位山灌区数字灌区建设实践

马胜男，陈晓璇

（聊城市位山灌区管理服务中心，山东 聊城 252000）

聊城市位山灌区是山东省最大的灌区，信息化建设起步较早，自2017 年开始，应用物联网、大数据、云计算、卫星遥感、无人机等先进技术进行新的软件开发和设施、设备配置，形成初具规模的智慧型灌区框架体系，并在工作中得以运用。

1 位山灌区数字建设概况

位山灌区在多年信息化建设的基础上，按照水利部“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的要求和山东省水利厅数字河湖建设要求，建设完善了五大系统：一是水情监测系统，包括水情自动监测站点95 处，共享县区监测站点1 010 处，灌区管理范围支渠口用水监测覆盖率达98%；二是墒情及地下水监测系统，共112处，为供水决策提供实时数据；三是闸门远程自动系统，包括测控一体化闸门35 处、闸门控制站点52 处88 孔，干、支渠重要闸门实现自动化控制；四是视频监控系统，共1 070 余处，实现干渠沿线无死角、管理站所全覆盖；五是通信系统，包括敷设光纤247 km、建成1 个中心枢纽、7 个信息收集分中心，信息传输快速、安全、稳定。

目前，位山灌区已建成由1 个中心、2 大平台、N 项业务组成“1+2+N”数字灌区体系。1 个中心是数字化管理集控中心，集中控制水情、雨情、墒情、工情等各类信息，承载灌区管理各项业务的安全运行。两大平台是智慧供水平台和标准化规范化管理，相互支撑。数字网格管理“党建+”、智慧供水、工程管理、司法协作、景区管理、融合监督、考核评价等N 项业务，实现业务应用全覆盖，促进灌区治理体系和治理能力的现代化建设。

2 主要功能和应用效果

2.1 智慧供水，推进水资源集约节约利用

1）预报预演，科学决策。根据作物生长规律、黄河水情、灌区工情，平台综合分析旱情遥感、墒情监测、气象预报和位山灌区灌溉试验站多年试验数据，生成供水预案，预演水头到达各站点时间和流量以及受益面积，并可分析预案中存在的不足，及时调整，形成最优方案。

2）精准计量、高效配水。利用渠道断面全自动测流系统，完成分层测点测速，量测数据自动传输到平台，自动完成流量计算、水量统计，大大提高了工作效率。据统计，系统投入使用以来，量水测水效率提高50%，测验精度提高3%，整编工作年均节约1 300 人·d，效率提高了80%，配水效率提高了11%。

3）总量预警，集约节约。当出现水情信息异常变化、用水户水量接近临界值等情况，平台可发出实时预警，为总量控制、定额管理提供支持。此外，平台还能够根据各用水户的用水情况，进行不同等级的预警，如用水量超过计划水量的90%发出黄色预警，用水量超过计划水量的120%发出红色预警。

4）精细管理，智能供水。在末级供水示范区，通过使用泵站机井一体的射频卡，实现地表水和地下水综合管控、联合调度，支撑保障农田用水需求。用水户在射频部首刷卡即可取水，供水信息实时上传县级平台，也同步上传至市级平台，实现市级平台总量控制、县级平台过程控制、末级渠系精准控制，精准计量到农户，智慧供水到田间。

2.2 智慧管理，助推灌区管理更加集约高效

1）党建活动。通过党建地图，党员信息一目了然，支部情况一图可见，党建活动一屏掌控，量化积分一体更新。职工还可在线学习、在线测试，优秀党员风采循环展播，激励创先争优，引领作风建设，增强干部职工的凝聚力、向心力。

2）工程管理。1 000 多个摄像机全天候监测285 km、9 000 万m2的水域岸线，对堤防损坏、道路损毁、倾倒垃圾、戏水游泳等进行自动采集识别，工作人员将发现问题及时推送给责任网格员，按照流程处置后形成管理闭环。同时，网格员在工程巡检过程中，也可以通过手机终端，将发现的问题实时上传，整个考核工作也在平台上进行，形成水域岸线全监测、巡检轨迹实时查、异常情况随手拍、巡查资料网上管、绩效考核一键成的工程巡检、考核机制。根据平台统计数据，发现堤防、建筑物和渠道、安全生产等问题3 000 余条，处置率达100%。

3）融合监督。依托信息平台，推行码上监督马上办，在灌区工程管理范围内广泛张贴二维码，沿渠群众、工程参建单位等扫码反映问题、提出意见，平台接收问题后，由工作人员分类梳理、推送转办，责任单位限时处理、平台反馈，实现了问题收集全覆盖、民意传递无障碍、服务群众零距离的良好局面。

4）司法协作。“水政+公安+检察+法院”水行政执法与司法协作机制是位山灌区的创新举措，在数字灌区建设过程中，将司法协作工作流程进行网上再造，实现了信息共享、智能联动。通过网络数据专线与公安部门、河长办信息平台等进行连通，打通信息壁垒，实现了“无人值守智获证据、协作流程数字可视、问题处置线上联动、网络确认闭环管理”的目标，形成打击危害水安全、破坏水环境、影响水生态问题的强大合力。

平台常态化监测渠道堤防情况，对“四乱”等问题信息通过大数据手段进行智能分析，形成事件热力图，联合公安、检察院等部门对事件易发多发区域及时间段进行科学研判、精准布防、重点管控，提高了事件的处置效率。

2.3 灌区“一张图”，扎实应用运行基础框架

基于灌区基础电子地图和多时相高分遥感影像，集成灌区确权范围，各类工程建筑物包括骨干渠道、大型节制闸、渡槽，水利风景区等场景以及供水管理、堤防管理、工程管理等业务信息，赋予地理信息属性，以二维或三维的手法实现展示、浏览、查询、检索以及空间分析功能，形成了覆盖整个灌区的数据地板。在此基础上，依托大数据及其挖掘分析为灌区规划、水资源管理、河渠保护等工作提供服务。

3 存在问题及对策

3.1 工程欠账制约数字灌区建设进程

长期以来位山灌区工程建设投入不足，骨干工程大部分已运行20 多年，支渠及以下工程配套率、完好率较低，在一定程度上影响和制约数字灌区建设和发展。对此，应紧紧抓住大型灌区续建配套与现代化改造契机，有效缓解灌区因早期建设标准低、运行时间久、历史欠账多而面临的工程设施配套不足等矛盾，提升工程标准和管理水平，加快推进现代化灌区建设进程。

3.2 数字灌区建设运行资金不足

位山灌区数字灌区建设还没有长效投入机制，仅仅依靠灌区自筹难以为继。建议纳入各级财政预算，以中央财政补助资金为主，申请省、市级配套资金，同时加强项目建设管理和资金管理，健全廉政风险防控机制，确保资金使用效益和项目廉洁安全。

3.3 重复建设现象依然存在

根据建设需求的不同由不同开发企业分别承担数字灌区建设内容，导致数据互不相通、缺乏整合，导致管理冗余、资源浪费。对此，应按照统一的标准规范，对灌区已建及待建信息化系统、用水管理等相关的数据资源进行调查与梳理，形成统一管理和服务的数据整合共享资源目录体系，实现与流域、省（市）级平台或外部相关系统的数据资源共享，形成前后贯通、协同共享的运营体系。

3.4 信息化人才队伍保障能力有待加强

随着信息技术在日常管理工作中的广泛应用，在网络安全、技术关联、管理协同等方面也面对新的挑战，原有的水利工程和计算机专业人员已无法满足日益繁重、专业性强的运行维护工作，信息化专业技术人才队伍亟待充实，人才力量亟需加强。对此，应加大高素质专业人才培养力度，着重在一线实践中培养锻炼人才，培育壮大数字技术工程师队伍，支撑和引领数字灌区高质量发展。

4 建议措施

4.1 夯实基础设施

持续建设一体化水利感知网，完善骨干渠系自动化控制及配套视频监控，实现灌区水雨情、气象、水质、墒情、工情等要素的广泛动态感知，提升水利工程自动化控制及供水调度能力，为数字孪生灌区建设提供全方位算据支撑。

4.2 建强智能中枢

建设位山灌区水利数据中心，提升计算存储能力，为数字灌区提供强大的算力支撑。建设灌区水利模型平台，对物理水利及其影响区域的互动过程进行全息精准化模拟和仿真推演，为灌区数字孪生运行提供同步仿真支撑和智能算法服务。

4.3 丰富业务应用

构建包括水旱灾害防御、水资源管理与调配以及全面覆盖日常管理工作N 项业务的智能应用系统平台。突出灌区旱情预警预报系统、水资源配置与智能调度系统、水利工程建设与运行管理系统等的应用，全面提升灌区预测预报、分析评价与决策支持能力，实现智慧化模拟与精准化决策。