水利信息化技术在灌区节水灌溉工程中运用探究

肖 曾，雷 鸣

（荆州市水利水电勘测设计院，湖北 荆州 434020）

0 引言

水利工程作为国家发展、人民生存的重要民生工程之一，随着社会不断进步，其逐渐与信息技术结合，实现了工作模式、管理效果不断改善。通过将水利信息技术与灌区节水工作结合，不仅能够大幅提升灌区建设和管理效率，更能推动传统工作创新，减少水资源的使用量，从而实现可持续发展。

1 灌区节水灌溉工程中水利信息技术内容

1.1 视频监控

现代视频监控不仅具有传统的视频监视功能，更具有智能分析、识别和预警功能。根据灌区工程管理可视化、智能化需求，通过对监测站点的合理布置，将重要站点、关键渠段、关键部位等处的视频图像上传至信息服务平台，为操作人员提供可视化依据，之后依据视频图像的合理使用和深入分析，实现远距离观察、判断，并完成灌区远程指令下达，降低日常巡查工作强度，并在特殊问题出现后及时精准处理[1]。

1.2 气象监测

气象监测技术在灌区中得到了广泛应用，通过对其的应用为灌区管理工作提供了准确的气象信息。例如，工作人员通过采集气象、雨量、水质、墒情等方面数据，为灌溉管理人员提供信息依据，从而在特殊情况出现前及时预报，在事故出现后及时开展应急工作。气象监测如图1 所示。

图1 气象监测

2 水利信息化技术在灌区节水灌溉工程中的应用

2.1 改善信息反馈

灌区管理人员建立完善程度较高的反馈工作机制，可将基层地区中用水单位存在的建议、观点良好接纳，实现信息数据之间互通效果的大幅提升，强化其具备的规范性、标准化特点，使用水单位之间的交流、互动质量、次数大幅提升，并让工程实际运行的质量、效率不断改善。与此同时，系统方案设计过程中，工作人员还需严格遵守“以人为本”的原则，通过对数据信息的采集、分析，制定出科学、完善的管理机制。

2.2 精细浇灌管理

灌区工作人员在水利信息技术帮助下，可以实现对灌区的精细化管控。

首先，依据电脑技术、网络技术的充分利用，完成浇灌位置中农作物在水分、温度、土壤等方面的信息采集。其次，引入现代化设施，在土地实际水源保存、传送、调度情况下，完成灌区浇灌体系的科学创建，建立节约、高效的水资源利用规划，精细浇灌管理如图2 所示。不仅如此，工作人员还要在土地状态、作物用水情况方面完成方案调整[2]。

图2 精细浇灌管理

2.3 信息系统建立

2.3.1 水利信息系统建立

（1）基础设施建设。随着水利信息技术的不断发展，需要对最为重要的基础设施不断完善。工程开展过程中，如果基础设施不完善，并且资源使用率较低时，会让水利信息技术的发展成为空谈，无法达到信息化系统的建设效果。因此实际工作时，管理人员可以通过渠道防渗、建筑配套、高效节水等项目为建设工作提供基础条件[3]。

（2）闸门与泵站控制。水利信息化技术应用过程中，重点之一便是自动化、智能化技术的科学利用，通过将其融入工作中，来完成对闸门开度、泵站启停的精准控制，实现对水量的精准控制，创建“无人值班、少人值守”的工作新方式。无人浇灌如图3 所示。工程实施过程中，技术人员需安装液位变送器、闸门遥控终端、闸门开度仪等设备，来实现水位、流量的科学分析。与此同时，遥控终端还能依据水量使用需求对闸门打开程度精准调节。不仅如此，为保障灌区中的信息化技术全面应用，还要对内部设备、设施进行科学配置。

图3 无人浇灌

（3）开展高效节水浇灌工作。近期，随着高标准农田建设工作的不断开展，地区浇灌方式逐渐由原来的地埋式变为高效节水方式，随着土地平整、滴灌工作的实施，田地沟渠逐渐被管道取代，供水也逐渐使用阀门控制，这为水利信息建设的发展提供了重要基础。土地管道铺设如图4 所示。在自动化控制系统基础上，工作人员可以对浇灌中的水泵、过滤器械、阀门等设备实现自动化控制，根据预先设定程序实现自动化开关，设定浇灌时间，这不仅保障了浇灌用水量，还可保障浇灌的均匀程度，充分提高水资源利用率。通过对信息化系统的应用，工作人员只需在控制中心完成阀门管控，便可以避免24h 下地开关的情况，将劳动人员工作强度大幅降低。通过对水体流量情况的严格监测，可以让系统24h 不间断地完成数据统计、传送工作，为费用征收提供关键参考依据。

图4 土地管道铺设

（4）灌区信息建设。进行水利信息化建设工作时，需要与灌区实际特点相结合，然后进行渠道、河道水位测量，以及雨水数量观测、用水户信息等方面的数据采集，为管理人员工作提供依据。为此，现实浇灌中进行水资源的科学分配工作时，灌区管理人员要对用水信息充分掌控，并保障其全面性、完整性。该过程中如果只利用人工，不仅无法保证其全面性，还会在采集工作上花费大量时间，使得到的内容无法在工作中合理使用。不仅如此，提升水利信息化技术的信息共享程度，能让重要信息的采集、处理都实现自动化转变，可以直接与工程开展结合，从而提升用水决策的科学合理性。

2.3.2 节水灌溉信息系统建立

节水灌溉工作信息化系统的创建涉及范围较为广泛，主要包含着了动态管控、调度配置、数据汇总等功能。节水灌溉信息系统如图5 所示。想要让信息化系统展现出自身的实际作用，便要保障系统建立的有效性，实际情况中节水灌溉水利信息系统主要包含3 个方面。

图5 节水灌溉信息系统

（1）水资源调度系统。灌区管理人员通过对水资源科学调度系统的高效利用，不仅能够对灌溉区域的水体开展全方位、多角度的监控、管理工作，例如，知晓灌溉位置中农作物具备的关键特点、浇灌数量、使用频率等；还可在种类多样的数据信息上建立多维数字模型，接着通过其来对浇灌需求数量进行直接、准确的评估，提升决策工作合理性。与此同时，灌区管理人员还可在系统内完成对水体流量、流动速度方面的准确检测，实现对数据内容的全面化运算，最后在信息技术辅助下完成资源调度系统的改善，防止发生资源浪费的问题[4]。

（2）系统数据、通信网络。技术人员建立完善的数据库、通信网络，可以将灌溉区域中的信息化系统运行效率大幅提升。现实工作开展中，数据库、网络能够为管理人员获取更加准确、完善、实际的内容，为之后进行的信息研究、传输工作开展提供最基础的保障。与此同时，通过冗余技术的应用，系统中的数据信息还能在重要时间段完成备份、储备，以及对关键内容的及时更新。由此能够分析出，完善的系统数据库能将工作质量、效率、准确程度大大提升。

（3）检测系统数据采集系统。灌区管理人员可根据实际情况发展趋势和基本特征，将水体的分布作为关键的检测对象，之后通过信息采集的标准建立高效、科学的信息系统，将数据采集能力、效率大幅提升，保障决策支撑的准确程度。与此同时，管理人员还要对泵站、闸门等相应位置进行科学控制，提升灌溉整体自动化控制水平、完成效率，防止由于管理人员的失误操作而产生安全隐患。并且管理人员还可通过水利浇灌系统生成的图像、收集到的数据信息，来完成实际状态的全面掌握。不仅如此，管理人员进行数据信息分析时，还需对农田实际状况、浇灌气候方面特点全面了解，然后利用信息技术将其中重要数据上传。除此之外，检测系统还可实现灌区内部各个监测点位的动态化、全程化监测，以及对场地中可能发生的状态24h 掌控，以便在第一时间科学解决、处理问题。

2.4 完善主要功能

目前在节水灌溉子系统中，存在的功能主要如下：①灌区管控，通过对渠道、用水等方面信息内容的动态管理，便可明确方案内容，之后通过对其的科学利用，来完成水资源节约的工作目标。②用水量收集、水量运算工作。工作人员将水利信息技术融入灌区各部门中后，便可以达到计量到户、统计到人的效果，对每户用水的总量进行精准计算，接着在网络资源基础上，吸收最为先进的技术，对每户用水量进行细致查询，及时掌控未来的发展趋势，实现对水资源的高效节省。③灌区内部量测水、动态配水、费用征收的动态化管控。工作人员通过对电脑、网络技术的合理使用，可完成对地区中气象、土地、作物等方面情况的实时观测，再结合灌区中水体存储、输水等方面情况，来实现工作的自动化开展。④浇灌工作进行时，信息化系统还可以对过程中产生的改变及时观察测算，并第一时间进行调整，将内部渠系的配水、作物需求条件、土壤水体分布等方面的情况进行科学规划、整改。但野外的浇灌区域中，水资源会受到天气产生的影响，对设备应用产生了一定要求，为此，面对惊雷、大雨等状态恶劣的天气时，工作人员需制定适宜的应对方案[5]。

3 结语

综上所述，通过将水利信息技术与节水浇灌工程结合，不仅能大幅提升工作效率，还可以实现对其的自动化管控。与此同时，通过对水利信息化技术作用、技术内容、技术应用的细致分析，了解到当前工作进行时，管理者需要逐渐加深对信息化技术特征的掌控，然后对实际的浇灌工作情况深入掌握，再结合先进措施，建立工作系统，从而在推动地区发展基础上，实现对水资源的高效利用。