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

柴國(guó)慶

【摘要】在水利工程發(fā)展和建設(shè)中，信息化技術(shù)發(fā)揮了非常關(guān)鍵的作用，信息技術(shù)是水利行業(yè)改造升級(jí)，推動(dòng)水利工程發(fā)展的重要角色。信息技術(shù)將水利工程的勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)實(shí)施以及管理等各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合在一起，不僅保證了水利工程的正常運(yùn)作，還優(yōu)化了水利工程作用的流程，提高管理的質(zhì)量和效率。在灌區(qū)節(jié)水灌溉工程中，信息化技術(shù)的利用提高了水資源的利用率，對(duì)推動(dòng)水利工程的持續(xù)發(fā)展有非常重要的意義。

【關(guān)鍵詞】水利信息化技術(shù)；灌區(qū)；灌溉工程

1、節(jié)水灌溉工程中信息化技術(shù)概述

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化建設(shè)被廣泛的運(yùn)用到各行各業(yè)，在水利工程中借助信息化手段構(gòu)建灌溉信息管理系統(tǒng)或管理平臺(tái)，對(duì)灌區(qū)節(jié)水灌溉的水利工程建設(shè)有非常重要的作用。首先，水利工程信息化技術(shù)在灌溉的實(shí)施中可以提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，水利工程信息系統(tǒng)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理得到準(zhǔn)確的灌溉數(shù)據(jù)，工作人員依據(jù)這些數(shù)據(jù)及當(dāng)?shù)貕勄?、氣象等情況從灌區(qū)全局對(duì)灌溉方案進(jìn)行修改調(diào)整，從而提高灌溉效率。其次，將信息化技術(shù)應(yīng)用到灌溉中，能夠通過(guò)協(xié)調(diào)各部分的運(yùn)作讓灌溉工作的正常運(yùn)作，工作人員在灌溉中掌握灌溉進(jìn)度，合理調(diào)配水源水量，保證灌溉水量的合理性以節(jié)約資源。再次，將信息化技術(shù)應(yīng)用到灌溉水的計(jì)量用水中，實(shí)現(xiàn)引黃、引河及機(jī)電井用水計(jì)量收費(fèi)，為農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，確保水價(jià)形成完善機(jī)制。最后，系統(tǒng)的管理能夠有效的利用數(shù)據(jù)的價(jià)值，根據(jù)實(shí)際情況合理配置整個(gè)灌溉工程的資源，從而降低成本。

2、節(jié)水灌溉工程中信息化建設(shè)

建設(shè)節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)的核心功能有兩個(gè)，第一是收集與灌溉相關(guān)的數(shù)據(jù)信息并對(duì)信息進(jìn)行分析和動(dòng)態(tài)管理，第二個(gè)功能是水資源的管理和調(diào)度。這兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)才能讓水利信息系統(tǒng)在灌溉過(guò)程中有效的利用資源，發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)和作用。為了實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)核心功能，建議將節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集與管理子系統(tǒng)來(lái)和水資源管理調(diào)度子系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)和建設(shè)。數(shù)據(jù)采集與管理子系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)灌區(qū)渠道信息、農(nóng)田信息以及氣象信息等信息的采集。系統(tǒng)通過(guò)圖像采集以及數(shù)據(jù)視頻等先進(jìn)的技術(shù)采集渠道水量以及雨水雨量等信息，然后系統(tǒng)利用一些傳輸技術(shù)實(shí)施傳輸信息。除此之外，系統(tǒng)會(huì)全天監(jiān)控灌區(qū)的日常運(yùn)作，保證意外發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問(wèn)題。水資源管理調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是為了將系統(tǒng)收集到的灌區(qū)數(shù)據(jù)通過(guò)一定的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析，包括灌區(qū)水量、降水規(guī)律以及農(nóng)作物特點(diǎn)等信息。工作人員根據(jù)分析結(jié)果控制灌溉的水量、時(shí)間等參數(shù)，合理的調(diào)度水資源進(jìn)行灌溉，從而達(dá)到良好的灌溉效果。同時(shí)，水資源調(diào)度系統(tǒng)還可以計(jì)算配水量，根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行模擬調(diào)度操作，在進(jìn)行灌溉之前進(jìn)行試驗(yàn)和調(diào)試，保證進(jìn)行灌溉工作時(shí)達(dá)到最好的效果。在信息化系統(tǒng)的實(shí)施中，灌區(qū)要在重要的支渠、斗渠、機(jī)電井、泵站等鎮(zhèn)邊界處引水口安裝計(jì)量設(shè)備（包括計(jì)量閘門、機(jī)電井水表和泵站水表）及與其配套的智能控制系統(tǒng)，從而構(gòu)建而成數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，利用搭建基礎(chǔ)的4G通信網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。要保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性、有效性和安全性，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和實(shí)施是非常重要的，只有設(shè)計(jì)合理完整的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)和管理。通信網(wǎng)絡(luò)是連接整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸、共享的基礎(chǔ)。在實(shí)際的系統(tǒng)建設(shè)中應(yīng)該以計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)量監(jiān)控技術(shù)等技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)灌區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行充分的研究和調(diào)查，結(jié)合工作人員的需求構(gòu)建完善的信息系統(tǒng)。系統(tǒng)的運(yùn)作第一步是采集灌區(qū)內(nèi)的信息，然后將信息傳輸?shù)焦喔葏^(qū)域系統(tǒng)中，調(diào)用相應(yīng)的程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。最后工作人員根據(jù)分析結(jié)果制定科學(xué)合理的用水計(jì)劃，做出正確的決策。水資源調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)一方面通過(guò)灌區(qū)的水資源數(shù)據(jù)分析，如作物特點(diǎn)、用水規(guī)律、灌區(qū)水量等，建立數(shù)學(xué)模型，計(jì)算得出建議的灌溉水量，得出最佳的調(diào)度決策。另一方面可通過(guò)水流監(jiān)測(cè)，結(jié)合用時(shí)統(tǒng)計(jì)、輸送傳感，實(shí)時(shí)計(jì)算灌溉水量，精確控制水資源的輸出，最大化地節(jié)約灌區(qū)水資源。管理控制系統(tǒng)。除去水資源的調(diào)度決策，管理控制系統(tǒng)要確保整個(gè)節(jié)水灌溉信息化灌溉系統(tǒng)的良好運(yùn)行。既用于對(duì)系統(tǒng)中的各項(xiàng)工程設(shè)備設(shè)施進(jìn)行操作控制，也用于對(duì)灌區(qū)災(zāi)害和險(xiǎn)情的提前預(yù)報(bào)，確保整個(gè)節(jié)水灌溉信息化系統(tǒng)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)及通信網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)信息平臺(tái)搭建。上述所有的系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)及系統(tǒng)建設(shè)工作都必須建立在基礎(chǔ)信息平臺(tái)的搭建基礎(chǔ)上。

3、節(jié)水灌溉工程中水利信息化技術(shù)的重要作用

3.1 實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)保障灌溉的正確有效

不同灌區(qū)有不同的農(nóng)業(yè)特點(diǎn)，部分灌區(qū)面積大、分散，部分灌區(qū)氣候特點(diǎn)顯著。此外，不同灌區(qū)種植的農(nóng)作物也不盡相同，灌溉需求大不相同，即使是同一種農(nóng)作物，所處地區(qū)不同，灌溉要求也有很大差異。如果僅靠傳統(tǒng)主觀判斷，往往無(wú)法保證灌溉的有效性，加之傳統(tǒng)的信息傳遞方式往往存在滯后性，若遭遇大型災(zāi)害，決策執(zhí)行不及時(shí)會(huì)有嚴(yán)重的后果。因此水利信息化能夠確保精準(zhǔn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳遞以及分析決策的正確有效。

3.2 有效利用灌區(qū)水資源

水利信息化系統(tǒng)一方面可以準(zhǔn)確記錄灌區(qū)的各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)，如渠道情況、河湖塘壩情況、機(jī)電井情況、農(nóng)作物分布等，另一方面又能對(duì)土壤、氣象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)科學(xué)的數(shù)據(jù)計(jì)算調(diào)度水資源，執(zhí)行科學(xué)的灌溉方式，真正實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、高效、科學(xué)的利用灌區(qū)水資源。

3.3 大幅縮減灌區(qū)日常的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用

水利信息化系統(tǒng)有效應(yīng)用后，在控制中心就能完成數(shù)據(jù)采集、信息傳遞、子系統(tǒng)操控等工作，一定程度上替代了原有的人力機(jī)械操作和低效工作，大大減少了大水漫灌的頻率，同時(shí)也減少了不必要的人員開(kāi)支和日常的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

3.4 改變?nèi)藛T工作重心，提高運(yùn)行單位的反應(yīng)速度，提升效率與技術(shù)水平

水利信息化技術(shù)的應(yīng)用將打破灌區(qū)工作人員原有的工作壁壘，將工作人員的重心轉(zhuǎn)移到信息的解讀、分析以及灌溉工作的規(guī)劃上，不僅提高了人力資源利用率，也必將改善團(tuán)隊(duì)的專業(yè)技術(shù)水平。

4、實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水利信息化技術(shù)過(guò)程中存在的問(wèn)題

一是基層干群認(rèn)識(shí)不高。灌區(qū)水利信息化技術(shù)屬于新鮮事物，雖然做到了準(zhǔn)確計(jì)量收費(fèi)，但是對(duì)于打破原有的水價(jià)收費(fèi)體系心存疑慮。二是計(jì)量工程建設(shè)落后，推進(jìn)難度大。一次性投入大，只能在鎮(zhèn)邊界等重要引水口安裝計(jì)量設(shè)備及系統(tǒng)。

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