水資源信息化建設的重要性及發(fā)展方向

高爽 北京市京密引水管理處

一、工程概述

京密引水渠全長110公里，始于密云水庫調(diào)節(jié)池，流經(jīng)密云、懷柔、順義、昌平、海淀五個區(qū)縣，至海淀羅道莊永定河交匯處，1966年正式通水。沿渠有各類建筑物255座，第九水廠等7個取水口，宛如一條綠色動脈把密云水庫生命之水源源不斷輸往首都。隨著北京市南水北調(diào)調(diào)蓄工程的實施，引渠又增加了反向調(diào)蓄水源的功能，目前實現(xiàn)南水北調(diào)冀水進京，惠及千家萬戶。此外，引渠還擔負為城市河湖分洪的任務，在2012年“7.21”北京特大暴雨災害中，京密引水渠成功為市區(qū)應急分洪73.5萬立方米。

現(xiàn)有8處雨量站均處于懷柔水庫庫區(qū)，為庫區(qū)防汛供水調(diào)度提供數(shù)據(jù)支撐，但是京密引水工程沿線各雨量站一直采用人工測量電話報送的方式，沒有自動雨量設施，隨著南水北調(diào)密云水庫調(diào)蓄工程的運行，京密引水渠又承擔了反向供水的重任，防汛供水調(diào)度更加復雜，為了提升管理處防汛供水信息化技術(shù)水平，更好的服務于京密引水工程，計劃在現(xiàn)有雨量遙測網(wǎng)絡基礎上增加雨量監(jiān)測站（13處）覆蓋工程沿線。新增設的雨量遙測系統(tǒng)需覆蓋京密引水工程的重要設施設備，能夠第一時間將雨量信息傳輸至系統(tǒng)中心，集中顯示以為指揮決策提供支撐。

二、水資源信息化建設的重要性

通過更換原遙測系統(tǒng)8處雨量站通信設備，京密引水渠沿線13處人工雨量監(jiān)測站更換為自動雨量監(jiān)測站，以實現(xiàn)京密引水管理處所轄水庫流域及工程沿線的雨量信息自動采集、傳輸與接收和存儲。匯集所轄范圍雨量、水位、流量、水質(zhì)監(jiān)測信息，利用最新云計算技術(shù)，實現(xiàn)雨量、水位、流量、水質(zhì)等監(jiān)測信息應用云端化；利用移動終端應用開發(fā)技術(shù)，實現(xiàn)所有監(jiān)測數(shù)據(jù)移動端應用。解決目前自動監(jiān)測站行運維護復雜、成本高的現(xiàn)狀，大量減少運維費用。

三、水資源信息化建設的主要問題

京密引水管理處雨量遙測系統(tǒng)，主要服務于京密引水工程管理，提供及時準確的雨情信息，為汛期防汛搶險調(diào)度提供科學的依據(jù)。但是由于系統(tǒng)設備運行時間太久，特別是GSM 短信信道因移動運營商垃圾短信整治導致被屏蔽，造成數(shù)據(jù)接收不暢。對于管理處防汛應急工作帶來了巨大困難。

（一）建設投資總量不足、使用分散

水資源信息化所需建設資金一般來自申請財政撥款，多半從屬于水務工程配套建設，缺少獨立且長久穩(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目中，缺少統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和整合利用，導致各系統(tǒng)零散建設，不成體系，技術(shù)水平落后。加上運維管理經(jīng)費缺乏保障，許多已建信息系統(tǒng)已不能正常使用，造成不必要的重復建設。

（二）人才隊伍數(shù)量短缺、水平落后

信息化是推動經(jīng)濟社會高速發(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，水務行業(yè)嚴重缺乏既懂水務業(yè)務又懂信息化技術(shù)的人才隊伍。既有的信息化人員多半從事硬件網(wǎng)絡維護管理工作，在新技術(shù)應用、大數(shù)據(jù)挖掘、決策輔助支撐等方面空白較多。

四、水資源信息化建設的發(fā)展方向

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

（一）“3S”技術(shù)應用

“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，保證水資源數(shù)據(jù)準確性。

（二）大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應用

我國目前已建有成千上萬口地下水源觀測井，均配備有自動化監(jiān)測設備，能夠采集水位、水溫等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。另全省有數(shù)以百萬級的各類機井，雖然歸屬不同，但目前正逐步實現(xiàn)“以電計水”（通過用電量計算用水量），也能獲取較為準確的用水戶數(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，更加科學評價地下水超采治理成效，并有序開展水資源的調(diào)度管理。

（三）云計算技術(shù)應用

水資源儲量及分布情況分析，非常依賴于各類二、三維數(shù)學模型。受計算機性能限制，傳統(tǒng)建模過程十分漫長。云計算可按需提供靈活海量的計算資源，大幅提升數(shù)學模擬效果。目前常見的云計算提供方主要為電信運營商以及互聯(lián)網(wǎng)領域的阿里、騰訊、華為等云服務商。但公有云計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器托管方式，將開展云計算服務的硬件設備與其他設備進行物理隔離，以確保數(shù)據(jù)安全。

總而言之，按照智慧水務建設思路，加大水資源信息化建設，是推動水資源治理體系和治理能力現(xiàn)代化的必由之路。作為水務工作者，有必要緊跟技術(shù)發(fā)展潮流，不斷促進水務業(yè)務與新一代信息技術(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”落到實處。