水利設(shè)施數(shù)字化升級的管理設(shè)想

雷婷

摘 要：建國以來的60多年中，我國水資源管理與水利基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)有了長足的發(fā)展，取得了一定的成就。但隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的深入，全球氣候變化影響加大，我國水利設(shè)施需要迎接更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)與移動技術(shù)的發(fā)展，讓水利設(shè)施有機會升級為智能水利設(shè)施，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，而水利企業(yè)也能以此為契機擴大自己在國際市場上影響，實現(xiàn)國家“走出去”的號召。

關(guān)鍵詞：水利設(shè)施 發(fā)展現(xiàn)狀 數(shù)字化升級 管理設(shè)想

中圖分類號：F407.9

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4914（2015）10-288-02

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的深入發(fā)展，全球氣候變化影響加大，我國水利面臨的形勢更趨嚴(yán)峻。國家水利部要求，“十二五”期間，我國將著力增強水旱災(zāi)害應(yīng)對與綜合防御能力、水資源合理調(diào)配與高效利用能力、水生態(tài)環(huán)境保護與修復(fù)能力、科學(xué)治水與依法管水能力，圍繞八大目標(biāo)發(fā)展水利事業(yè)。

面對我國水資源總體比較緊缺、水污染較為嚴(yán)重、洪澇災(zāi)害頻繁，保護、開發(fā)和利用存在不足等現(xiàn)狀，水利單位應(yīng)充分利用“十二五”八大目標(biāo)的發(fā)展契機，綜合利用企業(yè)現(xiàn)有的資源以及信息化時代的技術(shù)優(yōu)勢，乘著政策的春風(fēng)實現(xiàn)自身的良好發(fā)展，最終實現(xiàn)市場拓展的目標(biāo)。

一、我國水利資源及設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀

盡管我國水資源豐富，但水資源時空分布不均，人均占有量少。從水資源空間分布來看，北方地區(qū)國土面積、耕地、人口分別占全國的64%、60%和46%，而水資源量僅占全國的19%，其中黃河、淮河、海河流域GDP約占全國的1/3，而水資源量僅占全國的7%，是我國水資源供需矛盾最為尖銳的地區(qū)。由于氣候變化和人類活動的影響，自上世紀(jì)80年代以來，我國水資源情勢發(fā)生明顯變化，北方黃河、淮河、海河、遼河流域水資源總量減少13%，其中海河流域減少25%。從總體看，我國水資源稟賦條件并不優(yōu)越，尤其是水資源時空分布不均，導(dǎo)致我國水資源開發(fā)利用難度大、任務(wù)重。

我國水利設(shè)施建設(shè)目前處在智能化建設(shè)早期，水利信息化自動采集和水利信息網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋全國，水利日常工作基本實現(xiàn)計算機化，在線數(shù)據(jù)量快速增長，應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)量迅速增加，水利信息化綜合體系基本完成。具體而言，信息化基礎(chǔ)設(shè)施初具規(guī)模。信息采集、通信、網(wǎng)絡(luò)、存儲等已經(jīng)進入實際操作階段，建成了連接水利部與7個流域機構(gòu)、31個省級水利部門以及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團水利局的全國水利信息骨干網(wǎng)，初步形成了對水利業(yè)務(wù)應(yīng)用的基本支撐能力。

盡管這些年來我國水利基礎(chǔ)設(shè)施得到了明顯改善，但不可否認(rèn)的是，與交通、電力、通信等其他基礎(chǔ)設(shè)施相比，水利設(shè)施發(fā)展相對滯后，是國家基礎(chǔ)設(shè)施的明顯短板。水利部門面對以互聯(lián)網(wǎng)時代的移動技術(shù)應(yīng)對新時代對水利設(shè)施的挑戰(zhàn)。由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及移動產(chǎn)品的成熟，“智能”成為基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)發(fā)展的熱門關(guān)鍵詞之一。何謂“智能”，縱觀行業(yè)現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為，智能基礎(chǔ)設(shè)施指的是，基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)能夠?qū)κ鼙姷男枨筮M行監(jiān)控，當(dāng)受眾對設(shè)施的需求發(fā)生變化時，智能基礎(chǔ)設(shè)施能夠做出相應(yīng)的調(diào)整，或?qū)⑦@種變化通過智能設(shè)備上報給相應(yīng)的操作人員，從而進行手動或自動的調(diào)整，達到節(jié)約及合理使用的目的。

要做到這一點，整個基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)中的每一個設(shè)備都必須具有智能響應(yīng)或發(fā)出指令的能力。在我國，水利智能化尚屬于新興市場，多數(shù)企業(yè)是在傳統(tǒng)主營業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上向水利智能化處理拓展，行業(yè)生命周期整體處于成長階段。面對這種現(xiàn)狀。智能化水利設(shè)施的建設(shè)應(yīng)當(dāng)分以下兩種情況：

1.新建設(shè)施。新建設(shè)施應(yīng)當(dāng)從設(shè)計開始就考慮建成數(shù)字化的智能設(shè)施。為此，在項目可研階段，設(shè)施業(yè)主單位應(yīng)當(dāng)考慮選擇具有數(shù)字化設(shè)計和施工能力的單位進行合作。在項目創(chuàng)建伊始，就開始收集關(guān)于這個項目的數(shù)據(jù)，并用以指導(dǎo)施工。同樣，施工中也應(yīng)不斷采集、匯集和豐富設(shè)施的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。最后應(yīng)提交給業(yè)主兩套設(shè)施，一套為實體設(shè)施，另一套為數(shù)字模型，將來的維護、改造都應(yīng)當(dāng)先在數(shù)字模型中虛擬進行，方案完備之后才在設(shè)備上進行實體操作。

同時，由于水利行業(yè)的信息化程度整體較低，同行中可借鑒的經(jīng)驗有限。各單位應(yīng)當(dāng)拓寬視界，廣泛從交通、通信、電力等信息化程度較高的行業(yè)中汲取經(jīng)驗。

2.老舊設(shè)施的升級改造。在我國，已投入運行的水利設(shè)施，在水生態(tài)系統(tǒng)中起著不可替代的作用，因此，大多數(shù)設(shè)施的數(shù)字化改造面臨的問題是，既要保障設(shè)施的正常功能，又要完成數(shù)字化改造，不能出現(xiàn)長時間的運行中斷的情況。

對于這樣的設(shè)施改造，筆者認(rèn)為，應(yīng)參考很少再新建基礎(chǔ)設(shè)施的歐洲國家。采用三維掃描和點云技術(shù)等對舊的設(shè)施進行掃描，轉(zhuǎn)換成智能模型，完成模型改造后再行施工，最后跟已經(jīng)建成的智能設(shè)施對接。盡管對點云等新技術(shù)的投資非常大，但是如果不采用這樣的技術(shù)，舊的設(shè)施永遠無法升級，運維成本也將逐年升高，長期下來，造成的浪費更大。因此，水利設(shè)施業(yè)主單位需要投入很大的精力去尋找更新、性價比更高的技術(shù)。同時，盡可能與學(xué)術(shù)機構(gòu)建立聯(lián)系，共同為降低新技術(shù)的應(yīng)用門檻盡力為之。

二、新技術(shù)更需要新的管理理念來配合

在新技術(shù)日新月異的今天，很多水利單位也在信息化技術(shù)方面投入不菲的資金，但成效始終不如人意。究其原因，是因為我國水利企業(yè)的體制大多繼承原來的蘇聯(lián)模式，設(shè)計、施工、運維分屬不同的單位，每個單位對新技術(shù)投入不一樣，使用水平也不一樣，造成最終的效率難以達到預(yù)期。同時，產(chǎn)業(yè)鏈上的利益分配也存在難以協(xié)調(diào)的問題。另一方面，新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用對象，大多以歐美模式為模版，造成新技術(shù)在舊體制下無法完全發(fā)揮效用。盡管歐美流行的EPC（即“工程總承包”）模式能夠保證對智能設(shè)施的建設(shè)效率，移交時也比較能夠保證數(shù)字模型的移交，但這種模式仍然存在成本高、業(yè)主無法完全掌控風(fēng)險、市場上缺少具有EPC資格的單位等制約因素。

基于以上因素，水利設(shè)施單位更應(yīng)該從市場現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合中國市場的特點，尋找適合中國市場特點的創(chuàng)新模式，在采用新技術(shù)的同時，有計劃地協(xié)調(diào)、改進現(xiàn)有的模式，從實踐中發(fā)掘效率。

1.理念更新。盡管產(chǎn)業(yè)鏈模式很難改變，但基礎(chǔ)環(huán)節(jié)上的效率提高仍然對整個產(chǎn)業(yè)鏈改造、新技術(shù)推廣有著不可小覷的作用。細化到每個單位的具體操作，就是要求基層的管理人員管理理念必須更新，必須掌握、適應(yīng)新的技術(shù)。比如，現(xiàn)在流行的BIM（Building Information Modeling，建筑信息建模），廣泛用于各種基礎(chǔ)設(shè)施的建造。這就要求設(shè)施的設(shè)計、建造以及運營維護單位的基層管理人員，能夠熟練讀取、使用三維模型及其中蘊藏的數(shù)據(jù)。

然而，目前的大多數(shù)水利基層單位，具有實際工作經(jīng)驗，同時又能掌握新技術(shù)的管理人員并不多。從實際的角度出發(fā)，水利單位需要在引進新技術(shù)的同時，建立一套培訓(xùn)和激勵機制，讓已經(jīng)熟練掌握本單位基本業(yè)務(wù)的人員從實際工作的角度出發(fā)，把新技術(shù)真正用“活”，不但要用新技術(shù)，還要讓新技術(shù)帶來新的效率、新的面貌。

在國家政策與市場大趨勢的雙重作用下，我國水利設(shè)施的建設(shè)捷報頻傳，不斷有新的應(yīng)用見諸報端。監(jiān)控系統(tǒng)的采用、激光掃描的引進等等不一而足。2015年7月2日，《云南日報》報道，陸良建成云南首個智能水利灌溉系統(tǒng)，村民利用IC卡即可控制田地的灌溉水量既節(jié)約用水，還提高了作物的品質(zhì)。還有山東德州齊河全程信息化保障飲水安全等報道。這些項目的宣傳推廣將對全行業(yè)的信息化建設(shè)起到良好的表率作用。

2.與時俱進。信息化技術(shù)已經(jīng)將公眾的生活帶入了“互聯(lián)網(wǎng)+”時代。國家各個部門的生產(chǎn)也在國家大力發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施的政策帶動下蓬勃發(fā)展。水利行業(yè)的各個部門不但要用新的姿態(tài)來迎接新技術(shù)，更重要的是需要在管理方面突破舊式思維的禁錮，與時俱進，不但要采用信息化的新技術(shù)，還要從管理層面上讓新技術(shù)發(fā)揮應(yīng)有的效率與優(yōu)勢。只有如此，水利設(shè)施數(shù)據(jù)化升級的步伐才會更快，水利事業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展才會大有前景。

（作者單位：永濟市水利資源管理委員會 山西永濟）

（責(zé)編：李雪）