水資源信息化建設(shè)作用及發(fā)展方向

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針對當(dāng)前復(fù)雜嚴(yán)峻的水資源短缺問題，提出“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”十六字治水方針，為我省水利行業(yè)開展水資源保護(hù)與可持續(xù)利用指明了方向。與此同時(shí)，新一代信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，也為推動水資源治理體系和治理能力現(xiàn)代化提供了強(qiáng)大支持。

1.水資源信息化建設(shè)的重要性

河北省地處華北地區(qū)，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候。省內(nèi)多年平均水資源總量204.69億m3，僅為全國水資源總量的0.72%；人均水資源量306.69m3，僅為全國同期人均水資源量的1/7，屬嚴(yán)重缺水地區(qū)。同時(shí)河北省又是經(jīng)濟(jì)大省和人口大省，水資源短缺問題已成為制約經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要瓶頸問題。要解決水資源困局，除扎實(shí)做好各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)外，還必須著眼于水利業(yè)務(wù)與新一代信息技術(shù)深度融合。促使水資源管理“摸得清底數(shù)、把得準(zhǔn)規(guī)律、測得準(zhǔn)趨勢、管得住源頭”，為確保京津冀地區(qū)整體水安全提供詳實(shí)可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

2.水資源信息化建設(shè)的主要問題

水利部黨組提出“水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”水利改革發(fā)展總基調(diào)以來，信息化工程作為水利四大工程（防洪工程、供水工程、生態(tài)修復(fù)工程、信息化工程）短板之一，已成為水利行業(yè)加大投入、創(chuàng)新模式、提升技術(shù)的重點(diǎn)領(lǐng)域。水資源作為水利工作的關(guān)鍵領(lǐng)域，也是信息化建設(shè)的難點(diǎn)重點(diǎn)，存在諸多亟待解決的問題。

2.1建設(shè)投資總量不足、使用分散

水資源信息化所需建設(shè)資金一般來自于申請財(cái)政撥款，多半從屬于水利工程配套建設(shè)，缺少獨(dú)立且長久穩(wěn)定的資金投入渠道。有限的信息化資金也常分散到多個項(xiàng)目中，缺少統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和整合利用，導(dǎo)致各系統(tǒng)零散建設(shè)，不成體系，技術(shù)水平落后。加上運(yùn)維管理經(jīng)費(fèi)缺乏保障，許多已建信息系統(tǒng)已不能正常使用，造成不必要的重復(fù)建設(shè)。

2.2人才隊(duì)伍數(shù)量短缺、水平落后

信息化是推動經(jīng)濟(jì)社會高速發(fā)展的倍增器，技術(shù)變革日新月異。然而受行業(yè)差異限制，水利行業(yè)嚴(yán)重缺乏既懂水利業(yè)務(wù)又懂信息化技術(shù)的人才隊(duì)伍。既有的信息化人員多半從事硬件網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理工作，在新技術(shù)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)挖掘、決策輔助支撐等方面空白較多。

2.3管理工作手段滯后、模式陳舊

水資源管理涉及海量的數(shù)據(jù)信息和復(fù)雜多變的時(shí)空要素，是天生適合開展大數(shù)據(jù)分析和云計(jì)算的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。但由于對新技術(shù)應(yīng)用重視不夠，導(dǎo)致水資源管理工作一直處于數(shù)據(jù)的初級應(yīng)用層面。數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，數(shù)據(jù)價(jià)值難以體現(xiàn)，無法有效支撐地下水超采治理工作需要。

3.水資源信息化建設(shè)的發(fā)展方向

結(jié)合水資源管理業(yè)務(wù)特點(diǎn)，信息化建設(shè)主要方向包括“3S”、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算3個方面，簡述如下。

3.1“3S”技術(shù)應(yīng)用

“3S”主要是指RS（遙感）、GIS（地理信息系統(tǒng)）、GPS（全球定位系統(tǒng)）的聯(lián)合應(yīng)用。RS技術(shù)早先用于旱情監(jiān)測評估，目前正在向水生態(tài)水環(huán)境監(jiān)測評估方面轉(zhuǎn)變。主要包括大面積水域的水質(zhì)、水溫、水污染監(jiān)測。有利于快速判定河湖水體的健康程度，并科學(xué)開展水資源調(diào)配工作。與傳統(tǒng)的人工監(jiān)測方式相比，RS技術(shù)無論從質(zhì)量還是效率上都優(yōu)勝于人工作業(yè)。但也具有一定的局限性，只能定期監(jiān)測、且主要用于定性分析，監(jiān)測精度不容易保障。因此需要與人工作業(yè)結(jié)合互補(bǔ)，保證水資源數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。GIS技術(shù)主要以“水利一張圖”形式應(yīng)用到水資源管理中。可以將采集到的水資源數(shù)據(jù)信息（水位、水量、水質(zhì)等）以時(shí)空數(shù)據(jù)庫的方式集成到GIS地圖網(wǎng)格中，實(shí)現(xiàn)“一張圖”管理。GPS技術(shù)主要用于地下水源監(jiān)測井、地表水資源監(jiān)測站點(diǎn)的精確定位。有利于結(jié)合一張圖開展二、三維動態(tài)模擬分析等后期深度應(yīng)用。

3.2大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用

我省目前已建有數(shù)千口地下水源觀測井，均配備有自動化監(jiān)測設(shè)備，能夠采集水位、水溫等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。另全省有數(shù)以百萬級的各類機(jī)井，雖然歸屬不同，但目前正逐步實(shí)現(xiàn)“以電計(jì)水”（通過用電量計(jì)算用水量），也能獲取較為準(zhǔn)確的用水戶數(shù)據(jù)。這些寶貴的數(shù)據(jù)不僅數(shù)量多，而且具有很好的代表性，非常適合開展水資源大數(shù)據(jù)分析。通過溯源和預(yù)測分析，精確掌握我省地下水資源的變化規(guī)律及演變趨勢，更加科學(xué)評價(jià)地下水超采治理成效，并有序開展水資源的調(diào)度管理。

3.3云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用

水資源儲量及分布情況分析，非常依賴于各類二、三維數(shù)學(xué)模型。受計(jì)算機(jī)性能限制，傳統(tǒng)建模過程十分漫長。云計(jì)算可按需提供靈活海量的計(jì)算資源，大幅提升數(shù)學(xué)模擬效果。目前常見的云計(jì)算提供方主要為電信運(yùn)營商以及互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的阿里、騰訊、華為等云服務(wù)商。但公有云計(jì)算資源在處理敏感數(shù)據(jù)方面有較多局限，因此一般會采用服務(wù)器托管方式，將開展云計(jì)算服務(wù)的硬件設(shè)備與其他設(shè)備進(jìn)行物理隔離，以確保數(shù)據(jù)安全。

4.結(jié)語

按照智慧水利建設(shè)思路，加大水資源信息化建設(shè)，是推動水資源治理體系和治理能力現(xiàn)代化的必由之路。作為水利工作者，有必要緊跟技術(shù)發(fā)展潮流，不斷促進(jìn)水利業(yè)務(wù)與新一代信息技術(shù)深度融合，才能更好的提升水資源管理工作效率和質(zhì)量，將“節(jié)水優(yōu)先”和“系統(tǒng)治理”落到實(shí)處。

作者：于燕 單位：石家莊市水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院