三农深度调查|一线看春灌③:数字技术“加持”,催生春灌之变

2024-03-25 09:33:06 发布  来源:大众报业·农村大众客户端

“王新章,1号,6亩地,大约浇4个小时。”

“王中华,2号……”

该浇地了,滨州市阳信县翟王镇马王村水管员王同声根据村民的日程安排,错开了每家每户的用水时间。自从该村升级了田间水利设施,村民拿IC卡在智慧灌溉测控终端系统上刷一下,水就会流经地下管道,到达距离该户最近的出水口,接上软管,即可灌溉。上一户浇完,王同声就电话通知下一户来刷卡,一切紧锣密鼓,井然有序。

马王村的灌溉新“景象”,得益于新型灌溉设备及信息管理平台。村民用手机号注册账户,充值及遥控取水均可在手机端完成,大大节约了人力和时间成本。信息管理平台通过“以电计水”的方式自动折算水费,以往粗放的灌溉方式得到进一步集约。

王同声安装出水口上体,刷卡后即可实现灌溉。

老水管员既感到新奇,又欣喜地接受。在山东,从田间到渠系,再到灌区;从用水的方式到供水的调度,再到数据的整编,大数据和物联网等现代技术的应用,真正为水利插上了智慧的“翅膀”,而科技创新正是发展新质生产力的核心要素。水利“新质生产力”,让今年的春季灌溉悄悄地发生着一些变化。

王同声说,以前灌溉,次次都是“大场面”。地多的家庭,往往是用三轮车拉着水泵抽水带,一家老小都来帮忙。马王村户籍人口800多人,但常年在家人口不到600人,其中老年人又占了很大比例。很多村民在外务工,每年因为农事不得不返乡,这也使村里的劳动力“溢价”,雇人浇地的费用连年水涨船高。

“现在好了,一个妇女就能浇,而且40分钟就能浇一亩,足足节省了三分之一的时间!”王同声说,全村集中灌溉时间,跟着缩短了3—5天。

据阳信县水利局提供的数据,灌溉成本由每亩40元下降到每亩20元。更值得一提的是,伴随着用水条件和配套设施的改善,“旱能浇、涝能排”的田间灌排体系随之诞生。2023年,马王村夏粮平均亩产在1100斤以上,就连以往村里盐碱化程度最重的几块地,也交出了平均亩产700多斤的“答卷”。

取水方便,也不代表想用就用。客水资源有限,从省县(市、区),再到企业、机关和农田,层层都有用水指标,生产生活还得“量水而行”。聊城市位山灌区管理服务中心供水管理科科长张俊介绍,流量需求程序按照“自下而上”的原则逐级上报,配水供水则是“自上而下”,“要水”“供水”之间,灌区要根据各地区水情、雨情、墒情等实际情况,调整不合理需求,制定科学的配水方案。

在这一环节,数字孪生平台建设发挥了极大作用。

“传统管理模式下,都是凭经验拟定方案,而方案是否科学,实际运行后才能知晓答案,动态调整存在一定的滞后性,极易造成水资源浪费和用水不均衡现象。”张俊说,要使有限的水资源发挥最大效益,调度管理大有文章可做。数字孪生灌区是水利科技创新平台建设的实践。

啥是数字孪生灌区?位山灌区管理服务中心主任王会忠介绍,数字孪生灌区是对物理灌区全要素和建设运行,全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演,通过与物理灌区同步仿真运行、虚实交互、迭代优化,能够实现对物理灌区的实时监控、发现问题、优化调度等。

水动力仿真模型正在进行预演。

现在,利用数字孪生技术手段,位山灌区供用水管理逐步实现了从经验决策向模型智慧精准决策的转变。结合数字孪生平台采集到的墒情、雨情、黄河来水情况等数据,利用配水调度模型,分析渠系和闸群的水利拓扑关系,生成配水调度方案,并通过水动力仿真模型进行预演——蓝色水模型以动画效果沿着大屏上的渠道轨迹缓缓“流动”,在配水调度平面概化图上,水位、流量一览无余,预计到达时间精确到秒。

作为数字孪生技术应用的基础,前端数据采集首先实现了自动化。每天早上,过水渠道上的全自动轨道测流车准时从测流房缓缓驶出,自动测量渠道过水分层流速,完成流量计算。

位山灌区周店管理所所长曹洪博参加工作20多年,见证了测流设施由“纯手摇”到“半自动”到“全自动”的变化,“半自动时期,每个站点测一次需要两个人,来回要花费近1小时,再用计算器计算,填写到测流报表上,时间非常紧张,再早的阶段就更不用说了。”曹洪博说,现在,灌区骨干渠道上35处测站全部实现了自动化,测流时间节省50%以上,测流精度提高3%。此外,重点闸门的启闭也实现了远程自动化,每年节省人工700余人,节水800万立方米。

位山灌区共有35套全自动轨道测流系统。

据了解,“十三五”以来,山东省累计实施106处大中型灌区节水改造,建设一批自动量测水、视频监控和闸泵远程测控设施,实现干支渠重要水情、工情在线传输。

来自“一线”的数据自动传输至灌区数字孪生平台,管理所信息分中心和位山灌区智慧调度中心的工作人员可以实时观测。据了解,该灌区是水利部数字孪生灌区试点之一。依托数字孪生平台,灌区日常管护也实现了“人巡”变“技巡”,2023年,智慧平台实时上传巡检记录20874条,排查异常460处。

重点闸门实现远程启闭,节省了工作人员在路上的时间和精力,更重要的是,起到节水效果。

在山东,除了位山灌区,还有滨州市属灌区、德州豆腐窝灌区和东营路庄灌区共4处灌区入选全国试点,数量居全国第一。

一个个数字孪生灌区建设,带动灌区管理水平在多个坐标上的提升。借助数字孪生灌区试点机遇,齐河新增水情、墒情、视频等监测点位,全县高效节水灌溉面积达到102.59万亩,占有效灌溉面积的97.7%;滨州以一张图构建“四梁八柱”,加强水利、水文、大数据、自然资源等部门数据共享,利用时空大数据资源成果,在GIS图上集成河流、堤防、水库、水闸等数据,形成引黄调水、数字河湖、城市防汛等5个专题图;路庄灌区依托“都水”智慧水利平台,推动灌区管理由“人工管理”向“智慧管控”转变,实现“农田旱涝灾害预报、违规用水预警、极端天气预演、粮食产量预判”灌区新“四预”目标……

滨州小开河灌区智慧大型灌区平台。

去年,全国数字孪生灌区建设现场会在位山灌区召开。会上,山东省水利厅厅长黄红光介绍,目前,我省正以信息化工程设施为基础,以水情、工情、墒情多元数据融合为手段,以4处试点灌区为重点,推动建设省级灌区运行管理系统,高标准打造“业务引领、智慧驱动”的全省灌区“一张图”。

水利“新质生产力”,未来更可期。

大众报业·农村大众记者 周桐 通讯员 李俊泰 马俊杰 李茂珍