汾河灌区构建智慧灌区的思考

（山西省汾河灌溉管理局 山西祁县030900）

1 智慧灌区

“智慧灌区”是在数字灌区建立的基础框架上，通过先进的网络技术将现实灌区与数字灌区进行有效融合，从而感测、整合、分析灌区生产运行过程中的各项信息，对农业、工业、公益等用水的各种需求做出智能响应，为灌区管理者和用水户提供方便、快捷的智能化服务。因此打造智慧灌区是在数字灌区的基础上应用灌区泛网和云计算等先进技术予以实现的。

1）数字灌区是基于GIS、MIB 等技术对灌区的构成元素数字化建模以及空间信息分析与深度挖掘，并通过传感器技术实现各类灌区生产运行信息快速获取。

2）灌区泛网是指包括局域网、物联网在内的任意网络和通信技术，使灌区管理者和用水户置身于无所不在的网络中，实现灌区生产运行信息与任何时间、任意地点、任何网络，在人和物、物和物之间实现数据的任意通讯。

3）灌区云计算是指基于灌区泛网的动态的，可伸缩的，虚拟的，以服务的方式，提供支撑灌区生产运行的信息和计算分析，借助区块链等技术，实现工情水情以及水费的精准计量，使管理者和用水户、施工单位等处于一个互利互信的平台上。

2 灌区现阶段信息化状况

2.1 灌区信息化建设过程

2007年底，汾河灌区成为水利第二批大型灌区信息化建设试点。从2008年至今，已搭建初步的信息化框架。主要构建了基础数据库、信息采集处理系统、量测水信息管理、GIS 系统等。在2010年，汾河灌区引进澳大利亚一体化闸门，在汾东分局一支渠四号闸进行安装使用，截至目前，汾东分局都安装上了一体化闸门。

2.2 问题分析

随着国家十四五规划把灌区信息化建设提升到重要位置，信息与网络科技的飞速发展，节水配套工程对建筑物、渠道等质量的进一步提升，前几期的信息化系统在运行过程中，不同程度地暴露出很多问题，给构建“智慧灌区”造成很多阻碍：

1）信息化建设思路出现偏差。从往年的信息化建设来看，刚开始直接强调信息化量测水、视频监控、现代化办公等，只是片面地考虑了应用，而未充分考虑到网络、规范的数据管理平台及配套的机房环境等基础建设，因而感觉到有点像“空中楼阁”。

2）历年的灌区信息化建设与灌区实际定位不清，与灌区用水管理严重脱节。其中最明显的一项脱节表现为，构建的信息化系统，无论是水情、工情信息还是实时的采集信息，并不能为管理者所利用，不能指导一线单位实践，而是将采集的信息直接封存于服务器，没有被使用，更谈不上分析，成为死数据，从而也失去了指导实践或提供管理参考依据的价值。

3）信息化设备与灌区实际情况相符欠佳，如渠底安装的超声波测流仪器被柴草缠绕，使设备无法正常工作，甚至被损坏；澳大利亚一体化闸门虽已属于世界先进的量测水设施，但在历年的运行中，也暴露出在灌区实际应用的瓶颈：冬季结冰无法启闭闸门；维护费用高、难度大；量测水及建筑物数据的安全等。

4）信息服务、业务应用系统的支撑手段少，系统五花八门，形成了信息孤岛，缺乏资源共享平台；各部门沟通渠道少，效率低，先进的管理经验不能分享，缺乏有效的信息沟通平台。应在汾河灌区内部建立公众平台，搭建数据库，设置电脑端和移动端，实现随时随地数据共享，管理经验共享，提升管理水平。

5）灌区内供领导使用的管理手段少且滞后，如节能建设、全区监控、安防设施等，渠道及林木巡查依旧驱车，浪费人力、物力、财力，若通过信息化手段，进行全渠道监控，将会节省很大开支。同时值得一提的是遇到溺水事件，找不到原因，无法摆脱被索赔责任。

3 项目建设的必要性

3.1 管理需求

灌区工情、水情、办公文档等资料电子化，推进无纸化办公的需求；灌区业务数据自动采集与存储的需求；水资源合理调配和有效利用的需求；安全生产的需求等。

3.2 信息化建设需求

灌区资源的共享与利用需求；各单位间信息交流需求；现代化技术在灌区的应用需求；灌区与社会和谐发展的需求。

3.3 技术需求

基础网络设施、数据库等基础条件建设的需求；已建信息化系统运行需求；信息化系统整合和资源利用的需求。

4 建设目标

总目标三步走：首先分析灌区业务信息，管理手段，采取“请进来、走出去”方式，博众家之长，同院校合作，制定规划，并通过上级主管部门审核。其次建设汾河灌区基础网络，建设规范信息平台及机房系统，提取数据，整合系统，使信息畅通、文化多元，夯实数字平台；最后应用物联网、云计算、人工智能等科技手段，借助于PC 端和移动端的协同，建立灌区资源信息的交换、共享、挖掘、分析系统，数据可视化管理，建立安全、规范高效、经济的智慧灌区运行体系，实现经验共享，外树形象，打造“智慧灌区”。

4.1 综合信息管理类

结合灌区的基本情况和历年灌区信息化建设经验，通过科学的方法，利用节水配套项目对灌溉设施的优化，实现量测水数据的准确计量和传输；打破传统方式，用无纸化办公来实现灌区人员统一管理，水资源合理调配，水情、工情信息的电子化管理等。

4.2 灌区工程设施管理类

由于灌区的点多面广的特点，决定了水利工程设施分散，传统的管理模式已无法实现其有效合理管理。应当运用工情信息库，通过直观的3DGIS、BIM 建模，结合视频监控，方便地完成水利工程设施的管理工作，为维护工程设施、水资源调度提供有力的支持。

4.3 配水调度管理类

应解决各级部门调配水管理过程中的实际问题，根据数据库中实时的供需情况和控制数据，自动启闭闸门，自动调配，从而实现水资源的有效调度和合理利用。用水户也可以通过多媒体查询系统，查看自己所在区域的供水量，水流的实时状态，提前做好准备。同时也为灌区渠道运行参数监测和防汛预警，提供重要的信息支持。

4.4 水费管理及办公管理类

水费是灌区生存和发展的重要经济来源，是灌区良性运行的基本保障。灌区现在仍使用传统人工收缴模式，管理方式落后，在实际应用中存在诸多弊端。水费征收查询系统可以提高灌区工作人员的工作效率，在局党委的授意下，可以制作各类电子优惠券，抵减水费，调动用水积极性，让用户从思想上认识到信息化给他们带来的便利。提高对灌区水费收缴的整个业务流程的信息化管理。

4.5 公共信息网

在门户网站发布灌区实时动态、各类法律法规等，提高灌区精神文明建设水平，宣传灌区，外塑形象，拓宽灌区与广大用水户、地方政府、社会公众以及行业主管部门信息沟通渠道，提高人民群众对水利设施的保护意识，树立良好的道德风尚。

4.6 信息数据演示类

基于灌区VR（虚拟实现）系统，通过3D 建模工具，对灌区水利设施进行建模，更逼真、更生动地体现农业灌溉、工业供水等现场，广大用水户、地方政府等相关部门或人员，可以通过internet 访问灌区的VR系统，获得身临其境的感受。由此扩大灌区的影响，提高灌区的公众知名度。

5 建设保障

5.1 管理保障

以人为本，着力推进灌区业务与信息化技术的融合。成立信息化领导小组，研究决定信息化总体规划、发展战略，制定符合实际的信息化管理制度，建立信息化工作整体架构。

5.2 资金保障

除争取水利厅信息化建设款项外，可以申请省财政、水利部等的专项投资，用于“智慧灌区”建设。在确保信息与网络安全的前提下，可以引导用水企业投资，灌区保障技术维护，使企业更清楚地了解供水情况，也保障了“智慧灌区”资金来源。

5.3 人才保障

研究和建立信息化人才统计制度，编制信息化人才规划，尊重信息化人才的成长规律，以信息化项目为依托，培养高级人才、创新型和复合型人才，减少信息化人才向别的岗位流动。高度重视“走出去，引进来”工作，吸收高校专业人才，鼓励去各个名优企业进行实用性培训。

6 结语

信息化是现代化灌区中最关键的一环，任何灌区的信息化建设都必须充分分析实际需求和应用，结合灌区实际特点，利用科技手段，才能找到真正符合灌区自身的信息化管理模式，从而实现现代化管理。