现代水网加快成势叠加数字化调度升级,山东鲁北春灌从“抢水”走向“精配”

问题:水少地多,春灌高峰曾是鲁北“最紧张时刻” 黄河水东流入海,也滋养着鲁北平原的麦田。滨州、德州等地是山东重要的粮食生产区,但水资源约束同样突出:滨州、德州人均水资源占有量分别不足全国平均水平的八分之一和十分之一。春灌时段集中、需水量大,过去一到用水高峰,灌区常遇到“上游先用、下游等水”“局部过灌、局部缺水”等问题,既影响灌溉效率,也抬高调度成本,加剧用水矛盾。 原因:水网“堵点”与管理“盲区”叠加,制约精细配置 一方面,部分河道、渠系连通能力不足、输配效率不高,骨干通道到田间末端的“最后一公里”不够顺畅;另一方面,传统灌溉调度更多依赖人工巡查和经验测算,来水变化、需求波动以及多灌区并行取水的情况下,难以快速做出精准、可验证的配水决策。随着农业规模化经营推进、节水灌溉设备普及,“按需供水、以量定时”的精细管理要求深入提高。 影响:现代水网加速成型,春灌从“拼人力”转向“拼效率” 针对鲁北供水的结构性矛盾,山东以联网、补网、强链为重点推进省级水网先导区建设。自2022年获批全国首批、黄河流域首个省级水网先导区以来,全省累计完成投资超过2200亿元,引调水工程、河道连通工程和调蓄节点工程持续推进,“一轴三环、七纵九横、两湖多库”的水网主骨架逐步清晰,水资源配置格局不断优化。 在德州,马颊河与德惠新河连通工程正加紧实施。工程连通马颊河、德惠新河等6条骨干河道,既服务防洪排涝,也提升雨洪资源拦蓄能力。据建设管理部门介绍,工程建成后可新增雨洪资源拦蓄能力600万立方米,并实现“提闸为河、落闸为库”的灵活调控:闸门升起,来水通行;闸门落下,流水成库。对春灌来说,更直接的变化是输水能力提升、跨区域调配更可行——潘庄、李家岸两大引黄灌区贯通后,渠首闸输水能力由每秒13立方米提升至100立方米,为春灌供水打开更高效的通道,减少“等水、抢水”的不确定性。 对策:数字孪生“上云入渠”,把配水方案算得更准、落得更稳 骨干水网打通“通道”,数字化手段则让调度更精细。在滨州,引黄灌溉服务中心的数字孪生灌区平台把黄河水情、渠系输配水、灌溉进度等信息汇聚到“一张图”,并通过专业模型开展来水预报、需水预测和配水预演,形成可执行的闸门启闭计划。工作人员通过平台即可掌握“哪块地需要水、何时放水、放多少水”,春灌从“看天看经验”转向“看数据看模型”。 作为全国首批数字孪生灌区试点,滨州市域簸箕李、小开河、韩墩等灌区已纳入平台统一管理。针对供水指标有限时易出现的上下游用水不均衡,平台依托渠道配水模型对各支渠口流量与时段进行配置,自动生成包含开闸、关闸时点的配水预案,推动春灌用水更公平、更可控。 同时,管理方式也从“人巡”为主加快转向“空巡+智巡”。今年2月起,灌区全面配备无人机巡查,16台无人机搭载高清设备与传感器,对渠道、堤坝、水闸等设施开展巡检,影像实时回传,管理人员在室内即可掌握渠系运行状况,并对违规侵入、非法引水等行为快速识别处置。据介绍,相比传统人工巡检,隐患发现效率明显提升,响应时间缩短至分钟级,为春灌安全运行提供更可靠支撑。 在流域层面,为适应春灌需求增长,水量调度也更强调实时性。在山东黄河干流多取水口同步开启的情况下,调度频次由过去每周固定调整转为一周七天实时调度,及时受理引水申请、下达调度指令,保障灌区用水衔接顺畅。 前景:从保灌溉到保安全,水网治理将向“更均衡、更节约、更韧性”升级 随着现代水网从“搭框架”走向“强功能”,鲁北春灌的变化不只在于“能不能引到水”,更在于“能不能用好每一方水”。下一步,山东在完善骨干通道和调蓄节点的同时,还需在末端计量、用水权约束、节水激励和数字平台互联互通各上持续推进,促进农业节水与稳产增产协同。随着模型算法、监测感知和调度机制完善,跨区域统筹、水旱灾害统防统治以及水资源刚性约束将更好落到田间地头,为稳粮保供、生态保护和高质量发展提供更坚实的水安全支撑。

从“靠天吃饭”到“智慧用水”,山东现代水网建设的实践不仅缓解了春灌压力,也探索出科技赋能水利高质量发展的路径;此变革为水资源紧缺地区提供了可参考的经验,也为乡村振兴的推进增添了支撑。