灌区配水
京津冀石津灌区高效用水综合管理
1.概述
传统的灌区水利业务信息化存在信息标准规范不健全、重硬件轻软件、系统集成能力差、没有对灌区问题合理的调控手段等问题，严重制约了灌区智慧农业的发展。本服务以应用出发去建设硬件采集站点，并基于综合集成调控平台，采用数字水网方式对灌区多水源、输配水渠系、退水渠系、取退水口进行宏观到微观的概化，并在水网的每个节点上通过图和表的方式对相关信息进行表达，来实现灌区信息综合管理；此外，综合调控平台对灌区土壤环境质量状态、作物生长状态、水资源状态、气候状态等状态信息进行检测、评价，并基于评价结果进行问题识别，最后基于问题导向，根据灌溉规制，来实现灌区的多水源水肥协同灌溉安全调控，继而实现灌区配水的智慧化。
2.灌区高效用水综合管理特点
（1）能够实现灌区信息的综合管理
（2）能够实现灌区用水过程的监测评价
（3）能够对关键用水环节进行在线评价，并进行问题识别
（4）能够以问题为导向进行灌区用水安全调控
3.应用案例—京津冀石津灌区高效用水综合管理
河北省石津灌区的高效用水综合管理界面如下图，首先在图下方对灌区的实体水网进行了数字化的表达，包括水源地、取水口、输配水渠系、灌溉区域、退水口、退水渠系等基本信息和监测信息。从中可以查看不同水源地规模、取退水口位置及设计流量、输退水渠系长以及上下渠系关系、不同时间水质监测类别与监测值、不同时间的取水流量监测等信息。
点击上图石津灌区数字水网各个节点，可以展示相关节点的基本信息、监测信息以及统计信息，如下图所示。
为了对关键灌溉单元进行用水问题的安全调控，需要进一步对灌区进行微观层面的概化，如下图为对石津灌区南分干灌溉区域的进一步概化。在概化后的水网上可以查看区域的灌溉水源、水闸泵站工程、输退水渠系等布设情况，点击相应的节点即可展示相关的基本信息和水质水量监测信息，如下图所示。
灌区灌溉管理的一切工作都是围绕着“作物的水分盈亏以及灌区周边生态环境保护”这个主题进行的，所以对灌区作物的生长状态、土壤环境状态、供水水源状态以及农田气候状态进行检测评价，并以问题为导向，以灌溉规制为指导，可以实现对灌区作物水肥药盈亏的安全调控，来实现粮食高产与环境保护，下图为灌区关键问题安全调控的流程图以及相关环节的状态信息。
本案例暂时实现了对灌区多水源配水的安全调控。即在灌区土壤含水量、降水量、蒸发量、土壤环境容量等检测的基础上，计算灌区作物的需水量，然后可以根据不同的水源类型优先级规制、水源地距离最近规制、土壤环境容量规制等灌溉规制，实现多水源协同调控灌溉。
以上灌区高效用水综合管理服务实现了灌区信息从宏观到微观的管理，实现了从点到面的层次化关系表达，并逐级进行可视化展现，还能够对灌区遇到的关键水问题进行安全模拟调控，从而实现了灌区的高效用水的主题化、业务化、流程化。
运行视频如下：