智慧水利建設(shè)現(xiàn)狀分析與發(fā)展思考

蔡 陽

（水利部信息中心，北京 100053）

0 引言

當(dāng)前，新一代信息技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的深度融合，深刻改變著政府社會(huì)管理和公共服務(wù)的方式。黨中央國務(wù)院高度重視智慧社會(huì)建設(shè)和發(fā)展，黨的十九大報(bào)告中強(qiáng)調(diào)要建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國、智慧社會(huì)，把智慧社會(huì)作為建設(shè)創(chuàng)新型國家的重要內(nèi)容，從頂層設(shè)計(jì)的角度，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、公共服務(wù)、社會(huì)治理提出了全新要求和目標(biāo)，為智慧社會(huì)建設(shè)指明了方向[1]。智慧水利是智慧社會(huì)建設(shè)的重要組成部分，2018 年中央一號(hào)文件提出了實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)林業(yè)水利工程，2018 年全國水利廳局長對(duì)智慧水利建設(shè)進(jìn)行了部署，水利部安排水利部信息中心牽頭編制智慧水利總體方案。智慧水利旨在應(yīng)用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新一代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利對(duì)象及活動(dòng)的透徹感知[2]、全面互聯(lián)、智能應(yīng)用與泛在服務(wù)，從而促進(jìn)水治理體系和能力現(xiàn)代化[3]。

1 智慧水利已有基礎(chǔ)

智慧水利是水利信息化發(fā)展的新階段。水利部歷來重視水利信息化建設(shè)，“十五”期間就提出了以水利信息化帶動(dòng)水利現(xiàn)代化的總體要求。多年來，我國水利信息化建設(shè)取得了很大成就，為智慧水利建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.1 規(guī)劃與技術(shù)體系漸趨完善

2003 年，水利部印發(fā)了《全國水利信息化規(guī)劃（“金水工程”規(guī)劃）》，成為第 1 部全國水利信息化規(guī)劃。從“十一五”開始，水利信息化發(fā)展五年規(guī)劃成為全國水利改革發(fā)展五年規(guī)劃重要的專項(xiàng)規(guī)劃，對(duì)水利信息化建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)籌安排，解決為什么要做及做什么的問題。還相繼印發(fā)了《水利信息化頂層設(shè)計(jì)》《水利信息化資源整合共享頂層設(shè)計(jì)》《水利網(wǎng)絡(luò)安全頂層設(shè)計(jì)》等文件，有效銜接規(guī)劃與實(shí)施。并通過水利信息化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范從技術(shù)上支撐共享協(xié)同，通過項(xiàng)目建設(shè)與管理辦法從機(jī)制體制上保障共享協(xié)同。此外，還出臺(tái)了有關(guān)防汛抗旱、水資源管理、水土保持、水利數(shù)據(jù)中心等信息系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)指導(dǎo)文件，指導(dǎo)各層級(jí)項(xiàng)目建設(shè)，解決不同層級(jí)間的共享協(xié)同。這些措施在系統(tǒng)互聯(lián)互通、資源共享、業(yè)務(wù)協(xié)同方面發(fā)揮了積極作用[4]。

1.2 基礎(chǔ)設(shè)施初具規(guī)模

截至 2017 年底，在信息采集與工程監(jiān)視方面，全國省級(jí)以上水利部門各類信息采集點(diǎn)達(dá) 42 萬處，全國縣級(jí)以上水利部門共有視頻監(jiān)視點(diǎn) 118539個(gè)，其中共享接入 64080個(gè)；在水利業(yè)務(wù)網(wǎng)方面，全部省級(jí)、地市級(jí)及 86.89% 縣級(jí)水利部門實(shí)現(xiàn)了聯(lián)通；在水利通信方面，全國縣級(jí)以上水利部門共配置通信衛(wèi)星設(shè)備 2731臺(tái)（套），北斗衛(wèi)星短報(bào)文傳輸報(bào)汛站達(dá)到 7900多個(gè)，應(yīng)急通信車 68 輛；在計(jì)算存儲(chǔ)方面，初步建成了水利部基礎(chǔ)設(shè)施云，形成了“異地三中心”的水利數(shù)據(jù)災(zāi)備總體布局，全國省級(jí)以上水利部門共配備各類服務(wù)器 7213臺(tái)（套），存儲(chǔ)能力 3.3 PB；在水利視頻會(huì)議系統(tǒng)方面，建立了覆蓋 7 個(gè)流域機(jī)構(gòu)、32 個(gè)省級(jí)、337 個(gè)地市級(jí)、2262個(gè)區(qū)縣級(jí)水利部門和 15828個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的水利視頻會(huì)商系統(tǒng)。

1.3 信息資源和業(yè)務(wù)應(yīng)用不斷深入

水利部通過歷年來的水利信息化重點(diǎn)工程建設(shè)，第一次全國水利普查、水資源調(diào)查評(píng)價(jià)等專項(xiàng)工作，以及各項(xiàng)日常工作，產(chǎn)生和積累了大量的水利專業(yè)數(shù)據(jù)。截至 2017 年底，全國省級(jí)以上水利部門存儲(chǔ)的各類信息資源約 1.9 PB。同時(shí)，依托這些信息化重點(diǎn)工程建設(shè)，不斷深化水利業(yè)務(wù)應(yīng)用水平，并向基層水利部門拓展。國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)二期主體工程基本完成，提升了我國水旱災(zāi)害和突發(fā)水事件的處置能力。國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)二期項(xiàng)目有序推進(jìn)，支撐了最嚴(yán)格水資源管理和三條紅線考核。國家地下水監(jiān)測(cè)工程主體工程全面完成，全國河長制湖長制管理信息系統(tǒng)正式運(yùn)行，水利工程建設(shè)與管理業(yè)務(wù)應(yīng)用投入運(yùn)行。水土保持、水利安全生產(chǎn)監(jiān)督管理、電子政務(wù)等重要信息系統(tǒng)持續(xù)推進(jìn)。水利業(yè)務(wù)應(yīng)用體系不斷完善，有力支撐水利改革與發(fā)展。

1.4 新一代信息技術(shù)有效應(yīng)用

近年來，水利各部門相繼開展了對(duì)新一代信息技術(shù)的探索應(yīng)用。水利部搭建了基礎(chǔ)設(shè)施云，實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲(chǔ)資源的池化管理和彈性服務(wù)，有力支撐了國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)等 13 個(gè)項(xiàng)目的快速部署和應(yīng)用交付。黃河水利委員會(huì)利用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，圍繞突發(fā)事件實(shí)現(xiàn)了對(duì)水情、工情和位置等信息的自動(dòng)定位和展現(xiàn)。無錫水利部門利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)太湖水質(zhì)、藍(lán)藻、湖泛等進(jìn)行智能感知，實(shí)現(xiàn)藍(lán)藻打撈及運(yùn)輸車船的智能調(diào)度，提升了太湖治理的科學(xué)水平。浙江水利部門在舟山應(yīng)用大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng) +”技術(shù)，及時(shí)掌握臺(tái)風(fēng)防御區(qū)的人員動(dòng)態(tài)情況，并結(jié)合臺(tái)風(fēng)路徑、影響范圍等信息，自動(dòng)通過短信等方式最大范圍地發(fā)布臺(tái)風(fēng)預(yù)警和提醒信息，為科學(xué)決策和有效指導(dǎo)人員避險(xiǎn)、財(cái)產(chǎn)保護(hù)等提供有力支撐。

1.5 智慧水利先行先試積極開展

作為新型智慧城市部際聯(lián)絡(luò)工作組成員單位，近年來，水利部積極參與促進(jìn)智慧城市健康發(fā)展的相關(guān)工作[5–6]，推動(dòng)數(shù)字水利向智慧水利轉(zhuǎn)變，推進(jìn)水利行業(yè)智慧水利建設(shè)。目前，在浙江省臺(tái)州市開展的智慧水務(wù)試點(diǎn)工作已初具成效，對(duì)推動(dòng)全國智慧水利建設(shè)具有示范作用。部分流域機(jī)構(gòu)、地方水利部門也陸續(xù)開展智慧水利試點(diǎn)。太湖流域管理局利用水文、氣象、衛(wèi)星遙感等信息和模型對(duì)湖區(qū)水域岸線及藍(lán)藻進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提升了“引江濟(jì)太”工程調(diào)度等工作的預(yù)判性。上海市水務(wù)局構(gòu)建了覆蓋全市的雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)、積水自動(dòng)監(jiān)測(cè)采集網(wǎng)，與氣象、市政、公安、交通、環(huán)保等部門形成防汛防臺(tái)應(yīng)急指揮聯(lián)動(dòng)調(diào)度。江西省水利廳出臺(tái)了《江西省智慧水利建設(shè)行動(dòng)計(jì)劃》，依托智慧撫河信息化工程等項(xiàng)目建設(shè)積極開展智慧水利建設(shè)。

2 智慧水利面臨的問題

雖然近年來水利部積極推進(jìn)行業(yè)智慧建設(shè)，部分智慧水利試點(diǎn)工作已初見成效，但智慧水利建設(shè)與智慧社會(huì)要求還有較大差距[1]。

2.1 透徹感知不夠

目前，各類水利設(shè)施的監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)未做到全面感知。例如，水庫安全監(jiān)測(cè)方面，僅有 73% 的大型水庫建立了工程安全監(jiān)測(cè)設(shè)施和數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)，多數(shù)中型水庫和幾乎所有小型水庫都沒有安全監(jiān)測(cè)設(shè)施，大部分小型水庫甚至沒有水情監(jiān)測(cè)報(bào)汛設(shè)備。同時(shí)，感知技術(shù)手段也存在較大差距，自動(dòng)化水平不高。

2.2 全面互聯(lián)差距大

1）網(wǎng)絡(luò)覆蓋面小，還有 13% 的區(qū)縣級(jí)水利部門未連接到水利業(yè)務(wù)網(wǎng)，僅有 6 個(gè)省區(qū)水利業(yè)務(wù)網(wǎng)通達(dá)到鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)水利單位，導(dǎo)致水利信息系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)“三級(jí)部署（水利部、流域機(jī)構(gòu)、省級(jí)）、五級(jí)應(yīng)用（水利部、流域機(jī)構(gòu)、省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)）”[7]。

2）網(wǎng)絡(luò)通道窄，連接水利部到省級(jí)水利部門的骨干網(wǎng)帶寬僅為 8 Mbit/s，由于帶寬限制，導(dǎo)致許多寶貴的數(shù)據(jù)無法及時(shí)傳輸。

3）上下左右聯(lián)通不暢，集中體現(xiàn)在工程控制系統(tǒng)隔離在各個(gè)工程管理單位，不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同困難。

4）基礎(chǔ)支撐不足，主要體現(xiàn)在機(jī)房總體規(guī)模小而分散，計(jì)算存儲(chǔ)能力不足，基礎(chǔ)支撐軟硬件薄弱。

同時(shí)還存在水利部內(nèi)部專業(yè)部門之間信息共享不足，外部與環(huán)境、交通、國土等部門的相關(guān)數(shù)據(jù)還不能做到部門間共享等問題[1]。

2.3 智能應(yīng)用不足

對(duì)于新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，水利行業(yè)總體上還處于初級(jí)階段。大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)尚未得到廣泛應(yīng)用，智慧功能沒有得到充分顯現(xiàn)。

2.4 泛在服務(wù)欠缺

一直以來，水利行業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用多，公共服務(wù)產(chǎn)品偏少，系統(tǒng)應(yīng)用便捷化和個(gè)性化等考慮不足。

2.5 認(rèn)識(shí)不到位

很多基層水利單位對(duì)智慧水利建設(shè)目標(biāo)不清晰、任務(wù)不明確、效果不確定，對(duì)智慧水利建設(shè)存在畏難情緒[1]。

3 智慧水利目標(biāo)與任務(wù)

在各地政府和相關(guān)行業(yè)通過智慧社會(huì)建設(shè)全面推動(dòng)社會(huì)治理體系和治理能力現(xiàn)代化的背景下，水利部門把智慧水利建設(shè)作為推進(jìn)水利現(xiàn)代化的著力點(diǎn)和突破口，必將推動(dòng)新一代信息技術(shù)在水利行業(yè)的廣泛應(yīng)用，全面提升新時(shí)代水治理體系和能力的現(xiàn)代化水平。

3.1 關(guān)于智慧水利建設(shè)目標(biāo)的思考

緊密結(jié)合水利工作實(shí)際，科學(xué)確定目標(biāo)是智慧水利建設(shè)的重要前提。水利工作的主要管理對(duì)象為江河湖泊、水資源、水利工程、水旱災(zāi)害及各類涉水主體，涉及國家防洪、供水、糧食和生態(tài)等安全方面。因此，智慧水利建設(shè)應(yīng)圍繞水利中心工作，構(gòu)建全國江河、水利基礎(chǔ)設(shè)施和管理運(yùn)行等體系三位一體的網(wǎng)絡(luò)大平臺(tái)，建設(shè)國家、流域、區(qū)域相關(guān)信息資源匯集的共享大數(shù)據(jù)，建立涵蓋洪水、干旱、水工程安全運(yùn)行、水工程建設(shè)、水資源開發(fā)利用、城鄉(xiāng)供水、節(jié)水、江河湖泊及水土流失等九大領(lǐng)域的應(yīng)用大系統(tǒng)，支撐智慧水利全業(yè)務(wù)流程的網(wǎng)絡(luò)大安全，為政府監(jiān)管、江河調(diào)度、工程運(yùn)行、應(yīng)急處置和公共服務(wù)提供支撐和保障。

3.2 關(guān)于智慧水利建設(shè)任務(wù)的思考

基于水利信息化已有基礎(chǔ)，結(jié)合新一代信息技術(shù)發(fā)展，智慧水利需要在以下幾個(gè)方面強(qiáng)力推進(jìn)，重點(diǎn)建設(shè)：

1）全面提升透徹感知能力。在現(xiàn)有水利監(jiān)測(cè)感知的基礎(chǔ)上，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星遙感、無人機(jī)、視頻監(jiān)控等技術(shù)和手段，構(gòu)建天地一體化監(jiān)測(cè)體系，提高感知能力和技術(shù)水平，并進(jìn)一步補(bǔ)充、擴(kuò)大和完善感知對(duì)象[8–9]。

a. 建設(shè)河流湖泊全面監(jiān)測(cè)網(wǎng)格。對(duì)現(xiàn)有水文站增配視頻監(jiān)控，對(duì)水位站增配流量監(jiān)測(cè)設(shè)施；同時(shí)，監(jiān)測(cè)網(wǎng)格逐步延伸到流域面積 100 km2以上22909條河流、1 km2以上 2865個(gè)湖泊，力爭覆蓋流域面積 50 km2以上 45203條河流，從而全面提升防汛抗旱預(yù)警預(yù)報(bào)水平和江河湖泊監(jiān)管能力。

b. 建立水資源管理全面感知網(wǎng)絡(luò)。在水資源監(jiān)控能力建設(shè)、國家地下水監(jiān)測(cè)工程等項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，按照全流程、全口徑、精準(zhǔn)化要求，加密各類監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)，共享相關(guān)領(lǐng)域數(shù)據(jù)，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)水源地、取用水戶、入河排污口及地市行政區(qū)界河流斷面的水量水質(zhì)監(jiān)測(cè)。

c. 建設(shè)水利工程運(yùn)行管理監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)。采用物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星定位等技術(shù)，升級(jí)已有水利工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，增補(bǔ)位移、形變、水情等要素監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)施，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫、堤防、大中型灌區(qū)、水閘、泵站等工程運(yùn)行管理全過程全要素的感知。

d. 建設(shè)水生態(tài)環(huán)境感知網(wǎng)絡(luò)。對(duì)重點(diǎn)保護(hù)河段河道生態(tài)基流、國家重要水功能區(qū)水環(huán)境、水土保持重點(diǎn)治理區(qū)的水土流失等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)水生態(tài)環(huán)境狀態(tài)的全面感知。

2）全面加強(qiáng)互聯(lián)互通。從目前水利信息化的發(fā)展現(xiàn)狀看，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和支撐能力與智慧水利建設(shè)的要求差距很大，應(yīng)加大建設(shè)力度，彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)能力的不足。

a. 擴(kuò)大互聯(lián)范圍。在充分利用公網(wǎng)資源基礎(chǔ)上，延伸水利業(yè)務(wù)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)感知站點(diǎn)、各級(jí)水利部門、各級(jí)各類水利企事業(yè)單位及相關(guān)部門的互聯(lián)互通。

b. 擴(kuò)充互聯(lián)通道。根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸需求，擴(kuò)充水利業(yè)務(wù)網(wǎng)帶寬，增加互聯(lián)網(wǎng)接入帶寬，構(gòu)建融合互聯(lián)的大容量高速傳輸網(wǎng)絡(luò)通道。

3）建設(shè)共享共用的水利大數(shù)據(jù)中心。根據(jù)水利數(shù)據(jù)高性能計(jì)算需要，以構(gòu)建各類水利業(yè)務(wù)、各級(jí)水利部門，以及與涉水部門暢通的水利信息資源建設(shè)為基本內(nèi)容，研究確定水利數(shù)據(jù)中心部署和應(yīng)用架構(gòu)，加強(qiáng)計(jì)算存儲(chǔ)、共享服務(wù)、指揮調(diào)度、綜合會(huì)商、容災(zāi)備份等能力建設(shè)，建成集約統(tǒng)一、共享共用的水利大數(shù)據(jù)中心。

a. 水利基礎(chǔ)設(shè)施云建設(shè)?；诤Ａ克麛?shù)據(jù)存儲(chǔ)和秒級(jí)計(jì)算的需要，按照高性能、大容量、可擴(kuò)充的要求，建成國家、流域、省三級(jí)水利基礎(chǔ)設(shè)施云，支撐基礎(chǔ)設(shè)施資源、數(shù)據(jù)資源、業(yè)務(wù)應(yīng)用與服務(wù) 3 個(gè)層次上的集中共享。

b. 大數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)建設(shè)。按照水利數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)匯集、共享服務(wù)、快速響應(yīng)要求，逐步構(gòu)建人工智能、大數(shù)據(jù)和專業(yè)模型等資源體系，為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供智慧服務(wù)支撐。

c. 水利信息資源建設(shè)。實(shí)現(xiàn)水利部門不同專業(yè)的信息共享，涵蓋洪水、干旱、水利工程安全運(yùn)行等九大領(lǐng)域業(yè)務(wù)，包括文字、圖表、音視頻、影像等各類數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)各級(jí)水利部門之間的信息共享，構(gòu)建水利部、流域、省三級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心與各級(jí)水利部門共享的數(shù)據(jù)使用格局。實(shí)現(xiàn)水利數(shù)據(jù)與外行業(yè)部門數(shù)據(jù)的共享，主要包括環(huán)境、交通、資源、住建、工信、應(yīng)急等部門數(shù)據(jù)，尤其要實(shí)現(xiàn)與測(cè)繪部門矢量地圖、航天衛(wèi)星遙感等數(shù)據(jù)的共享。及時(shí)收集與匯聚報(bào)紙、雜志、電視、廣播等傳統(tǒng)媒體，以及網(wǎng)絡(luò)、視頻、電子雜志、微信、社區(qū)、論壇、博客等新媒體涉及水利領(lǐng)域的民生需求，輿論熱點(diǎn)，公眾意見等數(shù)據(jù)。此外，以上各類信息從時(shí)間上要包括歷史的、實(shí)時(shí)的和預(yù)測(cè)的信息，從空間上要包括點(diǎn)、線、面信息。

d. 指揮調(diào)度和綜合會(huì)商環(huán)境建設(shè)。按照聯(lián)合值班、綜合與專業(yè)調(diào)度會(huì)商相結(jié)合的需要，在北京建設(shè)智慧水利調(diào)度中心，并做好與國家防汛抗旱調(diào)度中心的銜接。

e. 加強(qiáng)水利信息災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)?？紤]到智慧水利建設(shè)必然帶來數(shù)據(jù)規(guī)模的極大提升，現(xiàn)有的災(zāi)備體系難以滿足數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)的需求。宜在現(xiàn)有的水利部與南北備份中心的基礎(chǔ)上，按照網(wǎng)絡(luò)信息安全的要求，在北京構(gòu)建同城災(zāi)備中心，同時(shí)加強(qiáng)鄭州、貴陽的南北 2 個(gè)備份中心建設(shè)，形成互備架構(gòu)，保障水利信息安全。

4）大力推進(jìn)智能應(yīng)用。針對(duì)水利行業(yè)對(duì)新一代信息技術(shù)應(yīng)用不夠的問題，在智慧水利建設(shè)中要圍繞洪水、干旱、水工程安全運(yùn)行等九大領(lǐng)域，大力推廣大數(shù)據(jù)、人工智能等信息新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，形成融合高效、智能分析、實(shí)時(shí)便捷的智慧水利應(yīng)用大系統(tǒng)。

a. 智慧防汛抗旱。依托國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)工程，在防洪方面，擴(kuò)展并接入全口徑氣象、水雨情、工程調(diào)度、工情等實(shí)時(shí)信息，社會(huì)經(jīng)濟(jì)、洪水調(diào)度方案、歷史抗洪搶險(xiǎn)救災(zāi)及應(yīng)急管理預(yù)案等防洪基礎(chǔ)信息，統(tǒng)籌考慮防洪、發(fā)電、航運(yùn)、水資源、水生態(tài)、應(yīng)急管理等調(diào)度需求，構(gòu)建基于云平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)的，以大數(shù)據(jù)分析為支撐的綜合防汛指揮決策平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、優(yōu)化調(diào)度、信息服務(wù)、會(huì)商決策的一體化和智能化，全力提高預(yù)報(bào)精度，延長預(yù)見期，提高調(diào)度決策能力，為防汛抗洪工作提供可靠支撐。在抗旱方面，集成氣象、水文、農(nóng)情、遙感等多源干旱實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息，以及作物分布、生長階段、灌區(qū)分布、抗旱水源等抗旱基礎(chǔ)信息，通過分區(qū)、分階段干旱監(jiān)測(cè)指標(biāo)篩選及閾值優(yōu)選后，實(shí)現(xiàn)干旱監(jiān)測(cè)指標(biāo)和旱區(qū)基礎(chǔ)信息相結(jié)合的網(wǎng)格化、標(biāo)準(zhǔn)化處理，形成集受旱分布、程度、面積，以及歷史對(duì)比分析、可用水源、可調(diào)水量、物資倉庫、抗旱隊(duì)伍等干旱信息于一體的全國旱情綜合評(píng)估一張圖，支撐各級(jí)抗旱部門及公眾進(jìn)行旱情核實(shí)、預(yù)警發(fā)布、指揮調(diào)度和協(xié)同抗旱，最大程度地減少干旱損失。

b. 智慧水資源管理。圍繞水資源開發(fā)利用、城鄉(xiāng)供水、節(jié)水，依托國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)、地下水監(jiān)測(cè)工程等項(xiàng)目，充分利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)，構(gòu)建水源、取水、輸水、制水、配水、排水等水資源開發(fā)利用各環(huán)節(jié)涉水信息智能感知體系，實(shí)時(shí)掌握全環(huán)節(jié)水量、水質(zhì)、水生態(tài)和水效率等涉水信息，建立水資源大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，開發(fā)水資源及其開發(fā)利用的評(píng)估、診斷、預(yù)報(bào)、分配和調(diào)控等智慧應(yīng)用，構(gòu)建重用水、耗水、定額、效率測(cè)算體系，構(gòu)建支撐用水總量、效率控制，以及計(jì)劃用水、定額管理等業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)體系，推動(dòng)水資源管理從統(tǒng)計(jì)向監(jiān)測(cè)，從宏觀向精準(zhǔn)定向轉(zhuǎn)變，從靜態(tài)管理向動(dòng)態(tài)管理轉(zhuǎn)變，從經(jīng)驗(yàn)管理向科學(xué)管理轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)、上下貫通、點(diǎn)面結(jié)合的水資源科學(xué)調(diào)控，協(xié)同管理，精準(zhǔn)施策和主動(dòng)服務(wù)，支撐城鄉(xiāng)安全供水和最嚴(yán)格水資源管理制度實(shí)施。在節(jié)水方面，特別是針對(duì)耗水大戶實(shí)施智慧灌區(qū)，通過對(duì)天氣狀況、土壤墑情、水源條件、灌溉設(shè)施等全面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)合作物生長規(guī)律，計(jì)算出最優(yōu)灌溉方案，進(jìn)而通過自動(dòng)控制設(shè)施進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉，實(shí)現(xiàn)節(jié)水與農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收雙贏，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水。

c. 智慧水工程。在水利工程建設(shè)方面，運(yùn)用監(jiān)測(cè)感知、BIM、智能識(shí)別、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)[10–11]，根據(jù)水電工程建設(shè)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的信息化、數(shù)字化、智能化；以大數(shù)據(jù)和遙感等技術(shù)推進(jìn)安全生產(chǎn)、市場信用的主動(dòng)監(jiān)管，提升水利工程建設(shè)監(jiān)管效率和決策支持能力。在水利設(shè)施運(yùn)行管理方面，結(jié)合除險(xiǎn)加固和提質(zhì)升級(jí)改造，綜合應(yīng)用導(dǎo)航定位、傳感等技術(shù)對(duì)水工程進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)及運(yùn)行狀態(tài)全面感知，及時(shí)掌握工程狀況，分析診斷異常情況。在發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水、強(qiáng)震或大型山洪泥石流的情況下，要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析相關(guān)數(shù)據(jù)和歷史類似險(xiǎn)情，提前應(yīng)對(duì)并及時(shí)處置，保障工程及相關(guān)地區(qū)安全。

d. 智慧水土保持管理。采用遙感調(diào)查、定位觀測(cè)與模型計(jì)算相結(jié)合的技術(shù)方法，及時(shí)收集流域水文、氣象、遙感等信息，準(zhǔn)確全面動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)人類活動(dòng)，分析生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目地表擾動(dòng)、水土流失狀況、水土保持綜合治理效果，推進(jìn)水土流失智慧化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)監(jiān)管。

e. 智慧河湖監(jiān)管。利用遙感、視頻、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，構(gòu)建江河湖泊水域及其岸線的違規(guī)占用、采砂、取土、堆放、建設(shè)等涉河湖行為監(jiān)控體系，共享水文、環(huán)保等領(lǐng)域涉河湖數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)河長制湖長制有效監(jiān)管的常態(tài)化、數(shù)字化、規(guī)范化，為河長湖長履職考核，河湖整治效果評(píng)估，河湖水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)評(píng)價(jià)提供支撐。

另外，智慧水利還體現(xiàn)在水利公共服務(wù)領(lǐng)域，為社會(huì)公眾提供更便利、高效的水信息服務(wù)。

4 智慧水利推進(jìn)策略

智慧水利是水利現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。智慧水利建設(shè)要求迫切，任務(wù)繁重，技術(shù)要求高，推進(jìn)難度大，在智慧水利建設(shè)上需要水利部統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)籌中央和地方，統(tǒng)籌各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，全行業(yè)協(xié)力推進(jìn)。加快智慧水利建設(shè)，需從以下幾個(gè)方面著力抓好落實(shí)：

1）高層次推動(dòng)智慧水利建設(shè)。智慧水利建設(shè)對(duì)于完善水治理體系，提升水治理能力，驅(qū)動(dòng)水利現(xiàn)代化具有重要戰(zhàn)略意義，是當(dāng)前和今后一段時(shí)期水利工作的重要任務(wù)。這項(xiàng)工作涉及面廣，協(xié)調(diào)難度大，事關(guān)工作模式改變和業(yè)務(wù)流程再造，須主要負(fù)責(zé)同志親自掛帥，協(xié)調(diào)整合資源，集中力量攻關(guān)，才能有效推進(jìn)。

2）高起點(diǎn)謀劃智慧水利建設(shè)。智慧水利建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要作為一個(gè)有機(jī)整體通盤考慮。從層級(jí)上既要考慮智慧機(jī)關(guān)，又要考慮智慧流域，還要考慮區(qū)域智慧水利，專業(yè)亦要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌兼顧。抓緊制定智慧水利建設(shè)總體方案，科學(xué)確定目標(biāo)任務(wù)，合理設(shè)計(jì)總體架構(gòu)，構(gòu)建統(tǒng)一編碼、精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)、高效識(shí)別的網(wǎng)格，高起點(diǎn)做好頂層設(shè)計(jì)。

3）高標(biāo)準(zhǔn)夯實(shí)智慧水利基礎(chǔ)。由于智慧水利涉及的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)快速增長，信息技術(shù)發(fā)展日新月異，信息基礎(chǔ)設(shè)施后續(xù)改造提升的困難較大，要改變以往單要素、少裝備、低標(biāo)準(zhǔn)的做法，適應(yīng)智慧水利建設(shè)的需要，統(tǒng)籌全局，著眼長遠(yuǎn)，構(gòu)建適度超前的智慧水利技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)，為技術(shù)進(jìn)步、功能擴(kuò)展和性能提升預(yù)留發(fā)展空間。要構(gòu)建全要素動(dòng)態(tài)感知監(jiān)測(cè)體系和天地一體化水利監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)涉水信息的全面感知。要建設(shè)高速泛在的信息網(wǎng)絡(luò)和高度集成的水利大數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋、互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)的共享共用。要建立多層次一體化的網(wǎng)絡(luò)信息安全組織架構(gòu)，同城和異地災(zāi)備體系，以防為主、軟硬結(jié)合的信息安全管理體系，保障網(wǎng)絡(luò)信息安全。

4）高水平推進(jìn)智慧水利實(shí)施。智慧水利是一項(xiàng)全新的復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須充分發(fā)揮外腦優(yōu)勢(shì)，集中各行各業(yè)人才資源。聯(lián)合和引入有經(jīng)驗(yàn)、有實(shí)力的知名互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，參與到智慧水利建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施等各個(gè)階段，保證智慧水利建設(shè)的先進(jìn)性。建立多層次、多類型的智慧水利人才培養(yǎng)體系，創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制，積極引進(jìn)高層次人才，鼓勵(lì)高等院校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)復(fù)合型人才，形成多形式、層次、學(xué)科、渠道的人才保障格局，打造智慧水利領(lǐng)域高水平人才隊(duì)伍。

5）創(chuàng)新智慧水利建設(shè)投入機(jī)制。按照智慧水利建設(shè)和發(fā)展需求，在統(tǒng)籌利用既有資金渠道的基礎(chǔ)上，積極拓寬項(xiàng)目資金來源渠道，強(qiáng)化資金保障，以推進(jìn)智慧水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。探索可持續(xù)發(fā)展機(jī)制。吸引社會(huì)資本，以政府購買服務(wù)、政府和社會(huì)資本合作等模式參與智慧水利建設(shè)和運(yùn)營，推動(dòng)技術(shù)裝備研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。鼓勵(lì)金融機(jī)構(gòu)創(chuàng)新金融支持方式，積極探索產(chǎn)業(yè)基金、債券等多種融資模式，為智慧水利建設(shè)提供政策性金融支持。

5 結(jié)語

智慧水利是以新一代信息技術(shù)為支撐的水利信息化發(fā)展的新階段，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。需要圍繞水利行業(yè)需求，以問題為導(dǎo)向，運(yùn)用系統(tǒng)工程的思想和方法，做好頂層規(guī)劃，設(shè)計(jì)總體框架，突破關(guān)鍵技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，各級(jí)水利部門協(xié)同扎實(shí)推進(jìn)，才能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。