灌区是通过水源-输配水渠系和排水沟网-控制建筑物-农田构成的点-线-面复杂网络系统。

灌区管理核心是通过对水流在灌排系统的运动过程进行精准调控，进而实现灌溉供水调度和防汛抗旱等主要业务功能。

因而，灌区智慧化发展旨在运用高新技术和设施，建成集感知全面、决策智慧、调控智能、灌排精准、管理高效、运行安全支撑于一体的“绿色、高效、安全”灌区。

什么是灌区？

灌区是由水源、输配水渠系和排水沟网、控制建筑物及其农田所构成的复杂网络系统。涉及到点、线、面多个维度的要素，其中每个要素相互关联、相互作用。

水源是提供水源的地方，可以是河流、湖泊、水库等。

输配水渠系和排水沟网是将水源引向农田或排水系统的渠道与管网。

控制建筑物包含水泵站、闸门、阀门等设施，用于控制水的流动和分配。

农田则是接受灌溉水的农田区域。

这个复杂网络系统中的各个要素之间存在着协调配合的关系，通过控制建筑物进行水的调度与分配，使水可以有效地传送到农田中，满足作物的灌溉需求。

另外，排水沟网也起到排除农田中的过剩水分及排除降雨过程中的积水的作用。

灌区管理的核心

灌区管理核心是通过对水流在灌排系统的运动过程进行精准调控，进而实现灌溉供水调度和防汛抗旱等主要业务功能，所涉及的关键要素包含工程静态信息和水流动态信息，工程调控动作及由此引起的水流过程变化，及其调控决策及调控结果评价等。

1.工程静态信息和水流动态信息

灌区管理需要获取和维护灌区的工程静态信息，如灌溉设施的位置、管道网络、土地利用等。另外，还需要实时监测和获取水流动态信息，如水位、水量、水质等数据，用以精确了解灌区的水资源情况。

2.工程调控动作及水流过程变化

灌区管理涉及对工程调控动作的精确控制，如开关泵站、调整闸门等，以实现灌溉供水调度和防汛抗旱等目标。这一些调控动作也会引起水流过程的变化，如水位的升降、水流的加速或减速等。

3.调控决策及调控结果评价

灌区管理需要基于工程静态信息、水流动态信息和调控目标，进行决策和制定相应的调控策略。

另外，还要对调控结果进行评价，如灌溉效果、水资源利用效率、防灾效果等的评估，以优化调控方案和提升灌区管理的效果。

数字灌区的目标

1.水旱态势感知预报

通过数字技术和数据分析，对灌灌区的水资源状况、降雨情况、土壤湿度等进行实时监测和预测，增强对水旱态势的感知能力，及时预警灌溉和防灾抗旱需求。

2.险工险段及时预警

应用传感器与监测设备，对灌区的重要工程设施、关键区域进行实时监测，通过智能预警系统及时发现并预警险工险段的异常现象，确保工程设施的安全运行。

3.水流过程实时推演

借助数学模型和实时数据，对水流过程进行实时推演和模拟，掌握水的流动规律及变化趋势，为灌区调控提供科学依据和决策支持。

4.管理方案智慧决策

基于灌区的静态信息和动态数据，应用人工智能、大数据分析等技术，进行智慧决策，制定灌溉供水调度、防灾抗旱等管理方案，提升管理决策的科学性和有效性。

5.工程建设运维管理的标准化规范化

借助数字化技术和信息管理系统，对灌区工程建设和运维管理进行标准化与规范化，提升工程建设和运维管理的效率和质量。

6.对外数据交互的数字化

通过数字技术和互联网连接，实现与其他系统和平台的数据交互，提升灌区管理和外部环境的协同和互动，实现灌区工程和供用水管理的数字化、网络化和智能化。

数字化灌区管理的特征

感知全面

传感器、监测设备等技术方式，实时感知灌区内的水流、土壤湿度、气象条件等关键信息，提供全面的数据支持。

决策智慧

基于收集到的数据，利用人工智能、大数据分析等技术，进行智能决策和预测，实现灌溉供水调度、防汛抗旱等决策功能。

调控智能

应用自动控制系统、远程监测与控制技术等，实现对灌溉、供水和排水系统的智能调控，提升灌溉效率、降低能耗。

灌排精准

通过精确的测量和监测，实现对水量、水质、灌溉时间等参数的精确控制，提供精准的灌溉供水服务。

管理高效

借助信息化、数字化技术，实现灌区管理的标准化、规范化，提升工程建设和运维管理的效率。

运行安全

通过智能检测和预警系统，实时监测灌区运行状态，及时发现并解决潜在性的安全问题，确保灌区的安全运行。