4.2.2　现代化灌区的技术要求

用现代化理念指导灌区管理系统建设,用现代科技支撑灌区管理系统,用先进技术、先进工艺、先进设备打造灌区现代化管理基础设施,用现代管理制度、先进管理手段强化灌区现代化管理系统[19],积极衔接宁夏回族自治区水利云和国家水资源监控系统,“你有我用、你无我补、互补建设、共享成果”,为灌区农业现代化发展、生态文明建设服务。

灌区现代化管理系统是基于“互联网＋水利”国家战略,推动互联网、大数据、物联网等与水利管理深度融合,通过现代信息技术对安全生产、防汛灌溉、工程管理等基本数据进行感知采集、分析,建立专家决策和评估系统,从而形成高效智能的田间灌溉系统、严格精准的支渠闭环控水系统、科学规范的工程建设及安全闭环管理系统、反应迅速的防汛指挥决策系统、快捷便利的数据实时管理查询系统。灌区用水从静态的、传统的、定性的管理向科学的、实时的、定量的、准确的闭环管理转变,依靠通信、网络、遥感、数据库等技术手段对水量、雨情信息等实时采集、传输、分析和决策,由单纯的水量、时段管理转变为灌溉、安全、防汛、工程运行等全过程的实时管理,进一步提高灌区的现代化管理水平。

(1)灌区数据规范。灌区数据指灌区水资源调配过程中涉及的供用水、工程建筑物及业务管理等信息,各灌区基本相同。按照现代信息技术的理念,数据既服务于应用程序,又独立于应用程序,因此,对于应用系统来说,数据应该是共享的。如果不统一数据的分类、定义,不规范内容和结构,任由各个灌区自行设计,除了重复劳动、投资外,限于灌区信息技术的水平,必然增大应用系统开发的难度和费用,特别不利于数据交换和系统集成,给信息共享设置障碍。

(2)设施设备智能化。灌区信息化向数字化、智能化发展,除了要建立作物需水的时空模型和水资源调配模型外,精准控制渠系中各个渠段的过水流量是能否实现按需供水的关键。目前水位量测有多种方法,只要传感器可靠,数据基本上是可靠、可用的；但是流量量测,特别是明渠流量量测还比较粗犷,难以做到精确。虽然明渠流量有建筑物、特设设施、仪器等多种测量方法,但由于灌区情况的不同,量测精度一直无法得到计量认证,缺乏公信力。鉴于这种情况,应该针对不同灌区的实际情况,分类进行研究,给出适合不同情况的多样化量水方法,研制实用化的量测水设施和设备。开发流量、水量计算软件,嵌入到设施、设备中,实现一体化集成,以方便灌区使用。

需要强调的是,灌区现代化是为农民服务的,传感器、采集装置、通信设备和处理终端都应该是物美价廉的产品,系统的设计和建设应该是可靠、实用、方便和经济的,要使农民会用、想用和用得起。

(3)水资源调度优化。我国大型灌区信息化虽然已经进行了二期试点建设,但作为灌区最重要的水资源配置模型及调度方法的运用开展得还不够,大部分灌区还是按计划供水,只是实现了用计算机替代人工编制需水、用水和配水计划。为了充分发挥信息化建设的作用,真正实现节水、增效、可持续发展的目的,必须开展灌溉水资源配置模型及调度技术的应用,这是灌区实现数字化直至智能化的基础。由于我国灌区存在地理位置、气候条件、农作物种植结构及水源类型的不同,水资源配置方法也会不同,甚至差异很大。因此,可以依据灌区所处的地理位置和取水方式等进行分类建模,也可以选择典型(具备建模条件)灌区作为试点,分步开展研究,逐步建立灌溉水资源配置模型,优化调度方法。

(4)灌溉控制系统智能化。目前渠灌、管灌、喷灌、滴灌、微润灌等均可实现智能灌溉控制。如何针对不同的灌区,不同的地理、气候、作物等条件研究并实施智能灌溉控制是实现灌区智能化的关键。必须根据灌区实际,构建智能灌溉控制系统,并逐步扩大应用规模。