淺談寧夏河東灌區信息化的發展

范 興

(寧夏秦漢渠管理處，寧夏 吳忠 751100)

1 灌區概況

寧夏青銅峽河東灌區屬國家大型二等灌區，灌域囊括寧夏青銅峽市、吳忠市利通區、靈武市的16個鄉(鎮)，8個大中型國營農林場、2個工業園區以及鹽環定揚黃工程的覆蓋區域，總控制面積874km2，實際灌溉面積107.66萬畝。灌區內現有河東總干渠1條，秦渠、漢渠、東干渠、馬蓮渠4條干渠和農場渠、波浪渠2條支干渠，骨干渠道總長223km，造率達到80%，有各類渠系建筑物1 077余座，改造率達到85%以上，骨干渠道最大引水能力169m3/s，年均引水量10.2億m3。灌區自然條件優越，灌排體系健全，農業種植結構以玉米和水稻為主，以春小麥、供港蔬菜、瓜果和經果林蔬菜為輔，是寧夏主要的糧食生產基地，被譽為“塞上明珠”。

2 灌區信息化建設水平

2016年以來，灌區積極探索現代化生態灌區建設，重點推進利通區現代化生態灌區試點建設，開發了秦漢渠灌溉管理平臺，將灌溉調度、水位雨量遙測、自動測量水、水閘和干渠直開口遠程控制、水量計算填報匯總、視頻監控等多系統數據集成整合，并且在不斷使用過程中進行優化升級。積極引進安裝聲學多普勒流速儀(V-ADCP)全自動在線測流系統8套；改造水閘遠程控制與視頻監控自動化19座；改造測控一體槽閘(板閘)5座；水位監測點安裝超聲波水位遙測儀106套；干渠直開口安裝測控一體化閘門354套；揚水泵站安裝管道流量計14套；水庫安裝雨量計4套、視頻監控3套；所、段安裝安防監控9套；開發了“巡渠通”軟件及APP，給所段管理人員配置“巡渠通”移動終端142部，變“一日多巡”為“分級分段分時巡護”，初步形成了按時巡檢、實時發現、快速上傳、及時處理的良好工作機制。

同時，灌區灌溉工程信息化建設與地方農業產業結構深度融合，地方政府行政主管部門大力發展高效節水灌溉，面積達30多萬畝，占灌區總面積近30%。利通區金銀灘鎮、金積鎮等探索實施“水肥藥”一體化田間智能節水灌溉，在田間通過配備首級泵站、電磁閥、墑情監測設備和噴滴設施等實現“按需灌溉、隨水施肥”。打通骨干渠道與末級渠系計量數據鏈路，向用水戶開放水質水量水費等數據實時查詢。在灌區普及微信、支付寶二維碼等收費方式，在線開具電子發票，為現代化生態灌區建設提供了必要的硬件和技術支撐。

考慮到農場渠基礎設施比較完備和信息化設備普及率高等因素，2020年6月，誠邀清華大學和寧夏數字治水研究院科研團隊在農場渠開展水聯網級聯調聯動全渠道控制算法軟件研究。在測控一體化閘門生產廠商、遠程操控軟件開發公司等多方的積極努力和配合下，2021年5月8～12日，水聯網級聯調聯動全渠道控制算法軟件應用在農場渠試驗成功，實現了渠道整體自動配水和任務分解的歷史性突破。

3 信息化建設取得的成效

3.1 節水增效，推進水權轉換

灌溉工程基礎設施日趨完善，節水增收效益明顯。灌區取水量從2016年的11.0億m3減少到2020年的10.2億m3，5年間節水0.8億m3。試點區畝均節水100m3，節肥20%以上，同比增產15%以上。利通區通過水權細化確權到戶、定額管理，將節約的1 480m3水權指標跨行業交易至寧夏寶豐能源，獲利3.82億元，水權交易資金用于水利工程建設，形成了良性循環。

3.2 減員增效，提高管理水平

通過信息化、自動化管理程度的不斷提升，極大的解放了勞動力，提高了工作效率。灌區管理工作人員從2016年的312人減少到2020年的252人，減幅達20%；管理段從2016年40個減少到2020年的31個，減幅達23%。通過整合重組，灌區農民用水者協會從2018年的121個減少到2020年的43個，減幅達64%。為下一步推進水管單位體制改革和灌區標準化規范化建設奠定了堅實的基礎。

3.3 安全運行，提升服務能力

自動化、信息化設備的普及應用增強了對灌溉工程的監控，使得渠道安全輸水運行得到了充分保證。近年來未發生任何渠道決口、人員傷亡等事故，有效保障了灌區100萬畝農田適時灌溉和各業用水，促進了灌區市縣推進農業水價綜合改革，提升了水利行業整體形象。

3.4 創新方式，建立長效機制

通過水權交易，建立“誰節水、誰受益”的工作機制，探索多元化投融資渠道，成功吸引大禹節水、璐碧墾公司等知名節水企業落戶灌區，開啟“投建管服”一體化建設模式，促進了灌區專業化、市場化、社會化、物業化管理。

4 存在的問題

(1)基礎設施短板與現代化水利發展的要求存在差距。灌區尚有45km骨干渠道未砌護改造，漢渠因砌護改造時間久遠，老化失修問題集中突發，極少數渠道及建筑物仍存在較為嚴重的安全隱患等。

(2)灌區自然條件制約信息化發展。灌區骨干渠道主要從黃河取水，由于黃河水泥沙含量大，北方地區凍脹破壞嚴重等問題，給已安裝的信息化設施設備測量、控制和運維等造成了一定難題，亟需探索解決。

(3)設備安全性穩定性、可靠性有待進一步檢驗。已安裝使用的測控一體化設備中，除璐碧墾公司的產品故障率較低外，其他各型設備均存在設備故障頻發問題，大部分設備的測量精度有待進一步探索驗證。另外，現有的測控一體化設備建設使用缺乏相應標準規范。

(4)市場不成熟造成建設維養費用大。測控一體化閘門、控制性水閘等信息化設施設備市場不成熟，導致建設運行投資較大。早期安裝的各類信息化產品質量參差不齊且已超過保修期，造成維修養護花費較大。

5 下一步工作重點

(1)充分借助青銅峽灌區“十四五”續建配套與現代化改造項目，按照“總體規劃、分步實施”的原則，全面分析自動化量測水設施、控制性水閘、視頻監控等方面業務需求，強化頂層設計，合理設計總體架構，明確實施路線和工作要求，完善河東灌域“十四五”信息化建設方案。按照資金情況，按照秦渠、漢渠、東干渠、馬蓮渠、波浪渠為建設次序分步實施，逐步補齊工程設施短板，優先打造農場渠、漢三所信息化建設試點。

(2)持續優化升級灌區管理系統，優先完善灌溉管理模塊，整合融入水閘遠控、視頻監控等多系統數據，逐步完善水量、水費、灌溉進度等各類報表自動統計匯總，實現灌溉調度無紙化辦公。相繼并入防汛、安全、水政等業務模塊，打通與自治區水利調度中心、灌區收益單位數據鏈條，配套開發移動APP，逐步打造模塊清晰、簡單便捷、安全可靠、受職工歡迎認可的服務平臺。

(3)嚴格按照“以水定地、以水定產”原則配水，把水資源作為最大的剛性約束，鼓勵引導灌區合理調整作物種植結構、大力發展高效節水灌溉、推廣“水肥藥”一體化灌溉模式，降低總引水量，減輕供水壓力。

(4)積極配合寧夏水科院開展測控一體化閘門量水精度比測，加強信息化設施設備出廠和運行合格認定，進一步提高信息化設施設備的安全性、穩定性和可靠性，大力推行已安裝測控一體化設備計量和收費工作。同時開展專項課題研究，積極探索信息化設備在泥沙水體、凍漲淤積等工況下的優化應用。

(5)引進信息化人才充實灌區建設隊伍，同時加強現有人員培訓力度，培養一批水利信息化人才。調整優化基層所段調度，將水權集中到管理所統一調度。管理段不再設調度職能，主要負責延伸服務、渠道巡查、維修養護、水費收繳等工作。

(6)正確梳理、認真分析水聯網級聯調聯動，全渠道控制算法軟件在第一農場渠初次試運行過程中存在的問題，積極與清華大學科研團隊、軟件開發公司、閘門生產廠商等溝通協調，補齊設施設備短板，盡快開展后續測試，爭取早日實現正式運行，為全寧夏、乃至全國全渠道智能控制打造可復制、可推廣的“秦漢”經驗。