灌區(qū)智慧化發(fā)展現(xiàn)狀與問(wèn)題分析

何雨田，白美健，張寶忠，姚 彬，史 源

（1.水利部數(shù)字孿生流域重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京 100038；2.中國(guó)灌溉排水發(fā)展中心，北京 100054）

0 引 言

新的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)下，灌區(qū)服務(wù)向著多元化、多維度、精細(xì)化、智能化發(fā)展。水資源調(diào)度、農(nóng)業(yè)灌溉、城鄉(xiāng)供水、生態(tài)供水、防汛抗旱、工程運(yùn)維等灌區(qū)相關(guān)業(yè)務(wù)管理服務(wù)越來(lái)越綜合，管理人員老齡化和不足現(xiàn)象日益凸顯，依靠經(jīng)驗(yàn)和人力的傳統(tǒng)灌區(qū)管理方式已難以滿足現(xiàn)階段灌區(qū)管理需求，亟需借助新的技術(shù)手段，創(chuàng)新管理服務(wù)新模式，加快發(fā)展灌區(qū)智慧化，支撐新時(shí)代背景下經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)灌區(qū)的新需求。

“十四五”開(kāi)始，國(guó)家逐步啟動(dòng)大中型灌區(qū)現(xiàn)代化改造工作，《“十四五”重大農(nóng)業(yè)節(jié)水供水工程實(shí)施方案》優(yōu)先推進(jìn)124處大型灌區(qū)實(shí)施續(xù)建配套和現(xiàn)代化改造和30處新灌區(qū)建設(shè)，明確了十四五期間加強(qiáng)灌區(qū)信息化、智慧化建設(shè)，提升灌區(qū)供用水管理能力。近年來(lái)，隨著大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目和灌區(qū)信息化建設(shè)試點(diǎn)及農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革項(xiàng)目實(shí)施推進(jìn)，大多數(shù)灌區(qū)在量測(cè)水設(shè)施配備、閘門(mén)∕泵站控制系統(tǒng)提升改造、業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)開(kāi)發(fā)等方面有了一定基礎(chǔ)，部分灌區(qū)也在積極推動(dòng)和探索灌區(qū)智慧化建設(shè)。

比如，位山灌區(qū)建成了以灌區(qū)業(yè)務(wù)信息管理系統(tǒng)、灌區(qū)一張圖和移動(dòng)智能終端APP為主要模塊的灌區(qū)E平臺(tái)，并以灌區(qū)E平臺(tái)為核心搭建了智慧灌區(qū)框架體系，初步實(shí)現(xiàn)了灌區(qū)信息采集的自動(dòng)化、信息存儲(chǔ)的數(shù)字化、遠(yuǎn)程控制管理的網(wǎng)絡(luò)化和分析決策的智能化[1]。疏勒河灌區(qū)在現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)信息化系統(tǒng)基礎(chǔ)上，應(yīng)用大數(shù)據(jù)理論開(kāi)發(fā)智能分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了灌區(qū)供需水量的智能分析及配水方案的優(yōu)化，推進(jìn)了疏勒河智慧灌區(qū)建設(shè)[2]。人民勝利渠灌區(qū)利用基于NB-IoT的信號(hào)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)、基于物聯(lián)網(wǎng)的云檢測(cè)與云計(jì)算和基于深度學(xué)習(xí)的系統(tǒng)診斷等關(guān)鍵技術(shù)，搭建了人民勝利渠多源信息傳輸?shù)耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)及灌渠系統(tǒng)智慧管理平臺(tái)框架[3]。都江堰東風(fēng)渠灌區(qū)提出建設(shè)包括水資源管理模塊、防汛抗旱模塊、工程管理模塊和運(yùn)維管理模塊的智慧灌區(qū)系統(tǒng)，并基于智能優(yōu)化算法和3S技術(shù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)收集、分析與修正以及云服務(wù)，實(shí)現(xiàn)水資源高效利用和水利工程的現(xiàn)代化管理[4]。新疆三屯河灌區(qū)初步完成了以信息采集點(diǎn)建設(shè)和灌區(qū)e平臺(tái)建設(shè)為核心的智慧灌區(qū)整體框架的搭建，基本實(shí)現(xiàn)了水、雨情信息的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和閘門(mén)、視頻的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并利用軟件進(jìn)行智能分析為決策提供支持[5]。安徽淠史杭灌區(qū)，立足“數(shù)字淠史杭”，構(gòu)建信息化平臺(tái)，初步完成了以防汛抗旱、灌溉調(diào)度、決策支持為核心的智慧管理系統(tǒng)建設(shè)[6]。昆山花橋天福灌區(qū)探索基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)以數(shù)據(jù)源、基礎(chǔ)平臺(tái)、業(yè)務(wù)支撐、應(yīng)用系統(tǒng)和用戶接口層5部分組成總體架構(gòu)的現(xiàn)代化生態(tài)智慧灌區(qū)[7]。

不同地域圍繞灌區(qū)智慧化建設(shè)所進(jìn)行的探索對(duì)促進(jìn)智慧灌區(qū)發(fā)展具有重要意義，但多數(shù)灌區(qū)受制于項(xiàng)目投資規(guī)模和建管制度，以及灌區(qū)智慧化內(nèi)涵和整體架構(gòu)缺乏等問(wèn)題，灌區(qū)智慧化建設(shè)缺乏頂層布局，工程建設(shè)碎片化嚴(yán)重，不同時(shí)期所建的硬軟件設(shè)施兼容性差，感知數(shù)據(jù)難以真正支撐灌區(qū)業(yè)務(wù)管理。為此，本文擬在對(duì)標(biāo)城市、交通、農(nóng)業(yè)、水利智慧化發(fā)展內(nèi)涵基礎(chǔ)上，提出我國(guó)灌區(qū)智慧化發(fā)展內(nèi)涵及架構(gòu)。通過(guò)分析來(lái)自不同地區(qū)的典型灌區(qū)智慧化建設(shè)現(xiàn)狀，提出當(dāng)前灌區(qū)智慧化發(fā)展存在的主要問(wèn)題和應(yīng)對(duì)措施，以期為灌區(qū)智慧化發(fā)展提供參考。

1 智慧化的內(nèi)涵

1.1 不同行業(yè)智慧化發(fā)展特點(diǎn)

經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展與科技創(chuàng)新席卷全球，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等信息技術(shù)滲透到各行各業(yè)，為各行業(yè)發(fā)展提供了前所未有的新動(dòng)能。各行各業(yè)業(yè)務(wù)功能特點(diǎn)不同，對(duì)智慧化的詮釋和應(yīng)用也不盡相同，表1歸納總結(jié)了城市、交通、農(nóng)業(yè)和水利等智慧化發(fā)展內(nèi)涵和特征。

表1 各行業(yè)智慧化發(fā)展內(nèi)涵、特征及目標(biāo)Tab.1 Connotation, characteristics and objectives of intelligent development in various industries

灌區(qū)智慧化與城市、交通、農(nóng)業(yè)、水利智慧化不同點(diǎn)主要體現(xiàn)在行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)及目標(biāo)對(duì)象的不同，城市是人類活動(dòng)的載體，是人與物互動(dòng)互聯(lián)的空間，其智慧化高度強(qiáng)調(diào)人與物廣泛即時(shí)的互聯(lián)能力和政府管理與服務(wù)的智能化；交通是一個(gè)由交通基礎(chǔ)設(shè)施、運(yùn)輸設(shè)備和被載的人或物共同構(gòu)成的一個(gè)綜合系統(tǒng)，其智慧化的目的是能為載送的人或物提供高效靈活便捷安全的一體化綜合運(yùn)輸服務(wù)；農(nóng)業(yè)領(lǐng)域涵蓋了農(nóng)作物整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程相關(guān)的所有生產(chǎn)活動(dòng)，其智慧化主要強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程全鏈條管理智能化水平的提升；水利行業(yè)涵蓋所有涉水主體，包括自然水系，工程體系和管理體系等，其智慧化強(qiáng)調(diào)行業(yè)行政管理和工程管理智能化水平的提升。雖然各行業(yè)智慧化發(fā)展內(nèi)容略有不同，但核心都是利用新一代信息技術(shù)與其發(fā)展深度融合，改變或優(yōu)化現(xiàn)有管理模式，實(shí)現(xiàn)信息對(duì)象全面互聯(lián)、決策科學(xué)智慧、管理智能高效，提高行業(yè)發(fā)展水平。

灌區(qū)作為國(guó)家水網(wǎng)的最后一公里，可視為一個(gè)點(diǎn)-線-面相結(jié)合的特殊水利工程，其功能主要是為灌區(qū)控制范圍內(nèi)的生產(chǎn)、生活和生態(tài)提供供水服務(wù)，同時(shí)部分灌區(qū)也面臨洪澇災(zāi)害、水污染等水治理問(wèn)題。參考其他幾個(gè)行業(yè)智慧化發(fā)展情況，灌區(qū)智慧化發(fā)展主要也是借助新一代信息技術(shù)，優(yōu)化現(xiàn)有管理模式，提升其業(yè)務(wù)管理和服務(wù)能力。

1.2 灌區(qū)智慧化發(fā)展內(nèi)涵與建設(shè)架構(gòu)

1.2.1 灌區(qū)智慧化發(fā)展內(nèi)涵

灌區(qū)是由水源-輸配水渠系和排水溝網(wǎng)-控制建筑物-農(nóng)田構(gòu)成的點(diǎn)-線-面復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，灌區(qū)管理的核心是通過(guò)對(duì)水流在灌排系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，從而完成灌溉供水調(diào)度和防汛抗旱等主要業(yè)務(wù)功能，所涉及的關(guān)鍵要素包括工程靜態(tài)信息和水流動(dòng)態(tài)信息，工程調(diào)控動(dòng)作和由此引起的水流過(guò)程變化，以及調(diào)控決策和調(diào)控結(jié)果評(píng)價(jià)等。因此，灌區(qū)智慧化發(fā)展旨在利用高新技術(shù)和設(shè)施，建成集智慧感知、智慧決策、智慧應(yīng)用，智能控制和智慧支撐于一體的“綠色、高效、安全”灌區(qū)；通過(guò)數(shù)字賦能灌區(qū)管理，大幅提升水旱態(tài)勢(shì)感知預(yù)報(bào)、險(xiǎn)工險(xiǎn)段及時(shí)預(yù)警、水流過(guò)程實(shí)時(shí)推演、管理方案智慧決策的能力，大幅提高工程建設(shè)運(yùn)維管理、對(duì)外數(shù)據(jù)交互的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化水平，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)工程和供用水管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，其基本特征是“感知全面、決策智慧、調(diào)控智能、灌排精準(zhǔn)、管理高效、運(yùn)行安全”。

1.2.2 灌區(qū)智慧化建設(shè)架構(gòu)

灌區(qū)智慧化建設(shè)架構(gòu)由物理空間層、信息感知層、信息傳輸層、數(shù)據(jù)處理層、模擬決策層和智能調(diào)控層組成。物理空間層是信息感知層的感知對(duì)象；信息傳輸層將感知信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理層；模擬決策層對(duì)數(shù)據(jù)處理層處理過(guò)的信息進(jìn)行仿真模擬，根據(jù)模擬及再學(xué)習(xí)結(jié)果做出決策；智能調(diào)控層根據(jù)決策指令對(duì)調(diào)控設(shè)備進(jìn)行智能調(diào)控；感知層會(huì)對(duì)調(diào)控運(yùn)行情況進(jìn)行再感知，再傳輸至模擬決策層進(jìn)行分析優(yōu)化，形成不斷優(yōu)化不斷學(xué)習(xí)的閉環(huán)智慧化管理（見(jiàn)圖1）。

圖1 灌區(qū)智慧化建設(shè)架構(gòu)Fig.1 Intelligent construction architecture of irrigation area

2 我國(guó)灌區(qū)智慧化發(fā)展現(xiàn)狀

本文在對(duì)全國(guó)436個(gè)大型灌區(qū)調(diào)研數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，又重點(diǎn)針對(duì)感知體系建設(shè)情況對(duì)124個(gè)典型灌區(qū)在水情、工情等方面的監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行了調(diào)研分析。

436個(gè)灌區(qū)的調(diào)研數(shù)據(jù)表明，水量計(jì)量點(diǎn)量測(cè)設(shè)施覆蓋率約為17%，配套有信息化管理平臺(tái)的灌區(qū)約占79%，其中信息平臺(tái)中具備灌區(qū)一張圖模塊的占62%，具備項(xiàng)目建設(shè)管理模塊的占39%，具備工程運(yùn)行管理模塊的占60%，具備用水管理模塊的占78%，具備防汛調(diào)度模塊的占42%，具備水費(fèi)計(jì)收模塊的占42%，具備辦公OA模塊的占39%。各功能模塊占比情況在全國(guó)不同區(qū)域的分布見(jiàn)表2，不同區(qū)域劃分依據(jù)《全國(guó)現(xiàn)代灌溉發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》中的灌溉分區(qū)[18]。總體來(lái)看，建立信息化平臺(tái)的灌區(qū)占比較高，平臺(tái)中業(yè)務(wù)功能占比最高的為用水管理系統(tǒng)、其次是一張圖和工程運(yùn)行管理，據(jù)此也可說(shuō)明對(duì)不同區(qū)域所有灌區(qū)而言一張圖的展示查詢功能，和灌區(qū)工程運(yùn)維與供用水管理功能都是最為重要的業(yè)務(wù)需求，而其他防汛調(diào)度受地域影響最為明顯，工程建設(shè)、水費(fèi)計(jì)收和辦公OA等與不同地域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平、管理機(jī)制和管理理念等密切相關(guān)，整體而言南方地區(qū)信息平臺(tái)和各管理系統(tǒng)內(nèi)容的占比要高于北方地區(qū)。

表2 不同灌溉分區(qū)灌區(qū)管理應(yīng)用軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)情況Tab.2 Development of application software system for irrigation area management in different irrigation zones

近20年來(lái)灌區(qū)信息化建設(shè)內(nèi)容主要集中在感知體系和平臺(tái)開(kāi)發(fā)，為了進(jìn)一步了解不同區(qū)域灌區(qū)感知內(nèi)容及其占比情況，本文又進(jìn)一步選出了124個(gè)灌區(qū)對(duì)感知體系建設(shè)情況進(jìn)行調(diào)研，圖2給出了124個(gè)樣本灌區(qū)的空間分布圖，表3給出了不同區(qū)域灌區(qū)水情、工情和其他監(jiān)控設(shè)施建設(shè)情況。調(diào)研數(shù)據(jù)表明，監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要是水情和工情，水情監(jiān)測(cè)的分界點(diǎn)通常在專管（灌區(qū)管理局管理）和群管（地方政府管理）的分界點(diǎn)，目前看來(lái)分界點(diǎn)以上專管的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)是過(guò)去量測(cè)水設(shè)施配套建設(shè)的重點(diǎn)，除華南和西南外其他區(qū)域的變化幅度為0%～100%，表明即便是同一區(qū)域，不同灌區(qū)間差異很大，但配套率均值都不高，最高的西北地區(qū)為46.73%，最低的華南地區(qū)為17.66%，其次是黃淮海地區(qū)為37.93%。結(jié)果表明，水資源越短缺的地區(qū)，量測(cè)水設(shè)施的配套率越高。專管與群管分界點(diǎn)是灌區(qū)內(nèi)不同用水管理單元配水量的計(jì)量點(diǎn)，目前從調(diào)研的數(shù)據(jù)來(lái)看計(jì)量率也并不高，這個(gè)配套率的高低與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉水費(fèi)征收方式密切相關(guān)，華南沿海多數(shù)地方水費(fèi)是財(cái)政支付，相應(yīng)的計(jì)量率也很低。泵∕閘等工程信息的遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控占比總體也不高，黃淮海均值最高為22.05%，西北次高為21.02%，華南最低為5.14%，東北次低為10.91%，同一地區(qū)（除華南外）不同灌區(qū)的變幅較大。水功能區(qū)監(jiān)測(cè)率整體也不高，長(zhǎng)江中下游地區(qū)最高為22.94%，東北地區(qū)最低為5.93%。綜上表明，設(shè)施配套占比率受需求牽引影響最大，同時(shí)也會(huì)受制于灌區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況和管理水平，比如水資源短缺地方，水費(fèi)的收繳率相對(duì)最高，用水定額管理需求更大，用水計(jì)量也更被重視和關(guān)注。

表3 灌區(qū)信息感知建設(shè)情況Tab.3 Information perception construction in irrigation area

圖2 樣本灌區(qū)空間分布圖Fig.2 Spatial distribution map of sample irrigation area

3 我國(guó)灌區(qū)智慧化發(fā)展存在的主要問(wèn)題

從對(duì)全國(guó)大中型灌區(qū)信息化建設(shè)現(xiàn)狀的摸底數(shù)據(jù)來(lái)看，灌區(qū)信息化水平總體不高，基本上處于量測(cè)水等硬件設(shè)施的配套階段，支撐智慧決策的算據(jù)、算法和算力方面的建設(shè)基本處于初級(jí)階段，因此灌區(qū)智慧化建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，從智慧灌區(qū)最終應(yīng)該達(dá)成的全面感知、智能調(diào)控、智慧決策和灌排精準(zhǔn)來(lái)看，當(dāng)前灌區(qū)智慧化建設(shè)主要存在以下不足。

3.1 數(shù)據(jù)支撐不夠

灌區(qū)智慧化決策需要通過(guò)感知體系獲得數(shù)據(jù)支撐，目前數(shù)據(jù)支撐不夠體現(xiàn)在三方面，一是感知覆蓋不全面，這個(gè)受制于工程投資等影響，同時(shí)在有限的投資下感知點(diǎn)的優(yōu)化布設(shè)方面做得也不夠，導(dǎo)致本不多的感知點(diǎn)能真正服務(wù)于業(yè)務(wù)需求的更少；第二是感知設(shè)施不正常讀數(shù)，部分感知點(diǎn)有設(shè)施，但存在設(shè)施不正常讀數(shù)或讀數(shù)不合理等情況，這個(gè)與量測(cè)設(shè)施運(yùn)維專業(yè)性強(qiáng)有關(guān)，灌區(qū)在信息工程方面運(yùn)維技術(shù)能力相對(duì)較弱；第三是數(shù)據(jù)不可用，許多感知設(shè)備能正常讀數(shù)，但數(shù)據(jù)傳回管理系統(tǒng)后，沒(méi)有數(shù)據(jù)治理，管理者能看到設(shè)備數(shù)據(jù)狀態(tài)，但缺少將觀測(cè)數(shù)據(jù)用于業(yè)務(wù)管理的中間連接處理部分，所以數(shù)據(jù)不可用?；谝陨先矫?，目前在各灌區(qū)中感知數(shù)據(jù)能真正支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用的較少，導(dǎo)致感知設(shè)施工程效益相對(duì)較低。

3.2 算法支撐不夠

盡管調(diào)研數(shù)據(jù)表明，大型灌區(qū)信息化管理平臺(tái)建設(shè)占比達(dá)到79%，但在這些平臺(tái)建設(shè)中有模型庫(kù)和知識(shí)庫(kù)模塊支撐管理決策的幾乎沒(méi)有。灌區(qū)供-輸配-灌-耗-排水循環(huán)過(guò)程是一個(gè)極為復(fù)雜的水動(dòng)力過(guò)程，且受復(fù)雜輸配水網(wǎng)絡(luò)上眾多閘控節(jié)點(diǎn)的人為干預(yù)影響顯著，目前多數(shù)灌區(qū)的水資源配置調(diào)度和防汛抗旱決策主要依靠傳統(tǒng)手段和經(jīng)驗(yàn)判斷，難以做到水資源的靈活便捷動(dòng)態(tài)調(diào)配和高效利用，難以做到洪旱災(zāi)害的提前預(yù)警和應(yīng)急處理決策及時(shí)化。灌區(qū)要實(shí)現(xiàn)智慧決策，則必須加強(qiáng)來(lái)水預(yù)報(bào)、需水預(yù)測(cè)、水資源配置、輸配水聯(lián)合調(diào)度、田間灌排及水旱災(zāi)害防御等專題模型的研發(fā)。

3.3 多專業(yè)融合協(xié)作不足

灌區(qū)智慧化建設(shè)中感知體系和系統(tǒng)平臺(tái)集成離不開(kāi)信息化公司，但專題模型開(kāi)發(fā)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)也必須要有專業(yè)人士參與，兩方面的專業(yè)人士必須通力協(xié)作，才可能建立能真正支撐灌區(qū)業(yè)務(wù)的智慧決策平臺(tái)。但以往灌區(qū)量測(cè)水設(shè)施的設(shè)計(jì)安裝和信息化平臺(tái)的開(kāi)發(fā)主要由信息化公司來(lái)承接，公司的強(qiáng)項(xiàng)是硬件開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)集成等，但因?yàn)椴欢麑I(yè)知識(shí)，在設(shè)施安裝的規(guī)范性專業(yè)性方面存在較多問(wèn)題，導(dǎo)致感知設(shè)備觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)常不合理，業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成時(shí)對(duì)灌區(qū)業(yè)務(wù)邏輯理解不到位，表單設(shè)計(jì)不合理，使得許多信息化平臺(tái)開(kāi)發(fā)完后真正利用率低。十四五開(kāi)始，灌區(qū)由續(xù)建配套與節(jié)水改造階段逐步進(jìn)入現(xiàn)代化改造階段，灌區(qū)信息化發(fā)展迫切需要向數(shù)字化提升，在此背景下單靠信息化公司難以獨(dú)立完成灌區(qū)專題模型的開(kāi)發(fā)，故水利專業(yè)與信息化專業(yè)的深度融合協(xié)作被大家所重視，為了更好的推動(dòng)灌區(qū)智慧化發(fā)展，更多專業(yè)人士需要進(jìn)一步探索一條長(zhǎng)期協(xié)作的模式。

3.4 信息化工程專業(yè)化運(yùn)維缺乏

量測(cè)水設(shè)施和信息化平臺(tái)等硬軟件工程的運(yùn)維不同于傳統(tǒng)的渠道等基建工程，運(yùn)維的專業(yè)性強(qiáng)，目前個(gè)別灌區(qū)在探索第三方托管等專業(yè)化運(yùn)維方式，但多數(shù)灌區(qū)基本上是靠承包建設(shè)的公司免費(fèi)維護(hù)2～3年，然后則自己運(yùn)維，而灌區(qū)信息化方面專業(yè)人才的缺乏，使得許多信息化工程使用壽命較短，工程效益低。所以灌區(qū)要真正實(shí)現(xiàn)智慧化，保障信息化工程正常運(yùn)維的體制機(jī)制必須完善，否則重建輕管，灌區(qū)智慧化系統(tǒng)很難可持續(xù)地良性運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.5 統(tǒng)籌發(fā)展能力不足

灌區(qū)智慧化建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，并且隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展也是一個(gè)不斷更新迭代的過(guò)程，行業(yè)主管部門(mén)需要做好統(tǒng)籌引導(dǎo)、灌區(qū)管理主體需要做好頂層規(guī)劃布局，總體布局與分步實(shí)施同步推進(jìn)，建設(shè)與建后運(yùn)維管理要統(tǒng)籌考慮，不同時(shí)間段、不同地點(diǎn)、不同施工單位所建設(shè)的硬軟件接口標(biāo)準(zhǔn)要統(tǒng)籌規(guī)劃，但目前多數(shù)灌區(qū)做不到以上各方面的統(tǒng)籌布局，智慧化建設(shè)目標(biāo)不清晰、任務(wù)不明確，信息工程建設(shè)“散、亂、雜”等問(wèn)題突出，最終導(dǎo)致信息工程效益低下，部分信息工程建后閑置現(xiàn)象嚴(yán)重。

4 灌區(qū)智慧化發(fā)展推進(jìn)建議

（1）重視頂層設(shè)計(jì)。灌區(qū)管理涉及多部門(mén)數(shù)據(jù)共享、多層級(jí)管理機(jī)構(gòu)協(xié)同，灌區(qū)智慧化是一個(gè)連續(xù)和不斷更新迭代的過(guò)程，不可能一次投資完成，因此為了避免數(shù)據(jù)孤島、工程碎片化，從國(guó)家到地方管理部門(mén)都必須重視頂層設(shè)計(jì)。國(guó)家層面需對(duì)灌區(qū)智慧化的目標(biāo)、內(nèi)涵、建設(shè)架構(gòu)、評(píng)估體系、關(guān)鍵信息工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行研究討論，形成全國(guó)性指導(dǎo)文件，從頂層掌好舵；地方灌區(qū)管理部門(mén)，對(duì)自己灌區(qū)的智慧化發(fā)展必須優(yōu)先做好頂層規(guī)劃布局，對(duì)于感知和控制等硬件設(shè)施要對(duì)測(cè)控點(diǎn)進(jìn)行整體布局，對(duì)于業(yè)務(wù)平臺(tái)等軟件系統(tǒng)要首先設(shè)計(jì)好整體的框架，考慮后續(xù)功能模塊的擴(kuò)充、存儲(chǔ)和算力提升、接口的統(tǒng)一等可持續(xù)更新需要，然后根據(jù)每年可投資經(jīng)費(fèi)情況，按照輕重緩急的思路分步推進(jìn)。

（2）把以需求牽引為導(dǎo)向落到實(shí)處。對(duì)于上層批復(fù)項(xiàng)目的管理部門(mén)而言，要以地方的需求為主安排項(xiàng)目投資，對(duì)于地方管理部門(mén)而言，要以灌區(qū)業(yè)務(wù)的需求為導(dǎo)向安排工程建設(shè)內(nèi)容，盡量避免建好的工程難以助力業(yè)務(wù)管理需求，導(dǎo)致部分工程建后長(zhǎng)期被閑置荒廢，影響工程效益發(fā)揮。

（3）重視工程施工過(guò)程的專業(yè)咨詢。灌區(qū)智慧化建設(shè)涉及較多的新一代信息技術(shù)，需要信息化和水利專業(yè)的深度融合，比如量測(cè)水設(shè)施要確保測(cè)量精度，除了設(shè)備自身的測(cè)量精度外與安裝條件、參數(shù)率定等密切相關(guān)，前者設(shè)備公司負(fù)責(zé)，后者則需要有水利專業(yè)的人員負(fù)責(zé)把關(guān)，因此建設(shè)過(guò)程中，建設(shè)單位有必要成立由信息化專業(yè)和水利專業(yè)的人員組成的專家組，對(duì)于每一個(gè)工程節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)收都應(yīng)該通過(guò)專家組確認(rèn)后才可，這樣可避免不合規(guī)的安裝，避免設(shè)施安裝后因?yàn)閰?shù)率定工作不到位，數(shù)據(jù)不可用等情況。

（4）創(chuàng)新信息化工程運(yùn)維管理模式。與傳統(tǒng)基建工程相比，信息化工程運(yùn)維專業(yè)性強(qiáng)，技術(shù)更新快，并且工程互聯(lián)互通形成水聯(lián)網(wǎng)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，可能影響整個(gè)系統(tǒng)工程的運(yùn)行，故障容忍度更低，為了減少信息化工程的故障率和提升故障解決效率，則必須要有專業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)，而當(dāng)下多數(shù)灌區(qū)缺乏相關(guān)的專業(yè)人才和隊(duì)伍，因此如何確保信息化工程可持續(xù)良性運(yùn)轉(zhuǎn)，則必須創(chuàng)新當(dāng)下灌區(qū)工程的運(yùn)維管理方式，探索第三方托管或灌區(qū)自己成立信息化專業(yè)隊(duì)伍等運(yùn)維模式。

5 結(jié) 語(yǔ)

灌區(qū)作為農(nóng)業(yè)灌溉的供水主體，其智慧化發(fā)展是助力農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，確保國(guó)家糧食安全的重要保障。受灌區(qū)工程和功能特點(diǎn)的影響，灌區(qū)智慧化發(fā)展進(jìn)程除了工程建設(shè)投資外，與管理機(jī)制體制、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和管理者的思維意識(shí)等都密切相關(guān)，也決定了灌區(qū)智慧化發(fā)展是一個(gè)漫長(zhǎng)的循序漸進(jìn)的過(guò)程。在十四五國(guó)家全面進(jìn)入社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的當(dāng)下，通過(guò)梳理灌區(qū)智慧化建設(shè)現(xiàn)狀，剖析存在的問(wèn)題和不足，提出相應(yīng)措施與建議對(duì)推動(dòng)灌區(qū)智慧化發(fā)展是十分必要的。文章基于全國(guó)大型灌區(qū)信息化建設(shè)的調(diào)研數(shù)據(jù)重點(diǎn)從信息感知和平臺(tái)建設(shè)兩方面分析了全國(guó)不同區(qū)域的建設(shè)覆蓋情況，再結(jié)合灌區(qū)智慧化發(fā)展特點(diǎn)和走訪座談了解到的灌區(qū)智慧化發(fā)展情況，總結(jié)了當(dāng)下灌區(qū)智慧化發(fā)展在數(shù)據(jù)和算法支撐、多專業(yè)融合、運(yùn)維模式及統(tǒng)籌布局等方面的不足，重點(diǎn)從頂層設(shè)計(jì)、項(xiàng)目與工程選擇、建設(shè)過(guò)程管理和運(yùn)維等方面提出了發(fā)展建議。