淺談灌區節水灌溉信息化技術應用

夏松偉

天津市龍網科技發展有限公司 天津 300181

引言

我國是農業大國，農業直接關乎我國的國計民生，而灌區不僅是我國農業可持續發展的基本保障，也是區域經濟發展和生態環境保護的基本依托。在現代化科學技術水平持續提高的進程中，也推動了農田灌溉效果的不斷加強，這離不開農田水利工程在其中發揮的重要作用。在可持續發展戰略不斷深化與執行下，農田水利工程在實際建設中，對節水灌溉的重視程度也愈高。隨著信息技術的迅速發展，對灌區節水灌溉工程的管理水平提出了更高的要求。

1 灌區節水灌溉信息化建設的重要性

隨著當前水資源可持續利用和合理配置的需要以及信息技術飛速發展，對灌區的管理水平提出了更高的要求。灌區節水信息化是提高灌區的管理和服務水平和質量、降低成本的重要手段，是實現“總量控制”和“定額管理”兩套指標體系的重要措施，是灌區今后建設和發展的必然方向[1]。

從灌區本身需求來看，目前普遍存在管理能力的建設與提高相對滯后的問題，灌區管理和行業管理大量資料信息仍以手工作業為主，主管部門難以及時準確全面地了解灌區及行業發展狀況，灌區管理目標無法量化。通過信息化建設可以大幅度提高管理水平，更加有效的管理工程，合理調配水資源，使效益最大化。

灌區傳統配水方法無法實現實時適量調配，且難以有效利用歷史資料進行分析，影響自身管理水平提高，水資源的利用率偏低。信息化建設最大優勢就是大大增強信息的時效性和準確性，進行大量信息后處理，制定出科學的灌溉、排洪調度方案，從而提高灌區的灌溉用水效率和效益。

2 灌區節水灌溉信息化系統建設

2.1 系統功能

系統功能框架圖

節水灌溉信息系統的功能主要包括以下兩個方面：一是監測信息接收管理功能。這一功能主要通過開發通用接收軟件，對接各設備廠商，實現對水雨情信息、閘控信息、視頻信息、墑情信息的接收處理，確保數據采集的準確性、高效性。二是信息管理功能。以信息采集傳輸、運行監控為基礎，綜合數據庫為紐帶，形成以灌區一張圖、監測監控、優化配置、調度運行和水資源管理為核心的灌區信息化系統[2]。

2.2 系統建設

為了確保以上功能能夠實現，需構建完善的節水灌溉信息化系統，具體包括以下幾個層面的建設：

（1）信息采集傳輸層。通過傳感器、遙感、定位、視頻等多種技術進行灌區水雨情、氣候、農田土壤墑情、閘門等信息的收集，并利用互聯網、物聯網、移動網絡等高速網絡手段進行數據的傳輸，以保證整個系統的數據源是安全、穩定、準確、高效的。

（2）支撐層。搭建系統運行所需要的支撐運行環境，構建科學標準的數據庫能夠有效地保證信息的提取與傳輸，并能保證與其他系統實現無縫對接。構建各業務應用共用的應用組件，方面各業務應用靈活調用。搭建用水需水預報、多目標水量調度等各種水利專業模型，對模型進行封裝，通過標準的輸入輸出接口為業務應用提供服務。

（3）應用層。依托支撐平臺提供的基礎服務，結合灌區節水灌溉管理需求，以流量、水位、雨情、墑情、氣象等數據作為配水計算、水量調度的依據，利用遙感、水利專業模型進行分析計算，根據灌區需水情況及工程供水能力，及時快捷的制定灌區及各級渠道的用、配水計劃，統計各級渠道灌溉進度、水資源利用率等信息，建立具有實時監控、業務管理、輔助決策支持功能的信息化系統[3]。

3 需要注意的問題

在實施節水灌溉過程中, 信息化系統需要隨時觀測各項信息以及業務需求變化進行及時調整。根據系統監控、統計及預測的水源、配水、輸水等信息，及時進行灌區作物分布、渠系配水結構等進行合理的規劃、優化。

另外，由于灌區的水情監測、視頻監控傳輸設備等大部分都建在野外, 大雨、驚雷、雹冰等極端天氣環境對設備的影響很大,因此在測站布設等方面要更加注意，制定相關應對策略，保證系統的數據能穩定接收。