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水资源信息化建设作用及发展方向

水资源信息化建设作用及发展方向

针对当前复杂严峻的水资源短缺问题,提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”十六字治水方针,为我省水利行业开展水资源保护与可持续利用指明了方向。与此同时,新一代信息技术蓬勃发展,也为推动水资源治理体系和治理能力现代化提供了强大支持。

1.水资源信息化建设的重要性

河北省地处华北地区,属温带大陆性季风气候。省内多年平均水资源总量204.69亿m3,仅为全国水资源总量的0.72%;人均水资源量306.69m3,仅为全国同期人均水资源量的1/7,属严重缺水地区。同时河北省又是经济大省和人口大省,水资源短缺问题已成为制约经济社会发展的重要瓶颈问题。要解决水资源困局,除扎实做好各项基础设施建设外,还必须着眼于水利业务与新一代信息技术深度融合。促使水资源管理“摸得清底数、把得准规律、测得准趋势、管得住源头”,为确保京津冀地区整体水安全提供详实可靠的基础数据支撑。

2.水资源信息化建设的主要问题

水利部党组提出“水利工程补短板、水利行业强监管”水利改革发展总基调以来,信息化工程作为水利四大工程(防洪工程、供水工程、生态修复工程、信息化工程)短板之一,已成为水利行业加大投入、创新模式、提升技术的重点领域。水资源作为水利工作的关键领域,也是信息化建设的难点重点,存在诸多亟待解决的问题。

2.1建设投资总量不足、使用分散

水资源信息化所需建设资金一般来自于申请财政拨款,多半从属于水利工程配套建设,缺少独立且长久稳定的资金投入渠道。有限的信息化资金也常分散到多个项目中,缺少统筹协调和整合利用,导致各系统零散建设,不成体系,技术水平落后。加上运维管理经费缺乏保障,许多已建信息系统已不能正常使用,造成不必要的重复建设。

2.2人才队伍数量短缺、水平落后

信息化是推动经济社会高速发展的倍增器,技术变革日新月异。然而受行业差异限制,水利行业严重缺乏既懂水利业务又懂信息化技术的人才队伍。既有的信息化人员多半从事硬件网络维护管理工作,在新技术应用、大数据挖掘、决策辅助支撑等方面空白较多。

2.3管理工作手段滞后、模式陈旧

水资源管理涉及海量的数据信息和复杂多变的时空要素,是天生适合开展大数据分析和云计算的业务领域。但由于对新技术应用重视不够,导致水资源管理工作一直处于数据的初级应用层面。数据孤岛现象严重,数据价值难以体现,无法有效支撑地下水超采治理工作需要。

3.水资源信息化建设的发展方向

结合水资源管理业务特点,信息化建设主要方向包括“3S”、大数据、云计算3个方面,简述如下。

3.1“3S”技术应用

“3S”主要是指RS(遥感)、GIS(地理信息系统)、GPS(全球定位系统)的联合应用。RS技术早先用于旱情监测评估,目前正在向水生态水环境监测评估方面转变。主要包括大面积水域的水质、水温、水污染监测。有利于快速判定河湖水体的健康程度,并科学开展水资源调配工作。与传统的人工监测方式相比,RS技术无论从质量还是效率上都优胜于人工作业。但也具有一定的局限性,只能定期监测、且主要用于定性分析,监测精度不容易保障。因此需要与人工作业结合互补,保证水资源数据准确性。GIS技术主要以“水利一张图”形式应用到水资源管理中。可以将采集到的水资源数据信息(水位、水量、水质等)以时空数据库的方式集成到GIS地图网格中,实现“一张图”管理。GPS技术主要用于地下水源监测井、地表水资源监测站点的精确定位。有利于结合一张图开展二、三维动态模拟分析等后期深度应用。

3.2大数据分析技术应用

我省目前已建有数千口地下水源观测井,均配备有自动化监测设备,能够采集水位、水温等关键数据。另全省有数以百万级的各类机井,虽然归属不同,但目前正逐步实现“以电计水”(通过用电量计算用水量),也能获取较为准确的用水户数据。这些宝贵的数据不仅数量多,而且具有很好的代表性,非常适合开展水资源大数据分析。通过溯源和预测分析,精确掌握我省地下水资源的变化规律及演变趋势,更加科学评价地下水超采治理成效,并有序开展水资源的调度管理。

3.3云计算技术应用

水资源储量及分布情况分析,非常依赖于各类二、三维数学模型。受计算机性能限制,传统建模过程十分漫长。云计算可按需提供灵活海量的计算资源,大幅提升数学模拟效果。目前常见的云计算提供方主要为电信运营商以及互联网领域的阿里、腾讯、华为等云服务商。但公有云计算资源在处理敏感数据方面有较多局限,因此一般会采用服务器托管方式,将开展云计算服务的硬件设备与其他设备进行物理隔离,以确保数据安全。

4.结语

按照智慧水利建设思路,加大水资源信息化建设,是推动水资源治理体系和治理能力现代化的必由之路。作为水利工作者,有必要紧跟技术发展潮流,不断促进水利业务与新一代信息技术深度融合,才能更好的提升水资源管理工作效率和质量,将“节水优先”和“系统治理”落到实处。

作者:于燕 单位:石家庄市水利水电勘测设计研究院

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