水資源管理中水利信息化技術(shù)的應(yīng)用探析

焦培燕

（民勤縣躍進(jìn)總干渠管理處，甘肅 民勤 733399）

為了推動水利信息化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，我國專門出臺了一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如《水利信息分類標(biāo)準(zhǔn)》（SL/T701-2021），該標(biāo)準(zhǔn)明確了水利信息的分類方法、編碼規(guī)則，如《水利信息數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識符編制規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)》（SL479-2021），該標(biāo)準(zhǔn)為水利數(shù)據(jù)庫建設(shè)、管理及維護(hù)提供了規(guī)范依據(jù)，如《水利信息系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)定》（SLZ331-2018）、《水利信息網(wǎng)建設(shè)指南》（SL434-2020）、《水利信息系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)規(guī)范》（SL515-2019）等標(biāo)準(zhǔn)，明確了如何建管水利信息化管理平臺。應(yīng)該說，水利信息化規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系的不斷完善，為水利信息化技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件，但從現(xiàn)實(shí)層面看，水利信息化技術(shù)在水資源管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀并不樂觀，既存在較多不足有待彌補(bǔ)，也具備較大的提升空間，基于此，探索水利信息化技術(shù)的有效措施，為我國“智慧水利”工程建設(shè)賦能，為水資源管理工作助力。

1 水資源管理中水利信息化技術(shù)的應(yīng)用價值

1.1 水資源管理精細(xì)化

水資源的重要性不言而喻。從社會生產(chǎn)生活角度看，大自然中的水資源存在分配不均、供給不穩(wěn)的問題，整體上表現(xiàn)為“東南多、西北少”及“夏秋多、冬春少”的特點(diǎn)，如何有效地利用水資源，自然成為水資源管理的重要議題。例如，通過建設(shè)各種類型、規(guī)模、功能的水利工程，按照人的意志實(shí)現(xiàn)水資源的調(diào)配，我國“南水北調(diào)”工程就是一個典型。通過應(yīng)用水利信息化技術(shù)，可以提高水資源管理的精細(xì)化，人們可以借助衛(wèi)星定位、遙感技術(shù)、數(shù)學(xué)模擬技術(shù)等，精準(zhǔn)地估算一個地區(qū)的水資源存儲量與水資源需求量，利用大數(shù)據(jù)分析、驗(yàn)算，獲得最佳的水資源調(diào)配方案，以確保宏觀格局下的水資源供需平衡。

1.2 水環(huán)境監(jiān)測智慧化

水環(huán)境實(shí)時監(jiān)測是對水資源進(jìn)行管理的重要前提，傳統(tǒng)人工監(jiān)測不僅范圍有限、效率低下，也無法實(shí)時、精準(zhǔn)地掌握水環(huán)境真實(shí)樣態(tài)。通過水利信息化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)水環(huán)境監(jiān)測智慧化，例如，在一個區(qū)域內(nèi)所有河流湖泊、灌溉渠道、生活供水等水環(huán)境中布置水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部包括傳感器、定位器、定性分析模塊、遠(yuǎn)程通信模塊等，用來完成特定水環(huán)境位置的水質(zhì)數(shù)據(jù)收集、分析、傳送等，管理人員可以全面掌控本區(qū)域所有水環(huán)境的水資源情況，系統(tǒng)還能夠根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的“水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)閾值”進(jìn)行水資源質(zhì)量判別，一旦某一項(xiàng)污染物超標(biāo)，立即觸發(fā)警報(bào)機(jī)制，并協(xié)助管理人員追蹤污染源。

1.3 提高防洪抗災(zāi)能力

防控抗災(zāi)是水資源管理的重要智能之一。通過水利信息化技術(shù)的應(yīng)用，可以從兩個方面提高防洪抗災(zāi)能力，一是靜態(tài)分析，通過整合歷史降雨數(shù)據(jù)，利用超級計(jì)算機(jī)運(yùn)行防汛動態(tài)風(fēng)險模型，模擬臺風(fēng)、暴雨、洪水的生成過程，可以從中找出洪水災(zāi)害發(fā)生的周期規(guī)律，如“50年一遇”“70年一遇”等情況，便于提前準(zhǔn)備抗災(zāi)事宜。二是動態(tài)預(yù)測，借助氣象衛(wèi)星、遙感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及大數(shù)據(jù)技術(shù)等，實(shí)時監(jiān)控水環(huán)境的變化，對水資源不正常波動現(xiàn)象展開實(shí)時監(jiān)控與分析，所得到的結(jié)果及時反饋到區(qū)域防汛應(yīng)急指揮系統(tǒng)（中心），便于人工提前進(jìn)行干預(yù)。

1.4 助力水生態(tài)的保護(hù)

在生態(tài)危機(jī)日漸嚴(yán)峻的背景下，保護(hù)水生態(tài)已成為社會共識之一。直觀上理解，保護(hù)水生態(tài)是保護(hù)水資源的升級版，即除了避免水資源被直接污染之外，還要加強(qiáng)水體環(huán)境中的植物、動物及水源地要素的長期保護(hù)。按照“預(yù)防為主”的原則，水利信息化技術(shù)是水生態(tài)保護(hù)的重要助力，例如，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、GIS技術(shù)、遙感技術(shù)等有機(jī)結(jié)合起來，針對特定流域水文水質(zhì)展開跟蹤監(jiān)測，可以實(shí)時掌控污染源散布路線、“赤潮”爆發(fā)點(diǎn)等現(xiàn)象，指導(dǎo)相關(guān)單位做出最科學(xué)的防范措施。

2 水資源管理中水利信息化技術(shù)的應(yīng)用困境

現(xiàn)階段，我國社會已經(jīng)全面進(jìn)入信息化時代，但信息化技術(shù)在各個社會領(lǐng)域的滲透性并不同步，具體到水資源管理方面，對于水利信息化技術(shù)的應(yīng)用仍面臨一些困境，歸納起來包括四個方面。

2.1 水利信息化建設(shè)投入不足

盡管國家層面出臺了一系列水利信息化建設(shè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，明確了水利信息化建設(shè)的重要意義，但仍有很多地區(qū)、部門對于水利信息化的認(rèn)識不足、重視不夠，導(dǎo)致主觀上不愿意過多投入。而從客觀角度說，“投入不足”現(xiàn)象與水利信息化投資規(guī)模大、技術(shù)門檻高、涉及主體多等有直接關(guān)系，究竟“該誰建設(shè)？”“用何種途徑建設(shè)？”“按何種標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)？”等問題并沒有統(tǒng)一意見，由此造成了“有錢就干、沒錢就停”的消極局面。例如，一些地區(qū)有著強(qiáng)烈的防汛抗災(zāi)需求，但大量資金投入到防汛抗災(zāi)的物資儲備及基礎(chǔ)設(shè)施方面，對于水利信息化技術(shù)的價值不夠重視，以至于信息化設(shè)備陳舊、功能不全、維護(hù)不力等現(xiàn)象發(fā)生，由此取得的防汛抗災(zāi)成果是本末倒置的，即“防汛”讓位于“抗災(zāi)”，完全違背了“預(yù)防為主”的原則。

2.2 水利信息化技術(shù)人才匱乏

如前文所述，水利信息化技術(shù)是一種“復(fù)合型技術(shù)”，對于水利信息化技術(shù)人才而言，不僅要具備豐富的水科學(xué)、地理學(xué)、氣象學(xué)等知識，還要能輕松駕馭信息技術(shù)要素，如軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)分析、模型建構(gòu)等。從高校專業(yè)教育角度看，水利信息化技術(shù)人才是非常匱乏的，水資源管理部門在招聘人員時，一般強(qiáng)調(diào)專業(yè)對口要求，而專業(yè)對口人才的信息化素養(yǎng)偏低，往往只會簡單的計(jì)算機(jī)操作、軟件應(yīng)用，很少涉及水資源數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、水環(huán)境監(jiān)測軟件開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)架設(shè)等高門檻技術(shù)。從長遠(yuǎn)來看，為了應(yīng)對梳理信息化技術(shù)的復(fù)合型特征，水資源管理部門需要構(gòu)建獨(dú)立培養(yǎng)機(jī)制。

2.3 水利信息化管理不夠規(guī)范

立足水資源管理視域，水利信息化技術(shù)的應(yīng)用主體與應(yīng)用場景均是多元化的，要建成這樣一個龐大的信息工程，并確保它能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要多部門共同參與，如氣象部門、消防部門、灌溉部門、防汛部門等。但在現(xiàn)實(shí)情況下，《水利信息系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)定》（SLZ331-2018）、《水利信息網(wǎng)建設(shè)指南》（SL434-2020）、《水利信息系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)規(guī)范》（SL515-2019）等標(biāo)準(zhǔn)并未得到充分遵守，各個部門基于不同目的實(shí)施水資源管理，導(dǎo)致彼此之間協(xié)調(diào)不暢、各自為政，造成水利信息化管理缺乏規(guī)范性。從微觀視角看，水利信息化管理不規(guī)范，主要表現(xiàn)為辦公自動化水平低、數(shù)據(jù)庫不兼容等，而在宏觀上，即全國范圍內(nèi)的“水資源統(tǒng)一管理視角”，水利信息管理不規(guī)范會嚴(yán)重影響水資源數(shù)據(jù)共享、更新、可視化及發(fā)展趨勢預(yù)測等。

2.4 水利信息資源利用效率差

現(xiàn)階段，水資源管理主體對于水利信息化技術(shù)的應(yīng)用價值了解不夠全面，導(dǎo)致水利信息資源利用率差。究其原因，水資源管理主體基于“直接信息”形式利用水利信息資源，如水質(zhì)信息、水量信息、汛旱信息、雨情信息等，這些都是可以通過直接觀測及檢測得到的，都可以歸入屬于直接信息的范疇。但事實(shí)上，通過對直接信息的整合、挖掘、提煉，可以應(yīng)用在更具體、更有針對性的場景下。例如，針對特定地區(qū)的歷史雨情信息進(jìn)行挖掘，找出降雨量與城市內(nèi)澇的對應(yīng)關(guān)系，通過交叉對比、數(shù)據(jù)提煉、加權(quán)平均計(jì)算等步驟，明確造成城市內(nèi)澇的“最小降雨量”，以降雨數(shù)據(jù)為參照，配合氣象資訊，這樣可以提高預(yù)防內(nèi)澇的實(shí)效性。

3 水資源管理中水利信息化技術(shù)的應(yīng)用措施

3.1 立足科學(xué)統(tǒng)籌規(guī)劃，加大水利信息化建設(shè)投入

正所謂“工欲善其事，必先利其器”，為了在水資源管理活動中充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，就必須加大水利信息化建設(shè)投入。但同時，必須徹底改變傳統(tǒng)的水利信息化建設(shè)投入模式，從分散化向集中化發(fā)展，從“各自為政”向“系統(tǒng)協(xié)調(diào)”轉(zhuǎn)型。首先，水資源管理主體要具有“大局觀”，不要局限于一座水庫、一條河渠、一個城鎮(zhèn)的視野，通過統(tǒng)籌氣候、降雨、地理、水文等要素，規(guī)劃更符合自然屬性的水資源管理區(qū)域；其次，以政府為主導(dǎo)，拓寬水利信息化建設(shè)資金來源，如“自然屬性”水資源管理區(qū)域內(nèi)，可能包括多個縣、市、省份，在跨區(qū)基礎(chǔ)上尋求多部門（如水利部門、農(nóng)業(yè)部門、防汛部門等）的支持，具體形式不限，可以是財(cái)政撥款，也可以是技術(shù)人員。相對應(yīng)的，這些部門獲得水利信息化平臺的使用權(quán)，以及全區(qū)域水資源數(shù)據(jù)的分享權(quán)；再次，在“自然屬性”水資源管理區(qū)域內(nèi)，建立“水利信息化技術(shù)中心”，負(fù)責(zé)水資源管理的一切業(yè)務(wù)。圍繞技術(shù)中心，進(jìn)一步創(chuàng)新融資形式，以保障水利信息化建設(shè)充沛投入。例如，與百度地圖、高德地圖等APP合作，將水資源及水資源相關(guān)的合法、合規(guī)信息打包出售，還可以在水利信息化技術(shù)應(yīng)用的不同階段，吸引企業(yè)、高校參與合作，共同打造“產(chǎn)學(xué)研一體化”模式。

3.2 落實(shí)崗位培訓(xùn)制度，提高從業(yè)人員信息化素養(yǎng)

客觀上，水資源管理需要大量復(fù)合型人才，既要具備一定的水利教育經(jīng)歷與從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，同時對大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、系統(tǒng)集成等技術(shù)具有駕馭能力。立足當(dāng)前，企事業(yè)單位、各大院校、社會教育機(jī)構(gòu)等組織中，并沒有這樣現(xiàn)成的人才提供，基于此，水利資源管理部門應(yīng)重視“自主培養(yǎng)”，在現(xiàn)有崗位人員中挑選學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、富有創(chuàng)新精神的骨干，促進(jìn)崗位培訓(xùn)制度的落實(shí)。以提高水資源管理人員的信息化素養(yǎng)為目標(biāo)，落實(shí)崗位培訓(xùn)制度可以從三個方面展開，一是“因人而異”，通過綜合評定從業(yè)人員的信息化水平，對標(biāo)其在水資源管理業(yè)務(wù)中的具體工作內(nèi)容，針對性的展開崗位培訓(xùn)，例如從業(yè)人員處在“分析員”的崗位上，可以重點(diǎn)學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)挖掘、分析、預(yù)測等技術(shù)。二是“因地制宜”，根據(jù)現(xiàn)實(shí)中水資源管理主要內(nèi)容，展開對應(yīng)崗位人員的信息化素養(yǎng)培育，如某地水資源管理主要針對一座水庫進(jìn)行，那么在崗位培訓(xùn)方面，可以突出“遙感技術(shù)”“無人機(jī)監(jiān)測技術(shù)”“水質(zhì)智能檢測技術(shù)”等知識學(xué)習(xí)。三是“因勢利導(dǎo)”，雖然以“自主培養(yǎng)”為基本形式，但不意味著水利資源管理部門“事必親躬”，可以與地方高校、事業(yè)單位、科研部門、互聯(lián)網(wǎng)公司等深度合作，基于“各取所需、合作共贏”的原則，加強(qiáng)水資源管理人員的信息素質(zhì)培養(yǎng)。

3.3 強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)貫徹落實(shí)，統(tǒng)一水利信息化技術(shù)范式

水資源管理不能局限于一城一地，更不能各部門之間相互獨(dú)立，從水利信息化技術(shù)應(yīng)用的角度說，必須要打破溝通隔閡、增強(qiáng)信息共享，這樣才能滿足水資源數(shù)據(jù)始終保持更新狀態(tài)。而要實(shí)現(xiàn)信息共享，就必須統(tǒng)一水利信息化技術(shù)范式。一方面，加強(qiáng)“水利信息化”相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)貫徹落實(shí)，例如，《水利信息分類標(biāo)準(zhǔn)》（SL701-2021）中對于“部門網(wǎng)建設(shè)”設(shè)計(jì)了分層標(biāo)準(zhǔn)，明確了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、技防、服務(wù)、管理等固定模塊，加強(qiáng)貫徹落實(shí)，有利于水資源管理結(jié)構(gòu)體系的一致性。另一方面，在規(guī)范化管理的基礎(chǔ)上，突出水利信息化技術(shù)的實(shí)用性，換言之，當(dāng)?shù)卮嬖谀男┧Y源管理需求，信息化技術(shù)應(yīng)用就落實(shí)到對應(yīng)領(lǐng)域。

3.4 秉承智慧水利理念，提高水利信息資源利用率

從政策導(dǎo)向上說，我國已經(jīng)全面開啟了“智慧水利”時代，但處于方興未艾的階段，對于水利信息化技術(shù)的應(yīng)用仍停留在“數(shù)字時代”。究其原因，主要在于水利信息資源的利用率不足，相關(guān)主體未能認(rèn)識到“數(shù)據(jù)就是生產(chǎn)力”?；诖?，水資源管理主體要秉承“智慧水利”理念，從兩個方面提高水利信息資源利用率：一方面，專門籌備資金、聚攏人才，展開水資源管理平臺（軟件）開發(fā)，該平臺用來全面收集、整合、分析水利信息資源。另一方面，建立“專家型隊(duì)伍”，涵蓋水文學(xué)、地理學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)、數(shù)學(xué)等各領(lǐng)域的人才，專門對水利信息資源展開大數(shù)據(jù)挖掘，提供科學(xué)預(yù)測，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供嚴(yán)謹(jǐn)依據(jù)。

4 結(jié)語

立足現(xiàn)實(shí)維度審視，水資源管理已經(jīng)全面進(jìn)入信息化時代，無論國家層面驅(qū)動的“智慧水利”，還是“互聯(lián)網(wǎng)+”新業(yè)態(tài)下水資源管理思維、方法、技術(shù)等變革，都指向水資源管理低成本與利用高效化。在實(shí)踐領(lǐng)域，通過加強(qiáng)信息技術(shù)與水資源管理的深度融合，例如統(tǒng)一水利信息化技術(shù)范式、提高人員信息技術(shù)素養(yǎng)等手段，能夠?yàn)樗Y源管理全面升級提供可行性方案。