基于信息化技術的智慧水利應用及其發展研究

徐勇鑫

摘 要：智慧城市理念為水管問題的解決提供了新的視角和思路，考慮到當前智慧水利建設存在感知度欠缺、應用服務不足等問題，要充分利用大數據、互聯網、云計算等新一代信息技術，高效整合現有資源，進行智慧水利系統的頂層設計和網絡構建，探討智慧水利建設發展的創新路徑，實現水利智慧式管理和運行，融入智慧城市的大集合系統，促進水利建設的跨越式變革和發展。

關鍵詞：信息化技術;智慧水利;應用;發展

1 智慧水利分析

1.1智慧水利概念

智慧水利是智慧地球的思想與技術應用于水利行業的結果。它基于數字信息化水利成果，并利用物聯網技術，泛在、自動、實時地感知水資源、水環境、水過程及各種水利工程的各關鍵要素、關鍵點、關鍵位置和關鍵環節數據;通過信息通信網絡傳送到在線的數據庫、數據倉庫和云存儲中;在虛擬水空間，利用云計算、知識挖掘、自然計算等智能計算技術進行數據處理、建模和推演。并針對突發事件、自然災害等做出科學優化的判斷和決策，并反饋給人或設備，采取相應的措施和行動有效地解決水利科技和水利行業的各種問題，提高水資源的利用率、水利工程的效果和效益以及工作效率，有效保護水資源與水環境，防災減災，實現人水和諧。具體體現為：“物聯感知”“互聯互通”“科學決策”“智慧管理”。

1.2智慧水利的特征

第一，信息實時感知。如今，世界各國都面臨著新老水問題相互交織的現狀，也對水利科技提出了更高的要求，透徹感知作為智慧社會的“感官”，借助全面、對所有對象、對所有指標的監測，為社會管理工作與公共服務工作的開展提供了豐富且精細化的數據支撐，從而促進智慧社會的進一步發展。第二，數據的全面整合。智慧水利系統通過全方面地整合水利信息，借助計算機網絡來有機融合水利系統數據，對已有信息系統的功能設施及相關信息資源進行整合。同時，通過運用各種傳統通信技術及衛星通信、移動互聯網、物聯網等先進技術，實現全面互聯。第三，協同操作。智慧水利實現了水利系統每一項功能操作的共同協作處理，并對全方位的信息處理平臺進行了搭建，從而促使每個部門及每個系統之間的協調合作，及水利部門多個專業之間的信息共享，這樣就能夠大大提升水利系統中每一項功能操作的恰當性與科學性。

2 基于信息化技術的智慧水利應用必要性

首先，河流監測數據缺乏統一管理。對水資源的規劃和開發往往是分部門進行，各單位和行業存在重復監測狀況，缺乏信息和資源共享，從而影響監測的效率和質量。因而進行統一完善的數據管理工作，實現數據共享，是水利工作現代化、科技化的必然要求。其次，水文監測效率低。目前我國主要的水文環境監測方法是利用水文站網系統，該系統存在監測效率低的弱點，無法滿足河流生態環境監測需求。最后，監測力度不夠。一些流域開展的基礎研究工作明顯不足，導致缺乏全面、準確的技術資料，難以為水污染防治提供科學的依據，許多重要的斷面沒有得到監測，遠遠不能滿足水環境保護的需要。

3 基于信息化技術的智慧水利應用現狀

信息化、智慧化已成為全球經濟社會發展的顯著特征。2018年全國水利廳局長會議提出，智慧水利是水利現代化的重要標志，要全面加快智慧水利建設，大力推進水利科技創新。這標志著智慧水利建設正式擺上我國水利建設的重要議事日程。目前，國內智慧水利還處于一個初步發展的階段，與智慧社會、智慧城市的需求依舊存在較大差距，主要體現在以下幾個方面：

3.1感知能力不夠透徹

目前，各類水利設施的監測遠未做到全面感知。例如，水庫安全監測方面，僅有73%的大型水庫建立了工程安全監測設施和數據自動采集系統，多數中型水庫和幾乎所有小型水庫都沒有安全監測設施，大部分小型水庫甚至沒有水情監測報汛設備。同時，感知技術手段也存在較大差距，自動化水平不高。

3.2“全面互聯”不夠全面

據統計，還有13%的區縣級水利部門未連接到水利業務網，僅有6個省區水利業務網通達到鄉鎮級水利單位，導致水利信息系統無法實現“三級部署、五級應用”。

3.3智能應用不足

由于智慧水利的發展總體上還處于初級階段。對新一代高新技術，如大數據、云計算、虛擬現實等尚未得到廣泛應用，水利管理系統的智能化尚未充分體現。

4 基于信息化技術的智慧水利發展措施

4.1全面提升感知能力

建設河流監測感知網絡，可以全面提升防汛抗旱預警預報水平;建立水資源管理全面感知網絡，在水資源監控與地下水監測過程中，對重要水源地、規模以上取用水戶、規模以上入河排污口進行水量、水質監測;建設水利工程運行管理監測感知網，對水庫、閘壩、泵站、灌區、引調水等水利工程進行全面感知。

4.2全面加強互聯互通

擴大互聯范圍，實現所有河流湖泊、水資源、水利工程、水生態環境等感知對象的聯通，實現各級水行政主管部門互聯互通;擴大互聯網絡通道，把視頻在內的海量數據實時傳輸到各級主管部門和管理運行單位的目標要求進行網絡通道建設。

4.3搭建水利基礎設施平臺體系

（1）搭建集約化、整合化的水利基礎設施平臺。要合理確定水利數據中心部署和應用架構，實現集約統一的計算存儲、共享服務、指揮調度、綜合會商和容災備份。（2）實現水利智能化應用。在搭建水利基礎設施平臺的條件下，要進行智慧水利的融合高效、智能分析，主要包括以下方面：①智慧防汛抗旱。搭建基于云平臺技術架構的綜合防汛指揮決策平臺，實時監測氣象、水文、農情等多源干旱信息，篩選干旱分區監測指標和閾值，做好旱情核實、預警發布、指揮調度。②智慧水資源管理與利用。要利用涉水信息智能感知體系，進行水資源的評估、診斷、預報、分配和調控，實現水資源的業務關聯、上下貫通和協同管理。③智慧水工程。利用導航定位、傳感信息化技術，全面監測和診斷水工程運行狀態，預警超標洪水、強震、山洪泥石流等險情。④智慧水土保持。利用遙感定位觀測、模型計算等技術，全面動態監測流域水文、氣象信息，實現水土流失的智慧化、動態化監測和管理。

5 結束語

總而言之，智慧水利是智慧城市的重要組成部分，加強智慧水利的建設不僅是水利工程的發展方向，更是社會發展的需求。通過信息化技術的支撐，建立完善的智慧水利管理與服務系統，為水利部門、公眾提供良好的智慧服務。

參考文獻

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