背景與目標(biāo)

當(dāng)前我國(guó)已進(jìn)入現(xiàn)代化建設(shè)的新階段，在實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)交匯之際，黨的十九大就國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)作出部署，明確了從2020年到本世紀(jì)中葉分兩個(gè)階段全面建設(shè)現(xiàn)代化國(guó)家的新的奮斗目標(biāo)。第一個(gè)階段，從2020到2035年，在全面建成小康社會(huì)的基礎(chǔ)上，再奮斗十五年，基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化；第二個(gè)階段，從2035年到2050，在基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)上，再奮斗十五年，把我國(guó)建成富強(qiáng)、文明、和諧、美麗的現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)。

灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)是國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)的重要組成部分，目前，我國(guó)灌區(qū)正面臨如下變化：

1.隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化率提升農(nóng)村勞動(dòng)力老齡化、勞動(dòng)力短缺，2021年5月11日公布的第七次全國(guó)人口普查結(jié)果，過(guò)去10年間我國(guó)城鎮(zhèn)人口比重上升14.21個(gè)百分點(diǎn)，我國(guó)城鎮(zhèn)化率達(dá)到63.89%，過(guò)去10年有1億多人從農(nóng)村流向城鎮(zhèn)，到2028年城鎮(zhèn)化率可望達(dá)到70%。農(nóng)村人口減少和老齡化將促進(jìn)信息化、智慧化和自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，將大大提振鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.我國(guó)農(nóng)業(yè)正在向規(guī)?；F(xiàn)代農(nóng)業(yè)方向發(fā)展，規(guī)?；同F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)對(duì)灌溉供水保證率和服務(wù)水平會(huì)提出更高要求。為了適應(yīng)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和農(nóng)戶在需水上的變化，需要進(jìn)一步提高灌區(qū)供水的靈活性和服務(wù)水平，推進(jìn)灌區(qū)的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程。

3.大型灌區(qū)用水戶及功能和價(jià)值在不斷拓展延伸，大型灌區(qū)從最初建設(shè)時(shí)期僅為農(nóng)業(yè)灌溉供水發(fā)展到既為農(nóng)業(yè)灌溉供水，也為城鎮(zhèn)生活供水、工業(yè)供水和生態(tài)供水等多功能供水服務(wù)，對(duì)供水的保證率和水量水質(zhì)提出了更高的要求。

4.隨著我國(guó)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程的加快，信息化、智能化和自動(dòng)化技術(shù)正在各個(gè)行業(yè)得以快速應(yīng)用，大大提高了對(duì)工程設(shè)施和資源的精準(zhǔn)管理和利用水平。目前，灌區(qū)現(xiàn)代化管理建設(shè)相對(duì)落后，灌區(qū)管理也需要從依靠人工管理向機(jī)械化、信息化、智能化和自動(dòng)化管理方向發(fā)展。

針對(duì)大型灌區(qū)存在的以上問(wèn)題和面臨的變化環(huán)境，需要通過(guò)灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造，解決存在的問(wèn)題進(jìn)一步改造完善工程設(shè)施、提升管理能力和水平，為農(nóng)業(yè)灌溉和其他用水戶提供安全、可靠、高效、靈活、公平和可持續(xù)的供水服務(wù)。

現(xiàn)代化改造方法

灌區(qū)現(xiàn)代化改造方案的制定要統(tǒng)一規(guī)劃、整體集成、精細(xì)設(shè)計(jì)、分步實(shí)施。首先要對(duì)灌區(qū)的狀況進(jìn)行全面系統(tǒng)的評(píng)估，對(duì)反映灌區(qū)水土資源狀況、工程狀況、灌溉效率效益情況、灌區(qū)管理及生態(tài)環(huán)境狀況的綜合指標(biāo)和反映灌區(qū)內(nèi)部管理服務(wù)水平、灌排渠系和建筑物等硬件設(shè)施狀況的細(xì)部指標(biāo)進(jìn)行全面調(diào)查評(píng)估，提出灌區(qū)在資源配置、工程設(shè)施、管理技術(shù)、管理體制機(jī)制、安全運(yùn)行、供水能力、生態(tài)環(huán)境等方面存在的問(wèn)題，特別是要對(duì)灌排系統(tǒng)供水排水能力和關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)分析。

在對(duì)灌區(qū)狀況進(jìn)行調(diào)查評(píng)估的基礎(chǔ)上，全面展望灌區(qū)所服務(wù)的區(qū)域農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)生活、工業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)水的需求，以灌區(qū)現(xiàn)代化改造要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)為導(dǎo)向，有針對(duì)性地制定灌區(qū)現(xiàn)代化改造整體規(guī)劃方案，包括水資源配置、骨干工程改造、田間工程改造及管理單元合理劃分、管理體制機(jī)制改革、管理能力提升、數(shù)字化智慧灌區(qū)建設(shè)、生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護(hù)、灌溉遺產(chǎn)保護(hù)與利用等方面。

灌區(qū)現(xiàn)代化改造不是簡(jiǎn)單的工程設(shè)施改造，而是在整體規(guī)劃方案的基礎(chǔ)上，綜合選擇應(yīng)用適宜的工程、技術(shù)和管理措施，特別是要注重工程措施與現(xiàn)代化管理技術(shù)和模式之間的結(jié)合和相互促進(jìn)作用，把輸配水網(wǎng)與信息網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)三網(wǎng)緊密融合，加強(qiáng)水利專業(yè)技術(shù)與信息化專業(yè)技術(shù)相結(jié)合。

進(jìn)一步改造完善灌區(qū)骨干輸配水系統(tǒng)、進(jìn)一步改造改善控制建筑物及設(shè)備、建設(shè)完善水量計(jì)。

智慧灌區(qū)技術(shù)

灌區(qū)是由取引水樞紐、輸配水渠系、節(jié)制閘及分水閘、調(diào)節(jié)水庫(kù)等建筑物構(gòu)成的供水系統(tǒng)和種植的作物組成的復(fù)雜大系統(tǒng)。

依靠傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗(yàn)管理方式難以對(duì)灌區(qū)工程系統(tǒng)進(jìn)行安全、及時(shí)、高效、精準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行管理，也難以實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置和高效利用。灌區(qū)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化以及多功能、多用途發(fā)展對(duì)供水服務(wù)提出了更高的要求，這就迫切需要通過(guò)應(yīng)用信息化、數(shù)字化、智能化和自動(dòng)化技術(shù)提升灌區(qū)管理能力和水平。同時(shí)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新興信息技術(shù)的迅速發(fā)展和深入應(yīng)用，全國(guó)水利信息化建設(shè)亦進(jìn)入了全方位、多層次發(fā)展的新階段，為數(shù)字灌區(qū)、智慧灌區(qū)的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

要按照“需求牽引、應(yīng)用至上”的要求，規(guī)劃設(shè)計(jì)數(shù)字灌區(qū)智慧灌區(qū)建設(shè)，加快灌區(qū)計(jì)量設(shè)施、智慧決策系統(tǒng)、閘門(mén)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)、信息化管理系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程。實(shí)現(xiàn)灌區(qū)管理由依靠人工經(jīng)驗(yàn)向數(shù)字化、智慧化管理的轉(zhuǎn)變，對(duì)于灌區(qū)灌溉、抗旱和防洪由事中事后被動(dòng)應(yīng)對(duì)向事前主動(dòng)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警和預(yù)案轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)管理智慧化科學(xué)決策和優(yōu)化運(yùn)行調(diào)度。

數(shù)字灌區(qū)智慧灌區(qū)主要規(guī)劃建設(shè)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括如下方面：

1.提升物聯(lián)感知能力

擴(kuò)大灌區(qū)渠系、水利工程設(shè)施的監(jiān)測(cè)范圍，提升水利管理活動(dòng)的動(dòng)態(tài)感知能力；積極推進(jìn)灌區(qū)水位、流量、降雨、水質(zhì)等水情、工情和水事等前端物聯(lián)感知能力建設(shè)。

2.提升遠(yuǎn)程監(jiān)控能力

提升灌區(qū)控水設(shè)備設(shè)施自動(dòng)化程度和遠(yuǎn)程控制水平。根據(jù)“無(wú)人值班，少人值守”的原則，面向灌區(qū)閘門(mén)、泵站、分水洞等工程設(shè)施，按照智能調(diào)水與人工遠(yuǎn)程調(diào)水相結(jié)合的方式，進(jìn)行灌區(qū)控水工程的遠(yuǎn)程控制改造。

3.提升灌區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，逐漸完善灌區(qū)水利數(shù)據(jù)中心網(wǎng)，優(yōu)化功能分區(qū)及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，擴(kuò)展覆蓋范圍、擴(kuò)充帶寬，形成覆蓋都江堰灌區(qū)及各管理處的水利信息業(yè)務(wù)網(wǎng)。

4.開(kāi)發(fā)應(yīng)用灌區(qū)管理“智慧大腦”

在感知到的和其他相關(guān)數(shù)據(jù)資源的基礎(chǔ)上，基于對(duì)供水和需水動(dòng)態(tài)變化的預(yù)測(cè)分析，開(kāi)發(fā)應(yīng)用數(shù)字灌區(qū)和智慧灌區(qū)管理系統(tǒng)，為灌區(qū)工程設(shè)施運(yùn)行調(diào)度提供數(shù)字化、智能化組件、算力、算法等支撐。構(gòu)建灌區(qū)水利模型和算法模型庫(kù)，研究應(yīng)用深度挖掘、智能學(xué)習(xí)等技術(shù)，建設(shè)可擴(kuò)展的云端超算能力，提高灌區(qū)數(shù)據(jù)處理分析及業(yè)務(wù)應(yīng)用能力，為灌區(qū)實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置管理及防汛抗旱預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警和預(yù)案提供技術(shù)保障。根據(jù)灌區(qū)的渠系、閘門(mén)等硬件設(shè)施的特性，以及灌區(qū)水量供需平衡情況和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，對(duì)渠系輸配水過(guò)程的模擬和優(yōu)化，提供最佳輸配水方案，為工程設(shè)施優(yōu)化運(yùn)行調(diào)度提供決策支持。

5.開(kāi)發(fā)應(yīng)用灌區(qū)管理決策支持和自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)

灌區(qū)改造的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高效用水和資源的可持續(xù)利用，灌區(qū)工程能力的提升僅僅是為其提供了基礎(chǔ)條件，而要真正實(shí)現(xiàn)高效用水、提高灌區(qū)服務(wù)水平，還必須要有科學(xué)的決策。

本文來(lái)源：中國(guó)節(jié)水論壇