麻 堃

（山東聊城東昌府區(qū)水利開發(fā)總公司，山東聊城 252000）

所謂引黃灌區(qū)的信息化，是充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，通過開發(fā)利用灌區(qū)的信息資源，逐步提高信息收集處理的準(zhǔn)確性，以及信息傳遞的及時(shí)性，從而做出及時(shí)、準(zhǔn)確的信息反饋和預(yù)測，可以為灌區(qū)管理部門提供科學(xué)的決策依據(jù)。大型引黃灌區(qū)的信息化是農(nóng)村實(shí)現(xiàn)水利信息化建設(shè)的非常重要的環(huán)節(jié)，引黃灌區(qū)信息化是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包含集信息采集、數(shù)據(jù)管理、決策支持、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等環(huán)節(jié)，其發(fā)展不僅要注重工期，更要進(jìn)行全過程管理，包括前期規(guī)劃、施工管理、運(yùn)行維護(hù)等步驟。引黃灌區(qū)信息化建設(shè)的發(fā)展方向，是圍繞灌溉管理，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)、電子、通信、控制和網(wǎng)絡(luò)等高科技優(yōu)勢，為灌區(qū)項(xiàng)目運(yùn)營管理提供支撐和應(yīng)用平臺(tái)。

1.引黃灌區(qū)灌溉基本情況

聊城地處山東的西部，河北、山東、河南三省交界的地方，下轄8 個(gè)縣（市區(qū)）。聊城是一個(gè)有代表性的農(nóng)業(yè)大市，人口584.9 萬人，耕地面積為848.6 萬畝。全市有4 個(gè)引黃灌區(qū)，分別是位山、彭樓、陶城鋪和郭口，設(shè)計(jì)的引黃能力是445m3/s。經(jīng)過全市人民多年的艱苦奮斗，聊城市引黃灌區(qū)的水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，進(jìn)展順利，成績突出，聊城的城市發(fā)展得到快速推進(jìn)，初步形成了集灌溉、排水、蓄水為一體的水利工程框架。引黃灌區(qū)作為重要基礎(chǔ)設(shè)施，直接服務(wù)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境改善。然而，由于諸多因素的制約，農(nóng)田水利工程建設(shè)仍存在一系列的問題，比較突出的問題比如工程的老化失修，質(zhì)量不高，配套標(biāo)準(zhǔn)低等，一些邊溝渠道堵塞，淤積現(xiàn)象、破損現(xiàn)象尤其普遍，再加上近年來黃河水量不斷減少等客觀因素的影響，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時(shí)，減少了農(nóng)民收入。因此，要解決新時(shí)期水利面臨的問題，就必須突破傳統(tǒng)治水理念。與此同時(shí)，通過水利的信息化建設(shè)，完成實(shí)時(shí)監(jiān)測水、雨情況，通過及時(shí)分析對比提出防洪預(yù)案，這樣就可以盡量保證工程安全運(yùn)行，保護(hù)當(dāng)?shù)厝嗣裆?cái)產(chǎn)安全。因此，必須徹底解決上述問題，惠及黃灌區(qū)全體人民[1]。

2.聊城灌區(qū)信息化發(fā)展現(xiàn)狀與問題

2.1 規(guī)劃中的主要問題

灌區(qū)信息化發(fā)展規(guī)劃不統(tǒng)一，存在重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象。軟件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度不高。鑒于各種信息軟件系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，大多都是各承攬單位自主開發(fā)的，系統(tǒng)化程度不高，維護(hù)難度大，因此，數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用軟件只能被少數(shù)人使用，存在一定的局限性。數(shù)據(jù)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題，就會(huì)造成整個(gè)軟件系統(tǒng)的癱瘓。

2.2 建設(shè)中的主要問題

目前，灌區(qū)信息化的發(fā)展才剛剛起步，正處于探索和試點(diǎn)階段。一些灌區(qū)對信息化建設(shè)的重要性認(rèn)識(shí)不夠，存在片面追求擴(kuò)大規(guī)模，不重視效益等一系列問題。在工程建設(shè)的實(shí)施階段，項(xiàng)目的整體建設(shè)水平較低，管理功能不集中。同時(shí)，灌區(qū)信息化在人才培養(yǎng)方面投入不足，造成信息化建設(shè)機(jī)制缺失。在實(shí)際施工中，由于不同施工單位采用的技術(shù)方法不同，很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)建設(shè)的統(tǒng)一性和完整性，不利于系統(tǒng)的二次開發(fā)以及全面集成。

灌區(qū)信息化作為一項(xiàng)綜合性工程，資金短缺，是灌區(qū)信息化建設(shè)中重要問題之一，由于資金投入不足，相關(guān)系統(tǒng)建設(shè)不完善，已經(jīng)建成的項(xiàng)目難以發(fā)揮效益和作用。近年來溝渠無法得到綜合治理，為了減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)，經(jīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主管部門審批的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)，逐年降低，個(gè)別鄉(xiāng)鎮(zhèn)清淤土方數(shù)萬平方米，而一年只治理1 ～2 條渠道，水工建筑物多不匹配，全縣只能選擇少數(shù)沉積較重的渠道進(jìn)行治理。

2.3 管理中的主要問題

目前，灌區(qū)信息化建設(shè)的規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還不完善，幾乎還是采用的水文、通信、水利工程等相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。信息化建設(shè)的數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，不同制造商，由于系統(tǒng)兼容性較差，給設(shè)備的互連帶來了困難。管理職能分散，信息化人才稀缺。在灌區(qū)信息化建設(shè)中，一些灌區(qū)依靠企業(yè)確定建設(shè)的內(nèi)容、選擇設(shè)備、核算資金。灌區(qū)普遍重視前期硬件建設(shè)，硬件建設(shè)優(yōu)于軟件建設(shè)，軟件建設(shè)水平較低，制約了信息化水平的提高，限制了現(xiàn)有硬件水平的充分發(fā)揮。甚至一些數(shù)據(jù)的處理和分析仍然是人工操作，直接影響了灌溉管理的效率。同時(shí)，開發(fā)出來的軟件無法應(yīng)用于實(shí)踐，也間接影響了軟件的開發(fā)和推廣。我市西部的高亢地區(qū)需要二次提水或三次提水。近年來，小型抽水站基本上下放給鄉(xiāng)鎮(zhèn)或村級(jí)管理。由于缺乏資金和專業(yè)技術(shù)，一些泵站被忽視管理，老化失修嚴(yán)重，甚至報(bào)廢。一些設(shè)備部件時(shí)不時(shí)被盜或丟失，導(dǎo)致無法灌溉用水，這也是灌溉“死角”形成的主要原因[2]。一些靠近主干道或支渠的引水，由于淤積和常年無管理，渠道底部高于主干道，只能依靠高水位供水，高水位條件難以實(shí)現(xiàn)，造成供水困難。溝渠末端有大量引水，原來引水量很少，溝渠基本無法得到治理，導(dǎo)致泥沙越積越重，成為“死溝”。一些溝渠屬于兩個(gè)鎮(zhèn)，上游鎮(zhèn)不管理，下游鎮(zhèn)管理不善，也會(huì)導(dǎo)致越來越嚴(yán)重的淤積。用流速儀測水精度高，但耗時(shí)費(fèi)力。

2.4 技術(shù)上的主要問題

目前的灌區(qū)測量技術(shù)主要存在環(huán)境適應(yīng)性和成本問題，基本上主要是對成熟的水文和工業(yè)技術(shù)的直接移植。灌區(qū)電子設(shè)備的環(huán)境比較差，涉及面比較多，產(chǎn)品的穩(wěn)定性差，對精度的要求不是很高。此外，明渠流量的測量仍然沒有好的方法。灌區(qū)的控制對象僅為泵站和閘門。對于泵站，尤其是多級(jí)泵站，水泵自我調(diào)節(jié)的應(yīng)用很少，流量不能通過升降和關(guān)閉機(jī)組的數(shù)量精確匹配。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的閘門很多，但流量控制的還很少。動(dòng)態(tài)配水只是一個(gè)實(shí)驗(yàn)階段。水利信息系統(tǒng)的開發(fā)主要集中在信息技術(shù)方面，而對水利建設(shè)的了解較少。灌區(qū)管理人員的培訓(xùn)和再教育，往往集中在水利工程建設(shè)專業(yè)知識(shí)上，信息技術(shù)人才往往被忽視。維修成本高，資金缺口大。維護(hù)一個(gè)信息系統(tǒng)，可能比建設(shè)更困難，信息系統(tǒng)建成后的管理和維護(hù)，主要取決于應(yīng)用程序和管理人員。信息化設(shè)備更新快，淘汰率高，運(yùn)維成本高。運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用只能由用戶單位自行解決，對水利管理部門存在一定資金缺口。

3.解決對策和建議

3.1 規(guī)劃階段提高信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目審批程序，堅(jiān)持規(guī)劃設(shè)計(jì)重大項(xiàng)目論證審查制度，對項(xiàng)目建設(shè)公開招標(biāo)，強(qiáng)化項(xiàng)目資金管理措施，探索建立一套科學(xué)的、行之有效的灌區(qū)信息化建設(shè)管理體系。

眾所周知，良好的規(guī)劃可以縮短建設(shè)工期，節(jié)省投資資金，可以保證項(xiàng)目建成后的長期高效運(yùn)行。灌區(qū)的信息化系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃，要緊密結(jié)合灌區(qū)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際，把現(xiàn)實(shí)應(yīng)用與項(xiàng)目的效益發(fā)揮結(jié)合起來，盡力把先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，融入灌區(qū)的實(shí)際管理中，建設(shè)一個(gè)技術(shù)含量比較高、緊跟時(shí)代發(fā)展的科技系統(tǒng)。針對規(guī)劃與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)，不能滿足當(dāng)前需要的情況，應(yīng)按照社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平，遵守經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、效益合理的原則，提高項(xiàng)目建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化項(xiàng)目建設(shè)的內(nèi)容，及時(shí)調(diào)整建設(shè)規(guī)劃，合理升級(jí)規(guī)劃方案，這也是一種減少投資、降低后期管理和維護(hù)成本的方法。

3.2 建設(shè)階段加強(qiáng)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)

由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與政策的不健全或者滯后，影響了建設(shè)的進(jìn)度，應(yīng)盡快研究制定大型灌區(qū)信息化的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和政策，指導(dǎo)大型灌區(qū)信息化建設(shè)，加強(qiáng)信息化法制建設(shè)和綜合管理，逐步實(shí)現(xiàn)灌區(qū)之間的信息資源共享。以大型灌區(qū)配套設(shè)施擴(kuò)建和節(jié)水改造為重點(diǎn)，繼續(xù)加大財(cái)政投入，全面推進(jìn)灌溉工程建設(shè)。繼續(xù)堅(jiān)持重點(diǎn)工程與現(xiàn)場工程并舉，疏通支渠，完善最終渠系，通過加強(qiáng)最終渠系管理，發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)，通過節(jié)水工程措施的實(shí)施提高灌區(qū)用水系數(shù)。對控制面積較大的支渠進(jìn)行襯砌，新建渠道，完善測水設(shè)施。實(shí)現(xiàn)“四能六有”，建設(shè)數(shù)字化灌區(qū)[3]。

3.2.1 “四能”

（1）信息能入云。信息化建設(shè)中有大量的數(shù)據(jù)，灌區(qū)信息化監(jiān)測站、農(nóng)業(yè)綜合水價(jià)改革、山洪災(zāi)害防治等已經(jīng)建成、在建和規(guī)劃的項(xiàng)目都可以進(jìn)入數(shù)據(jù)庫。

（2）工程能上圖。利用先進(jìn)的3S 技術(shù)、高分辨率圖像處理、多業(yè)務(wù)融合等科技，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)工程信息的矢量化，提煉出灌區(qū)“一張地圖”，可在地圖上顯示監(jiān)測的數(shù)據(jù)和圖片。

（3）圖上能進(jìn)行管理?！耙粡埖貓D”，通過與灌區(qū)水資源、工程管理系統(tǒng)疊加，共同構(gòu)建了統(tǒng)一的“地下測量、在線控制、平臺(tái)管理”的灌區(qū)綜合監(jiān)控“一圖”。

（4）過程能監(jiān)督。采用傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳輸、移動(dòng)終端等先進(jìn)技術(shù)，通過流量、水位、閘門運(yùn)行照片、視頻、航空遙感、日常工程檢測等信息記錄，對灌區(qū)管理過程進(jìn)行監(jiān)督。

3.2.2 “六有”

（1）決策支持。通過對閘門運(yùn)行信息、水況信息的綜合分析，結(jié)合灌區(qū)灌溉進(jìn)度現(xiàn)狀，以及歷年渠道調(diào)水配水、閘門調(diào)控、不同灌溉周期用水量等數(shù)據(jù)，為灌區(qū)全年調(diào)水配水調(diào)度、田間和閘門灌溉安全運(yùn)行提供及時(shí)有效的信息支持。

（2）標(biāo)準(zhǔn)化管理。通過對干支渠道流量的監(jiān)測，測量灌區(qū)的水量分布，結(jié)合引黃灌區(qū)的特點(diǎn)和管理規(guī)范，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源管理的規(guī)范化。

（3）測水技術(shù)。在收集水情信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)、應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)、地理信息技術(shù)，對曲線擬合、數(shù)據(jù)歸檔、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等各環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水量測量的便捷性、準(zhǔn)確性、科學(xué)性和高效性。

（4）有收費(fèi)依據(jù)。利用無線網(wǎng)絡(luò)、智能移動(dòng)終端、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，通過對水量的實(shí)時(shí)監(jiān)測，協(xié)助灌區(qū)工作人員準(zhǔn)確、快速地計(jì)算水量和結(jié)算水費(fèi)，順利完成水費(fèi)的計(jì)算和收取。

（5）記錄巡邏檢查情況。管理灌溉工程的基本屬性、地理分布、維護(hù)和檢查。

（6）保證操作。建立運(yùn)維服務(wù)站，落實(shí)運(yùn)維資金，利用運(yùn)維監(jiān)督系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對各類信息系統(tǒng)的有效管理。

為避免儀器設(shè)備多樣化帶來的麻煩，在灌區(qū)信息化建設(shè)中，嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，審核主要硬件設(shè)備和關(guān)鍵系統(tǒng)技術(shù)，提高系統(tǒng)兼容性。通過建設(shè)區(qū)域數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水利基礎(chǔ)信息采集系統(tǒng)中防汛抗旱、日常灌溉、應(yīng)急調(diào)度等事務(wù)的資源共享。

3.3 加強(qiáng)制度化運(yùn)行管理

整個(gè)灌區(qū)系統(tǒng)的管理和使用，需要規(guī)范管理職責(zé)，明確責(zé)任主體，嚴(yán)格操作程序，建立嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、清晰、規(guī)范的管理體系，是保證體系長期運(yùn)行的有效手段。經(jīng)驗(yàn)表明，信息系統(tǒng)的長期運(yùn)行，建設(shè)高質(zhì)量的信息系統(tǒng)是關(guān)鍵，日常的檢查、維護(hù)是系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保證。由于聊城市大部分灌區(qū)，跨縣（市區(qū)）或鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）供水，在市場經(jīng)濟(jì)條件下，僅靠調(diào)整灌溉計(jì)劃，難以解決跨地區(qū)、跨行業(yè)的各種復(fù)雜的水供需矛盾[4]。因此，有必要引入、建立和完善有效的水資源管理體系，法律法規(guī)，以便依據(jù)法律來管理水，減少水渠堵塞、防水和私自引水的發(fā)生，并確保灌區(qū)的渠道輻射到水可以流向的地方。灌區(qū)信息系統(tǒng)中的精密設(shè)備需要采用嚴(yán)格的技術(shù)操作流程。大部分信息設(shè)備都安裝在野外，雷雨天氣容易被雷電短路損壞，數(shù)據(jù)采集設(shè)備線路被洪水沖走，民用設(shè)備容易被盜。因此，在運(yùn)行中需要注意設(shè)備的防雷、防水和防盜，并應(yīng)采取有效措施確保設(shè)備的安全。人才培養(yǎng)要重視，提高灌區(qū)的經(jīng)營管理水平。信息系統(tǒng)包含電子、通信、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等專業(yè)。因此，對管理人員的技術(shù)水平、專業(yè)素質(zhì)要求也很高，然而，這樣的綜合性人才在灌區(qū)管理單位并不多。所以，這就要求系統(tǒng)建設(shè)期的管理人員，能夠及時(shí)參與，充分了解系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)要求和內(nèi)容，并在系統(tǒng)建設(shè)完成后，提供足夠的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)機(jī)會(huì)。通過提高灌區(qū)管理人員的素質(zhì)，保證系統(tǒng)在灌區(qū)運(yùn)行過程中的有效使用，充分發(fā)揮社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

4.結(jié)語

灌區(qū)管理的信息化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化是引黃灌區(qū)建設(shè)和管理的發(fā)展目標(biāo)。本文通過總結(jié)灌區(qū)管理的現(xiàn)狀，梳理了灌區(qū)在規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營管理中存在的不足。當(dāng)然，在引黃灌區(qū)信息化建設(shè)中，各個(gè)階段并不是完全分化的，有的階段相互重疊、相互滲透。因此，要注重項(xiàng)目建設(shè)規(guī)劃質(zhì)量，盡量實(shí)現(xiàn)投資效益最大化，在保持系統(tǒng)兼容性的同時(shí)，跟上科技的前沿。聊城市引黃灌區(qū)工程水量計(jì)量和信息化建設(shè)完成后，灌區(qū)管理單位和水利單位，作為灌區(qū)信息化運(yùn)行的管理機(jī)構(gòu)，要建立較為完善的運(yùn)行管理制度，以及日常管理制度，保證制度的正常運(yùn)行，為灌區(qū)管理、用水調(diào)度、項(xiàng)目管理和行政辦公提供快速、準(zhǔn)確、全面、及時(shí)的有力支撐。通過引黃灌區(qū)信息化建設(shè)的全過程管理，提高引黃灌區(qū)的管理水平，提高灌溉的效益。