聊城引黃灌區破解信息化發展瓶頸建議

麻 堃

（山東聊城東昌府區水利開發總公司，山東聊城 252000）

所謂引黃灌區的信息化，是充分發揮現代信息技術的優勢，通過開發利用灌區的信息資源，逐步提高信息收集處理的準確性，以及信息傳遞的及時性，從而做出及時、準確的信息反饋和預測，可以為灌區管理部門提供科學的決策依據。大型引黃灌區的信息化是農村實現水利信息化建設的非常重要的環節，引黃灌區信息化是一項復雜的系統工程，包含集信息采集、數據管理、決策支持、網絡發布等環節，其發展不僅要注重工期，更要進行全過程管理，包括前期規劃、施工管理、運行維護等步驟。引黃灌區信息化建設的發展方向，是圍繞灌溉管理，充分發揮計算機、電子、通信、控制和網絡等高科技優勢，為灌區項目運營管理提供支撐和應用平臺。

1.引黃灌區灌溉基本情況

聊城地處山東的西部，河北、山東、河南三省交界的地方，下轄8 個縣（市區）。聊城是一個有代表性的農業大市，人口584.9 萬人，耕地面積為848.6 萬畝。全市有4 個引黃灌區，分別是位山、彭樓、陶城鋪和郭口，設計的引黃能力是445m3/s。經過全市人民多年的艱苦奮斗，聊城市引黃灌區的水利基礎設施建設，進展順利，成績突出，聊城的城市發展得到快速推進，初步形成了集灌溉、排水、蓄水為一體的水利工程框架。引黃灌區作為重要基礎設施，直接服務于經濟建設、工農業生產以及生態環境改善。然而，由于諸多因素的制約，農田水利工程建設仍存在一系列的問題，比較突出的問題比如工程的老化失修，質量不高，配套標準低等，一些邊溝渠道堵塞，淤積現象、破損現象尤其普遍，再加上近年來黃河水量不斷減少等客觀因素的影響，影響農業生產的同時，減少了農民收入。因此，要解決新時期水利面臨的問題，就必須突破傳統治水理念。與此同時，通過水利的信息化建設，完成實時監測水、雨情況，通過及時分析對比提出防洪預案，這樣就可以盡量保證工程安全運行，保護當地人民生命財產安全。因此，必須徹底解決上述問題，惠及黃灌區全體人民[1]。

2.聊城灌區信息化發展現狀與問題

2.1 規劃中的主要問題

灌區信息化發展規劃不統一，存在重復建設的現象。軟件標準化、通用化程度不高。鑒于各種信息軟件系統和應用軟件，大多都是各承攬單位自主開發的，系統化程度不高，維護難度大，因此，數據庫和應用軟件只能被少數人使用，存在一定的局限性。數據系統一旦出現問題，就會造成整個軟件系統的癱瘓。

2.2 建設中的主要問題

目前，灌區信息化的發展才剛剛起步，正處于探索和試點階段。一些灌區對信息化建設的重要性認識不夠，存在片面追求擴大規模，不重視效益等一系列問題。在工程建設的實施階段，項目的整體建設水平較低，管理功能不集中。同時，灌區信息化在人才培養方面投入不足，造成信息化建設機制缺失。在實際施工中，由于不同施工單位采用的技術方法不同，很難實現系統建設的統一性和完整性，不利于系統的二次開發以及全面集成。

灌區信息化作為一項綜合性工程，資金短缺，是灌區信息化建設中重要問題之一，由于資金投入不足，相關系統建設不完善，已經建成的項目難以發揮效益和作用。近年來溝渠無法得到綜合治理，為了減輕農民負擔，經農業生產主管部門審批的農業生產經費，逐年降低，個別鄉鎮清淤土方數萬平方米，而一年只治理1 ～2 條渠道，水工建筑物多不匹配，全縣只能選擇少數沉積較重的渠道進行治理。

2.3 管理中的主要問題

目前，灌區信息化建設的規范和相關標準還不完善，幾乎還是采用的水文、通信、水利工程等相關的標準。信息化建設的數據格式不統一，不同制造商，由于系統兼容性較差，給設備的互連帶來了困難。管理職能分散，信息化人才稀缺。在灌區信息化建設中，一些灌區依靠企業確定建設的內容、選擇設備、核算資金。灌區普遍重視前期硬件建設，硬件建設優于軟件建設，軟件建設水平較低，制約了信息化水平的提高，限制了現有硬件水平的充分發揮。甚至一些數據的處理和分析仍然是人工操作，直接影響了灌溉管理的效率。同時，開發出來的軟件無法應用于實踐，也間接影響了軟件的開發和推廣。我市西部的高亢地區需要二次提水或三次提水。近年來，小型抽水站基本上下放給鄉鎮或村級管理。由于缺乏資金和專業技術，一些泵站被忽視管理，老化失修嚴重，甚至報廢。一些設備部件時不時被盜或丟失，導致無法灌溉用水，這也是灌溉“死角”形成的主要原因[2]。一些靠近主干道或支渠的引水，由于淤積和常年無管理，渠道底部高于主干道，只能依靠高水位供水，高水位條件難以實現，造成供水困難。溝渠末端有大量引水，原來引水量很少，溝渠基本無法得到治理，導致泥沙越積越重，成為“死溝”。一些溝渠屬于兩個鎮，上游鎮不管理，下游鎮管理不善，也會導致越來越嚴重的淤積。用流速儀測水精度高，但耗時費力。

2.4 技術上的主要問題

目前的灌區測量技術主要存在環境適應性和成本問題，基本上主要是對成熟的水文和工業技術的直接移植。灌區電子設備的環境比較差，涉及面比較多，產品的穩定性差，對精度的要求不是很高。此外，明渠流量的測量仍然沒有好的方法。灌區的控制對象僅為泵站和閘門。對于泵站，尤其是多級泵站，水泵自我調節的應用很少，流量不能通過升降和關閉機組的數量精確匹配。實現遠程控制的閘門很多，但流量控制的還很少。動態配水只是一個實驗階段。水利信息系統的開發主要集中在信息技術方面，而對水利建設的了解較少。灌區管理人員的培訓和再教育，往往集中在水利工程建設專業知識上，信息技術人才往往被忽視。維修成本高，資金缺口大。維護一個信息系統，可能比建設更困難，信息系統建成后的管理和維護，主要取決于應用程序和管理人員。信息化設備更新快，淘汰率高，運維成本高。運行維護費用只能由用戶單位自行解決，對水利管理部門存在一定資金缺口。

3.解決對策和建議

3.1 規劃階段提高信息化系統設計

嚴格執行項目審批程序，堅持規劃設計重大項目論證審查制度，對項目建設公開招標，強化項目資金管理措施，探索建立一套科學的、行之有效的灌區信息化建設管理體系。

眾所周知，良好的規劃可以縮短建設工期，節省投資資金，可以保證項目建成后的長期高效運行。灌區的信息化系統建設規劃，要緊密結合灌區當地的實際，把現實應用與項目的效益發揮結合起來，盡力把先進的科學技術，融入灌區的實際管理中，建設一個技術含量比較高、緊跟時代發展的科技系統。針對規劃與現實脫節，不能滿足當前需要的情況，應按照社會經濟發展的水平，遵守經濟合理、技術先進、效益合理的原則，提高項目建設的標準，優化項目建設的內容，及時調整建設規劃，合理升級規劃方案，這也是一種減少投資、降低后期管理和維護成本的方法。

3.2 建設階段加強業務應用系統建設

由于技術標準與政策的不健全或者滯后，影響了建設的進度，應盡快研究制定大型灌區信息化的相關技術標準和政策，指導大型灌區信息化建設，加強信息化法制建設和綜合管理，逐步實現灌區之間的信息資源共享。以大型灌區配套設施擴建和節水改造為重點，繼續加大財政投入，全面推進灌溉工程建設。繼續堅持重點工程與現場工程并舉，疏通支渠，完善最終渠系，通過加強最終渠系管理，發展節水型農業，通過節水工程措施的實施提高灌區用水系數。對控制面積較大的支渠進行襯砌，新建渠道，完善測水設施。實現“四能六有”，建設數字化灌區[3]。

3.2.1 “四能”

（1）信息能入云。信息化建設中有大量的數據，灌區信息化監測站、農業綜合水價改革、山洪災害防治等已經建成、在建和規劃的項目都可以進入數據庫。

（2）工程能上圖。利用先進的3S 技術、高分辨率圖像處理、多業務融合等科技，實現灌區工程信息的矢量化，提煉出灌區“一張地圖”，可在地圖上顯示監測的數據和圖片。

（3）圖上能進行管理?！耙粡埖貓D”，通過與灌區水資源、工程管理系統疊加，共同構建了統一的“地下測量、在線控制、平臺管理”的灌區綜合監控“一圖”。

（4）過程能監督。采用傳感器技術、物聯網技術、無線數據傳輸、移動終端等先進技術，通過流量、水位、閘門運行照片、視頻、航空遙感、日常工程檢測等信息記錄，對灌區管理過程進行監督。

3.2.2 “六有”

（1）決策支持。通過對閘門運行信息、水況信息的綜合分析，結合灌區灌溉進度現狀，以及歷年渠道調水配水、閘門調控、不同灌溉周期用水量等數據，為灌區全年調水配水調度、田間和閘門灌溉安全運行提供及時有效的信息支持。

（2）標準化管理。通過對干支渠道流量的監測，測量灌區的水量分布，結合引黃灌區的特點和管理規范，實現灌區水資源管理的規范化。

（3）測水技術。在收集水情信息的基礎上，結合數據庫技術、應用軟件開發技術、地理信息技術，對曲線擬合、數據歸檔、數據關聯等各環節進行優化，實現灌區水量測量的便捷性、準確性、科學性和高效性。

（4）有收費依據。利用無線網絡、智能移動終端、數據庫等技術，通過對水量的實時監測，協助灌區工作人員準確、快速地計算水量和結算水費，順利完成水費的計算和收取。

（5）記錄巡邏檢查情況。管理灌溉工程的基本屬性、地理分布、維護和檢查。

（6）保證操作。建立運維服務站，落實運維資金，利用運維監督系統實現對各類信息系統的有效管理。

為避免儀器設備多樣化帶來的麻煩，在灌區信息化建設中，嚴格執行相應的技術標準，審核主要硬件設備和關鍵系統技術，提高系統兼容性。通過建設區域數據中心，實現灌區水利基礎信息采集系統中防汛抗旱、日常灌溉、應急調度等事務的資源共享。

3.3 加強制度化運行管理

整個灌區系統的管理和使用，需要規范管理職責，明確責任主體，嚴格操作程序，建立嚴謹、科學、清晰、規范的管理體系，是保證體系長期運行的有效手段。經驗表明，信息系統的長期運行，建設高質量的信息系統是關鍵，日常的檢查、維護是系統安全運行的重要保證。由于聊城市大部分灌區，跨縣（市區）或鄉（鎮）供水，在市場經濟條件下，僅靠調整灌溉計劃，難以解決跨地區、跨行業的各種復雜的水供需矛盾[4]。因此，有必要引入、建立和完善有效的水資源管理體系，法律法規，以便依據法律來管理水，減少水渠堵塞、防水和私自引水的發生，并確保灌區的渠道輻射到水可以流向的地方。灌區信息系統中的精密設備需要采用嚴格的技術操作流程。大部分信息設備都安裝在野外，雷雨天氣容易被雷電短路損壞，數據采集設備線路被洪水沖走，民用設備容易被盜。因此，在運行中需要注意設備的防雷、防水和防盜，并應采取有效措施確保設備的安全。人才培養要重視，提高灌區的經營管理水平。信息系統包含電子、通信、自動化、計算機等專業。因此，對管理人員的技術水平、專業素質要求也很高，然而，這樣的綜合性人才在灌區管理單位并不多。所以，這就要求系統建設期的管理人員，能夠及時參與，充分了解系統建設的技術要求和內容，并在系統建設完成后，提供足夠的學習和培訓機會。通過提高灌區管理人員的素質，保證系統在灌區運行過程中的有效使用，充分發揮社會經濟效益。

4.結語

灌區管理的信息化、智能化和網絡化是引黃灌區建設和管理的發展目標。本文通過總結灌區管理的現狀，梳理了灌區在規劃、建設和運營管理中存在的不足。當然，在引黃灌區信息化建設中，各個階段并不是完全分化的，有的階段相互重疊、相互滲透。因此，要注重項目建設規劃質量，盡量實現投資效益最大化，在保持系統兼容性的同時，跟上科技的前沿。聊城市引黃灌區工程水量計量和信息化建設完成后，灌區管理單位和水利單位，作為灌區信息化運行的管理機構，要建立較為完善的運行管理制度，以及日常管理制度，保證制度的正常運行，為灌區管理、用水調度、項目管理和行政辦公提供快速、準確、全面、及時的有力支撐。通過引黃灌區信息化建設的全過程管理，提高引黃灌區的管理水平，提高灌溉的效益。