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“两山”染绿黄河岸 | 从一滴黄河水里看见水资源调配“新算力”

作者:大众网 时间:2026-10-15 17:33:58 浏览:

山东省聊城市位山灌区灌溉试验站试验田旁,农户认真翻看手机上的“需水预测报告”:“过去浇地凭经验,现在浇多浇少、何时浇,手机上写得明明白白,省水还增产。”不远处的位山灌区智慧调度中心里,285公里渠道、800多处建筑物尽收数字驾驶舱“云端”,黄河来水、闸门状态实时跳动。从试验田到调度中心,从鲁西到鲁北,一场由“经验管水”向“数智治水”的变革已在山东引黄灌区逐一铺开。

调度更“准”:数字孪生让黄河水“用得明白”

位山灌区是全国第五大、山东最大的灌区,自1958年兴建以来,540万亩设计灌溉面积撑起聊城近三分之二耕地,2300公里渠系把黄河水送进田间地头。过去这里“测流靠人跑、调闸靠人守”,风吹日晒、昼夜连轴是常态。如今,依托“1+3+N”数字孪生体系,灌区把水情、工情、墒情、雨情全要素纳入感知网,配水调度、水动力仿真等模型让决策“凭经验”变成“按数据”。

2026年春灌高峰时,需水预测模型提前锁定干旱片区,为最需要水的麦田精准“输血”:灌区布设35处全自动测流系统,较传统方式测流时间节省五成以上、精度提高3%;依托数字孪生平台纳管渠道水利用系数、糙率等边界条件,动态模拟输配水全过程,实现从经验决策向模型决策的跨越,春灌实践中可实现亩均用水量节省约10立方米。

位山引黄闸历经两度改造,投资1.5亿元建成八孔液压启闭现代化水闸,设计引水流量每秒240立方米,稳居山东引黄涵闸之最,既缓解主河槽下切带来的引水之困,又兼顾引黄入冀、引黄济津等跨流域调水重任。

调度中心解决“水往哪去”,灌溉试验站回答“水该用多少”。作为全国最早按国际标准建设的灌溉试验站之一,位山灌区灌溉试验站布设2处气象观测站、63个专业测坑、11块大田试验区及地下观测廊道、通量观测塔,联合清华大学、济南大学、黄科院等持续攻关,累计采集超2000万条数据,建成华北农业水文研究“数据基准库”。

依托这些“第一手资料”,试验站在全省首创发布冬小麦需水预测报告,科学测算最优灌溉量、最佳灌溉时间,确定本地区冬小麦最适宜灌溉定额为每亩140立方米。数据说话、定额管水,成果在示范区推广后,亩均灌水量由170立方米降至140立方米,节水17.6%的同时亩增产75公斤——省水与增产在科学灌溉中实现了双赢,为华北平原节水农业提供了可复制的样本。

管网更“清”:立体监管让灌溉用水“看得见”

数字化并非一花独放。在鲁北,滨州市引黄灌溉服务中心把簸箕李、小开河、韩墩三大灌区整体纳入数字孪生平台,布设35台轨道式自动测流车、1444处高清监控,249个水闸全部实现远程自动控制和24小时视频监控,织就“空天地水人”一体化感知网。

以往引水配水靠人工计算和经验,上游容易过度灌溉、下游只能被动等水;如今平台依托供需水预报、干渠配水、调度方案评价等模型,可提前一个月自动生成18座水库和367条干支渠引水方案,对各支渠口的配水流量、时间作出科学配置,从根本上化解“上游抢先、下游抢水”的矛盾。凭借“先下游、后上游、错峰引水、区域轮灌”的配水新法,滨州在用水量不变的情况下连续两年实现冬小麦普浇一遍。

这套系统的价值还在于“看得见、管得住”。从无死角的全域监控到各节点的远程智控,从轨道测流车回传的实时流量到遍布灌区的水情墒情信息,工作人员动动鼠标便能查看各沟渠实时画面、远程开关任一水闸,还能指挥无人机升空巡检基础设施,天地人一体化巡检让过去靠人跑腿、半夜值守的工作量大大减轻。

作为全国首批数字孪生灌区试点,滨州还把岗位管理、用水计划申报等业务集成上云,让数字水网同时服务“管好水”与“用好水”两个方向。这个严重缺水、人均水资源占有量不足全国平均水平八分之一的城市,用“管钱”的理念管水,在全省率先出台《数字水务建设规划》,其做法获水利部典型案例推广、全国灌区会议三次交流发言。每一滴黄河水,就这样在鲁北平原被精打细算地用在了刀刃上。

节水更“优”:制度与技术并进守护“齐鲁粮仓”

如果说智慧调度是“技术升级”,水价水权改革就是“机制重塑”。在德州,引黄指标约束趋紧、水资源总量不足,倒逼经营主体向精准灌溉要效益。平原“吨半粮”创建核心区引入指针式喷灌机、滴灌设备、水肥一体化等装备,依据作物生长规律与土壤墒情科学调控灌溉量与时机,过去4000多亩地需十几人忙活近二十天,如今三四人三五天即可浇完。

地处鲁北盐碱区的庆云县,把引水与排盐一体推进:探索沟渠治理与盐碱地改良相结合,在地下埋设吸水管,盐碱水渗入后经防渗沟排出,实现“灌得进、排得出、地改良”。杨家灌区6.3万亩农田的泵站出水口全部装上管段式超声波流量计,用水量精准计量、浇多少算多少;2019年以来,全县筹措1.68亿元对马东、马西、冯家、杨家四大灌区实施配套节水改造,新建扬水站15座、水闸78座,灌溉周期显著缩短。依托灌排一体化工程持续推进吨半粮创建,全县累计建成5.2万亩吨半粮示范区,昔日的盐碱涝洼变成“吨半粮”良田。

一方面化害为利,向盐碱要良田;一方面以制管水,向水权要动能。德州市宁津县将全县1.5亿立方米农业用水以水权形式量化到村到户,为72.13万亩农田发放电子水权证,实现“一亩地192.8立方米水权”精准配置,超用购水、节约奖补。节余水量进入“水银行”收储调剂、跨行业交易,2025年全年农业节水达1500万立方米,截至2026年3月全县累计交易水量突破1024万立方米,落地首单农业用水权跨行业水权交易,节水成效从“要我节水”内化为“我要节水”,宁津跻身全国节水先进典型、全国农业用水权改革试点县。

一域之变,折射全省之进。宁津水权探索,是山东以水价为杠杆、纵深推进农业水价综合改革的生动展现。在山东,“水权账”就是“发展账”。

自2016年启动农业水价综合改革试点以来,山东以水价为杠杆倒逼用水方式转变:单方水价虽有所上涨,但总用水费用不升反降。在技术、机制双轮驱动下,山东以占全国约1%的水资源,灌溉约5%的耕地、生产约8%的粮食,农田灌溉水有效利用系数提升至0.6504,居沿黄九省区之首。

“节水优先”遇上大数据、人工智能,山东水资源管理正从“工程治水”迈向“制度管水”“数智兴水”:4处灌区入选全国数字孪生灌区试点,供水效率提高10%以上、年节水2800万立方米。黄河落天走东海,万里写入胸怀间。母亲河与现代数字技术相拥,黄河水精准滴灌浇出“齐鲁粮仓”丰收图景。(陈鸣飞;由聊城市委网信办、滨州市委网信办、德州市委网信办、聊城黄河河务局、德州市水利局、滨州市引黄灌溉服务中心提供素材)

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