馬健 楊一旸 張召 張云輝 桑國慶 薛萍



文章編號:1671-3559(2023)06-0687-10DOI:10.13349/j.cnki.jdxbn.20230328.001
摘要: 為了推進智慧水資源管理與調配應用的發展,根據水利業務應用中預報、預警、預演、預案的特點,按照可獲取性、可量測性、可代表性的原則,結合《“十四五”智慧水利建設規劃》中水資源管理與調配應用的主要內容,構建由3個一級指標、9個二級指標和24個三級指標構成的智慧水資源管理與調配應用評價指標體系,提出指標計算方法,并對南水北調中線工程進行實例研究。結果表明,南水北調中線工程智慧水資源管理與調配應用的總得分為84.9分,為良好等級,一級指標中水資源管理應用得分最高,為95.3分,水資源調度應用得分為81.5分,數字化場景應用得分偏低,為70.8分,亟需改進。
關鍵詞: 水資源管理與調配應用;評價指標體系;智慧水利;南水北調中線工程
中圖分類號: TV21
文獻標志碼: A
Construction of Evaluation Index System for Smart Water Resources Management and Allocation Application
MA Jian1,2,YANG Yiyang2,3,ZHANG Zhao2,ZHANG Yunhui2,SANG Guoqing1,XUE Ping4
(1.School of Water Conservancy and Environment,University of Jinan,Jinan 250022,Shandong,China;
2.Department of Water Resources,China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Beijing 100038,China;
3.College of the Environment and Ecology,Xiamen University,Xiamen 361104,Fujian,China;
4.College of Computer and Information,Hohai University,Nanjing 210098,China)
Abstract:To promote development of smart water resources management and allocation application,according to characteristics of forecast,early warning,rehearsal,and response plan in water conservancy service application,in accordance with the principle of accessibility,measurability,and representability,and combing with the main content of water resources management and allocation application in The 14th Five-Year Plan for Smart Water Conservancy Construction Plan,an evaluation index system for smart water resources management and allocation application consisting of 3 first-level indexes,9 second-level indexes,and 24 third-level indexes was constructed.An index calculation method was proposed,and a case study of the middle route of the South-to-North Water Transfer Project was carried out.The results show that the total score of smart water resources management and allocation application of the middle route of the South-to-North Water Transfer Project is 84.9,which is a good grade.In the first-level indexes,the water resources management application has the highest score of 95.3,the score of water resource dispatching application is 81.5,and the digital scene application has the lowest score of 70.8,which is in urgent need of improvement.
Keywords:water resources management and allocation application;evaluation index system;smart water conservancy;middle route of South-to-North Water Transfer Project
收稿日期: 2022-08-18??????? 網絡首發時間:2023-03-28T16∶15∶56
基金項目: 國家重點研發計劃項目(2021YFC3200905);中國水利水電科學研究院基本科研業務費專項(01882106)
第一作者簡介: 馬健(1996—),男,河北承德人。碩士研究生,研究方向為水文及水資源、智慧水利。E-mail:2590615757@qq.com。
通信作者簡介: 張召(1992—),男,河北辛集人。工程師,博士,研究方向為計算水力學與數值模擬。E-mail:zhangzhao@iwhr.com。
網絡首發地址:
https://kns.cnki.net/kcms/detail/37.1378.N.20230328.1432.002.html
水資源是自然環境的基礎,是維持生態系統的控制性要素,同時又是戰略性經濟資源[1],對于任何一個國家和地區都是不可或缺的。我國水資源具有年際年內變化大、地區分布不均的特點,各地區水資源供需矛盾差異較大,與當地產業布局不相適應,有些地區水資源短缺問題嚴重制約當地的經濟發展[2]。針對水資源的重要性與我國水資源的供需矛盾,研究如何合理地管理和調配水資源,推進水資源管理與調配的智慧化發展具有重大意義,是我國社會與經濟發展必須要重視的重要課題。
2009年初國際商業機器公司(IBM)首席執行官彭明盛首次提出“智慧地球(smart earth)”這一概念[3],隨后各國掀起了建設智慧城市的熱潮。2018年我國智慧城市評價體系建設迎來了高速發展,發布了11項新標準[4],其中包括平臺、技術、數據等方面內容[5-6],超過500個城市在建設或規劃建設智慧城市[7]。隨著技術的不斷發展和智慧理念的逐漸深入,在水利行業,智慧水利、智慧流域、智慧水庫、智慧灌區等概念相繼被提出,并得到長足的發展。我國的水利發展分為4個階段,即工程水利階段(1949—1999年)、資源水利階段(1999—2012年)、生態水利階段(2013—2020年)、智慧水利階段(2021—2050年),現已進入智慧水利階段[8]。蔣云鐘等[9]深刻解析了當前智慧水利的發展現狀與前景,提出智慧水利包括目標、對象、時空、技術、價值、成效等6個維度的內涵。盧衛等[10]針對浙江省各流域的現狀和問題,提出了智慧流域建設模式的總體框架,為該省江河流域智能管理和科學決策提供重要技術支撐。陳翔等[11]結合水庫標準化管理要求提出了大型水庫建設智慧水庫的總體思路,構建水庫智慧管理平臺,能夠有效提升大型水庫現代化管理水平。
智慧水利是水利高質量發展的顯著標志,智慧水利建設是推動新階段水利高質量發展的6條路徑之一[12]。 在“十四五”規劃期間,智慧水利建設的主要目標是通過建設數字孿生流域、“2+N”水利智能業務應用體系等方面,建成智慧水利體系1.0版[13]。 水資源管理與調配是“2+N”水利智能業務應用體系中的2項核心業務之一[14],是智慧水利建設的重要組成部分,同時水資源管理與調配的智慧化發展也符合智慧水利總體目標中的實現數字化場景的目標,也促進了“十四五”規劃主要目標中的在跨流域重大引調水工程、跨省重點河湖基本實現水資源管理與調配“四預”(預報、預警、預演、預案),N項業務應用水平明顯提升的目標[15]。
自上世紀中葉以來,國內外廣泛開展了對于水資源管理與調配應用的研究工作[16-17]。 傳統的水資源管理與調配應用通常具有信息化程度低、感知能力差、決策滯后、調配人員過多、缺乏統一標準等問題,難以適應新時代經濟社會發展和新階段水利現代化的要求,尤其是調水工程的運行管理方面面臨著巨大挑戰[18-19]。 針對目前水資源管理與調配應用面臨的諸多問題,學者們開展了水資源管理與調配應用的研究,技術創新持續保持較高的活躍度。
近幾年國內外智慧水資源管理與調配應用相關研究逐漸被重視,專利數量顯著增加,截至2020年底,我國共有相關專利461項,申請專利最多的單位是中國水利水電科學研究院[20-21]。此外,雷曉輝等[21]對水資源調度方面以及軟件平臺的建設方面進行了深入的探討研究,建立了一套完整的水資源調度、管理、調控的系統軟件框架。方勇等[22]以黃驊港為例構建了一個不確定用水情景下多目標水資源優化調度模型,為黃驊港及其他大型煤炭散貨港口水資源調度智慧化轉型提供了借鑒和參考。楊杏勃等[23]設計開發了大東湖核心區污水傳輸深隧智慧調度與管理系統,為統籌上下游調度需求、解決水資源調度風險問題提供有力支撐。趙洪麗等[24]對智慧閘泵站標準化建設規程進行研究,有效提升了閘泵站運行和管理效率,對山東省調水工程閘泵站智慧化建設具有重要意義。王浩等[25]分析了南水北調中線工程的戰略意義與調控難題,研發了一套智能化調控平臺來支撐中線工程的智能化安全運行。孟慶魁等[26]針對福建省福州城區晉安河-光明港流域河網建立調度方案,促進了福州城區的水資源管理與調配應用的智慧化進程。鄭錦材[27]針對福建省泉州市的水資源調配工程體系缺乏科學調度等問題,構建了以水資源調配業務為核心的綜合平臺,為省市一級智慧水利體系的規劃建設提供參考。代紅波等[28]通過分析當前我國引調水工程信息化、智慧化建設的現狀,總結歸納引調水工程的建設思路、實施內容。
綜上所述,雖然對于水資源管理與調配應用的研究已經大量展開,智慧化的研究方面也進展喜人,但仍然缺乏一套相關的評價指標體系來對水資源管理與調配應用的智慧化程度進行評價。為此,本文中首先從構建思路上進行說明,進而闡述構建指標體系的原則,從水資源管理與調配應用的內容出發,確定一、二、三級指標及權重,提出計算方法,并以南水北調中線工程為實例進行測算。
1? 指標體系構建思路與原則
1.1? 構建思路與依據
構建智慧水資源管理與調配應用評價指標體系的目的是為構建智慧水利體系1.0版作出貢獻,推進“2+N”水利智能業務應用體系中的水資源管理與調配的智能化發展,總體框架見圖1、2。構建智慧水資源管理與調配應用評價指標體系,以“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”治水方針[29]與自然-社會二元水循環為理論指導[30-31],根據水資源管理與調配應用的預報、預警、預演、預案的功能特點[32],按照可獲取性、可量測性、可代表性等原則,梳理《“十四五”智慧水利建設規劃》水資源管理與調配應用中的內容,將文件中的3個主要內容作為評價指標體系的3個一級指標,梳理提煉其中的內容,相應地列出二、三級指標。
構建依據《“十四五”智慧水利建設規劃》與《智慧水利頂層設計》明確指出的“十四五”智慧水利建設目標與要求,其中水利智能業務應用方面中水資源管理與調配應用是十分重要的一部分,因此確定水資源管理與調配應用主要為數字化場景、水資源管理應用、水資源調度應用等方面。 數字化場景主要內容為對重點水利工程和機電設備等進行物理工程進行建筑信息模型(BIM)建模,通過相應水力模型及仿真模擬等可視化技術,構建水資源管理與調配應用場景,能夠展示水資源監管、取用水管理和水資源調度等業務應用。 水資源管理應用主要內容包括水資源量動態評價、水資源監管、取用水管理等。 水資源調度應用主要內容為調水信息服務、調水業務管理、調水決策服務和調水移動應用程序(APP)等。
1.2? 構建原則
1)可獲取性。所選指標有較為完整的統計資料或者可以通過一定的途徑獲得。
2)可量測性。所選指標可以進行量化計算或者能夠定性進行分級。
3)可代表性。所選指標能夠代表水資源管理與調配應用的重要內容和基本特點。
2? 評價指標體系的構建
2.1? 評價指標框架和權重分配
以數字化場景應用、水資源管理應用、水資源調度應用作為一級指標,構成智慧水資源管理與調配應用的評價指標體系框架。 指標體系包括3項一級指標、9項二級指標、24項三級指標,且針對水資源管理與調配應用中每個功能的重要程度,對各級指標進行了權重劃分,具體的指標和各自權重見表1。
應用專家綜合評價法確定指標權重,咨詢了中國水利水電科學研究院、南水北調集團中線有限公司、河北工程大學、山東省調水工程運行維護中心等單位,涵蓋水資源管理、水資源調度、工程運行等領域的二十余名專家、各級管理人員、一線工作人員,并結合《“十四五”智慧水利建設規劃》《水資源開發利用業務需求分析報告》等文件,確定各級指標的權重。
2.2? 指標計算和評分方法
考慮到評分的標準性和各指標的量綱不同,為了消除量綱的影響,需對指標進行規范化處理,即統一成百分制進行評分,即各級各項指標的滿分均為100分。
水資源管理與調配應用智慧化指數根據數字化場景應用、水資源管理應用、水資源調度應用3個維度進行評價。
SWMAII=∑5i=1Aiwi ,(1)
Ai=∑9j=1Bi,jwi,j ,(2)
Bi,j=∑24k=1Ci,j,kwi,j,k ,(3)
式中: SWMAII為水資源管理與調配應用智慧化指數;Ai為第i個一級指標得分,i=1,2,3;wi為第i個一級指標權重;Bi,j為第i個一級指標中第j個二級指標得分,j=1,2,…,9;wi,j為第i個一級指標中第j個二級指標權重;Ci,j,k為第i個一級指標中第j個二級指標的第k個三級指標得分,k=1,2,…,24;wi,j,k為第i個一級指標中第j個二級指標的第k個三級指標權重。
參考幸福河的評價指標體系的分級標準[33],智慧水資源管理與調配應用的得分實行百分制,并分為優秀、良好、及格和不及格4個等級,評價得分分級標準見表2。
由于一、二級指標的得分都是由下一級的指標計算而來,因此將各個三級指標的得分計算出來,就可得到各級指標的得分。各個三級指標的評分方法如下:
1)建筑信息模型BIM模型的可視化程度得分SBIMMV。
BIM模型能夠展現河流、調水工程中的泵站、水庫等重要建筑物的相對位置和大致的尺寸,設為三等,SBIMMV=60;在滿足三等的情況下,BIM模型能夠展現泵站中的機組的尺寸、沿線閘門的位置,設為二等,SBIMMV=80;在滿足二等的情況下,BIM模型表現了調水泵站機組的實時數據,閘門當前的前后水位、過流流量和開度,設為一等,SBIMMV=100。
2)水力模型的完整度得分SHMI。
SHMI=SHMI,nSHMI,s×100 ,(4)
式中: SHMI,n為具有的水力模型的數量;SHMI,s為構建水資源管理與調配數字化場景所需的水力模型的總數。
3)水資源管理與調配應用可視化展示完整性得分SWRMI。
SWRMI=SWRMI,nSWRMI,s×100 ,(5)
式中:SWRMI,n為系統中具有水資源管理與調配應用功能可視化展示個數;SWRMI,s為建設水資源管理與調配應用所需的相關功能總數。
4)水資源量動態調整指數得分SWDAI。
針對不同的條件進行水資源特征值動態調用與調整,SWDAI=100;沒有針對不同的條件進行水資源特征值動態調用與調整,SWDAI=0。
5)降水徑流預報類型的完整性得分SSRTI。
SSRTI=n3×100 ,(6)
式中n為具有短期、中期、長期尺度3種降水徑流預報類型的數量。
6)預報模型的精確度得分SFMA。
SFMA=NFMA50×100 ,(7)
式中NFMA為合格預報的次數,降水徑流預報的誤差在20%以內為合格預報。
7)流域水資源承載力評價要素完整度SBWCEI。
SBWCEI=NBWCEI/N+a/A2×100 ,(8)
式中: a為評價所選的時間范圍;NBWCEI為所含的要素個數;N為選取評價要素個數,取13;A為評價時間范圍,取為10 a;流域水資源承載力評價模型要素為人均水資源量、供水總量、區域水資源開發利用率、用水總量、人口密度、人均國內生產總值(GDP)、人口自然增長率、人均生活用水量、萬元產值耗水量、工業用水量、生態用水總量、污水處理率、污水排水量。
8)重點水資源控制斷面監測覆蓋度SKWMC。
SKWMC=NKWMCNKWMC,s×100 ,(9)
式中: NKWMC為布設監測設備的控制斷面數量;NKWMC,s為已批復水量分配方案中控制斷面總數。
9)重點河湖生態流量水位監測預警站點覆蓋率SKWC。
SKEWC=NKEWCNKEWC,s×100 ,(10)
式中: NKEWC為實現重點河湖流量水位監測預警的站點數量;NKEWC,s為流域內或調水工程涉及的重點河湖總數。
10)地下水監管一張圖所含功能的全面性SGRFC。
SGRFC=NGRFCNGRFC,s×100 ,(11)
式中: NGRFC為地下水監管一張圖所具有的功能;NGRFC,s為地下水超采區范圍變化、水位變化、地下水水量監測、水質監測等功能。
11)取用水管理事務一網通辦覆蓋度SWMNC。
SWMNC=P+F ,(12)
式中: P為政務服務平臺的覆蓋度,覆蓋流域管理機構、省、市、縣4級,每級得10分,滿分為40分;F為服務平臺相關功能的覆蓋度,包括 取水許可審批、電子證照、取水計劃管理、水資源稅計量水量申報、取水計量監管、水資源評價,每項得10分,滿分為60分。
12)流域區域取用水精細化管理功能完整度得分SBRWI。
SBRWI=NBRWINBRWI,s×100 ,(13)
式中: NBRWI為流域區域取用水總量與強度監管、取水許可審批和超許可超計劃等取用水監管、取水計量監管、用水統計分析、水資源承載能力這5項監管和分析中已經實現覆蓋的數目;
13)河湖生態補水方案落實度得分SREPI。
SREPI=NREPINREPI,s×100 ,(14)
式中: NREPI為已落實的河湖生態補水方案數;NREPI,s為目前已計劃的河湖生態補水方案總數。
14)用水統計上報用戶覆蓋度得分SWURC。
SWURC=UcUa×100 ,(15)
式中: Uc為已覆蓋的用戶數;Ua為所有需被覆蓋的全國工業、公共供水、灌區和生活自備取水用戶總數。
15)調水信息報文自動生產系統功能覆蓋度得分SASWDFC。
SASWDFC=NASWDFC6×100 ,(16)
式中NASWDFC為調水信息報文自動生產系統所含功能的數量,具體包括常規報文生成、應急情況報文生成、水情信息的體現、工情信息的體現、雨情信息的體現、季度上報6個部分。
16)調水管理相關信息查詢可視化完整度得分SWDMC。
SWDMC=NWDMC×15 ,(17)
式中NWDMC為具有河流調水方案與年、月調度計劃、調水執行情況、調水監督信息、調水效果評價信息、調水基礎信息等調水管理相關信息的數量
17)江河流域調度管理功能完整度得分SRDFI。
SRDFI=NRDFI×15 ,(18)
式中NRDFI為現有所具備調水工作年、月調水方案、計劃的上傳、審批等,調水計劃的下達、抄送、執行監督等,用水指標管理功能,調水后評估管理等江河流域調度管理功能數量。
18)調水規劃管理功能完整度得分SWDPC。
SWDPC=NWDPC×10 ,(19)
式中NWDPC為可以查詢到全國主要河流和重點工程的數量。
19)調水工程管理功能完整度得分SWDPFI。
系統中調水工程設施的全部信息展示完整、工程安全管理功能完備,則SWDPFI=100;系統中調水工程設施主要信息展示完整、工程重要安全管理功能,則SWDPFI=80;系統中調水工程設施少數信息展示完整、缺乏工程安全管理功能,則SWDPFI=60;系統中無調水工程設施信息展示與工程安全管理功能,則SWDPFI=0。
20)年、月調水計劃輔助編制功能完整度得分SAMWAFI。
SAMWAFI=NAMWAFI×15 ,(20)
式中NAMWAFI為具備江河流域來水預測、需水分析、動態平衡、用水計劃生成等方面的功能數量。
21)年、月調水計劃管理功能完整度得分SAMWDMFI。
SAMWDMFI=NAMWDMFI×15 ,(21)
式中NAMWDMF為具備年、月調水計劃儲存、查詢、修改、刪除和歷史計劃對比分析等功能的數量。
22)年、月調水計劃決策功能完整度得分SAMWDDFI。
SAMWDDFIF=NAMWDDFI×15 ,(22)
式中NAMWDDFI為具有年、月調水計劃選取、對比指標選擇、優化方法選擇和計劃優選等業務功能的數量。
23)移動平臺APP調水管理功能的完整度得分SMAPPFI。
SMAPPFI=NMAPPFI×15 ,(23)
式中NMAPPFI為移動平臺APP中具備調水信息服務、調水業務管理、調水工程查詢管理等方面的業務功能數量。
24)調水人員使用頻率得分SWDPUF。
調度人員月均使用移動平臺APP的次數NUF>40,則SWDPUF=100;30 2.3? 適用情況 該指標體系的根本目的是推進智慧水利和智慧水資源管理與調配應用發展,為各大流域管理機構、各大調水管理機構等部門的水資源管理與調配應用的智慧化建設提供決策參考。 我國地域遼闊,各地區實際情況千差萬別,因此可以根據不同地區的真實情況進行指標刪減。例如,若某個流域機構或重大調水機構在實際運作中不關注某個指標,可去掉該指標,同時將剩余的指標權重進行重新分配,從而保證評價指標體系的完整性與實際應用過程的公平性。 3? 評價指標體系的應用 本文中以南水北調中線工程為例進行實例分析。 3.1? 工程總體概況 南水北調工程是我國優化水資源配置、促進區域協調發展的一項基礎性工程,分為東、中、西三線,其中中線工程、東線工程(一期)已完工并開始調水,西線工程尚處于規劃階段,在社會、經濟、生態等領域已經產生了巨大的效益[34]。南水北調中線干線一期工程起點為河南省淅川縣陶岔渠首,從丹江口水庫調水,輸水干渠地跨河南、河北、北京、天津4個省(市),全長為1 432 km。受水區域為沿線的南陽、平頂山、許昌、鄭州、焦作、新鄉、鶴壁、安陽、邯鄲、邢臺、石家莊、保定、北京、天津等14座大、中城市,重點解決沿線地區的水資源短缺問題,為沿線城市提供生產生活和工農業用水,供水總面積為1.55×105 km2,參與工程多,各類建筑物近2 400座。 在運行管理過程中,特別是在工程運行管理模式方面,由于工程所具有的特殊性、復雜性和重要性,因此采用包括總調中心、分調中心、現地管理處3級管理機構的垂直管理模式,負責全線270個閘站的調控。 中國南水北調集團中線有限公司(以下簡稱南水北調中線公司)為一級運行管理單位,河北分局、河南分局等5個分調中心為二級運行管理單位,輝縣管理處、鄭州管理處等44個現地管理處為三級運行管理單位[35]。 在河南省鄭州市設置總調中心的備調中心,與河南分調中心合署辦公。 3.2? 工程管理運行概況 1)調度原則。目前工程調度管理實行“統一調度、集中控制、分級管理”的原則,即總調中心根據供水計劃和全線水情、工情,統一下達調度指令;總調中心利用自動化閘站監控系統集中遠程控制閘門;總調中心、各分局分調中心、管理處中控室按各自職責權限開展調度管理工作。 2)值班方式。工程輸水調度實行24 h值班制度,目前中心控制室值班人員配置10名,每班2人,分值班長和值班員崗位,按照“五班兩倒”方式值班。值班調度人員必須經過培訓合格后方能上崗。值班人員配備有專門的休息場所,發放統一的工裝制服。 3)自動化設施。中心控制室調度值班場所配備必要的自動化系統,包括水量調度系統、閘站監控系統、水質監測系統、安全監測系統、視頻安防系統、自動化辦公系統等。自動化系統是值班人員進行調度管理的主要依靠工具,擔負著數據采集、異常報警、視頻監視等功能[36]。 目前工程日常調度系統負責全線的水資源管理調配工作。 3.3? 結果分析 本文中運用建立的指標體系對南水北調中線工程進行應用測算,結果表明:工程的智慧水資源管理與調配應用的總得分為84.9分,為良好等級。 3個一級指標的計算結果見圖3。從圖中可知:水資源管理應用的得分最高,為95.3分,符合南水北調中線公司是一個運行管理單位的特點。水資源調度應用的得分為81.5分,達到優秀水平,南水北調中線公司的重要業務之一為水資源調度,符合實際情況。數字化場景應用得分最低,為70.8分,原因是南水北調中線公司在數字化方面起步較晚,今后需要提升這方面的智慧化程度。 9個二級指標的計算結果見圖4。其中水資源監管和調水管理移動平臺均為滿分100分,說明在這2個業務應用的方面的工作很出色。最大的短板為BIM建模方面,同時水資源管理與調配應用場景評分較低,為70.8分,二者均隸屬于一級指標數字化場景應用。其余的二級指標的得分均在80以上。二級指標優秀率為77.8%,及格率為100%。從二級指標的評價結果來看,水資源管理與調配應用的智慧化程度較高,均達到及格水平,與一級指標的評價結果基本相符。 24個三級指標的計算結果見圖5。由圖可知,水資源量動態調整指數、降水徑流預報類型完整度、重點水資源控制斷面監測覆蓋度、重點河湖生態流量水位監測預警站點覆蓋度、地下水監管一張圖所含功能全面度、取用水管理事務一網通辦覆蓋度、河湖生態補水方案落實度、調水工程管理功能完整度、移動平臺APP調水管理功能的覆蓋度與調水人員使用頻率都為100分。BIM模型的可視化程度與調水信息報文自動生產系統功能覆蓋度為三級指標中最低的2個,均在70以下。水資源管理與調配應用可視化展示完整度、流域水資源承載力評價要素完整度、江河流域調度管理功能完整度與年、月調水計劃決策功能完整度4個指標的得分都在70~80,其余指標均在80以上。總體來看,三級指標優秀率為75%,及格率為100%,水資源管理與調配應用的智慧化程度較高。 通過以上分析,南水北調中線工程的水資源管理與調配應用的智慧化程度較好,為良好等級。 通過3個級別指標的分析計算可得,在數字化場景應用方面的得分較低,其中BIM模型的可視化程度是最低的,這可能與南水北調中線公司的業務側重有關,今后需要提升數字化場景應用方面的智慧化程度。 水資源管理應用和水資源調度應用的得分較高,均在80分以上,其中水資源管理應用在90分以上。 在二級指標層面,短板依然是數字化場景應用中的2個指標,即BIM建模與水資源管理與調配應用場景,與一級指標的短板高度一致。 水資源監管等2個指標為滿分。 在三級指標層面,整體的得分趨勢和一級和二級指標類似,最低的得分為BIM模型的可視化程度,其次為調水信息報文自動生產系統功能,水資源量動態調整指數等10項指標得分為100。上述結果說明南水北調中線工程的水資源管理與調配應用的智慧化程度目前成績較為突出,部分水資源管理與調配應用的智慧化程度甚至達到了很高的水平,但在數字化場景應用方面仍然存在短板。 4? 結語 本文中在總結有關文獻的基礎上,論述了水資源的重要性、智慧水利的發展現狀與重要性,同時也表明了推進水資源管理與調配應用的智慧化發展也是推進智慧水利的發展這一觀點,說明智慧水資源管理與調配應用的重要性;提出智慧水資源管理與調配應用評價指標體系的可量測性、可獲取性、可代表性的原則,構建以數字化場景等3項一級指標、BIM建模等9項二級指標和BIM模型的可視化程度等24項三級指標的評價指標體系,并提出了智慧水資源管理與調配應用的計算方法。將評價指標體系應用到南水北調集團中線干線有限公司的運行管理中,從應用結果分析來看,本文中所建立的評價指標體系和計算方法可以分析出南水北調中線工程水資源管理與調配應用智慧化方面的短板與突出之處,既是對工程水資源管理與調配應用智慧化方面現狀的評價,同時也對工程水資源管理與調配應用智慧化提供了重點建設的方向。考慮到數據收集起來較為困難,后續研究將更多地對建有智慧化水資源管理與調配應用方面的單位進行評價。 參考文獻: [1]陳志愷.中國水資源的可持續利用問題[J].水文,2003(1):1. [2]阿麗亞·阿不都克里木.中國水資源開發利用現狀及改善措施[J].能源與節能,2022(3):174. [3]蔣云鐘,冶運濤,王浩.智慧流域及其應用前景[J].系統工程理論與實踐,2011,31(6):1174. [4]唐睿卿.我國智慧城市建設評價研究[D].上海:華東理工大學,2019. [5]陳銘,王乾晨,張曉海,等.“智慧城市”評價指標體系研究:以“智慧南京”建設為例[J].城市發展研究,2011,18(5):84. [6]田佳.新型智慧城市評價方法研究[D].南京:東南大學,2018. [7]湯蕙溶,黃澤綿,孫妍,等.智慧城市發展研究綜述與國內建設實踐探索[J].智能建筑與智慧城市,2021(1):41. [8]王志東,魏至勝,孫赟惲,等.新時期智慧水利內涵及框架體系研究[J].智能城市,2022,8(3):75. [9]蔣云鐘,冶運濤,趙紅莉,等.智慧水利解析[J].水利學報,2021,52(11):1355. [10]盧衛,李紅石,王明瓊.浙江省“智慧流域”建設思路探討[J].人民長江,2014,45(18):104. [11]陳翔,余麗華,梅傳貴,等.大型水庫“智慧水庫”建設思路探索[J].浙江水利科技,2019,47(2):82. [12]水利部網絡安全與信息化領導小組辦公室.“十四五”智慧水利建設規劃[A].北京:中華人民共和國水利部,2021. [13]水利部網絡安全與信息化領導小組辦公室.“十四五”智慧水利建設實施方案[A].北京:中華人民共和國水利部,2021. [14]程益聯,曾焱.智慧水利應用體系及其應用梳理評價研究[J].水利信息化,2021(6):5. [15]水利部網絡安全與信息化領導小組辦公室.“十四五”智慧水利建設頂層設計[A].北京:中華人民共和國水利部,2021. [16]OKI T,KANAE S.Global hydrological cycles and world water resources[J].Science,2006,313(5790):1068. [17]BARNETT T P,PIERCE D W,HIDALGO H G,et al.Human-induced changes in the hydrology of the western United States[J].Science,2008,319(5866):1080. [18]郭玉雪,張勁松,鄭在洲,等.南水北調東線工程江蘇段多目標優化調度研究[J].水利學報,2018,49(11):1313. [19]王煜,彭少明,鄭小康.黃河流域水量分配方案優化及綜合調度的關鍵科學問題[J].水科學進展,2018,29(5):614. [20]許羽冬,李兆恒.水資源智能調度相關專利分析[J].廣東水利水電,2021(5):108. [21]雷曉輝,蔡思宇,王浩,等.河流水資源調度關鍵技術及通用軟件平臺探討[J].人民長江,2017,48(17):37. [22]方勇,王艷嬌,劉忠華,等.不確定性用水情景下的黃驊港水資源調度優化[J].給水排水,2020,56(9):133. [23]楊杏勃,李胡爽,江濤,等.大東湖核心區污水深隧智慧調度與管理系統設計[J].中國給水排水,2021,37(14):151. [24]趙洪麗,馬吉剛,郭江.智慧水利泵閘站標準化建設規程研究[J].水利水電技術,2020,51(增刊1):221. [25]王浩,雷曉輝,尚毅梓.南水北調中線工程智能調控與應急調度關鍵技術[J].南水北調與水利科技,2017,15(2):1. [26]孟慶魁,胡耀華,廖衛紅,等.面向水環境治理的晉安河流域“水多水動”調度方案研究[J].中國農村水利水電,2021(7):87. [27]鄭錦材.泉州市水資源綜合調度平臺設計與應用[J].水利信息化,2022(3):88. [28]代紅波,劉涵.引調水工程智慧化建設探討[J].云南水力發電,2020,36(8):232. [29]佚名.水利部召開深入貫徹落實習近平總書記“3·14”重要講話精神會議[J].中國水利,2022(6):4. [30]WANG H,JIA Y W,YANG G Y,et al.Integrated simulation of the dualistic water cycle and its associated processes in the Haihe River Basin[J].Chinese Science Bulletin,2013,58(27):3297. [31]王浩,王建華.中國水資源與可持續發展[J].中國科學院院刊,2012,27(3):352. [32]蔡陽,成建國,曾焱,等.加快構建具有“四預”功能的智慧水利體系[J].中國水利,2021(20):2. [33]幸福河研究課題組.幸福河內涵要義及指標體系探析[J].中國水利,2020(23):1. [34]石文明,符鵬.信息化監管在南水北調中線工程的應用實踐[J].水利建設與管理,2022,42(7):21. [35]王曉蕾,槐先鋒.南水北調中線干線工程突發事件應急預案體系研究[J].水利發展研究,2019,19(4):25. [36]雷彬彬.南水北調中線干線工程輸水運行調度管理的探討[J].建材與裝飾,2016(41):278. (責任編輯:于海琴)