黑龍江省建設(shè)智慧水文的思考

王笑旻

(黑龍江省水文水資源中心，哈爾濱 150000)

0 引 言

2021年1月，全國(guó)水利工作會(huì)議指出要提升智慧水利建設(shè)水平。2021年7月，《人民論壇》中文章也提出要以“十四五”水安全保障規(guī)劃為核心，推進(jìn)智慧水利系統(tǒng)建設(shè)。黑龍江省建設(shè)“智慧水文”是“智慧水利”整體構(gòu)建的重要部分之一，需依托 “智慧水利”建設(shè)，借助新一代大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)得準(zhǔn)、傳得快、算得清的效果，達(dá)到“需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力”的要求，為水資源管理與調(diào)配、防汛抗旱等工作生成決策建議方案。

2014年以來(lái)，部分學(xué)者在相關(guān)專(zhuān)業(yè)研討會(huì)上逐漸提出了信息化、智能化等概念，形成了“智慧水文”的雛形。2016年水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局也確定了“社會(huì)水文、綠色水文、智慧水文、和諧水文”的發(fā)展目標(biāo)。2017年7月，青島市黃島區(qū)的“黃島區(qū)智慧水文管理系統(tǒng)”投入試運(yùn)行，初步構(gòu)建了基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“智慧水文”信息服務(wù)平臺(tái)[1]。

水文學(xué)是通過(guò)定點(diǎn)觀測(cè)、野外查勘和水文實(shí)驗(yàn)(主要是野外實(shí)驗(yàn))等手段，獲得水體時(shí)空分布和運(yùn)動(dòng)變化的信息，因而逐漸形成了水文測(cè)驗(yàn)學(xué)、水文調(diào)查、水文實(shí)驗(yàn)三個(gè)分支學(xué)科，水文行業(yè)是信息密集的基礎(chǔ)行業(yè)。水文信息是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展中一切水事活動(dòng)決策的依據(jù)。 因此，做好“智慧水文”建設(shè)工作，加深以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)與水文行業(yè)的融合創(chuàng)新，既是提升水文公共服務(wù)能力的重要途徑，也是“智慧水利”的重要組成部分之一。

1 “智慧水文”的建設(shè)框架分析

為做好黑龍江省“智慧水文”建設(shè)，應(yīng)以水文信息化為基礎(chǔ)，采用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)為手段，圍繞信息采集、監(jiān)測(cè)、傳輸、存儲(chǔ)、分析、計(jì)算和應(yīng)用等環(huán)節(jié)，構(gòu)建一體化智能感知體系，建立多元信息數(shù)據(jù)庫(kù)、云平臺(tái)。突顯智慧應(yīng)用和決策預(yù)案，從而實(shí)現(xiàn)“傳統(tǒng)水文”向“智慧水文”的蛻變。

1.1 基本特征

①具備智能感知的新特征。如在太空布設(shè)遙感衛(wèi)星，在空中布設(shè)無(wú)人機(jī)，在水中布設(shè)電子浮標(biāo)，在地面布設(shè)RTK地形測(cè)量?jī)x，在地下布設(shè)土壤水分測(cè)量?jī)x器等，按傳感器的空間位置，劃分天基、空基、陸基、海基等不同層面的監(jiān)測(cè)體系。②測(cè)站概念逐步弱化，設(shè)備靈活多樣。如測(cè)船、纜道的渡河方案將被無(wú)人機(jī)、無(wú)人船等方式取代，人均管理的水文站數(shù)量大幅增加。③具備“互聯(lián)網(wǎng)+”和移動(dòng)應(yīng)用APP等特征。原始測(cè)驗(yàn)成果可以通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和專(zhuān)用APP傳至數(shù)據(jù)中心，經(jīng)審核入庫(kù)，并且采取網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)審查，數(shù)據(jù)統(tǒng)一在數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)，實(shí)時(shí)在線(xiàn)的整編成果，實(shí)現(xiàn)對(duì)防洪抗旱水雨情信息編報(bào)、水文預(yù)報(bào)的實(shí)時(shí)精度檢校與修正等[2]。

1.2 結(jié)構(gòu)分析

①網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。應(yīng)將“智慧水文”作為“智慧水利”的子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，水利部及其所屬單位應(yīng)該為一級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，黑龍江省水利廳及省水文水資源中心應(yīng)為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，省水文水資源中心所屬分中心可以為二級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的部門(mén)網(wǎng)，也可以是三級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。建設(shè)全省多維度的水文大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，全面整合水文信息資源，提升黑龍江水文為服務(wù)防汛抗旱、水資源管理等的支撐能力。②安全構(gòu)架。省水文水資源中心及其分中心可以依托省水利廳的網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)設(shè)施和數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)，按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和接口納入整體安全框架結(jié)構(gòu)。 ③數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。省水文水資源中心可以重點(diǎn)開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)庫(kù)(如水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù))、決策分析庫(kù)(如水資源承載能力評(píng)價(jià)分析)等不同類(lèi)型數(shù)據(jù)庫(kù)，提升面向需求的數(shù)據(jù)服務(wù)能力[3]。

1.3 實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)

①在線(xiàn)實(shí)時(shí)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，為防汛抗旱提供一手資料。②整合全省系統(tǒng)內(nèi)水文業(yè)務(wù)應(yīng)用，協(xié)調(diào)全省系統(tǒng)外相關(guān)行業(yè)數(shù)據(jù)，打造智慧水文大數(shù)據(jù)平臺(tái)或云平臺(tái)，提升綜合服務(wù)能力。③適應(yīng)水資源管理從平面管理向空間管控的轉(zhuǎn)變。為水資源管控分區(qū)劃定、區(qū)域水資源論證評(píng)估提供業(yè)務(wù)支撐[4]。

2 建設(shè)智慧水文存在的短板

黑龍江省水文水資源事業(yè)正逐年發(fā)展進(jìn)步，初步構(gòu)建了水文監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，但與未來(lái)全國(guó)智慧水利發(fā)展的現(xiàn)代化要求，尚存在不小距離，主要存在以下幾方面問(wèn)題。

2.1 水文自動(dòng)化監(jiān)測(cè)能力待提高

目前，水文監(jiān)測(cè)具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，但還未形成全省自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的全覆蓋，監(jiān)測(cè)體系自動(dòng)化程度仍然不高。無(wú)人機(jī)、電子浮標(biāo)等先進(jìn)的設(shè)備配備數(shù)量有限，同時(shí)，基層技術(shù)人員的知識(shí)和能力水平與新設(shè)備新技術(shù)不相匹配[5]。

2.2 水文數(shù)據(jù)整編效率待提高

目前，水文資料整編工作要求整體性、關(guān)聯(lián)度都較高，一個(gè)測(cè)站的整編進(jìn)度可能影響一條河流上下游測(cè)站的工作，水文資料整編仍需要具有較高專(zhuān)業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員組織開(kāi)展，需要熟悉本流域的測(cè)驗(yàn)情況，人員相對(duì)不足，同時(shí)，整編程序依然復(fù)雜，包括在站整編、分中心集中、省中心復(fù)審、卷冊(cè)匯編、全國(guó)終審等多個(gè)環(huán)節(jié)和程序。

2.3 專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的能力有待提高

專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員熟悉傳統(tǒng)業(yè)務(wù)內(nèi)容，對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用、新要求的適應(yīng)，不能及時(shí)轉(zhuǎn)型發(fā)展，相關(guān)人員能力的培訓(xùn)等規(guī)劃體系不完善。同時(shí)，全省水文行業(yè)有許多業(yè)務(wù)系統(tǒng)，具有信息接受、轉(zhuǎn)發(fā)、查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)分析等功能，但是沒(méi)有實(shí)現(xiàn)模塊化開(kāi)發(fā)、共享應(yīng)用，系統(tǒng)功能相對(duì)簡(jiǎn)單，信息資源利用率較低。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，加強(qiáng)我省“智慧水文”建設(shè)，①要重視高層次人才培養(yǎng)。堅(jiān)持“十九大”報(bào)告中明確的人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，增強(qiáng)精通水文與信息化的復(fù)合型人才，在每年的招聘計(jì)劃中，增加一定比例的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等專(zhuān)業(yè)的人才。對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)的老職工加強(qiáng)培訓(xùn)，逐步提高其技能水平。②采取“一站一策”的方式，強(qiáng)化基層建設(shè)。針對(duì)不同測(cè)站，配備不同專(zhuān)業(yè)儀器，具備條件的站點(diǎn)，加快取消人工監(jiān)測(cè)，淘汰落后儀器，整體提升水文監(jiān)測(cè)智能感知能力。③規(guī)劃好智慧水文發(fā)展目標(biāo)。以建設(shè)智慧水利為契機(jī)，深化水文工作機(jī)制改革，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，編制黑龍江省智慧水文發(fā)展規(guī)劃，并制定年度行動(dòng)計(jì)劃，各級(jí)政府要對(duì)水文信息化項(xiàng)目加大投資力度，逐步構(gòu)建具有預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案功能的智慧水文體系。④做好銜接，統(tǒng)籌落實(shí)。與《智慧水利建設(shè)頂層設(shè)計(jì)》、《“十四五”智慧水利建設(shè)實(shí)施方案》和相關(guān)規(guī)劃相銜接，統(tǒng)籌落實(shí)好全省水文系統(tǒng)承擔(dān)的重點(diǎn)任務(wù)，實(shí)行清單式管理，開(kāi)展掛圖作戰(zhàn)，年度對(duì)完成情況進(jìn)行考核，不斷加強(qiáng)督促檢查，確保取得實(shí)效。