灌區(qū)節(jié)水灌溉工程水利信息化技術(shù)的應(yīng)用

戚茂生

（武威市涼州區(qū)水利電力工程局有限責任公司，甘肅 武威 733000）

水利工程作為利國利民的基礎(chǔ)性建設(shè)項目之一，對于我國國民經(jīng)濟的增長起到了非常關(guān)鍵的作用。水利工程建設(shè)不僅能夠滿足社會發(fā)展的用水需求，還能夠提升水資源的綜合利用率，持續(xù)推動我國社會進步與發(fā)展。因此，需要不斷提升對水利基礎(chǔ)設(shè)施及設(shè)備建設(shè)的關(guān)注與重視，強化設(shè)備及設(shè)施建設(shè)的信息化和現(xiàn)代化水平。目前在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中，其信息化管理和運行機制不斷健全并完善，為農(nóng)田節(jié)水灌溉相關(guān)工作的開展提供了關(guān)鍵性依據(jù)，并全面提升了整體管理水平，有效避免了水資源浪費的情況，進一步保證了灌區(qū)的經(jīng)濟效益[1]?？傊?，要加強對灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中水利信息化技術(shù)應(yīng)用效率，全面推進我國水利事業(yè)的進步與發(fā)展。信息化建設(shè)的關(guān)鍵在于建設(shè)一個統(tǒng)一、高效、安全的可以長期穩(wěn)定運行的智慧信息系統(tǒng)，其中基礎(chǔ)是信息感知和相關(guān)建筑物的智能控制，在充分利用基礎(chǔ)信息的基礎(chǔ)上對取得的數(shù)據(jù)按照灌區(qū)生產(chǎn)和水資源調(diào)度的需求，可通過大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)融合、分析等技術(shù)手段為灌區(qū)的調(diào)度決策、各類災(zāi)害預警、精準節(jié)水灌溉、智慧農(nóng)業(yè)等應(yīng)用需求提供可靠且有針對性的數(shù)據(jù)，逐步完善智慧灌區(qū)建設(shè)。

1 灌區(qū)節(jié)水灌溉工程水利信息化技術(shù)的作用

1.1 全面提高節(jié)水灌溉工程的灌溉效率

在很多灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中，通過對水利信息化技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠提高水利設(shè)施及設(shè)備的使用效率，優(yōu)化水資源的合理配置，全面保證灌溉工程中水資源的使用需求，進一步提高節(jié)水灌溉工程的整體效率。同時，水利信息化技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠避免水利設(shè)備及設(shè)施在運營中出現(xiàn)棄水溢流等問題，并保證運行過程中水源檢測的準確性和可靠性。在此過程中，能夠結(jié)合實際情況，制定出合理有效的管理措施，從而應(yīng)對運行過程中出現(xiàn)的問題，全面保證當前區(qū)域中水資源質(zhì)量。

1.2 提供準確的數(shù)據(jù)信息

由于灌區(qū)地理位置的差異，對應(yīng)的氣候因素也有所不同，導致實際的灌溉工程要求及標準也不同。目前在一些灌區(qū)中通常會采用人工檢測的方式對氣候變化進行分析和研究，并將相關(guān)檢測數(shù)據(jù)及信息進行整理并傳輸。很多時候受到一些因素的影響和制約，導致實際檢測的數(shù)據(jù)信息會與當前實際情況存在誤差，降低了整體的數(shù)據(jù)信息準確性。另外，信息數(shù)據(jù)傳輸效率水平不高，也能夠在很大程度上降低灌區(qū)節(jié)水灌溉工程的管理效率。現(xiàn)階段在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中通過應(yīng)用水利信息化技術(shù)，能夠有效改善人工檢測中存在的問題和不足，為管理工作的開展提供準確的數(shù)據(jù)信息作為基礎(chǔ)支持，并將所獲取的數(shù)據(jù)信息通過實時傳送的方式進行傳輸，進一步提高數(shù)據(jù)傳輸效率，保證相關(guān)部門及單位能夠?qū)Ξ斍肮鄥^(qū)節(jié)水灌溉工程現(xiàn)狀進行了解和掌握，并為后續(xù)工作的開展以及方案的制定提供專業(yè)化的技術(shù)支持，提高灌區(qū)節(jié)水灌溉工程的運行效率。

1.3 不斷提高灌區(qū)節(jié)水灌溉工程管理水平

目前在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中主要通過現(xiàn)代化通訊技術(shù)以及流程控制等管理方式及手段實現(xiàn)對節(jié)水灌溉工程狀況的實時監(jiān)測。這些水利信息化技術(shù)能夠滿足工程自動采集數(shù)據(jù)信息的需求，并對當前的水源調(diào)度進行分配和優(yōu)化，提高灌水過程的科學性和合理性，全面提升灌區(qū)內(nèi)實際的供水能力，以此達到對水資源合理量化的目標和要求。同時，在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中，通過智能信息化管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對水源分配以及調(diào)度等多項內(nèi)容的控制和管理，從根本上減少水資源的浪費，提高灌區(qū)節(jié)水灌溉工程整體管理水平[2]。在具體的實施過程中，可以通過數(shù)字化技術(shù)及手段，提高管理的標準化、現(xiàn)代化水平。另外，要根據(jù)當前節(jié)水灌溉工程的實際情況以及地形地勢等因素，制定出合理有效的節(jié)水灌溉方案，不斷提高灌溉效果。

1.4 合理降低灌區(qū)運行成本

隨著灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中管理系統(tǒng)的完善和優(yōu)化，結(jié)合節(jié)水灌溉工程中安全自動管理監(jiān)測及監(jiān)督管理平臺的健全，能夠提高當前灌區(qū)內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的存儲以及共享效率，合理降低灌區(qū)運行的整體成本。同時，在水利信息化技術(shù)合理應(yīng)用的基礎(chǔ)上，能夠減少人員設(shè)置等人力成本的投入，有效降低灌區(qū)內(nèi)生產(chǎn)及運營成本，實現(xiàn)灌區(qū)節(jié)水灌溉工程的可持續(xù)發(fā)展。

2 灌區(qū)節(jié)水灌溉工程水利信息化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)建設(shè)

對于灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中水利信息化技術(shù)的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)的建設(shè)中。首先，對于灌溉節(jié)水信息化系統(tǒng)建設(shè)和完善來說，節(jié)水灌溉是其中重要的建設(shè)內(nèi)容。要加強對節(jié)水灌溉工程區(qū)域內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)及信息的收集和整理，構(gòu)建完善合理的節(jié)水灌溉工程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，就河渠水測量以及農(nóng)田之間數(shù)據(jù)的采集和分析，進一步提高數(shù)據(jù)的準確性和真實性，為后續(xù)灌溉工程相關(guān)工作的開展提供數(shù)據(jù)上的支持。其次，要針對泵站以及閘門等建立完善的控制與管理系統(tǒng)。在節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)中，需要針對節(jié)水灌溉工程區(qū)域內(nèi)的關(guān)鍵部位安排專業(yè)的人員進行值班看守，實現(xiàn)對遠程控制系統(tǒng)的管理和監(jiān)測，全面提高節(jié)水灌溉工程管理水平。再次，要根據(jù)灌區(qū)實際情況，不斷完善和優(yōu)化節(jié)水灌溉工程水量調(diào)度管理系統(tǒng)，通過對灌溉區(qū)域內(nèi)配水量的計算和分析，進行模擬調(diào)度操作，保證節(jié)水灌溉相關(guān)操作的連貫性和有效性。最后，要保證工程數(shù)據(jù)庫的完善。加強對灌區(qū)綜合區(qū)域內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的分析和研究，提高對數(shù)據(jù)庫的利用率，強化當前數(shù)據(jù)信息的整合與分析能力，保證數(shù)據(jù)信息的完整性。同時，在建設(shè)節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)的過程中，要將當前灌溉區(qū)域的信息化建設(shè)作為重點內(nèi)容，通過采用合理有效的信息化技術(shù)等，保證信息化系統(tǒng)的合理性和科學性。此外，在節(jié)水灌溉工程信息化系統(tǒng)運行的過程中，要全面掌握灌溉工程對于灌溉水的實際需求，規(guī)劃合理有效的用水措施及用水方案，減少水資源的浪費，切實做到節(jié)約用水。在實際運用信息化系統(tǒng)的過程中，需要提升系統(tǒng)設(shè)計的有效性和可操作性，加強對數(shù)據(jù)采集總路線的規(guī)劃與設(shè)計，并包括用水數(shù)據(jù)采集和傳輸以及中心數(shù)據(jù)機房設(shè)計等內(nèi)容，保證信息化系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

2.2 節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)具備功能分析

在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中，高效的灌區(qū)節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)建設(shè)需要有2個子系統(tǒng)作出支持，其中包括灌區(qū)用水信息采集系統(tǒng)和灌區(qū)用水決策支持系統(tǒng)。節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)量式化以及用水監(jiān)管自動化的功能，加強對灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中水情以及雨情的自動化監(jiān)測和分析，提高水資源的綜合利用率[3]。在節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)中，其功能要包括以下幾方面：一是節(jié)能灌溉區(qū)域內(nèi)的用水戶信息以及先關(guān)數(shù)據(jù)管理的動態(tài)化管理；二是灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中的計劃和灌溉進度的管理工作；三是合理優(yōu)化和調(diào)整灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中配水計劃和方案；四是實現(xiàn)對節(jié)水灌區(qū)內(nèi)需水量的計算與分析以及用水統(tǒng)計和分類情況的管理；五是灌區(qū)節(jié)水灌溉中地理信息系統(tǒng)的實時管理；六是通過互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)手段等為用水戶進行灌溉量的統(tǒng)計和分析，全面保證統(tǒng)計工作的科學性和準確性；七是學習并掌握新型的節(jié)水灌溉技術(shù)手段，及時了解灌區(qū)節(jié)水灌溉發(fā)展趨勢，總結(jié)節(jié)水灌溉相關(guān)管理經(jīng)驗；八是節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)進一步實現(xiàn)節(jié)水灌溉辦公自動化水平，促使灌區(qū)節(jié)水灌溉工程管理朝向高效化和節(jié)約化方向發(fā)展。另外，為了能夠提高灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中渠系量水、動態(tài)配水以及水費計收等用水管理信息自動化管理水平，要對灌區(qū)節(jié)水灌溉的土壤進行采集和分析，結(jié)合氣候因素以及作物用水情況等多方面內(nèi)容，制定合理有效的灌溉制度，并及時明確節(jié)水灌溉工程的用水方案與計劃。在具體實施的過程中，可以通過節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)采集到的相關(guān)信息數(shù)據(jù)內(nèi)容等進行專業(yè)的分析研究，并對用水計劃進行適當調(diào)整，實現(xiàn)節(jié)水灌溉工程資源的合理配置。

2.3 網(wǎng)絡(luò)信息安全保障體系

根據(jù)水利部網(wǎng)信工作會議相關(guān)要求，網(wǎng)絡(luò)信息安全工作包含網(wǎng)絡(luò)安全責任落實、網(wǎng)絡(luò)安全防護能力提升、關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)安全保障、網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)督檢查及通報機制健全、網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)急管理。因此，智慧網(wǎng)絡(luò)信息安全體系的構(gòu)建應(yīng)在《網(wǎng)絡(luò)安全法》《國家網(wǎng)絡(luò)安全檢查操作指南》《關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保護條例》等相關(guān)法律規(guī)范的指導下，從網(wǎng)絡(luò)安全防御控制能力、綜合感知能力、管理調(diào)度能力、分析決策能力、容災(zāi)備份能力等方面著手，形成覆蓋智慧泛在感知、數(shù)據(jù)分析處理和智能應(yīng)用全過程的網(wǎng)絡(luò)安全防護體系[4]。

2.3.1 網(wǎng)絡(luò)安全防御體系 采用先進的信息安全技術(shù)從物理層、系統(tǒng)層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等確立安全保障體系，積極采取多種方案措施，如邏輯隔離、入侵檢測、系統(tǒng)訪問控制、惡意代碼防護、國產(chǎn)密碼等，充分考慮網(wǎng)絡(luò)所有防護對象，對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、工控網(wǎng)、廣域網(wǎng)、終端加強安全防護，以建立完善的網(wǎng)絡(luò)防御體系，普遍達到等保三級水平，確保智慧、安全、可靠運營。

2.3.2 安全管理控制能力 一方面是加強系統(tǒng)安全認證管理，建立安全服務(wù)體系，統(tǒng)一身份認證服務(wù)，完善集成短信認證、令牌認證、CA 證書認證、生物認證等各類認證因子為基礎(chǔ)的移動端與桌面端相結(jié)合的安全便捷認證能力；另一方面是加強網(wǎng)絡(luò)安全集中管控，結(jié)合安全運行管理組織，實現(xiàn)對安全防御體系和安全服務(wù)體系進行統(tǒng)一管控，改變動防御為積極主動防御，提高安全管理運維能力和網(wǎng)絡(luò)安全事件處置能力，對突發(fā)事件快速響應(yīng)，并完成應(yīng)急處置。

2.3.3 網(wǎng)絡(luò)安全運營體系 完善系統(tǒng)開發(fā)檢測、系統(tǒng)運行中安全評估、運維安全接入、滲漏測試、漏洞修復、運維審計等，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)安全運營體系，有效對安全風險事件進行閉環(huán)處置，完善應(yīng)急響應(yīng)措施，充分發(fā)揮人在網(wǎng)絡(luò)安全中的主體地位。

2.3.4 網(wǎng)絡(luò)安全管理制度 完善網(wǎng)絡(luò)工作制度，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)操作流程、規(guī)范和規(guī)程，健全網(wǎng)絡(luò)安全管理制度、網(wǎng)絡(luò)安全管理機構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)人員安全管理、系統(tǒng)安全建設(shè)管理、系統(tǒng)運維管理、安全人才隊伍培養(yǎng)等多方面的安全管理體系，為智慧網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)提供強有力的支撐[5]。

2.4 提高技術(shù)隊伍的專業(yè)素質(zhì)

為了保證技術(shù)應(yīng)用取得較好的成效，開展技術(shù)人員的技術(shù)培訓，提升信息化技術(shù)水平，是提高工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。首先，要定期舉辦各種形式信息化技術(shù)培訓活動，針對以往工程中出現(xiàn)的典型技術(shù)應(yīng)用問題，舉一反三，對技術(shù)人員進行專業(yè)化技術(shù)培訓，切實提高技術(shù)人員的水平和實踐能力。其次，要建立科學合理的獎懲措施和崗位責任制度，提高人員的責任意識和工作熱情，使其能否主動、積極地開展技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)揮自身的主人翁意識，高效高質(zhì)量地完成所分配的任務(wù)。最后，要建立嚴格的現(xiàn)場監(jiān)督制度，組建工程質(zhì)量監(jiān)督小組，并根據(jù)施工方案制定科學的監(jiān)督方案，確保在工作過程中開展有效的監(jiān)督管理工作，使工程能夠保質(zhì)保量地完成[6]。

3 結(jié)束語

在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中要及時應(yīng)用水利信息化技術(shù)，為后續(xù)灌溉相關(guān)工作的開展提供可靠的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持，積極提高水資源的綜合利用率，并強化節(jié)水灌溉工程管理力度，減少資源浪費等情況。同時，加強對水利信息化技術(shù)的認識和了解，合理應(yīng)用信息化技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)并處理好在應(yīng)用過程中遇到的問題和不足，結(jié)合灌區(qū)節(jié)水灌溉工程的實際情況，制定出有效的處理方案，提高節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，以此達到節(jié)水灌溉的根本目標。另外，在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中要充分展現(xiàn)出水利信息化技術(shù)的優(yōu)勢和價值，提高工程整體效益，促進節(jié)水灌溉工程的可持續(xù)發(fā)展。