灌区信息化十二五发展形势及分析 - 中国水利技术信息中心

1、灌区信息化灌区信息化 “ “十二五十二五” ” 发展形势及分析发展形势及分析陈陈 金金 水水 计算机计算机与与信息学院信息学院210098 210098 南京市西康路一号南京市西康路一号Hohai UniversityHohai UniversityHohai University 01Hohai University 01 大家都知道，大型灌区信息化已经经历大家都知道，大型灌区信息化已经经历了了 “十五十五”、“十一五十一五” 两期的试点建设，两期的试点建设，共有共有51座灌区参与。座灌区参与。 其中，第一期试点其中，第一期试点30座灌区，共投资座灌区，共投资1.8564亿元，第二期试点亿元

2、，第二期试点36座灌区（有座灌区（有15座座是一期延续下来的），共投资是一期延续下来的），共投资2.3162亿元。亿元。 “十五十五”、“十一五十一五” 两期信息化试点建设的大型灌区两期信息化试点建设的大型灌区HohaiHohai University 02 University 02Hohai University 03Hohai University 03 今年是今年是 “十二五十二五” 的第一年，的第一年，“十二五十二五” 灌区灌区信息化如何开展？信息化如何开展？很多灌区问我，邀我去商量和讨论。很多灌区问我，邀我去商量和讨论。农水司也要我在年底前提交一个灌区信息化试点建设农水司也要我在年

3、底前提交一个灌区信息化试点建设的总结，在总结的基础上给出的总结，在总结的基础上给出 “十二五十二五” 发展的意发展的意见和建议，包括目标、方式、规模、投资额度等。见和建议，包括目标、方式、规模、投资额度等。Hohai University 04Hohai University 04 同时，针对今年同时，针对今年9月月7日日 “引嫩入白引嫩入白” 工程信息工程信息化可研方案审查会上，水利部李国英副部长关于化可研方案审查会上，水利部李国英副部长关于 “十二五十二五” 灌区要实现灌区要实现信息化、数字化和智能化信息化、数字化和智能化发发展的讲话精神，农水司李远华副司长要我根据灌区的展的讲话精神，农水

4、司李远华副司长要我根据灌区的实际情况，结合实际情况，结合 IT 的发展趋势，诠释这的发展趋势，诠释这 “三化三化”，并给出一个具体、实用、可行的方案。并给出一个具体、实用、可行的方案。Hohai University 05Hohai University 05 因此，因此，“十二五十二五” 灌区信息化建设已不能灌区信息化建设已不能再局限于原来的信息化思路上，而要向更高的再局限于原来的信息化思路上，而要向更高的层面发展。这是我们都得思考的问题。这也是层面发展。这是我们都得思考的问题。这也是灌区信息化灌区信息化 “十二五十二五” 发展规划发展规划 “迟迟迟迟” 未未能出台的一个重要原因。能出台的一

5、个重要原因。Hohai University 06Hohai University 061 水利发展形势水利发展形势Hohai University 07Hohai University 071.1 2011 1.1 2011 年中央一号文件年中央一号文件 2011年中央一号文件是年中央一号文件是“中共中央中共中央 国务院关于加快水利改国务院关于加快水利改革发展的决定革发展的决定”，其中，其中，着重强调了农田水利的建设与发展着重强调了农田水利的建设与发展。 纵观历史上的一号文件会发现，中央历来重视农村的建设、纵观历史上的一号文件会发现，中央历来重视农村的建设、改革和发展。中共中央在改革和发展。

6、中共中央在1982年至年至1986年连续五年发布以年连续五年发布以农业、农业、农村和农民农村和农民（“三农三农”）为主题的中央一号文件，对农村改革）为主题的中央一号文件，对农村改革和农业发展作出具体部署。和农业发展作出具体部署。2004年至年至2011年又连续八年发布以年又连续八年发布以“三农三农”为主题的中央一号文件，强调了为主题的中央一号文件，强调了“三农三农”问题在中国问题在中国社会主义现代化时期社会主义现代化时期 “重中之重重中之重” 的地位。的地位。Hohai University 08Hohai University 081.2 1.2 陈雷部长对陈雷部长对 “ “一号文件一号文件

7、” ” 的解析的解析 “农田水利建设滞后是影响农业稳定发展和国家粮食安全的最农田水利建设滞后是影响农业稳定发展和国家粮食安全的最大硬伤。从根本上改变靠天吃饭的局面、持续提高农业综合生产大硬伤。从根本上改变靠天吃饭的局面、持续提高农业综合生产能力，能力，首先要夯实农田水利这个基础首先要夯实农田水利这个基础。 ” ” “ “从农业和农村发展来看，实现全国新增亿斤粮食从农业和农村发展来看，实现全国新增亿斤粮食生产能力的规划目标，确保国家粮食安全，生产能力的规划目标，确保国家粮食安全，最大的制约因素是水，最大的制约因素是水，最薄弱的环节是农田水利最薄弱的环节是农田水利，特别是近年来频繁发生的严重干旱，

8、特别是近年来频繁发生的严重干旱，充分说明农田水利建设滞后仍然是影响农业稳定发展和国家粮食充分说明农田水利建设滞后仍然是影响农业稳定发展和国家粮食安全的最大硬伤安全的最大硬伤 。”（再次强调农田水利建设的重要性再次强调农田水利建设的重要性） 20112011年年1 1月月2929日水利部部长陈雷接受新华社独家专访时的答记者问日水利部部长陈雷接受新华社独家专访时的答记者问Hohai University 09Hohai University 09 到到 2020 年，基本完成大型灌区和重点中型灌区续建配套和节水年，基本完成大型灌区和重点中型灌区续建配套和节水改造任务。结合全国新增千亿斤粮食生产能力

9、规划实施，在水土资改造任务。结合全国新增千亿斤粮食生产能力规划实施，在水土资源条件具备的地区，源条件具备的地区，新建一批灌区，增加有效灌溉面积。实施大中新建一批灌区，增加有效灌溉面积。实施大中型灌溉排水泵站更新改造，加强重点涝区治理，完善灌排体系。加型灌溉排水泵站更新改造，加强重点涝区治理，完善灌排体系。加快推进小型农田水利重点县建设。加强灌区末级渠系节水改造和田快推进小型农田水利重点县建设。加强灌区末级渠系节水改造和田间工程配套。支持山丘区加快间工程配套。支持山丘区加快 “五小水利五小水利” 工程建设。大力发展工程建设。大力发展节水灌溉，推广先进节水灌溉技术。发展牧区水利节水灌溉，推广先进节

10、水灌溉技术。发展牧区水利。（部署（部署2011年年至至2020年农田水利建设的主要工作）年农田水利建设的主要工作） 6月月13日陈雷部长在水利部党组中心组（扩大）学习班上的讲话日陈雷部长在水利部党组中心组（扩大）学习班上的讲话Hohai University 10Hohai University 10 要落实从土地出让收益中提取要落实从土地出让收益中提取 10% 用于农田水利用于农田水利建设的政策，确保足额提取、定向使用，同时在中央建设的政策，确保足额提取、定向使用，同时在中央和省级层面统筹部分资金，解决好土地出让收益与农和省级层面统筹部分资金，解决好土地出让收益与农田水利建设资金需求不匹配的

11、矛盾。田水利建设资金需求不匹配的矛盾。 （落实农田水利建设（落实农田水利建设的资金）的资金） 2011年年7月月11日陈雷部长在全国水利系统贯彻落实中央水利工日陈雷部长在全国水利系统贯彻落实中央水利工 作会议精神动员大会上的讲话作会议精神动员大会上的讲话Hohai University 11Hohai University 112 2 水利信息化水利信息化 “ “十二五十二五” ” 发展规划发展规划 针对针对 “十二五十二五” 期间的水利发展规划，水期间的水利发展规划，水利部委托水利部水利信息中心与河海大学起草了利部委托水利部水利信息中心与河海大学起草了全国水利信息化发展全国水利信息化发展 “

12、十二五十二五” 规划规划。Hohai University 12Hohai University 122.1 “2.1 “十二五十二五”水利信息化发展思路水利信息化发展思路 “十二五十二五”水利信息化发展的总体思路是：水利信息化发展的总体思路是： 着力做到着力做到“从局部单一发展向整体全面推进转变、从信息从局部单一发展向整体全面推进转变、从信息技术驱动向应用需求带动转变、从信息资源分散使用向共享利技术驱动向应用需求带动转变、从信息资源分散使用向共享利用转变、从片面强调建设向建设与管理并重转变、从满足日常用转变、从片面强调建设向建设与管理并重转变、从满足日常需求向提升综合决策支撑能力和确保安全转

13、变需求向提升综合决策支撑能力和确保安全转变”的的“五个转五个转变变”。（质的转变质的转变） 全国水利信息化发展全国水利信息化发展“十二五十二五”规划规划（征求意见稿）（征求意见稿） 第二章第二章 总体思路与原则总体思路与原则Hohai University 13Hohai University 132.2 “2.2 “十二五十二五”水利信息化发展规划范围水利信息化发展规划范围 根据全国水利发展根据全国水利发展“十二五十二五”规划的统一安排，结合全规划的统一安排，结合全国水利信息化发展和需求，在统筹考虑各流域实际情况的基础国水利信息化发展和需求，在统筹考虑各流域实际情况的基础上，上，“十二五十二

14、五”规划主要针对水利部及直属单位规划主要针对水利部及直属单位（即中央一级，（即中央一级，地方各省也要编制自己的发展规划）地方各省也要编制自己的发展规划），其中，水利信息化重点，其中，水利信息化重点工程建设也包括了地方的建设任务。工程建设也包括了地方的建设任务。 全国水利信息化发展全国水利信息化发展“十二五十二五”规划规划（征求意见（征求意见稿）稿） 第二章第二章 总体思路与原则总体思路与原则Hohai University 14Hohai University 142.3 “2.3 “十二五十二五”水利信息化发展建设项目及投资水利信息化发展建设项目及投资 根据需要与可能，经估算，根据需要与可能

15、，经估算，“十二五十二五”水利信息化水利信息化建设总投资建设总投资 701,635 701,635 万元（年均万元（年均140,327140,327万元），其中，万元），其中，中央投资中央投资 563,880 563,880 万元（约占万元（约占80.4%80.4%），地方配套投资），地方配套投资 137,755 137,755 万元（约占万元（约占19.6%)19.6%)。 Hohai University 15Hohai University 15“十二五十二五”水利信息化发展共建设水利信息化发展共建设 21 21 个项目个项目 01 01 国家防汛抗旱指挥系统二期工程国家防汛抗旱指挥系统

16、二期工程 02 02 国家水资源管理系统国家水资源管理系统 03 03 国家水土保持基础信息系统国家水土保持基础信息系统 04 04 中国农村水利综合管理信息系统中国农村水利综合管理信息系统（规划投资（规划投资7.87.8亿）亿） 05 05 全国水利水电工程移民安置管理信息系统全国水利水电工程移民安置管理信息系统 06 06 水利电子政务系统二期工程水利电子政务系统二期工程 07 07 水利卫星应用系统水利卫星应用系统 08 08 水利工程建设与管理信息系统水利工程建设与管理信息系统 09 09 水文业务管理信息系统水文业务管理信息系统 10 10 农村水电及电气化管理信息系统农村水电及电气

17、化管理信息系统 11 11 全国重点中小型水库防汛报警通信系统全国重点中小型水库防汛报警通信系统Hohai University 16Hohai University 16“十二五十二五”水利信息化发展共建设水利信息化发展共建设 21 21 个项目个项目 12 12 全国防汛抢险应急机动通信工程全国防汛抢险应急机动通信工程 13 13 山洪和重点蓄滞洪区通信建设工程山洪和重点蓄滞洪区通信建设工程 14 14 视频会商系统整合与扩展视频会商系统整合与扩展 15 15 水利应急管理系统水利应急管理系统 16 16 水利数据中心水利数据中心（也包括农（也包括农村村水利的数据）水利的数据） 17 17

18、 水利信息化标准体系建设水利信息化标准体系建设 18 18 水利网络与信息安全保障系统水利网络与信息安全保障系统 19 19 水利信息化关键技术研究水利信息化关键技术研究 20 20 水利信息化公共与基础软件推广水利信息化公共与基础软件推广 21 21 水利信息化人才队伍建设水利信息化人才队伍建设 全国水利信息化发展全国水利信息化发展“十二五十二五”规划规划（征求意见（征求意见稿）稿） 第四章第四章 主要任务与项目主要任务与项目Hohai University 17Hohai University 173 3 农村水利信息化农村水利信息化 “ “十二五十二五” ” 建设规划建设规划Hohai

19、University 18Hohai University 183.1 农村水利建设现状农村水利建设现状 至至2008年止，对全国年止，对全国200多座大型灌区和多座大型灌区和26座重座重点中型灌区实施了续建配套节水改造项目建设；对点中型灌区实施了续建配套节水改造项目建设；对67处大型泵站实施了更新改造项目建设；建设了处大型泵站实施了更新改造项目建设；建设了100个个节水灌溉示范项目和节水灌溉示范项目和50个牧区水利试点项目；组织实个牧区水利试点项目；组织实施了施了1750个个“民办公助民办公助”小型农田水利工程项目建设；小型农田水利工程项目建设；新建了新建了4万余处农村饮水安全集中式供水工程

20、等。万余处农村饮水安全集中式供水工程等。Hohai University 19Hohai University 19 针对农村水利建设和管理的特点和长期存在针对农村水利建设和管理的特点和长期存在的问题，为了尽快扭转这种阻碍农村水利发展的的问题，为了尽快扭转这种阻碍农村水利发展的局面，水利部农村水利司于局面，水利部农村水利司于20102010年委托我起草了年委托我起草了 农村水利信息化建设农村水利信息化建设 “ “十二五十二五” ” 规划规划。Hohai University 20Hohai University 203.2 “3.2 “十二五十二五” ” 农村水利信息化建设的任务农村水利信息化

21、建设的任务 根据根据 “ “十一五十一五” ” 水利信息化发展实际情况和水利信息化发展实际情况和 “十二五十二五” ” 农村水利信息化发展目标，农村水利信息化发展目标，“十二五十二五”农农村水利信息化建设将村水利信息化建设将以信息化基础设施建设为先导，以信息化基础设施建设为先导，大力推进业务应用系统建设大力推进业务应用系统建设，使农村水利信息化对农，使农村水利信息化对农村水利工作的整体支撑提高到一个新的水平。村水利工作的整体支撑提高到一个新的水平。 Hohai University 21Hohai University 21 （1）实现）实现100处百万亩以上重点大型灌区的渠首视处百万亩以上重

22、点大型灌区的渠首视频、总引水量、关键输配水参数等的在线监测，在有频、总引水量、关键输配水参数等的在线监测，在有代表性地区推广代表性地区推广1000万亩全渠道控制系统。万亩全渠道控制系统。 （2）实时监测）实时监测100座大型泵站的机组效率、总耗电座大型泵站的机组效率、总耗电量、运行台时等重点参数。量、运行台时等重点参数。 （3）实时采集）实时采集300座千吨万人以上规模的水厂（乡座千吨万人以上规模的水厂（乡镇农村饮水）的总供水量、总耗电量、水质等数据。镇农村饮水）的总供水量、总耗电量、水质等数据。 （4）完成）完成1个全国灌溉试验总站、个全国灌溉试验总站、32个省级中心灌个省级中心灌溉试验站、

23、溉试验站、91个重点灌溉试验站的信息化改造。个重点灌溉试验站的信息化改造。Hohai University 22Hohai University 22 所谓所谓 “全渠道控制系统全渠道控制系统” 就是针对一就是针对一条完整的渠道，在所有的控制节点安装条完整的渠道，在所有的控制节点安装 “一体化闸门一体化闸门”，实现水资源的自动调配和，实现水资源的自动调配和控制。控制。Hohai University 23Hohai University 23老式闸门老式闸门 一体化闸门一体化闸门Hohai University 24Hohai University 24一体化闸门的安装一体化闸门的安装 一体化

24、闸门的结构一体化闸门的结构Hohai University 25Hohai University 25一体化闸门实例一体化闸门实例Hohai University 26Hohai University 26一体化闸门实例一体化闸门实例Hohai University 27Hohai University 27 “一体化闸门一体化闸门” 是水利部的是水利部的 “948” 项目，引项目，引进澳大利亚进澳大利亚 Rubicon 公司的技术，初步国产化后公司的技术，初步国产化后已经应用到已经应用到安徽的淠史杭灌区（安装了安徽的淠史杭灌区（安装了5扇）、宁扇）、宁夏的青铜峡灌区（安装了夏的青铜峡灌区（安

25、装了11扇）和山西汾河灌区扇）和山西汾河灌区（安装了（安装了2扇）扇）。 “一体化闸门一体化闸门” 也是水利工程设施也是水利工程设施 “工业化工业化制造制造” 的改革性尝试。的改革性尝试。Hohai University 28Hohai University 28 “乡镇水厂乡镇水厂” 是保证农村饮水安全是保证农村饮水安全的重要设施，是水利部的重要设施，是水利部 “ “十二五十二五” ” 农村水农村水利建设的重要内容。利建设的重要内容。Hohai University 29Hohai University 29 Hohai University 30Hohai University 30乡镇水

26、厂控制与管理系统组成及结构乡镇水厂控制与管理系统组成及结构 “灌溉试验站灌溉试验站” 是研究作物需水，是研究作物需水，制定种植结构和灌溉水资源调配方案的基地；制定种植结构和灌溉水资源调配方案的基地；也是研究末级渠道水位也是研究末级渠道水位- -流量关系，实现面向流量关系，实现面向用水户的精准用水户的精准、简单简单、经济的量水试验场地。经济的量水试验场地。Hohai University 31Hohai University 31Hohai University 32Hohai University 32都江堰龙泉山灌溉试验站都江堰龙泉山灌溉试验站Hohai University 33Hohai

27、 University 33测量作物根系水埋深的试验田气象监测设施测量作物根系水埋深的试验田气象监测设施Hohai University 34Hohai University 343.3 “3.3 “十二五十二五” ” 农村水利信息化建设的内容农村水利信息化建设的内容Hohai University 005Hohai University 005Hohai University 36Hohai University 364 “4 “十二五十二五” ” 灌区现代化发展思路灌区现代化发展思路 水利部李国英副部长在水利部李国英副部长在 “ “引嫩入白引嫩入白” ” 工工程信息化建设可行性研究方案讨论

28、会上的讲话明程信息化建设可行性研究方案讨论会上的讲话明确了确了“十二五十二五” ” 灌区灌区现代化现代化发展的思路。发展的思路。 - 2011- 2011年年9 9月月7 7日于水利部三楼会议日于水利部三楼会议室室Hohai University 37Hohai University 37 “ “灌区事业、灌溉技术是今后发展方灌区事业、灌溉技术是今后发展方向。定额灌溉全国还找不到可借鉴的例子。永向。定额灌溉全国还找不到可借鉴的例子。永远拍脑袋永远实现不了灌区远拍脑袋永远实现不了灌区现代化现代化。下决心走。下决心走下去一定能走出农业灌区现代化的康庄大道。下去一定能走出农业灌区现代化的康庄大道。”

29、Hohai University 38Hohai University 38 “ “今天，农水司主要领导都来了，旗今天，农水司主要领导都来了，旗扛起来，作个示范。灌区信息化的规范谁写？扛起来，作个示范。灌区信息化的规范谁写？写不出来。这个工程（引嫩入白）要全国推广，写不出来。这个工程（引嫩入白）要全国推广，诸位专家要扛起重任，诸位专家要扛起重任，要确实是示范、样板、要确实是示范、样板、管用、可看、可学、可借鉴管用、可看、可学、可借鉴。”Hohai University 39Hohai University 391 1 需求牵引、应用至上需求牵引、应用至上2 2 统一规划、分步实施统一规划、分步

30、实施3 3 总体设计、模块管理总体设计、模块管理 4 4 数学模拟、注重参数数学模拟、注重参数5 5 阶段先进、扩展升级阶段先进、扩展升级6 6 稳扎稳打、持续利用稳扎稳打、持续利用对灌区现代化建设的建议对灌区现代化建设的建议Hohai University 40Hohai University 40 1 1、需求牵引、应用至上、需求牵引、应用至上 不能为了信息化而信息化，不能不能为了信息化而信息化，不能是游离于我们之上的一般信息化概念，不是游离于我们之上的一般信息化概念，不能只是表演，花拳绣腿，不能撇开灌区信能只是表演，花拳绣腿，不能撇开灌区信息化调度过程。息化调度过程。 Hohai Uni

31、versity 41Hohai University 41 2 、统一规划、分步实施、统一规划、分步实施 从水源到灌区，渐进推进，逐步完善。从水源到灌区，渐进推进，逐步完善。 Hohai University 42Hohai University 42 3 3、总体设计、模块管理、总体设计、模块管理 引嫩入白不光是灌区，有工业、引嫩入白不光是灌区，有工业、城市、湿地供水，要形成管理模块。城市、湿地供水，要形成管理模块。 Hohai University 43Hohai University 43 4 4、数学模拟、注重参数、数学模拟、注重参数 核心是数学模拟，由若干方程核心是数学模拟，由若干方

32、程组成，方程的表达准不准，不在模型和组成，方程的表达准不准，不在模型和方程，在于参数。方程，在于参数。Hohai University 44Hohai University 44 5 5、阶段先进、扩展升级、阶段先进、扩展升级 信息化发展非常快，要留有信息化发展非常快，要留有升级余地，光纤只埋到干线，田间升级余地，光纤只埋到干线，田间怎么办？怎么办？Hohai University 45Hohai University 45 6 6、稳扎稳打、持续利用、稳扎稳打、持续利用 信息化设施要用得比较长的时间，信息化设施要用得比较长的时间，如通信用光纤还是微波，要有判断，否则如通信用光纤还是微波，要有

33、判断，否则会推倒重来。会推倒重来。Hohai University 46Hohai University 46第一步：实现信息化第一步：实现信息化第二步：实现数字化第二步：实现数字化第三步：实现智能化第三步：实现智能化灌区现代化的具体实现步骤灌区现代化的具体实现步骤Hohai University 47Hohai University 47第一步：实现信息化第一步：实现信息化 信息化是灌区现代化发展的第一阶段。主要是满足管理者信息化是灌区现代化发展的第一阶段。主要是满足管理者对所有信息的查询。（例如引嫩入白）有水源工程、输水工程、调对所有信息的查询。（例如引嫩入白）有水源工程、输水工程、调节工

34、程（如洋沙泡）、灌区工程，在中心实现快速查询，包括信息节工程（如洋沙泡）、灌区工程，在中心实现快速查询，包括信息采集、传输、存储、表达四个系统先做起来。具体要了解（嫩江）采集、传输、存储、表达四个系统先做起来。具体要了解（嫩江）水位、流量是多少、泵站前池最小埋深、运行能否最高效率。不能水位、流量是多少、泵站前池最小埋深、运行能否最高效率。不能只是视频看看。泵站内每台机组的运转情况，各种参数反映，都应只是视频看看。泵站内每台机组的运转情况，各种参数反映，都应能查出来。渠道的信息化要点到每个断面所有特征信息都要出来。能查出来。渠道的信息化要点到每个断面所有特征信息都要出来。洋沙泡水库参数采集，然后

35、是灌区渠系分布、作物种植结构、长势洋沙泡水库参数采集，然后是灌区渠系分布、作物种植结构、长势等都要能查到。等都要能查到。Hohai University 48Hohai University 48这个阶段要求：这个阶段要求： 界面要友好、形象、直观，查的图要矢界面要友好、形象、直观，查的图要矢量化，尽可能可视化，尽可能灌区参数全覆盖。量化，尽可能可视化，尽可能灌区参数全覆盖。传输要迅速，实现远程操作，在白城就能启动泵传输要迅速，实现远程操作，在白城就能启动泵站和闸门。这些都没有技术障碍、攻关等问题，站和闸门。这些都没有技术障碍、攻关等问题，只要能集成，当然要花钱。只要能集成，当然要花钱。Hoh

36、ai University 49Hohai University 49第二步：实现数字化第二步：实现数字化 这一阶段是是灌区现代化的核这一阶段是是灌区现代化的核心内容，满足管理者科学决策的需要。心内容，满足管理者科学决策的需要。Hohai University 50Hohai University 50 1 1、要建立一套农作物生长期内对水需求的模拟系统，如大、要建立一套农作物生长期内对水需求的模拟系统，如大棚育秧就能抢出棚育秧就能抢出2020天时间。水稻每个阶段对水都有精确的、不同的天时间。水稻每个阶段对水都有精确的、不同的需求，有自身的规律，多、少都会减产。要建立水稻生育期的数学需求，有自

37、身的规律，多、少都会减产。要建立水稻生育期的数学模拟，要有水稻专家。模拟，要有水稻专家。 2 2、有一套生育期有效降雨的准确监测、有一套生育期有效降雨的准确监测 3 3、土壤墒情准确监测，数据放入数学方程。河南的灌区十、土壤墒情准确监测，数据放入数学方程。河南的灌区十分钟分钟8 8千万亩灌区的墒情就传到省里。千万亩灌区的墒情就传到省里。 4 4、蒸发监测与气温有关系。、蒸发监测与气温有关系。 5 5、水、肥对水稻生长的计算系统。、水、肥对水稻生长的计算系统。 6 6、水、肥生长函数数字化的完整的数学模型耦合成决策支、水、肥生长函数数字化的完整的数学模型耦合成决策支持系统，需要水利工程师、信息化

38、工程师、农业工程师。同样，这持系统，需要水利工程师、信息化工程师、农业工程师。同样，这一切也没有不可攻克的技术，有想法就能实现。一切也没有不可攻克的技术，有想法就能实现。Hohai University 51Hohai University 51 实际上，信息化建设好的灌区，其工程建设和业务管理的实际上，信息化建设好的灌区，其工程建设和业务管理的信息（如工程信息、水情信息等）基本上都做到了数字化，这信息（如工程信息、水情信息等）基本上都做到了数字化，这里主要强调作物生长期全过程水、肥、温度等需求信息的数字里主要强调作物生长期全过程水、肥、温度等需求信息的数字化。它包括作物生长期全过程的需水模型

39、的建立，针对实时的化。它包括作物生长期全过程的需水模型的建立，针对实时的田间信息，实现较为科学、精准的水量调配以及动态控制，从田间信息，实现较为科学、精准的水量调配以及动态控制，从真正意义上达到节水增效。真正意义上达到节水增效。 “十二五十二五”期间打算在信息化建设较好的灌区开展数字化期间打算在信息化建设较好的灌区开展数字化的试点，在此基础上逐步实现智能化。的试点，在此基础上逐步实现智能化。 Hohai University 52Hohai University 52示例示例 针对作物个体的针对作物个体的 “ “微湿润灌溉微湿润灌溉” ” （Moisture IrrigationMoistur

40、e Irrigation）。）。 Hohai University 53Hohai University 53微湿润灌溉的原理微湿润灌溉的原理微湿润管微湿润管Hohai University 54Hohai University 54微湿润灌溉的原理微湿润灌溉的原理Hohai University 55Hohai University 55微湿润灌溉的原理微湿润灌溉的原理Hohai University 56Hohai University 56微湿润灌溉的优点微湿润灌溉的优点1、区别于以往各种间歇式给水灌溉（浇灌、喷灌、渗灌、滴灌等），、区别于以往各种间歇式给水灌溉（浇灌、喷灌、渗灌、滴灌等

41、）， 微润灌溉首次实现了连续灌溉。连续灌溉的特点在于：它的给水行为与微润灌溉首次实现了连续灌溉。连续灌溉的特点在于：它的给水行为与植物的吸水行为恰当拟合，在时间上同步，在数量上匹配，是一种最适植物的吸水行为恰当拟合，在时间上同步，在数量上匹配，是一种最适宜植物生命过程的灌溉方式。宜植物生命过程的灌溉方式。2、地下灌溉可直接向植物根部给水施肥，避免了地面蒸发损失、地下灌溉可直接向植物根部给水施肥，避免了地面蒸发损失、 径流径流损失和地下渗漏损失，所供之水几乎全部经历作物生理过程消耗，是一损失和地下渗漏损失，所供之水几乎全部经历作物生理过程消耗，是一种非常节水的灌溉方式，实践表明，比滴灌还节水种非

42、常节水的灌溉方式，实践表明，比滴灌还节水6080%。3、系统中不含水泵、电机、控制柜等机电设备，不需泵房。造价低廉，、系统中不含水泵、电机、控制柜等机电设备，不需泵房。造价低廉，便于推广。便于推广。4、系统运行不需机械动力驱动，比滴灌降低能耗至少、系统运行不需机械动力驱动，比滴灌降低能耗至少95%。解决了。解决了“省水不省电省水不省电”问题。问题。 5、系统傻瓜式自动运行，无须专业人员管理，降低了管理费用。、系统傻瓜式自动运行，无须专业人员管理，降低了管理费用。Hohai University 57Hohai University 57第三步：实现智能化第三步：实现智能化 这是最高阶段，共产主

43、义了。不再由人来操纵泵这是最高阶段，共产主义了。不再由人来操纵泵站、引水口，是自动模拟生成。依据数据传输到中心，站、引水口，是自动模拟生成。依据数据传输到中心，经耦合实现自动化操作。如日本市场上的商品化机器人经耦合实现自动化操作。如日本市场上的商品化机器人已到智能化阶段，自己判断；又如汽车发展，手挡到自已到智能化阶段，自己判断；又如汽车发展，手挡到自动档到无人驾驶。灌区现代化也是这是那个阶段，但要动档到无人驾驶。灌区现代化也是这是那个阶段，但要总体规划、循序渐进、分步实施。总体规划、循序渐进、分步实施。Hohai University 58Hohai University 58 智能化是相对的

44、，它只能在特定的作物、时段、区域智能化是相对的，它只能在特定的作物、时段、区域条件下实现优化的水资源自动调配，也就是说智能化只是条件下实现优化的水资源自动调配，也就是说智能化只是特定的时、空、对象、过程下的优化与自动化。另外，智特定的时、空、对象、过程下的优化与自动化。另外，智能化的基础是丰富的、针对不同条件的水资源调配模型库，能化的基础是丰富的、针对不同条件的水资源调配模型库，具体调配时，根据当时、当地情况，通过分析算法从模型具体调配时，根据当时、当地情况，通过分析算法从模型库中匹配出最适合的模型，并且给定具体参数自动执行。库中匹配出最适合的模型，并且给定具体参数自动执行。 “十二五十二五”

45、期间，智能化可以作为示范研究，积累经期间，智能化可以作为示范研究，积累经验后，根据模型库的发展和成熟情况，在验后，根据模型库的发展和成熟情况，在“十三五十三五”尝试尝试扩大推广应用面扩大推广应用面。 Hohai University 59Hohai University 59当然，如何理解和实现李国英副部长当然，如何理解和实现李国英副部长关于信息化和现代化的精神，还需要我们关于信息化和现代化的精神，还需要我们从事水利事业的人深入从事水利事业的人深入学习和实践学习和实践。Hohai University 60Hohai University 60根据李国英副部长关于灌区现代化发展的思根据李国英副

46、部长关于灌区现代化发展的思路，水利部计划在路，水利部计划在 2020 年前建成年前建成国家灌区监测国家灌区监测系统系统。 目前，目前， 2011 年至年至 2020 年年国家灌区监测系国家灌区监测系统建设规划统建设规划的项目任务书已经提交水利部。的项目任务书已经提交水利部。Hohai University 61Hohai University 61国家灌区监测系统建设规划国家灌区监测系统建设规划的主要工作的主要工作 通过评估了解灌区信息化建设现状，调研分析与灌溉相关的通过评估了解灌区信息化建设现状，调研分析与灌溉相关的气象、墒情、水资源、防汛和流域机构等相关信息系统建设和数气象、墒情、水资源、

47、防汛和流域机构等相关信息系统建设和数据共享状况，调查了解关于水分、土壤和作物相关的数学模型研据共享状况，调查了解关于水分、土壤和作物相关的数学模型研究现状，摸清灌溉试验站和水利信息网络建设现状，提出国家灌究现状，摸清灌溉试验站和水利信息网络建设现状，提出国家灌区监测系统的总体思路、发展目标与任务，分区发展策略，实施区监测系统的总体思路、发展目标与任务，分区发展策略，实施重点及实施计划、投资估算、效益分析与成果评价。同时提出国重点及实施计划、投资估算、效益分析与成果评价。同时提出国家灌区监测系统的运行维护机制及规划实施的保障措施。家灌区监测系统的运行维护机制及规划实施的保障措施。Hohai Un

48、iversity 62Hohai University 62 根据李国英副部长关于灌区现代化发展的思根据李国英副部长关于灌区现代化发展的思路，我对灌区信息化，乃至现代化的路，我对灌区信息化，乃至现代化的 “十二五十二五” 发展，向农水司提出了三个关键技术研究的建议。发展，向农水司提出了三个关键技术研究的建议。 Hohai University 63Hohai University 631、灌区基础数据分类、定义及规范化研究、灌区基础数据分类、定义及规范化研究 灌区基础数据指灌区水资源调配过程中涉及的供用水信息、工灌区基础数据指灌区水资源调配过程中涉及的供用水信息、工程建筑物信息，以及业务管理信

49、息等。基础数据各个灌区基本相同。程建筑物信息，以及业务管理信息等。基础数据各个灌区基本相同。按照现代信息技术，基础数据既服务于应用程序，又独立于应用程按照现代信息技术，基础数据既服务于应用程序，又独立于应用程序，因此，基础数据是应用系统的公共数据源。如果不统一基础数序，因此，基础数据是应用系统的公共数据源。如果不统一基础数据的分类、定义及规范其内容和结构，任由各个灌区自行设计，除据的分类、定义及规范其内容和结构，任由各个灌区自行设计，除了重复劳动、重复投资外，限于灌区信息技术的水平，必然增大应了重复劳动、重复投资外，限于灌区信息技术的水平，必然增大应用系统开发的难度和费用，特别是不利于数据交换和系统集成，给用系统开发的难度和费用，特别是不利于数据交换和系统集成，给信息共享设置障碍。信息共享设置障碍。 这个关键技术研究要在全面调查、分析不同的灌区基础数据所这个关键技术研究要在全面调查、分析不同的灌区基础数据所包含的内容与特性的基础上，从应用需要出发，研究分类方法，定包含的内容与特性的基础上，从应用需要出发，研究分类方法，定义数据项的属性，规范结构，为各灌区数据库的设计，以及数据的义数据项的属性，规范结构，为各灌区数据库的设计，以及数据的共享、互操作等应用打好基础。共享