聊城引黄灌区破解信息化发展瓶颈建议

麻 堃

（山东聊城东昌府区水利开发总公司，山东聊城 252000）

所谓引黄灌区的信息化，是充分发挥现代信息技术的优势，通过开发利用灌区的信息资源，逐步提高信息收集处理的准确性，以及信息传递的及时性，从而做出及时、准确的信息反馈和预测，可以为灌区管理部门提供科学的决策依据。大型引黄灌区的信息化是农村实现水利信息化建设的非常重要的环节，引黄灌区信息化是一项复杂的系统工程，包含集信息采集、数据管理、决策支持、网络发布等环节，其发展不仅要注重工期，更要进行全过程管理，包括前期规划、施工管理、运行维护等步骤。引黄灌区信息化建设的发展方向，是围绕灌溉管理，充分发挥计算机、电子、通信、控制和网络等高科技优势，为灌区项目运营管理提供支撑和应用平台。

1.引黄灌区灌溉基本情况

聊城地处山东的西部，河北、山东、河南三省交界的地方，下辖8 个县（市区）。聊城是一个有代表性的农业大市，人口584.9 万人，耕地面积为848.6 万亩。全市有4 个引黄灌区，分别是位山、彭楼、陶城铺和郭口，设计的引黄能力是445m³/s。经过全市人民多年的艰苦奋斗，聊城市引黄灌区的水利基础设施建设，进展顺利，成绩突出，聊城的城市发展得到快速推进，初步形成了集灌溉、排水、蓄水为一体的水利工程框架。引黄灌区作为重要基础设施，直接服务于经济建设、工农业生产以及生态环境改善。然而，由于诸多因素的制约，农田水利工程建设仍存在一系列的问题，比较突出的问题比如工程的老化失修，质量不高，配套标准低等，一些边沟渠道堵塞，淤积现象、破损现象尤其普遍，再加上近年来黄河水量不断减少等客观因素的影响，影响农业生产的同时，减少了农民收入。因此，要解决新时期水利面临的问题，就必须突破传统治水理念。与此同时，通过水利的信息化建设，完成实时监测水、雨情况，通过及时分析对比提出防洪预案，这样就可以尽量保证工程安全运行，保护当地人民生命财产安全。因此，必须彻底解决上述问题，惠及黄灌区全体人民[1]。

2.聊城灌区信息化发展现状与问题

2.1 规划中的主要问题

灌区信息化发展规划不统一，存在重复建设的现象。软件标准化、通用化程度不高。鉴于各种信息软件系统和应用软件，大多都是各承揽单位自主开发的，系统化程度不高，维护难度大，因此，数据库和应用软件只能被少数人使用，存在一定的局限性。数据系统一旦出现问题，就会造成整个软件系统的瘫痪。

2.2 建设中的主要问题

目前，灌区信息化的发展才刚刚起步，正处于探索和试点阶段。一些灌区对信息化建设的重要性认识不够，存在片面追求扩大规模，不重视效益等一系列问题。在工程建设的实施阶段，项目的整体建设水平较低，管理功能不集中。同时，灌区信息化在人才培养方面投入不足，造成信息化建设机制缺失。在实际施工中，由于不同施工单位采用的技术方法不同，很难实现系统建设的统一性和完整性，不利于系统的二次开发以及全面集成。

灌区信息化作为一项综合性工程，资金短缺，是灌区信息化建设中重要问题之一，由于资金投入不足，相关系统建设不完善，已经建成的项目难以发挥效益和作用。近年来沟渠无法得到综合治理，为了减轻农民负担，经农业生产主管部门审批的农业生产经费，逐年降低，个别乡镇清淤土方数万平方米，而一年只治理1 ～2 条渠道，水工建筑物多不匹配，全县只能选择少数沉积较重的渠道进行治理。

2.3 管理中的主要问题

目前，灌区信息化建设的规范和相关标准还不完善，几乎还是采用的水文、通信、水利工程等相关的标准。信息化建设的数据格式不统一，不同制造商，由于系统兼容性较差，给设备的互连带来了困难。管理职能分散，信息化人才稀缺。在灌区信息化建设中，一些灌区依靠企业确定建设的内容、选择设备、核算资金。灌区普遍重视前期硬件建设，硬件建设优于软件建设，软件建设水平较低，制约了信息化水平的提高，限制了现有硬件水平的充分发挥。甚至一些数据的处理和分析仍然是人工操作，直接影响了灌溉管理的效率。同时，开发出来的软件无法应用于实践，也间接影响了软件的开发和推广。我市西部的高亢地区需要二次提水或三次提水。近年来，小型抽水站基本上下放给乡镇或村级管理。由于缺乏资金和专业技术，一些泵站被忽视管理，老化失修严重，甚至报废。一些设备部件时不时被盗或丢失，导致无法灌溉用水，这也是灌溉“死角”形成的主要原因[2]。一些靠近主干道或支渠的引水，由于淤积和常年无管理，渠道底部高于主干道，只能依靠高水位供水，高水位条件难以实现，造成供水困难。沟渠末端有大量引水，原来引水量很少，沟渠基本无法得到治理，导致泥沙越积越重，成为“死沟”。一些沟渠属于两个镇，上游镇不管理，下游镇管理不善，也会导致越来越严重的淤积。用流速仪测水精度高，但耗时费力。

2.4 技术上的主要问题

目前的灌区测量技术主要存在环境适应性和成本问题，基本上主要是对成熟的水文和工业技术的直接移植。灌区电子设备的环境比较差，涉及面比较多，产品的稳定性差，对精度的要求不是很高。此外，明渠流量的测量仍然没有好的方法。灌区的控制对象仅为泵站和闸门。对于泵站，尤其是多级泵站，水泵自我调节的应用很少，流量不能通过升降和关闭机组的数量精确匹配。实现远程控制的闸门很多，但流量控制的还很少。动态配水只是一个实验阶段。水利信息系统的开发主要集中在信息技术方面，而对水利建设的了解较少。灌区管理人员的培训和再教育，往往集中在水利工程建设专业知识上，信息技术人才往往被忽视。维修成本高，资金缺口大。维护一个信息系统，可能比建设更困难，信息系统建成后的管理和维护，主要取决于应用程序和管理人员。信息化设备更新快，淘汰率高，运维成本高。运行维护费用只能由用户单位自行解决，对水利管理部门存在一定资金缺口。

3.解决对策和建议

3.1 规划阶段提高信息化系统设计

严格执行项目审批程序，坚持规划设计重大项目论证审查制度，对项目建设公开招标，强化项目资金管理措施，探索建立一套科学的、行之有效的灌区信息化建设管理体系。

众所周知，良好的规划可以缩短建设工期，节省投资资金，可以保证项目建成后的长期高效运行。灌区的信息化系统建设规划，要紧密结合灌区当地的实际，把现实应用与项目的效益发挥结合起来，尽力把先进的科学技术，融入灌区的实际管理中，建设一个技术含量比较高、紧跟时代发展的科技系统。针对规划与现实脱节，不能满足当前需要的情况，应按照社会经济发展的水平，遵守经济合理、技术先进、效益合理的原则，提高项目建设的标准，优化项目建设的内容，及时调整建设规划，合理升级规划方案，这也是一种减少投资、降低后期管理和维护成本的方法。

3.2 建设阶段加强业务应用系统建设

由于技术标准与政策的不健全或者滞后，影响了建设的进度，应尽快研究制定大型灌区信息化的相关技术标准和政策，指导大型灌区信息化建设，加强信息化法制建设和综合管理，逐步实现灌区之间的信息资源共享。以大型灌区配套设施扩建和节水改造为重点，继续加大财政投入，全面推进灌溉工程建设。继续坚持重点工程与现场工程并举，疏通支渠，完善最终渠系，通过加强最终渠系管理，发展节水型农业，通过节水工程措施的实施提高灌区用水系数。对控制面积较大的支渠进行衬砌，新建渠道，完善测水设施。实现“四能六有”，建设数字化灌区[3]。

3.2.1 “四能”

（1）信息能入云。信息化建设中有大量的数据，灌区信息化监测站、农业综合水价改革、山洪灾害防治等已经建成、在建和规划的项目都可以进入数据库。

（2）工程能上图。利用先进的3S 技术、高分辨率图像处理、多业务融合等科技，实现灌区工程信息的矢量化，提炼出灌区“一张地图”，可在地图上显示监测的数据和图片。

（3）图上能进行管理。“一张地图”，通过与灌区水资源、工程管理系统叠加，共同构建了统一的“地下测量、在线控制、平台管理”的灌区综合监控“一图”。

（4）过程能监督。采用传感器技术、物联网技术、无线数据传输、移动终端等先进技术，通过流量、水位、闸门运行照片、视频、航空遥感、日常工程检测等信息记录，对灌区管理过程进行监督。

3.2.2 “六有”

（1）决策支持。通过对闸门运行信息、水况信息的综合分析，结合灌区灌溉进度现状，以及历年渠道调水配水、闸门调控、不同灌溉周期用水量等数据，为灌区全年调水配水调度、田间和闸门灌溉安全运行提供及时有效的信息支持。

（2）标准化管理。通过对干支渠道流量的监测，测量灌区的水量分布，结合引黄灌区的特点和管理规范，实现灌区水资源管理的规范化。

（3）测水技术。在收集水情信息的基础上，结合数据库技术、应用软件开发技术、地理信息技术，对曲线拟合、数据归档、数据关联等各环节进行优化，实现灌区水量测量的便捷性、准确性、科学性和高效性。

（4）有收费依据。利用无线网络、智能移动终端、数据库等技术，通过对水量的实时监测，协助灌区工作人员准确、快速地计算水量和结算水费，顺利完成水费的计算和收取。

（5）记录巡逻检查情况。管理灌溉工程的基本属性、地理分布、维护和检查。

（6）保证操作。建立运维服务站，落实运维资金，利用运维监督系统实现对各类信息系统的有效管理。

为避免仪器设备多样化带来的麻烦，在灌区信息化建设中，严格执行相应的技术标准，审核主要硬件设备和关键系统技术，提高系统兼容性。通过建设区域数据中心，实现灌区水利基础信息采集系统中防汛抗旱、日常灌溉、应急调度等事务的资源共享。

3.3 加强制度化运行管理

整个灌区系统的管理和使用，需要规范管理职责，明确责任主体，严格操作程序，建立严谨、科学、清晰、规范的管理体系，是保证体系长期运行的有效手段。经验表明，信息系统的长期运行，建设高质量的信息系统是关键，日常的检查、维护是系统安全运行的重要保证。由于聊城市大部分灌区，跨县（市区）或乡（镇）供水，在市场经济条件下，仅靠调整灌溉计划，难以解决跨地区、跨行业的各种复杂的水供需矛盾[4]。因此，有必要引入、建立和完善有效的水资源管理体系，法律法规，以便依据法律来管理水，减少水渠堵塞、防水和私自引水的发生，并确保灌区的渠道辐射到水可以流向的地方。灌区信息系统中的精密设备需要采用严格的技术操作流程。大部分信息设备都安装在野外，雷雨天气容易被雷电短路损坏，数据采集设备线路被洪水冲走，民用设备容易被盗。因此，在运行中需要注意设备的防雷、防水和防盗，并应采取有效措施确保设备的安全。人才培养要重视，提高灌区的经营管理水平。信息系统包含电子、通信、自动化、计算机等专业。因此，对管理人员的技术水平、专业素质要求也很高，然而，这样的综合性人才在灌区管理单位并不多。所以，这就要求系统建设期的管理人员，能够及时参与，充分了解系统建设的技术要求和内容，并在系统建设完成后，提供足够的学习和培训机会。通过提高灌区管理人员的素质，保证系统在灌区运行过程中的有效使用，充分发挥社会经济效益。

4.结语

灌区管理的信息化、智能化和网络化是引黄灌区建设和管理的发展目标。本文通过总结灌区管理的现状，梳理了灌区在规划、建设和运营管理中存在的不足。当然，在引黄灌区信息化建设中，各个阶段并不是完全分化的，有的阶段相互重叠、相互渗透。因此，要注重项目建设规划质量，尽量实现投资效益最大化，在保持系统兼容性的同时，跟上科技的前沿。聊城市引黄灌区工程水量计量和信息化建设完成后，灌区管理单位和水利单位，作为灌区信息化运行的管理机构，要建立较为完善的运行管理制度，以及日常管理制度，保证制度的正常运行，为灌区管理、用水调度、项目管理和行政办公提供快速、准确、全面、及时的有力支撑。通过引黄灌区信息化建设的全过程管理，提高引黄灌区的管理水平，提高灌溉的效益。