淺析水利信息化技術(shù)在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中的應(yīng)用

李福來

（民和回族土族自治縣水利設(shè)施運(yùn)行服務(wù)中心，青海海東 810800）

1.水利信息化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

1.1 提高機(jī)組運(yùn)行水平

在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中引入水利信息化技術(shù)，能夠?yàn)闄C(jī)組裝置穩(wěn)定運(yùn)行奠定良好基礎(chǔ)，便于機(jī)組科學(xué)分配水資源，盡可能減少水資源不必要消耗和浪費(fèi)；同時(shí)提高灌溉效率，在保證灌溉量的同時(shí)有效降低灌溉頻率[1]。另外，應(yīng)用水利信息化技術(shù)，還可以結(jié)合灌區(qū)實(shí)際情況靈活調(diào)整灌溉數(shù)據(jù)，如此技能提高水資源利用率，又能達(dá)到理想節(jié)水效果。

1.2 優(yōu)化節(jié)水灌溉管理工作

將水利信息化技術(shù)應(yīng)用到灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中，能夠有效提高灌區(qū)管理水平。具體來說，利用信息化技術(shù)采集灌區(qū)數(shù)據(jù)信息，并做好自動化分析、處理、保存、應(yīng)用等工作，便于水利部門及時(shí)掌握灌區(qū)實(shí)際情況，有利于為水資源分配利用、監(jiān)督控制提供技術(shù)支撐，從而提高地區(qū)內(nèi)部水資源利用率，滿足灌區(qū)灌溉需求。水利信息化技術(shù)還能夠?qū)τ盟畱艄喔刃б孢M(jìn)行平衡，確保水資源管理、調(diào)取、應(yīng)用等過程公開、透明，使用水戶對灌區(qū)水資源利用情況有直觀認(rèn)識，有利于引導(dǎo)用水戶自主參與到節(jié)水行動中，從而降低水資源消耗率和浪費(fèi)率[2]。

1.3 降低灌區(qū)運(yùn)行成本

水利部門在灌區(qū)灌溉工程中應(yīng)用水利節(jié)水技術(shù)時(shí)需要構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺，其主要作用是實(shí)時(shí)監(jiān)督灌區(qū)水資源利用情況，同時(shí)采集和管理灌區(qū)數(shù)據(jù)信息。網(wǎng)絡(luò)平臺本身具有開放性、共享性優(yōu)勢，能夠?yàn)閿?shù)據(jù)信息高效傳遞提供保障，便于各部門及時(shí)了解灌區(qū)情況，從而提高工作效率和管理水平，同時(shí)降低辦公成本。

2.水利信息化技術(shù)的作用

2.1 為灌區(qū)節(jié)水灌溉工程管理提供準(zhǔn)確依據(jù)

新形勢下，各地區(qū)建設(shè)的灌區(qū)普遍具有范圍廣、路線長、灌溉點(diǎn)多等特點(diǎn)，并且南北差異較為顯著。其中北方降雨突發(fā)性較強(qiáng)，南方降雨則相對均衡，使得不同地區(qū)的灌區(qū)存在較大的區(qū)域性特征[3]。部分灌區(qū)依然沿用傳統(tǒng)灌溉方法和管理模式，即利用通訊工具傳遞數(shù)據(jù)信息，或者采用人工監(jiān)測方法開展管理工作，由于手段落后，所以工作效率較低，無法充分滿足新時(shí)期灌區(qū)管理需求。而引入水利信息化技術(shù)，構(gòu)建灌區(qū)信息化系統(tǒng)，能夠及時(shí)采集灌區(qū)數(shù)據(jù)信息，并在自動化處理和分析數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)上，為水資源調(diào)配和管理工作提供準(zhǔn)確依據(jù)。

2.2 為灌區(qū)節(jié)水灌溉工程發(fā)展提供技術(shù)支撐

在社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，我國各地區(qū)也呈現(xiàn)出不同程度的能源短缺現(xiàn)象。緩解能源壓力、提高能源利用率，已經(jīng)成為社會群眾關(guān)注的熱門話題。將水利信息化技術(shù)引入節(jié)水灌溉工程中，能夠促進(jìn)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)優(yōu)化和完善各裝置功能和性能，能夠保證灌區(qū)灌溉量，靈活調(diào)度水資源，實(shí)現(xiàn)各級流量合理分配、有效協(xié)調(diào)的目標(biāo)。

2.3 提高工作人員節(jié)水意識

將水利信息化技術(shù)應(yīng)用到灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中，能夠?qū)鄥^(qū)水資源利用情況進(jìn)行全方位、全過程監(jiān)督管理，確保工作人員及時(shí)了解灌區(qū)水情變化情況，便于對水資源進(jìn)行科學(xué)分配、有效利用。如此可以有效提高灌區(qū)供水能力，實(shí)現(xiàn)以最少量水資源消耗達(dá)到最佳灌溉效果這一目標(biāo)，使節(jié)水灌溉工程滿足適量灌溉、適時(shí)灌溉基本需求。

3.水利信息化技術(shù)在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中的應(yīng)用問題

3.1 管理方式落后

管理方式落后是灌區(qū)節(jié)水灌溉工程普遍存在的問題，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，節(jié)水灌溉技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體制不符。當(dāng)前，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大多推行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制，人均耕地不足0.15hm2，通常一個(gè)滴灌工程或噴灌工程需要覆蓋幾十戶承包責(zé)任地，由于不同承包地種植作物存在差異，用水量也不盡相同，導(dǎo)致灌溉管理工作開展受到阻礙。第二，水利部門存在“重建設(shè)，輕管理”思想。當(dāng)前，各地區(qū)水利部門在節(jié)水灌溉工程建設(shè)投資方面積極性較高，但工程建設(shè)完畢后，管理工作卻相對滯后，導(dǎo)致管理資金不足，很多設(shè)施設(shè)備維護(hù)不到位，嚴(yán)重降低運(yùn)行壽命，阻礙工程充分發(fā)揮自身效益。第三，經(jīng)營管理體制滯后?，F(xiàn)階段，我國大部分節(jié)水灌溉工程都是由政府出資興建，并且建成后政府參與運(yùn)行管理，這對于工程發(fā)展而言本應(yīng)是好事，但由于管理模式大多為計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期的舊模式，導(dǎo)致管理效果不盡人意。第四，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不科學(xué)。眾所周知，微灌工程、噴灌工程在節(jié)水方面效果較好，所以需要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中種植經(jīng)濟(jì)價(jià)值相對較高的作物；第五，管理模式缺乏規(guī)范性。雖然各地區(qū)在應(yīng)用水利信息化技術(shù)的同時(shí)，涌現(xiàn)出了各種新型灌溉管理模式，但結(jié)合實(shí)踐情況來看，普遍存在缺乏統(tǒng)一規(guī)范的問題。

3.2 工作覆蓋面不廣

我國現(xiàn)代化灌區(qū)節(jié)水灌溉工程普遍具有路線長、范圍廣、灌溉點(diǎn)多等特點(diǎn)，在運(yùn)行管理等方面要協(xié)調(diào)好各方利益，盡可能在保證灌溉效果的同時(shí)減少水資源的不必要消耗和浪費(fèi)，對水利信息技術(shù)應(yīng)用提出較高要求，要保證數(shù)據(jù)信息在搜索、處理、使用、傳輸?shù)确矫姹憬?、快速，從而為各?xiàng)工作開展提供保障。但由于我國在水利信息技術(shù)理論分析和實(shí)際應(yīng)用方面起步較晚，目前依然處于摸索階段，在一定程度上限制了水利信息技術(shù)的應(yīng)用范圍，并未充分發(fā)揮其功能和作用，需要相關(guān)學(xué)者進(jìn)一步加大技術(shù)研究力度，使其更好地服務(wù)于灌區(qū)節(jié)水灌溉工程。

4.水利信息化技術(shù)在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中主要建設(shè)內(nèi)容

4.1 節(jié)水灌溉

想要實(shí)現(xiàn)灌區(qū)節(jié)水灌溉工程高效用水目標(biāo)，需要將科學(xué)、合理的灌溉用水信息作為前提。利用節(jié)水信息化技術(shù)開展節(jié)水灌溉工程建設(shè)工作，其本質(zhì)是對灌區(qū)進(jìn)行自動化管理，其核心是滿足節(jié)水灌溉基本需求。

4.2 控制泵站和閘門

當(dāng)前，我國部分管理單位已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了灌區(qū)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程管理和無人值守基本目標(biāo)，需要管理單位在閘門控制工作中引入閘門終端。在手動閘門信息數(shù)據(jù)采集過程中應(yīng)用一體化手工閘門遙控高端，能夠累積瞬時(shí)流量。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用GPRS傳輸模式將數(shù)據(jù)信息傳送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，可以對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動化分析、處理和儲存。

4.3 獲取數(shù)據(jù)信息

利用水利信息技術(shù)對灌區(qū)節(jié)水灌溉工程的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、處理和傳輸，能夠充分保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性、及時(shí)性和高效性，有利于促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，為工程運(yùn)行管理提供準(zhǔn)確依據(jù)。

5.水利信息化技術(shù)在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中應(yīng)有措施

5.1 改變管理理念和工作方式

想要充分發(fā)揮水利信息化技術(shù)在節(jié)水灌溉工程中的作用和價(jià)值，就要轉(zhuǎn)變管理理念、創(chuàng)新工作方式，具體可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

第一，構(gòu)建節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)，提高管理水平。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)等各種先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建灌區(qū)節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息快速采集、水資源科學(xué)調(diào)度、灌溉情況實(shí)時(shí)監(jiān)控等目標(biāo)，保證水情反應(yīng)及時(shí)、配水科學(xué)合理，以此來改善灌溉工程供水能力。一方面能夠滿足水資源量化管理需求，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)水資源優(yōu)化配置目標(biāo)，從而使灌溉工作適時(shí)適量、有序進(jìn)行，確保各方受益均衡、消費(fèi)透明。

第二，優(yōu)化工作方法，提高工作效率。長期應(yīng)用節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)能夠形成合同供水、合理收費(fèi)的理想局面。相關(guān)部門可以結(jié)合灌區(qū)實(shí)際情況制定和修改供水方案，在滿足用水戶灌溉需求的同時(shí)，確保灌區(qū)均衡受益，同時(shí)盡可能減少水資源的不必要消耗和浪費(fèi)。

5.2 提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支撐

灌區(qū)節(jié)水灌溉工程線長、面廣、線多，并且存在南北差異，很多地區(qū)的灌溉工程依然采用人工監(jiān)測、電話傳送信息等方式，由于手段落后導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息傳遞不及時(shí)，并且無法充分保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性和可靠性。而引入水利信息化技術(shù)，構(gòu)建灌區(qū)信息化系統(tǒng)，能夠有效彌補(bǔ)以上弊端、解決各種短板。特別針對發(fā)生洪澇、特大暴雨等自然災(zāi)害的灌區(qū)，信息化管理系統(tǒng)的優(yōu)越性也愈加凸顯。具體來說，想要制定科學(xué)、合理的水資源配置方案，離不開數(shù)據(jù)信息的支撐。

5.3 豐富灌區(qū)功能

良好的灌區(qū)節(jié)水灌溉系統(tǒng)，應(yīng)具備功能豐富特點(diǎn)。通常需要由2個(gè)系統(tǒng)組成，分別為灌區(qū)用水信息采集系統(tǒng)和灌區(qū)用水決策支持系統(tǒng)。其中灌區(qū)用水信息采集系統(tǒng)主要包括氣象信息采集傳輸、田間監(jiān)測信息采集傳輸、渠系水情信息采集傳輸?shù)裙δ?。灌區(qū)用水決策支持系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)庫、用水信息管理、用水信息處理等功能。只有構(gòu)建功能豐富、運(yùn)行穩(wěn)定的信息化管理系統(tǒng)，才能夠動態(tài)管理灌區(qū)水情，使灌區(qū)真正達(dá)到節(jié)約化、高效化、正統(tǒng)化目標(biāo)。

6.結(jié)語

想要充分發(fā)揮水利信息化技術(shù)在節(jié)水灌溉工程中的作用，就要構(gòu)建功能完善的信息化管理系統(tǒng)，為灌區(qū)運(yùn)營管理提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，在此基礎(chǔ)上要改進(jìn)管理方式和管理理念，從而達(dá)到節(jié)水灌溉效果，為工程可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。