灌区信息化建设发展现状及策略研究

2022-11-22张全恩

农业科技与信息 2022年10期

张全恩

（甘肃省武威市凉州区西营河水利管理处，甘肃武威 733026）

水利是农业发展的基础，新时期要因地制宜，提升水利信息化水平，依托信息化载体，推动“传统水利”向“数字水利”“智慧水利”的转变。因此，灌区要瞄准网络强国战略、互联网+、信息大数据等，全面谋划，整体设计，加强灌区信息化系统建设，一方面为防汛抢险提供及时、科学的决策；另一方面能优化水资源调配，合理灌溉，高效利用区域水资源，为现代农业的发展奠定基础。

1 灌区信息化建设的意义

在农业生产中水利灌溉占据举足轻重的地位，在乡村振兴背景下，智慧农业、信息化农业日益发展，灌区也不例外，灌区信息化建设是推进灌区现代化、信息化的重要举措[1]。所谓灌区现代化主要是在智能化、数字化、信息化等先进技术的支撑下，实时、动态化、全方位的采集、传输、处理、分析、汇总、存储灌区的土壤墒情、水雨情，以此达到灌区现代化、数字化管理的目的，促进灌溉管理水平的提升，在直观、实时的动态管理下，实现对灌区水土资源的优化配置，实现灌区节水、增效，改善生态，促进农业可持续发展[2]。在农业发展中灌溉是农业的生命之源，随着乡村振兴战略深入推进，当前灌区管理也因时而立，因势而为，朝着自动化、信息化、智能化、高效化方向发展。基于此，推进灌区信息化建设要聚焦各种先进信息化手段，借助信息化的“东风”提升灌区管理水平，节约用水，保证水资源的可持续利用和发展，实现对生态环境的改善，以此做到防洪减灾，提升农业综合生产能力，达到“三农”稳定发展的目的。纵观当前，甘肃省武威市凉州区西营河水利管理处以水利项目为依托，与时俱进，借助信息化“东风”，推进水利信息化技术建设，不断整合灌区现有资源条件，通过发挥现代化信息技术，采集信息、处理信息、高效传输信息，深入开发灌区信息资源，改善当地水利灌溉水平，为武威市凉州区西营河水利管理处灌区管理提供科学的决策依据。然而受多种因素的影响，当前灌区信息化建设发展还存在一定的弊端，制约着灌区信息化系统的建设[3]。

2 灌区信息化建设发展现状

我国灌区信息化建设工作基础差、起步晚、资金少，制约了灌区信息化建设工作的有序推进。由于地域差异性，我国水资源时间、空间分布不均，北方水资源匮乏，经常受干旱困扰；南方水资源丰富，在雨水多的季节经常受洪涝灾害影响。为高效利用水资源，要统筹谋划，整体设计，全面推进灌区信息化系统的建设，优化和改善现阶段我国灌区农业发展现状[4]。

在加强灌区信息化建设中由于缺乏核心技术的支撑，不可避免地遇到诸多技术难题，加之缺乏资金的支撑，不能保障科研技术工作的持续稳定，制约了灌区信息化建设工作的有序开展。在推进灌区信息化系统建设过程中，存在技术人才流失、人才结构不合理等问题，阻碍了灌区信息化建设工作安全、可靠的开展。此外，信息化系统所用到设施设备种类繁多，早期建成的信息化系统由于设施设备更新不及时，缺乏充足的维修养护资金，未能定期维修养护，信息化系统遇到问题只能采取临时补救措施解决问题。灌区维修养护经费和运行管理经费有限，缺乏充足的资金。

3 灌区信息化建设发展策略

3.1 规划阶段

灌区信息化建设发展属于系统工程，事关水利工程效益的发挥[5]。一是在实践中必须高度重视规划设计质量，确保灌区信息化建设更加科学，大幅压缩不必要的建设成本，达到节省投资及高效运行的目标。同时，灌区信息化建设还应依据实际，注重其内在效益的发挥，将现代信息技术融入灌区管理实践中，提升信息化建设的含金量。二是适时调整规划，优化改造方案。受多种因素的影响，当前灌区信息化系统建设还无法满足灌区实际需求，因此在灌区信息化建设中要遵循“技术先进、经济合理、效益显著”的原则，优化信息化建设系统，针对性地提高工程建设标准。三是全面谋划，统一规划，进一步提高信息化系统的兼容性。由于灌区信息化系统的特殊性，各子系统输入输出接口均应采用国家标准，为系统的统一和集成提供诸多便利。在推进灌区信息化系统建设规划阶段，要构建标准统一、科学规范、资源共享的信息化应用平台，保障系统资源的共享和网络的互联，降低后期维护和管理成本[6]。与此同时，加强系统的互联，保障各个环节互联互通。在灌区系统中各个部分根据隶属和职责关系，连接计算机网络系统和通信系统，保障灌区信息和成果的共享。四是坚持实用性至上。在规划阶段采用可视化仿真辅助，在灌区信息化系统建设中构建水利水文模型，深入挖掘数据信息，优化水资源调度，促进用水效益提升。在空间信息依赖于数据呈现出不同的表达，但其本质仍然是以提升适应性为原则，并非是对动态与可视化的极致追求。因此，大多数灌区在信息的传输上通常使用遥测系统，主要依赖4G 网络和VPN 专网等实现，部分地区已经开始尝试5G 技术应用。但为降低数据信息的传输成本，在可视化发展过程中可以采取实用为上的根本原则，针对4G 和VPN 网络进行优化改进，保证对视频监视、闸控等设备的有效控制，即将公共通信方式作为优先选项。

3.2 建设阶段

为进一步推进灌区信息化系统建设进程，须做好以下几方面：一是相关部门要加强业务应用系统的建设力度，配置合适的模板。灌区信息管理部门要重抓业务应用系统建设，结合实际，因地制宜的配置模板。在灌区信息化建设过程中，相关部门要根据信息化建设执行技术框架系统和技术标准，严格审查关键系统技术、主要硬件设备，提高系统的兼容性[7]。二是基于灌区信息化系统不断加强业务应用系统的开发力度。在开发过程中需选择操作界面便捷的设计，符合灌区管理人员思维方式和工作习惯。对于管理人员而言，只需接受短期的培训即可上岗操作。加强公共数据库系统建设，实现灌区水利工程设施设备、水情、防灾数据的共享，最大化利用网络资源。在内部构建局域网系统，收集、处理、传输、共享信息，同时有助于灌区管理机构科学高效运行，从整体上提升行政效能，发挥主观能动性，科学管水，此外还有助于为调度决策提供强有力的信息支持。三是推进灌区信息化建设，全面谋划，整体设计，加强构建水利基础信息采集体系，进而在完善的信息体系支撑下，促进信息利用效率的全面提升。当前公共通信资源能够有效地覆盖灌区主要水源地，为更好地延伸到各个环节，促进用水效率的全面提升，要因地制宜，在灌区现有公共通信网络建设的基础上，构建水利基础信息通信网，以此为灌区相关工作有序开展提供通信服务，为增强大数据量的传输能力，需适当增强必要的传输宽带，保障灌区通信的稳定性。四是构建区域性数据中心，在信息化系统的支撑下实现灌区水资源科学调度、水权管控、日常灌溉、防汛抗旱等事务的资源共享。

3.3 运行管理阶段

一是灌区要立足实际，加强制度化建设力度，依托制度保障信息化系统的高效稳定运行。众所周知，灌区信息化系统当中的设备信息化程度高，因此需采用规范的技术操作流程，明确系统的使用和管理主体，规范管理职责，将责任落实到具体个人，保障责任主体严格规范流程操作，有条不紊地开展工作。二是立足于实际构建严谨规范的信息化系统管理制度。由于灌区的特殊性，绝大多数信息化设备主要安装在野外，受地理环境的影响，数据采集设备容易被偷盗或是被动物破坏，在雷电天气还非常容易遭受雷击，损坏电路。因此，在灌区信息化设备运行过程中要高度重视设备的防盗、防火、防雷等，采取针对性措施最大化地保障设备的安全运行，发挥信息化设备的功效。三是重视人才培训。信息化系统涉及多个专业领域，如计算机、自动化、通讯、电子、水利等。信息化系统建设和管理对灌区管理人员提出了新的更高的要求。当前灌区管理单位缺乏综合型人才，在信息化建设中有关单位需积极组织管理人员参与进来，了解灌区信息化系统的技术要求和内容。同时，灌区管理单位在信息化系统竣工后要通过“走出去，引进来”的策略，加强培训力度，促进管理人员综合素养的全面提升，切实发挥灌区信息化系统的效益[8]。四是做好信息化系统日常维护、保养工作，保障系统的安全稳定运行。构建安全体系，依托信息化系统，精准化分析风险。要立足于实际，将灌区信息化贯穿到整个运行周期中，最大限度保障灌区信息化硬件的物理安全，尽可能地规避因为火灾或是地震原因导致出现电源故障或是引导失败的情况。与此同时，不断更新系统，保障信息的保密性、真实性、可靠性，防止一些不法分子盗取信息，攻击系统，确保整个灌区信息化系统的安全运行。相关管理人员还要及时引入病毒查杀、漏洞修复、安全服务器、防火墙等技术，基于现状，构建完整、系统化的安全管理制度。此外，管理人员还要不断强化灌区用水信息标准化技术的深入研究。毋庸置疑，各个灌区在具体的运行过程中所涉及的数据类型可以说基本相同，为此，要根据实际，做好数据的分类和定期，对数据结构和内容进行规范，并将这种规范合理运用到现代化灌区用水信息化标准接入模式中，基于信息化、数字化、物联网、大数据等设备支撑下实现多种连接，构建信息化管理运用标准，推动形成区域化、专业化管理，合理运用水资源，科学灌溉，推动农业灌溉从大水漫灌向高效集约转变。