背景與目標

當前我國已進入現(xiàn)代化建設的新階段，在實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標交匯之際，黨的十九大就國家現(xiàn)代化建設作出部署，明確了從2020年到本世紀中葉分兩個階段全面建設現(xiàn)代化國家的新的奮斗目標。第一個階段，從2020到2035年，在全面建成小康社會的基礎上，再奮斗十五年，基本實現(xiàn)現(xiàn)代化；第二個階段，從2035年到2050，在基本實現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎上，再奮斗十五年，把我國建成富強、文明、和諧、美麗的現(xiàn)代化強國。

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

1.隨著我國城鎮(zhèn)化率提升農村勞動力老齡化、勞動力短缺，2021年5月11日公布的第七次全國人口普查結果，過去10年間我國城鎮(zhèn)人口比重上升14.21個百分點，我國城鎮(zhèn)化率達到63.89%，過去10年有1億多人從農村流向城鎮(zhèn)，到2028年城鎮(zhèn)化率可望達到70%。農村人口減少和老齡化將促進信息化、智慧化和自動化技術在農業(yè)生產(chǎn)中的應用，將大大提振鄉(xiāng)村經(jīng)濟發(fā)展。

2.我國農業(yè)正在向規(guī)?；F(xiàn)代農業(yè)方向發(fā)展，規(guī)模化和現(xiàn)代化農業(yè)對灌溉供水保證率和服務水平會提出更高要求。為了適應種植結構的調整和農戶在需水上的變化，需要進一步提高灌區(qū)供水的靈活性和服務水平，推進灌區(qū)的現(xiàn)代化建設進程。

3.大型灌區(qū)用水戶及功能和價值在不斷拓展延伸，大型灌區(qū)從最初建設時期僅為農業(yè)灌溉供水發(fā)展到既為農業(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，對供水的保證率和水量水質提出了更高的要求。

4.隨著我國現(xiàn)代化發(fā)展進程的加快，信息化、智能化和自動化技術正在各個行業(yè)得以快速應用，大大提高了對工程設施和資源的精準管理和利用水平。目前，灌區(qū)現(xiàn)代化管理建設相對落后，灌區(qū)管理也需要從依靠人工管理向機械化、信息化、智能化和自動化管理方向發(fā)展。

針對大型灌區(qū)存在的以上問題和面臨的變化環(huán)境，需要通過灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造，解決存在的問題進一步改造完善工程設施、提升管理能力和水平，為農業(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。

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、精細設計、分步實施。首先要對灌區(qū)的狀況進行全面系統(tǒng)的評估，對反映灌區(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)境狀況的綜合指標和反映灌區(qū)內部管理服務水平、灌排渠系和建筑物等硬件設施狀況的細部指標進行全面調查評估，提出灌區(qū)在資源配置、工程設施、管理技術、管理體制機制、安全運行、供水能力、生態(tài)環(huán)境等方面存在的問題，特別是要對灌排系統(tǒng)供水排水能力和關鍵問題進行系統(tǒng)分析。

在對灌區(qū)狀況進行調查評估的基礎上，全面展望灌區(qū)所服務的區(qū)域農業(yè)、城鎮(zhèn)生活、工業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護對水的需求，以灌區(qū)現(xiàn)代化改造要實現(xiàn)的目標為導向，有針對性地制定灌區(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、管理體制機制改革、管理能力提升、數(shù)字化智慧灌區(qū)建設、生態(tài)環(huán)境建設與保護、灌溉遺產(chǎn)保護與利用等方面。

灌區(qū)現(xiàn)代化改造不是簡單的工程設施改造，而是在整體規(guī)劃方案的基礎上，綜合選擇應用適宜的工程、技術和管理措施，特別是要注重工程措施與現(xiàn)代化管理技術和模式之間的結合和相互促進作用，把輸配水網(wǎng)與信息網(wǎng)和服務網(wǎng)三網(wǎng)緊密融合，加強水利專業(yè)技術與信息化專業(yè)技術相結合。

進一步改造完善灌區(qū)骨干輸配水系統(tǒng)、進一步改造改善控制建筑物及設備、建設完善水量計。

智慧灌區(qū)技術

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

依靠傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗管理方式難以對灌區(qū)工程系統(tǒng)進行安全、及時、高效、精準和經(jīng)濟的運行管理，也難以實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置和高效利用。灌區(qū)農業(yè)現(xiàn)代化以及多功能、多用途發(fā)展對供水服務提出了更高的要求，這就迫切需要通過應用信息化、數(shù)字化、智能化和自動化技術提升灌區(qū)管理能力和水平。同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新興信息技術的迅速發(fā)展和深入應用，全國水利信息化建設亦進入了全方位、多層次發(fā)展的新階段，為數(shù)字灌區(qū)、智慧灌區(qū)的建設奠定了基礎。

要按照“需求牽引、應用至上”的要求，規(guī)劃設計數(shù)字灌區(qū)智慧灌區(qū)建設，加快灌區(qū)計量設施、智慧決策系統(tǒng)、閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)、信息化管理系統(tǒng)建設進程。實現(xiàn)灌區(qū)管理由依靠人工經(jīng)驗向數(shù)字化、智慧化管理的轉變，對于灌區(qū)灌溉、抗旱和防洪由事中事后被動應對向事前主動預測、預報、預警和預案轉變，實現(xiàn)灌區(qū)管理智慧化科學決策和優(yōu)化運行調度。

數(shù)字灌區(qū)智慧灌區(qū)主要規(guī)劃建設內容應當包括如下方面：

1.提升物聯(lián)感知能力

擴大灌區(qū)渠系、水利工程設施的監(jiān)測范圍，提升水利管理活動的動態(tài)感知能力；積極推進灌區(qū)水位、流量、降雨、水質等水情、工情和水事等前端物聯(lián)感知能力建設。

2.提升遠程監(jiān)控能力

提升灌區(qū)控水設備設施自動化程度和遠程控制水平。根據(jù)“無人值班，少人值守”的原則，面向灌區(qū)閘門、泵站、分水洞等工程設施，按照智能調水與人工遠程調水相結合的方式，進行灌區(qū)控水工程的遠程控制改造。

3.提升灌區(qū)網(wǎng)絡系統(tǒng)

在現(xiàn)有網(wǎng)絡基礎上，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)絡架構，擴展覆蓋范圍、擴充帶寬，形成覆蓋都江堰灌區(qū)及各管理處的水利信息業(yè)務網(wǎng)。

4.開發(fā)應用灌區(qū)管理“智慧大腦”

在感知到的和其他相關數(shù)據(jù)資源的基礎上，基于對供水和需水動態(tài)變化的預測分析，開發(fā)應用數(shù)字灌區(qū)和智慧灌區(qū)管理系統(tǒng)，為灌區(qū)工程設施運行調度提供數(shù)字化、智能化組件、算力、算法等支撐。構建灌區(qū)水利模型和算法模型庫，研究應用深度挖掘、智能學習等技術，建設可擴展的云端超算能力，提高灌區(qū)數(shù)據(jù)處理分析及業(yè)務應用能力，為灌區(qū)實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置管理及防汛抗旱預測、預報、預警和預案提供技術保障。根據(jù)灌區(qū)的渠系、閘門等硬件設施的特性，以及灌區(qū)水量供需平衡情況和預報數(shù)據(jù)，對渠系輸配水過程的模擬和優(yōu)化，提供最佳輸配水方案，為工程設施優(yōu)化運行調度提供決策支持。

5.開發(fā)應用灌區(qū)管理決策支持和自動化監(jiān)控管理系統(tǒng)

灌區(qū)改造的最終目標是實現(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條件，而要真正實現(xiàn)高效用水、提高灌區(qū)服務水平，還必須要有科學的決策。

本文來源：中國節(jié)水論壇