理環(huán)節(jié)是其發(fā)揮作用的關(guān)鍵，下面重點(diǎn)分析管理環(huán)節(jié)。

1.供水計(jì)劃

云南省是資源性缺水與工程性缺水并存的地區(qū)，可控制的水資源量非常寶貴，尤其在干旱年份，因此必須把好節(jié)水的第一關(guān)——供水計(jì)劃環(huán)節(jié)。

灌區(qū)節(jié)水首先要以需定供，否則就是浪費(fèi)。多數(shù)灌區(qū)事實(shí)上沒(méi)有做到以需定供，因?yàn)椴荒軠?zhǔn)確地調(diào)查并提出需水計(jì)劃，故供水計(jì)劃多參照往年經(jīng)驗(yàn)制定，供水過(guò)程中根據(jù)管理人員的觀察或群眾反映情況調(diào)節(jié)供水流量，經(jīng)常出現(xiàn)水小被抱怨、水大無(wú)人管的現(xiàn)象，好不容易控制的水量，最終又白白地流入河道排走，處于粗放管理的狀態(tài)，水利工程效益未能得到充分發(fā)揮。

本環(huán)節(jié)關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)：①實(shí)時(shí)掌握雨情、墑情；②及時(shí)掌握用水戶需水時(shí)間和需水量；③及時(shí)全面匯總用水戶需水信息，形成連續(xù)的、動(dòng)態(tài)的需水計(jì)劃。

2.供水過(guò)程管理

供水過(guò)程中及時(shí)掌握干渠沿線水位、流量信息以及干渠沿線需水變化情況，及時(shí)對(duì)干渠各放水口閘門和渠首閘門進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者利用干渠沿線壩塘的充放進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)節(jié)，可以大大減少水量的浪費(fèi)。

本環(huán)節(jié)關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)：①實(shí)時(shí)掌握干渠沿線水情（水位、流量）；②提前掌握干渠沿線需水變化。

3.水費(fèi)計(jì)收

節(jié)水型灌區(qū)的建設(shè)，用水戶的參與是不可或缺的，其中又以用水戶節(jié)水意識(shí)的增強(qiáng)為重中之重。云南省農(nóng)業(yè)用水水費(fèi)計(jì)收目前主要有按畝收費(fèi)和按方收費(fèi)兩種。

按畝收費(fèi)有計(jì)算簡(jiǎn)單、水費(fèi)固定、灌區(qū)水費(fèi)旱澇保收的好處，但由于水費(fèi)計(jì)收脫離了實(shí)際用水量，所以用水戶普遍沒(méi)有節(jié)水意識(shí)，總是要求灌區(qū)加大放水量，超用浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，節(jié)水空間有限。按方收費(fèi)因水費(fèi)計(jì)收與實(shí)際用水量掛鉤，用水戶節(jié)水意識(shí)非常強(qiáng)，能夠自覺(jué)自愿地主動(dòng)節(jié)約用水，大大擴(kuò)展了灌區(qū)節(jié)水空間，但存在水量計(jì)量困難、用水戶對(duì)改變粗放用水的習(xí)慣有抵觸情緒、開(kāi)始推動(dòng)難度較大等問(wèn)題。

本環(huán)節(jié)關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)：①扎實(shí)細(xì)致的思想工作，使用水戶明白只要厲行節(jié)約，按方收費(fèi)更實(shí)惠；②簡(jiǎn)單易行、準(zhǔn)確可靠的渠道水量計(jì)量；③方便群眾、公開(kāi)透明的水費(fèi)計(jì)收手段。

元謀灌區(qū)管理信息化最大的優(yōu)勢(shì)在于，在縣委、縣政府的大力支持下，經(jīng)過(guò)元謀縣水務(wù)局、灌區(qū)管理局多年的努力推動(dòng)，灌區(qū)已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了工農(nóng)業(yè)及城鄉(xiāng)生活用水按方收費(fèi)，農(nóng)業(yè)用水實(shí)現(xiàn)了先收費(fèi)后放水，而且已經(jīng)探索出了一套與之相配套的管理模式，為信息技術(shù)的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、灌區(qū)信息化項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)及項(xiàng)目?jī)?nèi)容

元謀灌區(qū)信息化項(xiàng)目自2008年啟動(dòng)，作為灌區(qū)工程性措施的配套和補(bǔ)充手段，就是要在現(xiàn)有管理模式的基礎(chǔ)上，針對(duì)管理環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)，依托信息技術(shù)，打造數(shù)字化灌區(qū)管理平臺(tái)，為灌區(qū)節(jié)水管理提供有力的技術(shù)支撐，使工程措施發(fā)揮出最大效益。

灌區(qū)信息化項(xiàng)目?jī)?nèi)容：干渠水位流量站40座，土壤墑情站4座，氣象站1座，水庫(kù)雨量水位站4座，河道水位流量站3座，水庫(kù)出流、入流站4座，會(huì)商中心1個(gè)，軟件平臺(tái)1套?？偼顿Y為730萬(wàn)元。

四、實(shí)現(xiàn)功能

1.自動(dòng)編制需水計(jì)劃

灌區(qū)信息化項(xiàng)目為干渠沿線供水站配發(fā)了筆記本電腦、微型打印機(jī)、無(wú)線網(wǎng)卡和供水管理系統(tǒng)軟件，用水戶協(xié)會(huì)、用水大戶和普通農(nóng)戶可到就近供水站提出自己的需水時(shí)間和需水量，供水站管理員現(xiàn)場(chǎng)將需水信息錄入系統(tǒng)，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將信息發(fā)送至灌區(qū)管理局信息中心，中心系統(tǒng)動(dòng)態(tài)匯總所有供水站提交的需水信息，與干渠各段供水能力進(jìn)行比對(duì)，自動(dòng)對(duì)匯總后的需水曲線進(jìn)行削峰填谷，并將調(diào)整后的可供水時(shí)間返回供水站，供水站管理員征求用水戶對(duì)用水時(shí)間調(diào)整的意見(jiàn)，如用水戶同意，則繳費(fèi)并現(xiàn)場(chǎng)打印用水憑據(jù)，用水戶則按憑據(jù)上標(biāo)示的供水時(shí)間前來(lái)用水。

一個(gè)用水戶從申報(bào)需水計(jì)劃到取得用水憑據(jù)僅需3～5分鐘，而且管理局信息中心實(shí)現(xiàn)了整個(gè)灌區(qū)一周內(nèi)需水計(jì)劃的動(dòng)態(tài)制定，系統(tǒng)自動(dòng)生成灌區(qū)需水曲線，并隨著新的用需水申請(qǐng)的提交而實(shí)時(shí)更新，為樞紐工程供水計(jì)劃的制定和動(dòng)態(tài)調(diào)整提供了科學(xué)依據(jù)。

2.實(shí)時(shí)掌握干渠水情

干渠沿線建設(shè)了40座自動(dòng)遙測(cè)水位流量站，通過(guò)GPRS信道向管理局信息中心實(shí)時(shí)報(bào)送干渠各控制斷面的水位和流量，并與系統(tǒng)自動(dòng)匯總的各控制斷面需水流量形成直觀對(duì)照，管理人員可清楚地掌握各斷面供水流量究竟是過(guò)剩還是不足，據(jù)此在放水過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)渠首和各干渠放水口的供水流量，或利用沿線庫(kù)塘進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)。

3.完善水量計(jì)量手段

在水量計(jì)量方面，元謀灌區(qū)管理人員通過(guò)多年的實(shí)踐和嘗試，總結(jié)了一套為用水戶和管理單位接受的簡(jiǎn)單易行的計(jì)量方法：在支渠渠首建標(biāo)準(zhǔn)矩形或梯形斷面，通過(guò)明渠均勻流流量計(jì)算公式，計(jì)算出不同水位下的流量，再以流速儀加以復(fù)核率定，進(jìn)而計(jì)算出設(shè)定水量在不同水位下的放水時(shí)間，最終形成了各支渠設(shè)定水量下不同水位的放水時(shí)間表。此表得到供需雙方的確認(rèn)后，即產(chǎn)生法律效力。實(shí)施信息化以后，查算表錄入了計(jì)算機(jī)，不僅使查算工作更加快捷，而且可以根據(jù)干渠供水能力和用水戶的要求，按指定水量和放水時(shí)間倒查支渠水位，進(jìn)一步方便了管理人員和用水戶。

4.實(shí)現(xiàn)灌區(qū)綜合信息的數(shù)字化存儲(chǔ)和查詢

基于地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，完成灌區(qū)自然地理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、行政區(qū)劃、河流水系、道路交通、水利工程、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、作物種植分布等靜態(tài)信息的存儲(chǔ)和管理，以圖文并茂的方式直觀顯示上述信息和監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，解決了檔案的數(shù)字化存檔問(wèn)題，為管理者提供了全面了解灌區(qū)的平臺(tái)和窗口。

五、小 結(jié)

目前，元謀灌區(qū)管理局下屬的各供水站管理員，絕大多數(shù)能夠熟練地使用相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從用水申請(qǐng)、水費(fèi)計(jì)收、用水憑據(jù)打印，到用水戶電子檔案建立、用水戶用水記錄查詢、年度用水總量統(tǒng)計(jì)的全過(guò)程數(shù)字化，大大提升了管理單位的社會(huì)形象和地位，贏得了廣大用水戶的尊重。

信息化作為灌區(qū)節(jié)水改造的非工程性措施，是節(jié)水工程性措施的重要補(bǔ)充和完善，灌區(qū)管理信息化的推進(jìn)，可以為灌區(qū)管理中的供水計(jì)劃、供水過(guò)程管理、水費(fèi)計(jì)收三大環(huán)節(jié)提供重要的技術(shù)支撐和保證，有利于最大限度地發(fā)揮工程性措施的效益。