信息技术在元谋灌区节水中的应用实践

罗 松

（昆明龙慧科技有限公司，650033，昆明）

云南省灌区试验性的节水改造工作始于20世纪70年代，90年代后期国家开始实施以节水为中心的大型灌区续建配套与节水改造工程建设，云南省也掀开了灌区节水改造的新篇章，时至今日，已历时30多年之久。在此期间，灌区节水改造以工程性措施建设为主，重点放在渠系配套完善和渠系防渗处理，灌区骨干硬件设施得到较大发展和提升。同时，在大型灌区续建配套与节水改造项目中，国家启动了信息化试点，云南省元谋灌区被列为全国信息化试点灌区，并开始了灌区信息化的尝试。

2008—2011年，元谋灌区累计完成了4期信息化项目建设，通过不断摸索和实践，初步建立起一套适合元谋灌区的运行管理模式，以及与之配套的信息化管理系统，现已在灌区管理局、下属供水站和用水户当中得到了较好的普及和应用，取得了良好的经济效益和社会效益。

结合元谋灌区信息化管理系统建设和运行的实践，对信息技术在灌区节水中所起的作用进行探讨。

一、灌区简况

元谋灌区位于云南省楚雄彝族自治州金沙江水系龙川江下游河谷，涉及8个乡镇19.8万人，耕地面积2.24万hm2。灌区地处干热河谷，气候干燥，光热资源丰富，终年无霜，是云南省发展热带经济作物及冬早蔬菜的生产基地之一，也是全国重要的冬早蔬菜供应基地之一。又因降雨量少、蒸发量大、高温燥热、缺水严重，流传着“有水百花齐放，无水寸草难生”的民谣。

灌区水源工程为蓄、引、提相结合，以龙头水库、骨干沟渠为主，众多水源、沟渠为辅联合调度的灌溉方式。现有中型水库6座，小（1）型水库5座，小（2）型水库 31座，塘坝 670座，拦河坝5座，引水灌溉沟15条，泵站15座。尽管如此，灌区中等干旱年不足水量达1.92亿m3，处于严重缺水状况。因此，在大规模进行农作物种植结构调整的情况下，必须大力推进灌区节水改造，以满足供水需求。

二、灌区节水的几个重要环节

灌区节水包括建设和管理两大环节，建设环节重点在渠系配套完善，如沟渠配套，渠道防渗，渠系建筑物配套改造，喷灌、滴灌系统建设等；管理环节则寓于灌区长期的、日常的运行中。结合信息技术的特点，管理环节是其发挥作用的关键，下面重点分析管理环节。

1.供水计划

云南省是资源性缺水与工程性缺水并存的地区，可控制的水资源量非常宝贵，尤其在干旱年份，因此必须把好节水的第一关——供水计划环节。

灌区节水首先要以需定供，否则就是浪费。多数灌区事实上没有做到以需定供，因为不能准确地调查并提出需水计划，故供水计划多参照往年经验制定，供水过程中根据管理人员的观察或群众反映情况调节供水流量，经常出现水小被抱怨、水大无人管的现象，好不容易控制的水量，最终又白白地流入河道排走，处于粗放管理的状态，水利工程效益未能得到充分发挥。

本环节关键点和难点：①实时掌握雨情、墒情；②及时掌握用水户需水时间和需水量；③及时全面汇总用水户需水信息，形成连续的、动态的需水计划。

2.供水过程管理

供水过程中及时掌握干渠沿线水位、流量信息以及干渠沿线需水变化情况，及时对干渠各放水口闸门和渠首闸门进行调节，或者利用干渠沿线坝塘的充放进行补充调节，可以大大减少水量的浪费。

本环节关键点和难点：①实时掌握干渠沿线水情（水位、流量）；②提前掌握干渠沿线需水变化。

3.水费计收

节水型灌区的建设，用水户的参与是不可或缺的，其中又以用水户节水意识的增强为重中之重。云南省农业用水水费计收目前主要有按亩收费和按方收费两种。

按亩收费有计算简单、水费固定、灌区水费旱涝保收的好处，但由于水费计收脱离了实际用水量，所以用水户普遍没有节水意识，总是要求灌区加大放水量，超用浪费现象严重，节水空间有限。按方收费因水费计收与实际用水量挂钩，用水户节水意识非常强，能够自觉自愿地主动节约用水，大大扩展了灌区节水空间，但存在水量计量困难、用水户对改变粗放用水的习惯有抵触情绪、开始推动难度较大等问题。

本环节关键点和难点：①扎实细致的思想工作，使用水户明白只要厉行节约，按方收费更实惠；②简单易行、准确可靠的渠道水量计量；③方便群众、公开透明的水费计收手段。

元谋灌区管理信息化最大的优势在于，在县委、县政府的大力支持下，经过元谋县水务局、灌区管理局多年的努力推动，灌区已经完全实现了工农业及城乡生活用水按方收费，农业用水实现了先收费后放水，而且已经探索出了一套与之相配套的管理模式，为信息技术的应用奠定了坚实的基础。

三、灌区信息化项目建设目标及项目内容

元谋灌区信息化项目自2008年启动，作为灌区工程性措施的配套和补充手段，就是要在现有管理模式的基础上，针对管理环节中的关键点和难点，依托信息技术，打造数字化灌区管理平台，为灌区节水管理提供有力的技术支撑，使工程措施发挥出最大效益。

灌区信息化项目内容：干渠水位流量站40座，土壤墒情站4座，气象站1座，水库雨量水位站4座，河道水位流量站3座，水库出流、入流站4座，会商中心1个，软件平台1套。总投资为730万元。

四、实现功能

1.自动编制需水计划

灌区信息化项目为干渠沿线供水站配发了笔记本电脑、微型打印机、无线网卡和供水管理系统软件，用水户协会、用水大户和普通农户可到就近供水站提出自己的需水时间和需水量，供水站管理员现场将需水信息录入系统，并通过无线网络将信息发送至灌区管理局信息中心，中心系统动态汇总所有供水站提交的需水信息，与干渠各段供水能力进行比对，自动对汇总后的需水曲线进行削峰填谷，并将调整后的可供水时间返回供水站，供水站管理员征求用水户对用水时间调整的意见，如用水户同意，则缴费并现场打印用水凭据，用水户则按凭据上标示的供水时间前来用水。

一个用水户从申报需水计划到取得用水凭据仅需3～5分钟，而且管理局信息中心实现了整个灌区一周内需水计划的动态制定，系统自动生成灌区需水曲线，并随着新的用需水申请的提交而实时更新，为枢纽工程供水计划的制定和动态调整提供了科学依据。

2.实时掌握干渠水情

干渠沿线建设了40座自动遥测水位流量站，通过GPRS信道向管理局信息中心实时报送干渠各控制断面的水位和流量，并与系统自动汇总的各控制断面需水流量形成直观对照，管理人员可清楚地掌握各断面供水流量究竟是过剩还是不足，据此在放水过程中动态调节渠首和各干渠放水口的供水流量，或利用沿线库塘进行辅助调节。

3.完善水量计量手段

在水量计量方面，元谋灌区管理人员通过多年的实践和尝试，总结了一套为用水户和管理单位接受的简单易行的计量方法：在支渠渠首建标准矩形或梯形断面，通过明渠均匀流流量计算公式，计算出不同水位下的流量，再以流速仪加以复核率定，进而计算出设定水量在不同水位下的放水时间，最终形成了各支渠设定水量下不同水位的放水时间表。此表得到供需双方的确认后，即产生法律效力。实施信息化以后，查算表录入了计算机，不仅使查算工作更加快捷，而且可以根据干渠供水能力和用水户的要求，按指定水量和放水时间倒查支渠水位，进一步方便了管理人员和用水户。

4.实现灌区综合信息的数字化存储和查询

基于地理信息系统和数据库技术，完成灌区自然地理、社会经济、行政区划、河流水系、道路交通、水利工程、监测站点、作物种植分布等静态信息的存储和管理，以图文并茂的方式直观显示上述信息和监测站点的实时监测数据，解决了档案的数字化存档问题，为管理者提供了全面了解灌区的平台和窗口。

五、小 结

目前，元谋灌区管理局下属的各供水站管理员，绝大多数能够熟练地使用相关业务系统，实现了从用水申请、水费计收、用水凭据打印，到用水户电子档案建立、用水户用水记录查询、年度用水总量统计的全过程数字化，大大提升了管理单位的社会形象和地位，赢得了广大用水户的尊重。

信息化作为灌区节水改造的非工程性措施，是节水工程性措施的重要补充和完善，灌区管理信息化的推进，可以为灌区管理中的供水计划、供水过程管理、水费计收三大环节提供重要的技术支撑和保证，有利于最大限度地发挥工程性措施的效益。