卢鑫 刘泉斌 刘文宝
德州市李家岸灌区运行维护中心 山东省德州市 251500
摘 要: 文章对比了传统技术手段与新兴信息技术在灌区灌溉、水利工程管理中的效率，提出基于物联网技术的新型 HANA 处理服务器信息技术，以传感网、传输网和应用网为基础的网络化服务平台，对监测信息进行资源整合，经处理后形成特定指令，下达各个接受端，从而达到节约用水和循环用水的目的。
关键词 : 信息技术; 水利灌溉; 节水管理; 信息化
1 研究背景
我国是一个干旱严重的国家，现有可用水资源总量 2. 8 万亿 m 3 ，且呈地区分布不均，水土资源不匹配，旱涝灾害频发的现状，其中，可用于农业灌溉用水量仅为 5 500 亿 m 3 ，在全国总用水量中占比为 19. 64%，而且，我国也是农业大国，对灌溉用水需求量依然很大，但就目前现状而言，显然无法满足农业用水，因此，如何采取更加高效的节水模式显得尤为重要。在传统农业灌区时水资源的利用属于粗放型管理，几乎未考虑过节约用水和循环用水的模式，这也导致了大量水资源的浪费，造成水利成本较高。在现代农业灌溉理念的引导下，逐步引入信息技术作为水利灌区指导，通过监测点的多点布设，卫星遥感技术应用，水文遥测终端配套使用等新型科技手段的投入应用，不仅在农业经济发展中发挥着重要作用，同时，
也为水资源的合理利用，环保节水等方面，发挥着积极效能。
2 信息技术组织架构
将信息技术引入水利工程和农业灌溉管理终端，主要是新增GPRS或北斗定位模块，实现信息监测、采集、传输与处理的远程管控，可应用于水位水文信息监测，降雨量分布遥测，灌区用水流量监测，高温天气蒸发量观测，以及水质分析和环境监测等内容，通过对所需信息的数字化或图像化处理，更加方便管理人员掌握水利资源的实时动态，及时作出应急反应和紧急处理，确保水利设备安全高效运行，使得水资源被合理利用。按照现有物联网思维对水利管理信息化技术进行了模块化处理，见图 1。
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图 1 信息化处理技术架构
( 1) 基础信息网建立，即对全国所有涉及水利工程和农田灌区的地点设置观测点，并编号管理，对每一个子区域的水利信息进行详细采集，汇总后建立基础信息的信息化网络。
( 2) 基础数据库建立，即根据不同监测信息的需求，进行详细分类，针对水文信息、挥发量信息、水质信息、水污染信息、用水量信息等进行合理划分，以国家数据库的形式进行分类管理，在特定时间需要调取某一区域某一类信息时，可以更加便捷高效地提取数据，为提供管理者进行更好决策。
( 3) 综合管理平台建立，即将所有采集到的信息置于同一应用平台之上，存储于服务器的终端，也便于信息提取与共享，同时，便于模块化管理的处理与更新。
3 信息技术管理模式与实现流程
3. 1 管理模式
灌区节水的灌溉工程是一项程序复杂的系统工程，尤其引入信息化处理模块后，增加了很多数据传感器，在监测收集数据的同时，也要确保线路传输的安全稳定性，见图 2。
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图 2 灌区信息化管理模式结构
在图2 中的信息化管理模式介入应用了物联网技术，能够加强各子系统与服务设备之间的网络通信。通过对服务器的创新改造，将传统服务器的一些弊端，如利用存储器对普通数据进行计算，效率低、运行速度慢，可存储容纳数据有限等，这些条件均不利于针对灌区灌溉对数据需求量大，计算效率高，运行速度快，传输稳定等方面的要求满足。因此，需要根据服务需要，引入新型的 HANA 服务器，相较于传统服务器以“行存储”为主的内存式计算模式，新型 HANA服务器则采取的是以“列存储”为主的内存式计算模式，通过该模式的变革，使得计算效率和速度有了明显提升，举例说明，在处理以亿级数据为单位的报表
时，传统服务器的处理时间大约为 29. 415 s，才能得出较为准确的数据结果; 同等条件下，若要得出相同准确度的结果，使用 HANA 服务器进行数据处理，则可将计算时间提高到 101 ms，计算运行速率较传统计算模式提高了至少千倍以上。
根据信息技术的共享化、公开化特点，我们可以将所有有用信息集成于一个统一综合平台，实现信息资源的共享与交流，同时对于各方反馈信息进行及时更新与修正，便于提高综合管理与运用水平。利用这些实时数据，综合平台指挥中心的调度人员可根据需要及时调配资源，使其得到节约化、合理化的利用，同时通过科学规划，划分出若干个上下游用水单元，实现上游节水可补给下游用水，下游通过再生模式或蒸发模式返回大气降水，再对上游进行补给，如此一来，可充分调配利用水资源，同时实现节水与循环“再生”利用的平衡。
3. 2 信息技术实现流程
鉴于灌区信息技术管理模式的建立，我们可优化设计，完善其实现运行的各个流程，见图 3。
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图 3 信息技术工作流程设计
工作流程按照设计程序可分为如下几个步骤执行指令:
步骤 1: 数据采集。在输入“开始”指令后，系统自运行进行数据采集，灌区内多个监测点同时工作，采集指令所需信息，同时筛选无用信息进行过滤，对采集到的信息进行处理回传，输送回终端提供分析。步骤 2: 数据处理。对回传的数据进行分析处理，生成具有指定意义的不同代码和符号，通过参数设置调整，调用模块生成处理后的数据结果。步骤 3: 下发结果指令。信息处理结束后，根据处理结果生成一定目的的指令，指令通过传输被各个部
门所接收，显示在显示器界面上。步骤 4: 指令处理结果追踪。对下达指令后数据执行的处理结果进行追踪，若反馈信息在执行过程中出现错误，则会触发预警警告，以便采取解决方案; 若正确完成指令，则会反馈“已完成”信息，结束指令。
4结语
通过变革传统技术对灌区灌溉和水利工程的管理理念，创新思维，创新管理方法，引入信息化技术到实践当中，不仅能够高效管控有限水资源的合理利用和科学调配，同时，做好各个环节的细节管理，发挥职能调度的承上启下管理，实现部门间的信息传递与共享，提高服务与管理效率。
参考文献
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