水利科技的创新浪潮,始终如奔涌的江河推动着灌区测量水方式的深刻变革。河套灌区作为我国重要的粮食生产基地,其发展轨迹清晰勾勒出水利测量水技术迭代的壮阔图景,从利用水位标尺、流速仪等机械测量工具采集水情数据,再到如今利用信息化手段进行水位、流速、影像等多维数据的采集,每一次技术跨越都如同年轮般镌刻着灌区发展的时代印记。
时至今日,在通信技术、传感器技术、计算机技术等新一代信息技术发展日臻成熟的时代背景下,信息化技术在灌区的应用愈加广泛,同时也在不断推动着数字孪生等前沿技术的落地,这片千年灌区正加速向智慧化转型。
信息网络建设:打通灌区运行的数字经脉
“要想富,先修路”这句朴实的谚语,实实在在的反映了交通条件的便利对于地方经济发展的重要性。对于灌区信息化建设而言,通信网络体系的构建恰似铺设一条信息高速公路。
内蒙古河套灌区成立伊始,灌区通信网络的建设便拉开了帷幕。同时期,磁石电话作为第一代有线语音通信网络的交互载体在灌区逐步开始应用,实现了河套灌区通信网络建设从无到有的转变。1990年,900兆单工电台的引入标志着灌区工作迈入无线“点对点”通信的时代,野外巡渠人员首次实现了实时语音联络,大幅提升了应急处置效率。2004年,灌区接入5.8G的CANOPY宽带网络,开辟了数据传输高速路。2012年,灌区进行了宽带网络升级,采用了稳定性、抗干扰性、传输距离均优于CANOPY的UBNT宽带网络,这一网络体系至今仍在灌区日常管理中发挥着关键作用。
2016年是河套灌区通信建设的重要转折点。国内灌区首个自主运维的LTE-4G行业专网启动筹建,并成功获得工信部颁发的频率使用许可证书,这一突破性进展使灌区拥有了专属通信信道,数据传输的安全性和可靠性得到质的飞跃。2021年,在行业专网建成的背景下,4G网络在灌区逐步开启使用,无线传输网络体系完成了从“可用”到“好用”的跨越。2025年,在现代化改造大背景下,河套灌区计划在骨干渠道铺设光纤,并加大对4G 网络使用节点的布设,从质和量上提升灌区通信网络效能。
灌区通信网络体系的每一步演进,都凝结着水利工作者对河套大地的深情守护,也记录着灌区信息化发展的铿锵足音。从磁石电话的“单线联络”到 4G 专网的“全域互联”,河套灌区的通信网络已从简单的有“形”而变得有“型”。

自动量测水设施:刷新灌区监测的智能触手
如果说通信网络是灌区的“数字经脉”,那么自动量测水设施就是信息化灌区的“感知神经”。河套灌区的自动化水情监测体系建设,走出了一条自主创新与技术引进相结合的特色发展道路,技术团队以工匠精神一砖一瓦搭建起灌区的自动水情采集体系。
雷达水位计、闸位计是最早引入灌区的自动测量水设施,也是灌区从使用到维护运用最成熟的设施,使河套灌区实现了水位、闸位从人工观测到自动监测的巨大转变,为所段工作人员在行水期间对基础水情的观测带来了极大的便利。与其相配套的视频监控设施,作为水情观测的辅助系统,为渠道重要节点的监测管理提供了全新的方法。随着自动测流量技术的发展,近年来,一些新式的测流设施也逐渐在河套灌区“落户安家”。特别在水权二期工程建设中,轨道测流车、超声波测流箱、雷达流速仪等设施在河套灌域已经显露身影,新设施为灌区增添了新意。当前,河套灌区现代化改造工程正在紧锣密鼓的筹备着,该项工程计划在灌区引入HADCP、梯形渠超声对射测流系统等新式测流设备,将进一步拓展河套灌区自动量测水设施的类型,提升灌区水流监测的精准度与智能化水平。
在引进自动化测流量设施的同时,河套灌区的技术团队也在不断的摸索研究。以徐宏伟主任为核心的技术团队抓住河套灌区“多泥沙、缓坡降、变幅大、漂浮物多、精度要求高”的独特工况,开展了一系列原创性技术攻关,通过不断的研发、创新,开发完成了干渠渠底、闸底固定式测流系统及直口渠工业机器人测流系统,并建成了河套灌区水量信息化监测中心。
经过多年信息化建设积淀,河套灌区的自动化监测体系已实现从“点式监测”到“立体感知”的跨越,现代化灌区的样子越来越清晰。

数字孪生灌区:引领管理模式的智慧革新
在技术迭代与行业变革的双重驱动下,河套灌区发展正迎来前所未有的创新机遇。数字孪生技术的兴起,为水利灌溉行业提供了从“”物理世界“”到“数字空间”的映射桥梁,开启了智慧化管理的新篇章。
2021年水利部印发《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》,首次提出“构建数字孪生流域”概念,明确将数字孪生技术作为智慧水利建设的核心支撑。次年启动的数字孪生流域建设先行先试工作中,河套灌区永济灌域成功入选全国首批 56 个试点单位,标志着灌区正从 “数字赋能” 向 “智慧孪生” 的更高维度迈进,开启水利灌溉管理从“经验驱动”向“数据驱动”的历史性跨越。
以永济灌域作为数字孪生灌区的建设样板,河套灌区部分灌域依托自身多年信息化建设积淀,也在进行着数字化灌区的探索。其中,乌拉特分中心以长济渠为研究试点,运用航测无人机对长济渠进行航拍测绘,利用航测数据开展渠道三维实景建模,并计划融入水动力模型实现叠加仿真,以此来构建一个数字化的长济渠,科学的模拟长济渠的水流动态、灌溉放水过程。

河套灌区对于数字孪生灌区的建设不只是简单的技术叠加,更多的是灌区多年信息化建设的必然进阶。灌区通信网络与自动测量水体系的建立,为数字孪生灌区的建设打通了运行经脉,完善了监测触手,形成了“数据采集-传输-处理-应用”的完整链条,使河套灌区有条件、有能力、有实力去引进新技术。
站在智慧水利发展的新起点,河套灌区的信息化实践不仅是技术应用的革新,更是治水理念的升级。在信息化技术的持续赋能下,这片承载着千年灌溉文明的沃土,正以科技为笔、数据为墨,在保障国家粮食安全和水资源高效利用的时代答卷上,书写着更加辉煌的篇章。未来,随着数字孪生技术的深度应用,河套灌区将实现从“会灌水”到“慧灌水” 的质变,为全国灌区现代化建设提供可复制、可推广的“河套样板”。
乌拉特分中心任佳福


