水文水資源信息化建設(shè)現(xiàn)狀及優(yōu)化

馮保國

(甘肅省水文站，甘肅 蘭州 730000)

當(dāng)前，水資源匱乏問題越發(fā)突出，水資源管理中存在的水資源利用監(jiān)管不到位等問題，導(dǎo)致水資源出現(xiàn)嚴(yán)重浪費(fèi)現(xiàn)象。根據(jù)社會(huì)生產(chǎn)生活實(shí)際情況可以發(fā)現(xiàn)，以往水資源管理方式已經(jīng)無法滿足民眾不斷增加的用水需求，為了滿足用水需求可以開展水資源信息化建設(shè)，提高水資源管理效率和質(zhì)量，因此，我們主要研究水資源信息化建設(shè)現(xiàn)狀和優(yōu)化。

1 水文水資源信息化建設(shè)現(xiàn)狀分析

我國水文水資源管理信息化建設(shè)受到相關(guān)部門重視，建設(shè)結(jié)果較好，例如長江水岸信息化建設(shè)是在長江水利委員會(huì)的指導(dǎo)下設(shè)置了水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，其中包括水文站網(wǎng)建設(shè)、水文水資源監(jiān)測(cè)、水環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、水資源調(diào)查評(píng)價(jià)等工作。近些年，大部分水域已經(jīng)基本建設(shè)了計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，形成了覆蓋水域的廣域網(wǎng)。長江委水文局已經(jīng)建成了計(jì)算機(jī)骨干傳輸網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交換水情信息，并組建了互通網(wǎng)絡(luò)可以迅速傳輸水文信息，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程視頻。水文防汛計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用三級(jí)結(jié)構(gòu)，主要包括一個(gè)一級(jí)節(jié)點(diǎn)、五個(gè)三級(jí)節(jié)點(diǎn)。安全方面，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)訪問控制ACL技術(shù)和防火墻技術(shù)保護(hù)核心數(shù)據(jù)安全，網(wǎng)絡(luò)采用虛擬子網(wǎng)技術(shù)過濾廣播包，利用防火墻隔離并隱藏地址，保障內(nèi)網(wǎng)安全。當(dāng)前，長江委水文局已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了24 h自動(dòng)報(bào)訊，基本能夠做到實(shí)時(shí)水情信息同步傳送，同時(shí)能夠自己計(jì)量水位、雨量，實(shí)現(xiàn)固態(tài)存儲(chǔ)，有些水文站甚至能夠做到智能控制、GPS定位流量、ADCP流量在線監(jiān)測(cè)和重要水文站網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控[1]。另外，根據(jù)長江防汛水情要求，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)構(gòu)建了一體化系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)播報(bào)水情、提供信息支持、作出決策，為防汛提供保障。

2 水文水資源信息化建設(shè)問題分析

2.1 規(guī)劃不足

當(dāng)前，水文水資源信息建設(shè)盡管比較完善，具有專業(yè)性，但是在建設(shè)過程中需要花費(fèi)大量資金作為保障，而水文水資源信息化實(shí)際建設(shè)過程中有些部門的認(rèn)識(shí)不到位，缺乏專業(yè)性，對(duì)水文信息化建設(shè)整體規(guī)劃不到位，無法為其建設(shè)提供可靠性技術(shù)、人才和暗桿，導(dǎo)致信息化建設(shè)水平達(dá)不到預(yù)期效果，無法保證信息化技術(shù)應(yīng)用。

圖1 水文信息收集傳送流程

2.2 跨度較大

水資源信息化建設(shè)涉及范圍廣，不僅包括了人員和技術(shù)，還包括了水文測(cè)繪、監(jiān)測(cè)站、環(huán)保、氣象等內(nèi)容，這些內(nèi)容需要專業(yè)部門作為保障，彼此關(guān)系復(fù)雜，而不同部門的水文要求和標(biāo)準(zhǔn)也不同，建設(shè)跨度大，彼此融合困難，對(duì)人員素質(zhì)和技能要求較高，同時(shí)工程項(xiàng)目特征不同，彼此差異較大，借鑒經(jīng)驗(yàn)少，水文水資源建設(shè)和管理會(huì)受到影響[2]。

2.3 共享不足

長江委水文局和其他部門由于缺少政策支持導(dǎo)致信息共享不足，信息交換不到位，對(duì)水文水資源信息收集和信息綜合性開發(fā)產(chǎn)生了不良影響，無法為水利事業(yè)發(fā)展提供高層次規(guī)劃以及宏觀決策的信息支持，對(duì)水利信息化效益提高產(chǎn)生了一定的限制。

2.4 服務(wù)不到位

針對(duì)防洪抗旱和水資源管理要求，水文信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)比較薄弱，缺乏數(shù)據(jù)中心支持，導(dǎo)致還能洪水干旱預(yù)警調(diào)度、水資源監(jiān)控預(yù)測(cè)、水生態(tài)環(huán)境監(jiān)控等信息化服務(wù)無法在同一數(shù)據(jù)和應(yīng)用平臺(tái)上落實(shí)到位，大大降低了服務(wù)能力。

3 水文水資源信息化建設(shè)優(yōu)化措施

3.1 加強(qiáng)規(guī)劃建設(shè)

長江水文水資源信息化建設(shè)根據(jù)應(yīng)用需求在取得顯著成績(jī)基礎(chǔ)上解決信息化問題。因此，需要根據(jù)長江水文信息化情況明確水文信息發(fā)展情況、極端，并作出準(zhǔn)確定位，加強(qiáng)規(guī)劃建設(shè)，開展頂層設(shè)計(jì)，為水文信息化發(fā)展提供指導(dǎo)。根據(jù)信息化頂層設(shè)計(jì)思路和水文信息化實(shí)際情況對(duì)水文信息化建設(shè)進(jìn)程梳理，從頂層把控好水文信息化，根據(jù)業(yè)務(wù)需求促進(jìn)信息化建設(shè)工作[3]。同時(shí)，重點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)水利綜合監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，通過完善展望系統(tǒng)平臺(tái)了解各種信息，為站網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、優(yōu)化整合以及后續(xù)運(yùn)行奠定技術(shù)基礎(chǔ)。另外，根據(jù)水庫群聯(lián)合調(diào)度工作確定信息共享和運(yùn)行管理機(jī)制，構(gòu)件水庫群信息共享平臺(tái)，通過計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)推送軟件等實(shí)現(xiàn)信息拱箱，并將信息展示在信息服務(wù)和展示平臺(tái)上，以便水庫群能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)合調(diào)度。

3.2 完善專業(yè)建設(shè)

根據(jù)長江水文水資源勘測(cè)中心建設(shè)情況發(fā)現(xiàn)，水文水資源信息化建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)管理需要專業(yè)高素質(zhì)人員作為保障，對(duì)此，信息化建設(shè)時(shí)需要引進(jìn)并培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)人員。根據(jù)建設(shè)要求和管理需求確定用人標(biāo)準(zhǔn)，提高人員招聘門檻，保證人員素質(zhì)，并根據(jù)建設(shè)管理內(nèi)容時(shí)間進(jìn)行針對(duì)性人員培訓(xùn)，提高人員素質(zhì)，保證工作專業(yè)，而通過專門的績(jī)效考核制度可以約束激勵(lì)工作人員，提高人員工作積極性。

3.3 優(yōu)化信息化系統(tǒng)

為了提高水文水資源信息化系統(tǒng)水平，使其能夠在水文信息和監(jiān)管上發(fā)揮作用，需要根據(jù)長江水文水資源勘測(cè)局信息化建設(shè)現(xiàn)狀及其中的不足優(yōu)化信息化系統(tǒng)，采用先進(jìn)信息技術(shù)提高系統(tǒng)實(shí)用性，形成以水文信息技術(shù)、政策和安全為保障全面覆蓋的用戶一證通、共享一張圖和服務(wù)一站式的信息化管理系統(tǒng)。

(1)明確信息化建設(shè)組成。我國水文水資源管理信息化建設(shè)主要利用信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，同時(shí)開發(fā)了相應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中涉及部分較多，為了優(yōu)化水資源信息化建設(shè)，需要分析其組成部分。對(duì)于水資源信息系統(tǒng)而言，其主要結(jié)合了數(shù)學(xué)模型、仿真模擬和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這三個(gè)部分，可以有效收集管理信息，并在可視化基礎(chǔ)上進(jìn)行灌輸區(qū)域調(diào)度[4]。此外，應(yīng)用水資源信息化系統(tǒng)可以自動(dòng)運(yùn)行不同分水樞紐，提高水資源管理效率，同時(shí)降低管理誤差，促進(jìn)水資源發(fā)展。

圖2 水文水資源信息系統(tǒng)架構(gòu)

(2)優(yōu)化信息采集和傳輸系統(tǒng)。水文水資源管理過程中，采集準(zhǔn)確數(shù)據(jù)信息十分重要，因此實(shí)際工作時(shí)需要及時(shí)采集數(shù)據(jù)信息，收集管理范圍內(nèi)的設(shè)備和器材信息，優(yōu)化信息采集系統(tǒng)，在我國現(xiàn)行基層測(cè)站與國家防總信息傳輸?shù)陀?0 min基礎(chǔ)上構(gòu)件現(xiàn)代化的水文水資源數(shù)據(jù)信息收集系統(tǒng)，其可以實(shí)時(shí)監(jiān)督區(qū)域水位、干渠等現(xiàn)象，并使用自記遠(yuǎn)傳水位計(jì)、固態(tài)存儲(chǔ)遙測(cè)雨量計(jì)進(jìn)行觀測(cè)，進(jìn)而為管理工作提供可靠性信息。而基于計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)建立公共網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)的水資源數(shù)據(jù)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)也十分重要，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搜索基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用終端站和分中心逐漸進(jìn)入到進(jìn)入各種水文信息網(wǎng)絡(luò)，通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各地水資源信息共享，確保信息可靠及時(shí)，將水資源管理作用發(fā)揮出來，并滿足防汛指揮、水資源監(jiān)管、水質(zhì)監(jiān)測(cè)等要求[5]。

(3)優(yōu)化水質(zhì)和旱情檢測(cè)系統(tǒng)。水文水資源管理信息化系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，需要在灌溉范圍內(nèi)設(shè)置專門的監(jiān)測(cè)設(shè)施，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)區(qū)域水質(zhì)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水資源污染后利用管理系統(tǒng)模擬污染物擴(kuò)散路徑，提前預(yù)測(cè)擴(kuò)散區(qū)域，做好污染物處理工作。另外，通過建設(shè)旱情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以提前監(jiān)測(cè)降水、土壤等變化，合理分析管理區(qū)域情況，并確認(rèn)管理區(qū)域旱情。若是監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)水資源管理區(qū)域出現(xiàn)旱情，管理部門利用定位系統(tǒng)可以確定旱情具體區(qū)域，并及時(shí)采取有效措施預(yù)防處理旱情，降低危害。

(4)實(shí)時(shí)監(jiān)控水雨情。根據(jù)系統(tǒng)地圖上的浮動(dòng)標(biāo)注確定水位監(jiān)測(cè)站、雨量站的水雨情信息，若是水情站點(diǎn)水位超出預(yù)警線或是某一限值則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，通知通過連接查詢當(dāng)?shù)靥鞖?、衛(wèi)星云圖、雷達(dá)測(cè)雨、防汛等氣象信息。

(5)優(yōu)化基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)和信息開發(fā)應(yīng)用。一方面，通過優(yōu)化基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)完善水資源信息化系統(tǒng)建設(shè)，按照水利綜合監(jiān)測(cè)站業(yè)務(wù)中的水情報(bào)訊網(wǎng)絡(luò)要求拓寬網(wǎng)絡(luò)帶寬和網(wǎng)絡(luò)范圍，并結(jié)合水文測(cè)報(bào)建設(shè)建立健全汛旱情報(bào)送網(wǎng)絡(luò)，加大核心網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享處理力度。另一方面，優(yōu)化水資源模型、水沙數(shù)學(xué)模型、水質(zhì)數(shù)學(xué)模型，合并武漢山LMS系統(tǒng)、水質(zhì)數(shù)據(jù)整編系統(tǒng)和水文測(cè)報(bào)信息移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)，通過虛擬化技術(shù)優(yōu)化服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)綜合辦公、合同管理和財(cái)務(wù)報(bào)銷等一體化系統(tǒng)應(yīng)用。

4 結(jié)語

綜上所述，在水利信息化基礎(chǔ)上，水文水資源信息化建設(shè)效果顯著，已經(jīng)初步形成了信息化體系，為長江水資源信息化管理奠定了基礎(chǔ)。但是，隨著科技發(fā)展，大水文戰(zhàn)略推行，水文信息化逐漸朝向縱深發(fā)展，需要進(jìn)一步提高認(rèn)識(shí)，統(tǒng)籌規(guī)劃，做好協(xié)調(diào)，并根據(jù)信息技術(shù)發(fā)展解決當(dāng)前水文信息化建設(shè)問題，促進(jìn)水文信息化建設(shè)發(fā)展。