智能技术赋能古老灌区

来源：人民日报

宁夏平原，黄河水沿着叶脉般的渠道淌进田间。大清渠边，新砌的矩形混凝土渠槽里水流无声，水面平滑如镜。

“渠道走向没变，可‘里子’全变了。”宁夏回族自治区水利工程建设中心青铜峡灌区现代化改造工程项目组负责人白璐蹲下身，敲了敲厚重结实的渠壁，“以前是土渠、预制板渠，淤积渗漏年年有；现在换上这身‘钢筋混凝土外套’，输水快了，也省水了。”

青铜峡灌区是全国6个特大型灌区之一，是世界灌溉工程遗产宁夏引黄古灌区的重要组成部分。2025年3月，现代化改造工程全面启动，古老灌区开始装上“数字大脑”。

“古灌区不是博物馆里的古董，它是可以利用的工具。”白璐说。

“在老渠道的原位上做提升，渠线走向、分水格局丝毫未动”

大清渠开凿于清康熙年间，此后渠线走向几乎未变，但渠道本身不堪重负。

“最早这一段是土渠，人工开挖的沟槽，渗漏严重。”大清渠施工6标段项目经理何强说，后来换上的六角形预制板也没撑多久，起皮、起砂、冻胀脱落成为常态，半条渠都被淤泥壅塞。“8.9万亩农田灌溉年年告急，每到灌溉季，全得靠清淤船撑着。”何强说。

冬季严寒不便施工，每年只有春灌前3月至4月的40多天，以及秋灌后9月至10月的50多天能够施工。“一年能干活的日子，算下来也就百来天。”何强说。

这一次，团队拿出了工厂化预制钢筋混凝土矩形渠新方案。在施工现场，一块块混凝土构件整齐排列。28天，预制厂就能将这些预制构件生产、成型，运到现场拼装。

何强介绍，施工时，每块板之间压入膨胀止水条，外侧再涂刷环氧树脂砂浆。他边说边用水平尺在接缝处比画，板面平滑，几乎看不到缝隙，“双层防渗，混凝土完全扛得住严寒。”何强算了一笔账：同样是5公里渠道，传统现浇需要300名工人，预制拼装只需150人，而且土建和预制可以平行推进，不用再等待水泥凝固。

大清渠本次改造去年9月开工，今年4月全部完成。“以前按传统现浇施工，只能等8月底施工窗口期。现在预制板一拼，效率翻了一倍。”何强说。

新渠还有意外收获。矩形渠比梯形渠占地更少，减少了两侧树木的砍伐；渠顶预留孔洞可加装钢栏杆，比过去路边架设波形护栏更安全美观。混凝土光滑的内壁让流速提升、流态稳定。“你看，水流得快还没有水花，说明输水效率高，淤积也会减少。以前半渠都是泥，现在渠底清爽不少。”何强指着渠道说，预制单块板损坏还能单独更换，维护成本更低。

“预制拼装特别适合青铜峡灌区下一步的整体改造方向。”望着新渠里奔涌的水流，白璐说，“我们在老渠道的原位上做提升，渠线走向、分水格局丝毫未动，变的只是材料和工艺。”

“让古灌区更好服务现在的生活”

惠农渠开凿于300年前，流经6个县区，龙门桥进水闸是渠首以下的控制性工程。

如今的闸底板、排架虽建于1970年，但下部结构保存相对完整。行走在进水闸口，可以看到粗糙的闸槽。

“每年清淤是个大难题。”惠农渠施工1标段项目经理白占斌说，“闸前淤积一米多深，水流到这里就泄了劲。老闸墩和村上的生产性道路紧挨着，人来车往也有隐患。”

最初的论证是要在原址拆除重建。“老闸底板和排架比较完整，拆了水利遗产就可惜了。”白占斌说。规划阶段反复思量，最后决定将新闸向上游移75米异地新建，老闸原地保留。

新闸施工平台上，排架已拔地而起，工人正在安装闸门和太阳能发电板。新闸由9孔改为7孔，过流宽度从27米扩至35米，控制能力大幅提升。更重要的是，它紧邻原有的退水闸，两闸形成联调联动，闸室还专门设计了联通廊道。“丰水期或停水时，利用退水闸就能把前段淤积冲走，老闸和退水闸之间的淤积段，以后不会再有了。”白占斌说。

移址还带来一重安全保障。“现在新闸独立运行，干净利落，避免影响旁边道路。”白占斌说，新闸配套安装太阳能控制板，用清洁能源为闸房照明供电，这为生态灌区建设写下绿色注脚。

白璐站在新老两闸之间，看着“宁夏引黄古灌区”世界灌溉工程遗产标志安然矗立，“让老闸承载历史记忆，让新闸扛起现代功能，都是为了让古灌区更好服务现在的生活。”白璐说。

“用现代科技让千年灌区焕发新活力”

与新渠新闸并行的，是一场“看不见”的数字化改造。首先开启改造的，就是青铜峡灌区的秦渠、汉渠。

在秦汉渠管理处调度中心，电子大屏上实时跳动着核心渠线东干渠的全线水位、流量及每一座测控闸门的运行状态。去年春灌期间，这里进行了一场“指尖调水”：操作员轻点鼠标下达指令，30分钟内，东干渠沿线几十个闸门全部完成调整，流量偏差控制在0.02立方米每秒以内，水位波动精度达毫米级。在过去，春灌启动需数十人现场操作，耗时至少2小时。

这并非秦渠、汉渠的“独角戏”。行走在青铜峡灌区现代化改造工程项目沿线，渡槽下，防渗漏和变形传感器时刻感知；渠道边，水位计、视频监控星罗棋布；闸门、泵站全接入控制系统……成千上万个感知点，织成立体监测网。

“过去，灌区6个渠道管理处各自独立，彼此数据不通，调度靠电话、巡渠靠双腿。”宁夏回族自治区水利厅科技与信息化处处长鲍小明说，此次信息化改造，把秦渠、汉渠上数字孪生的成熟模块，汉延渠的“预报、预演、预警、预案”系统等融合在一起。最终，构建起统一的灌区管控平台，实现从“经验决策”到“数据决策”的跨越。

平台建成，便可以运用人工智能技术，实现供需水分析、调度预演等功能。“输入气象等数据，模型能自动推演最优闸门调节方案，精准到小时。”鲍小明举例，在之前的一次试运行中，系统精准调配渠首流量，近万亩玉米及时“喝”上了拔节水，“以前放水凭老把式的经验，现在大屏上一点，模型一跑，闸门自己就动了，既节水又高效。”

完成全域一体的信息化建设，这是青铜峡灌区从“治水”走向“智水”的关键一步。

据统计，自1998年系统改造以来，青铜峡灌区引黄水量已从66.4亿立方米降至32.06亿立方米，在灌溉面积未减的情况下，有力支撑了城镇化和生态用水。此次现代化改造竣工后，灌区高效节水灌溉率将达44%，年节水5379万立方米，粮食产量预计从192万吨增至224万吨。

傍晚，太阳西斜。大清渠的水依旧无声流淌，新安装的激光水位计和智能摄像头静静运行，将实时数据传回调度中心。“用现代科技让千年灌区焕发新活力，这才是好的传承。”白璐说。

青铜峡灌区位于宁夏中北部，是全国6个特大型灌区之一，有2000多年引黄灌溉历史，也是我国最古老的特大型灌区之一。灌区灌溉面积506万亩，包含7个灌域，区域内秦渠、汉渠等引黄古渠至今仍在发挥重要作用。

2024年12月，青铜峡灌区现代化改造工程纳入全国水利领域“两重”标志性工程，总投资73.84亿元，工期3年。工程主要改造干渠387.4公里、支渠915.3公里，配套改造渠系建筑物12284座，新建调蓄工程9座，并同步建设覆盖全灌区的立体感知体系和数字孪生平台。

此次现代化改造竣工后，灌区高效节水灌溉率将达44%，年节水5379万立方米，粮食产量预计从192万吨增至224万吨，对保障区域粮食安全、促进水资源集约节约利用、传承保护古灌区文化具有重要意义。

（本报记者秦瑞杰整理）