關(guān)于我國水文水資源信息化建設(shè)的思考

鄭嬌麗

摘 要：隨著信息化的普及，水文水資源信息化建設(shè)的重要性日益凸顯。因此，需要不斷提高水文水資源領(lǐng)域的信息化建設(shè)水平。與其他產(chǎn)業(yè)信息化建設(shè)相比，水文水資源信息化建設(shè)存在嚴(yán)重短板且比較落后。因此，通過分析我國水文水資源信息化建設(shè)的管理現(xiàn)狀，將進一步闡述我國水文水資源信息化管理基本功能和基本思路。

關(guān)鍵詞：水文水資源;信息化;基本功能

中圖分類號：TV213.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）07-0099-03

Abstract： With the popularization of information technology， With the popularization of information technology， the importance of hydrology and water resources information construction has become increasingly prominent. Therefore， it is necessary to continuously improve the level of information construction in the field of hydrology and water resources.However， compared with other industry informatization construction， the construction of hydrological water resources informatization has serious shortcomings and is relatively backward. The present situation of information management of hydrology and water resources in our country was analyzed， the basic functions and basic ideas of information management of hydrology and water resources in our country ?was expounded.

Keywords： hydrology water resources;informatization;basic functions

1 我國水文水資源信息化建設(shè)管理的現(xiàn)狀

水文水資源信息化建設(shè)管理工作起步在20世紀(jì)70年代，主要通過積極引進國外先進的通信、電子、計算機技術(shù)的推廣和使用來實現(xiàn)。隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，信息化自動化建設(shè)在各行業(yè)都得到了普遍推廣，方便了人們的工作和生活。近幾年，科技的快速發(fā)展帶動了應(yīng)用遙測、遙感技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)等更加先進的技術(shù)來為水文水資源信息化管理服務(wù)，同時水文水資源信息化管理已經(jīng)在防汛抗旱工作中初顯優(yōu)勢。與國際先進水平相比，我國的水文水資源信息化活動仍存在差距，特別是受傳統(tǒng)思想和施工難度的影響，水文水資源信息化發(fā)展緩慢。當(dāng)前，信息化技術(shù)在水利和防洪工作中體現(xiàn)出越來越高的價值，水文學(xué)家應(yīng)強化思想認識，轉(zhuǎn)換工作方式，提高水文水資源工作中信息化技術(shù)的應(yīng)用，以更好地促進水文水資源工作的開展。

1.1 水文信息資料的整編和存儲

從水文信息化管理工作起步開始，我國已經(jīng)開始全面運用TQ-16型計算機技術(shù)、VAX小型機技術(shù)和微機技術(shù)進行水文數(shù)據(jù)的整編和存儲，現(xiàn)階段已經(jīng)深度發(fā)展到運用客戶機、服務(wù)器的模式對水文水資源信息進行管理。我國的水文水資源信息管理系統(tǒng)已經(jīng)初步成型，在我國信息管理工作中發(fā)揮了重要作用，同時研發(fā)了一大批信息服務(wù)和洪水預(yù)報調(diào)度等軟件技術(shù)系統(tǒng)。目前，在線水文信息資料整編系統(tǒng)逐漸成熟，極大地提升了水文水資源工作效率，并將提升水文水資源信息化的層次。

1.2 水文信息遙測系統(tǒng)

我國很多地區(qū)交通落后，不適合長期駐守，仍沿用傳統(tǒng)的測驗方式。為解決這些問題，全國很多地方都已經(jīng)安裝了遙測設(shè)備，尤其是洪水多發(fā)地區(qū)，已經(jīng)建立了水文水資源信息化建設(shè)管理中心。遙測系統(tǒng)通過計算機技術(shù)實現(xiàn)了對水文水資源數(shù)據(jù)的自動化監(jiān)測和預(yù)警，同時可以自動采集當(dāng)?shù)厮乃Y源的重要信息，實現(xiàn)了水文水資源數(shù)據(jù)信息的實時更新。水文信息遙測系統(tǒng)對我國水文水資源管理發(fā)揮了重要作用，對國內(nèi)以往的水文水資源管理是一次徹底性變革。

1.3 洪水預(yù)報和監(jiān)督調(diào)度系統(tǒng)

從我國目前的生產(chǎn)發(fā)展階段來看，我國已經(jīng)全面建成水情遙測系統(tǒng)。水情工作人員使用遙測技術(shù)，通過操作計算機，實現(xiàn)了對當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的雨情水情的信息采集、傳輸、搜集、處理、監(jiān)視和聯(lián)機后對各類信息的模型化，并可進行精確快速計算，從而實現(xiàn)洪水預(yù)報、監(jiān)督的自動化等一系列水文管理工作，真正實現(xiàn)洪水的預(yù)報和水庫調(diào)度的科學(xué)化管理。

1.4 存在的問題

①由于地區(qū)發(fā)展不平衡，水文水資源科研項目存在嚴(yán)重的不均衡現(xiàn)象。部分項目不遵守相關(guān)手續(xù)進行審查，在部分水文水資源項目建設(shè)過程中仍選擇了傳統(tǒng)的粗放管理模式。

②水文信息化設(shè)備不足，且設(shè)備質(zhì)量和性能差，給水文水資源管理工作帶來了難度。我國尚未采購和應(yīng)用先進的水文水資源監(jiān)控設(shè)備，仍選擇傳統(tǒng)的人工方式，效率較低，又存在一定的誤差。

③水文水資源信息化所需的大量資金無法到位，從根本上制約了我國水文水資源信息化的建設(shè)和發(fā)展。

2 我國水文水資源信息化管理的基本功能

我國目前的經(jīng)濟發(fā)展方向是建設(shè)可循環(huán)發(fā)展型社會，政府提出“信息化管理模式就是目前世界經(jīng)濟與社會發(fā)展的大方向和大趨勢，同時也是國內(nèi)社會產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級與實現(xiàn)工業(yè)化的重要環(huán)節(jié)，必將有效推進國內(nèi)經(jīng)濟和社會信息化管理放在首要的位置上”?？梢姡搼?zhàn)略計劃已經(jīng)明確提出了“以信息化為先導(dǎo)，帶動工業(yè)化的發(fā)展”的長期發(fā)展戰(zhàn)略，為我國迎接全球的信息化建設(shè)管理浪潮指明了發(fā)展方向。建設(shè)與健全我國小康社會，水利工程是最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。同時，水文水資源管理也是國家安全、社會文明、經(jīng)濟有序發(fā)展的關(guān)鍵支撐與保障。

2.1 水文水資源的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

使用遙感、數(shù)字?jǐn)z影檢測、全球定位技術(shù)、自動化水文站等工程設(shè)施的建設(shè)，可以實現(xiàn)對水文水資源的水位、流量、流速、泥沙、水質(zhì)、水土流失等數(shù)據(jù)的搜集和管理[1]。數(shù)據(jù)的采集工作能夠保證快速、準(zhǔn)確地搜集到重要的水文水資源信息，所搜集的信息具有廣泛性和現(xiàn)時性特點。

2.2 水文水資源的數(shù)據(jù)傳輸功能

需要通過通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)等的建設(shè)系統(tǒng)，實現(xiàn)水文水資源信息管理系統(tǒng)搜集到信息后的快速傳輸信息工作。特別是光纖網(wǎng)絡(luò)、“4G”網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和“5G”技術(shù)，為水文水資源數(shù)據(jù)傳輸開創(chuàng)了“快速”時代。

2.3 水文水資源數(shù)據(jù)的存儲和處理功能

通過對水文水資源信息管理系統(tǒng)的信息進行分布式數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，存儲和管理大量水文水資源信息，并且以實際地理坐標(biāo)為參照，最終實現(xiàn)全面的水文水資源數(shù)據(jù)存儲，響應(yīng)大數(shù)據(jù)時代的到來。

2.4 水文水資源數(shù)據(jù)的存儲模擬仿真系統(tǒng)

在利用計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行水文水資源數(shù)據(jù)信息管理搜集工作后，采用數(shù)學(xué)模型和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)手段，實現(xiàn)了動態(tài)模擬其仿真流域的環(huán)境演變、水沙運動過程、水利工程運行等。

2.5 水文水資源數(shù)據(jù)的存儲決策支持功能

數(shù)據(jù)庫中有充足豐富的水文水資源信息，通過數(shù)學(xué)模擬這些信息可不斷優(yōu)化改進，找到最優(yōu)方案，最終實現(xiàn)對防洪調(diào)度、水文水資源調(diào)度、環(huán)境保護等方面的決策方案選擇。

3 水文水資源信息化建設(shè)管理的基本思路

我國的水文水資源信息化管理建設(shè)管理基本目標(biāo)：使用現(xiàn)代化的信息管理技術(shù)實時監(jiān)測我國的水文水資源，通過水文監(jiān)測技術(shù)、計算機管理技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、3S技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)的結(jié)合，構(gòu)建一個廣闊且功能強大的廣域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，運用信息數(shù)據(jù)庫，開發(fā)和利用各種專業(yè)技術(shù)系統(tǒng)的檢測功能，進一步提高水文水資源的信息搜集管理，提高處理水文數(shù)據(jù)的時效性和自動化水平，提高檢測防洪抗旱災(zāi)害的迅速性，為防汛抗旱工作提供充分的決策信息支持系統(tǒng)，為我國水資源利用、開發(fā)、節(jié)約、保護和優(yōu)化配置工作提供更加科學(xué)的管理手段，為我國水利工程現(xiàn)代化發(fā)展提供強有力的信息支持系統(tǒng)，為我國水利工程的發(fā)展提供重要的信息保障。

3.1 數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)是國內(nèi)水文水資源信息化建設(shè)管理的基礎(chǔ)。所以，要僅僅抓住現(xiàn)階段國家防汛指揮系統(tǒng)中建設(shè)管理的良好機遇，努力按照國內(nèi)現(xiàn)行的“基層測站至國家防總中的信息傳輸時間小于30分鐘”的要求，進一步改變以往的水文測報形式和運行模式，建立現(xiàn)代化的、云端的、與計算機相連的水文水資源數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。水資源的水位觀測、雨量觀測等工作，還需要逐步使用自記遠傳水位計和固態(tài)存儲的遙測雨量計等方式進行觀測，以保證水文水資源的完整性和準(zhǔn)確性[2]。

3.2 數(shù)據(jù)、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)

與計算機相連，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立一套以我國公共網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的水文水資源數(shù)據(jù)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，是我國水文水資源信息管理系統(tǒng)的重要工作內(nèi)容。使自動搜集的水文水資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過有關(guān)終端站和分中心，逐漸進入各省的水文計算機網(wǎng)絡(luò)，并利用強大的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)全國各地水文水資源的信息共享。要嚴(yán)格保證數(shù)據(jù)和信息的可靠性、準(zhǔn)確性、及時性和唯一性。其中信息的準(zhǔn)確性和唯一性是信息在水文水資源管理中發(fā)揮作用的重要前提。同時，要全面滿足防汛指揮、水資源監(jiān)管和配置、水質(zhì)監(jiān)測等基本要求。

3.3 數(shù)據(jù)存儲、處理和檢索服務(wù)技術(shù)

我國的水文水資源信息主要是通過自動化采集或者信息化處理工作后的成果。搜集和整理的水文水資源信息巨大，其存儲功能主要依賴于其分布式存儲系統(tǒng)。各種不同的信息數(shù)據(jù)庫需要以字段編碼形式按照一定的表結(jié)構(gòu)有效組織在一起。當(dāng)需要查詢信息時，只需在表結(jié)構(gòu)中輸入關(guān)鍵字即可，以保證在海量的數(shù)據(jù)庫中快速找到有用的信息，最終形成水文水資源信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)，更快捷地實現(xiàn)水文水資源管理。

3.4 洪水的預(yù)報決策支持技術(shù)

可以通過相關(guān)衛(wèi)星獲取高質(zhì)量影像和數(shù)據(jù)，同時配合遙感技術(shù)（RS）、地理信息技術(shù)（GIS）、全球定位技術(shù)（GPS）的公眾平臺[3]，建立一套全面科學(xué)的洪水預(yù)報信息自動分析、預(yù)報參數(shù)過濾系統(tǒng)、預(yù)報方案比較系統(tǒng)、專家經(jīng)驗整合參考系統(tǒng)、預(yù)報成果全面分析系統(tǒng)、洪澇災(zāi)害初步分析與預(yù)測系統(tǒng)、預(yù)報結(jié)果綜合的輸出和檢驗分析系統(tǒng)，確保能夠真正提高洪水的預(yù)報精度和預(yù)見期，有效減少洪澇災(zāi)害發(fā)生的危險，為保證我國人民的生命財產(chǎn)安全做出突出貢獻。

3.5 枯水期的徑流預(yù)報技術(shù)

現(xiàn)階段，美國國家氣象局已經(jīng)組織和開發(fā)了河流水情的預(yù)報和統(tǒng)計系統(tǒng)。這項技術(shù)可以有效提供國內(nèi)中長期（旬、月、季節(jié)）的水文水情概率預(yù)報情況，較好地幫助技術(shù)人員第一時間掌握河流水資源的變化情況。我國的技術(shù)人員應(yīng)積極借鑒和學(xué)習(xí)國內(nèi)先進的水文預(yù)報技術(shù)，積極開展本國國內(nèi)枯水期徑流的預(yù)報和研究工作，并盡量將其作為現(xiàn)階段水資源綜合管理的核心內(nèi)容進行建設(shè)，促進我國水文水資源信息管理系統(tǒng)的發(fā)展和完善。

4 結(jié)語

水文水資源的信息和知識是現(xiàn)代水利生產(chǎn)活動中的基本資源和發(fā)展核心動力，信息數(shù)據(jù)和技術(shù)咨詢服務(wù)業(yè)成為水利結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。因此，需認識到水文水資源信息化建設(shè)的重要性，不斷提高水文水資源領(lǐng)域的信息化建設(shè)水平。

參考文獻：

[1]陳德華，秦毅蘇，王釗.黃河流域地下水資源開發(fā)利用與潛力分析[J].地理學(xué)與國土研究，2015（23）：67-68.

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[3]王文川，徐冬梅.基于GIS的灌區(qū)水資源用水管理系統(tǒng)設(shè)計[J].東北水利水電，2017（11）：63-64.