安徽省驷马山灌区因驷马山引江工程得名[1]，是安徽省第二大灌区、安徽省最大的提水灌区[2]，涵盖滁河上、中游和池河上游地区。灌区以提引长江水为主，滁河上已经建设的节制闸起到节制灌溉水位和拦蓄降雨径流的作用。灌区规划为五级提水，设计灌溉面积24.36 hm2，涉及皖苏两省市10个县（市、区）。但灌区信息化整体技术水平比较落后，存在问题较多。文章对灌区的信息化现状进行研究，阐述其存在的问题，从需求、总体规划、系统研究、架构规划、系统整合、调度优化、路径实施和方案运行方面对灌区信息化建设提出建议。1驷马山灌区信息化现状采用信息化的采集系统包括3个水文站的水文信息自动采集系统；3个站所的水位监测点水位采集系统；11处水质自动监测站点；78处测量水设施正在建设，暂未投入使用；乌江站、一、二、三、四级站自动化控制系统均已建成；驷马山各单位均完成视频监控系统的建设。信息化的应用系统为水利部系统、水利厅系统、自有系统[3]。2驷马山灌区水利信息化建设存在的问题驷马山灌区水利信息化建设起步早，投入不足，未建设统一的应用系统为灌区工程及运行管理提供支撑，只有骨干工程实现了自动化控制和少量的水文、视频信息的采集。早期自动化控制存在设备老化、功能不能完全稳定使用的问题，在实际运行中未启用自动化控制[4]。驷马山灌区仅有3个水位（乌江闸、襄河口闸、晋集闸）、雨量信息采集点的站点布设少、密度低，滁河二级、三级、四级站自建的水位站信息未接入管理处和省水文局网站，只能在站内进行信息查询，并通过电话上报。水质自动监测站由于缺少专业人员维护保养，设备时常出现故障，难以正常使用，多次维修未能解决，只能回归到人工采样送检。量测水工程正在建设[5]，未投入使用，由于设计技术标准低，1/3量测水站点数据采用泵站效率曲线推流演算方法，测量结果与实际数据存在差异，精确度不够。视频监控系统未建立统一的监控平台，且部分站点视频建设比较早，建设标准和技术要求已经落伍，画面不清晰，查看速度慢。乌江站、一级站、二级站控制系统部分功能需要人工干预配合才能够使用，且襄河口闸控制系统存在系统不稳定，导致采集不到数据。第一，规划不全面。驷马山灌区信息化建设项目缺失顶层设计，未做到全局规划、整体考虑；对灌区的信息化的结构、功能、需求和层次等未进行分类、统筹和整合；上级信息系统、本级系统和下属单位系统之间未整合，无法进行对接。第二，信息采集的覆盖范围及内容不全面。灌区信息采集包括水情、雨情、工情、农情、墒情等信息。但目前信息采集的范围和要素不全面，与数字灌区的标准和目标相距较大。第三，各系统分散，未能充分利用。多个应用系统均分散构建，没有形成体系和有效整合，不能充分发挥作用；信息化建设成果相互分割，无法实现信息资源的共用共享以及业务的相互协同。第四，与数字孪生流域建设的要求差距较大。驷马山灌区在数字建设上与水利部已经部署加快数字孪生流域建设存在较大差距，灌区业务网传输能力、存储能力、业务应用能力、业务综合分析能力均不足，与现在技术发展不相称。第五，没有充分利用新技术。灌区涉及水文、雨情、工程运行等信息系统，但系统和业务未能融合；对先进科技成果不信任，对新的信息未进行有效利用；水资源管理、水旱灾害防御和工程运行等专业系统尚未开展，灌区信息化建设未形成协同的工作环境，应用效果较差；大数据、人工智能、虚拟现实技术未能广泛应用。3灌区信息化建设的必要性近年来，驷马山灌区社会经济发展和生态文明建设对灌区水资源支撑保障要求提高，灌区的功能定位也随之发生了变化，供水从以农业灌溉为主，发展到城镇供水；生态供水和安全饮水由无到有且不断增加；气候异常，灌区水资源时空分布不均加剧，水资源供需矛盾日趋紧张，灌区供水保障能力亟待提高。将灌区管理调度由以人工、经验为主转型为数字化、智能化管理；从比较粗放的阶段提升到智慧化的水平，实现灌区水资源的合理利用、优化配置、精准调度和节约保护。因此，建设数字灌区以提高灌区供水保障能力具有重要意义。3.1水利建设未来发展的方向和趋势随着互联网、物联网、5G技术等的快速发展，新的技术在灌区得到了广泛应用。从开始的人工采集、分析和处理评价分析到信息数字化和智能化，将高新技术和灌区业务深度融合，通过信息化建设，充分挖掘水利大数据，提升水旱灾害防御预判能力，综合分析水资源分配效率，减少自然灾害的损失，全面提升灌区管理能力。3.2驷马山灌区用水功能的改变驷马山灌区的功能是为了满足农业灌溉的需要，但随着经济社会发展，灌区功能发生了较大改变，供水从以农业灌溉为主，发展到城镇供水和自然生态补水，水资源需求量增加。依托科学的分析计算模型与人工智能技术综合精确计算，实现精量灌溉，提升闸泵的自控水平，做到节水增效，实现灌区水资源的合理利用，灌区调度智能化。3.3夯实粮食安全是大型灌区的重要职责保证粮食安全是大型灌区的基本职责，驷马山灌区是安徽省重要的商品粮生产基地，灌区信息化建设可以实现灌区内的高标准农田的建设，提升粮食产量。4灌区信息化建设的建议4.1依据问题导向，需求牵引，做好需求分析从满足灌区水资源调度、水旱灾害防御、工程管理、工程运行、水质保护、城乡供水等管理业务需求出发，实现数字化、智能化、智慧化的管理。灌区水资源调度要按照“总量控制、定额配水、以供定需、水权到县、县界计量”的原则及时制订精准配置调度方案；水旱灾害防御要科学编制预案和应对措施；工程管理要实现标准化、规范化、制度化；工程运行要安全、稳定、可靠；水质保护要实时监测、及时预警、有效应对；城乡供水要及时保障、动态监测、精确计量。服务对象需求分为上级机关领导、处领导、机关科室工作人员、处直属单位工作人员、基层站所工作人员、灌区用水户、社会公众等。关键业务需求主要有水旱灾害防御、水资源配置与调度、工程管理、水利工程建设管理、节水、泵闸远程控制等需求。信息采集需求包括水情监测、流量监测、雨情监测、水质监测、工情监测、视频监控、土壤墒情监测等信息。信息资源存储与管理需求主要包括信息资源内容分析、信息资源标准化分析、信息资源存储、信息量估算、信息共享需求。运行环境需求主要包括硬件环境、软件环境和通信网络。系统性能需求包括总体系统和信息系统性能，总体体系性能包括基本性能、数据处理及共享交换和数据查询。从物理安全、数据恢复、系统故障等技术方面增强防范能力，并且在管理方面能够保障灌区信息系统的运行安全。系统集成需求包括新建系统的集成、与自建系统的集成、与外部系统的集成。4.2高标准高规格进行信息化规划（1）规划原则。站在全局的高度，科学确定目标任务，统一安排，合理设计总体架构，实行统筹安排，顶层设计。在统一规划的架构内，区分轻重缓急，突出重点，急用先建，整体推进。对已有的信息资源进行有效整合，实行资源利用的最大化。采用成熟的技术标准，保证其可靠性、安全性、稳定性，技术标准可以适度超前，但不能落伍。信息化建设完成后，规划前要设置合理的内部管理机制及运行管理措施，保证能够达到设计目标。（2）规划总体目标[6]。建设完成的时间为5年，如以2021年为基准年，近期水平为2023年，远期水平为2025年。（4）规范范围。驷马山灌区主干渠、各个基层站所、闸泵站等有效灌溉范围内所涉及的区域均在本范围内。4.3开展系统功能研究结合驷马山灌区实际，研究数字灌区的内涵和功能定位。坚持问题导向，以需求为牵引，认真分析灌区水资源调度、水旱灾害防御、工程管理运行、水质保护、城乡供水等业务管理上存在的短板和弱项，特别是针对水资源管理调度数字化、智能化、智慧化的要求，提出数字灌区的系统功能。4.4规划数字灌区系统构架以灌区智慧大脑为核心，灌区信息采集、控制、传输系统为基础，管理应用系统为重点，支撑服务系统为保障，在已建的灌区信息化系统的基础上，系统集成、拓展延伸、分期建设，逐步完善灌区基础信息采集体系、传输体系、智慧应用体系、支撑保障体系、远程会商和决策支持体系，为灌区科学管理、水资源精准调度提供支持[7]。数字灌区系统总体架构如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.09.030.F001图1数字灌区系统总体架构4.5整合灌区现有信息化系统将建设的灌区管理系统平台、水资源调度中心、量测水设施等纳入数字灌区，为灌区建设和管理提供信息化服务支撑。4.6优化灌区水资源管理调度方案统筹城市和农村，统筹生活用水、生产用水、生态用水，统筹蓄、引、提、调四种水源调配。将天气预测、作物需求、旱情监测、水源调度纳入数字灌区系统，根据形势变化能够及时做出动态优化调度方案，全面提升灌区水资源管理调度水平和供水保障能力。4.7谋划数字灌区实施路径将数字灌区建设与灌区续建配套、现代化改造有机结合，推进其在灌区现代化改造进程中成为灌区现代化建设的重要推动力量，按照数字灌区总体规划和分年度建设方案组织建设实施。4.8设计数字灌区管理运行方案在灌区信息化现有管理能力的基础上，根据数字灌区运行维护的需要，提出与此相适应的数字灌区管理运行机制，按照水利信息化的有关规定，预算灌区管理的专业管理人员的人数以及年度管护经费，提出人员编制和管理经费问题的解决方案。5结语灌区信息化的建设发展是提升灌区管理水平和提高灌溉效益的有效手段之一。驷马山灌区信息化建设工程较为复杂，综合性强、建设难度大，不确定性因素较多。在建设前期把风险因素考虑周全，做好统筹规划、顶层设计工作，落实方案措施，可以为驷马山灌区信息化建设提供有力的支撑，提升驷马山灌区整体信息化水平。