新時代智慧水利建設(shè)的思考

蔡旭東

（廣東省清遠(yuǎn)市水利局，廣東 清遠(yuǎn) 511500）

0 引言

黨的十九大報告提出要“加快建設(shè)創(chuàng)新型國家。創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的戰(zhàn)略支撐……為建設(shè)科技強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國、航天強(qiáng)國、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、交通強(qiáng)國、數(shù)字中國、智慧社會提供有力支撐”[1]，把智慧社會作為建設(shè)創(chuàng)新型國家的重要內(nèi)容，從頂層設(shè)計的角度，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、公共服務(wù)、社會治理提出了全新要求和目標(biāo)；把加強(qiáng)水利建設(shè)擺在 9 個基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的首位。2009 年 IBM 商業(yè)價值研究院推出《智慧地球》[2]，提出了智慧地球的核心和更透徹的感知、更廣泛的互聯(lián)互通、更深入的智能化等 3 個特征，并重點提出智慧城市、交通、電力、醫(yī)療、銀行等方案。許曄、郭鐵成[3]分析了智慧地球戰(zhàn)略的實施及對我國的影響。智能成為與土地、勞動、資本具有同等重要地位的新生產(chǎn)要素[4]，成為企業(yè)、行業(yè)、地區(qū)乃至國家核心競爭力的關(guān)鍵構(gòu)成要素，生產(chǎn)生活方式等也產(chǎn)生了以智能化為標(biāo)志的新變革，這是智慧社會到來的重要特征。

1 智慧水利內(nèi)涵

國內(nèi)對智慧水利的分析和研究已有不少。2017 年水利部參事咨詢委員會在廣東、浙江、江蘇等地的調(diào)研報告闡述了智慧水利建設(shè)的必要性和建設(shè)的重點[5]；蔡陽[6]對智慧水利的現(xiàn)狀做出分析，闡述了智慧水利建設(shè)應(yīng)高層次推動、高起點謀劃、高標(biāo)準(zhǔn)夯實基礎(chǔ)、高水平推進(jìn)；趙然杭等[7]認(rèn)為智慧水利是面向水利應(yīng)用的規(guī)模信息生態(tài)系統(tǒng)；王超鋒等[8]從技術(shù)角度對智慧水利作過定義。對智慧水利技術(shù)的研究、規(guī)劃或應(yīng)用也不少[9-11]?？傮w而言，智慧水利與信息化新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用息息相關(guān)。智慧水利是智慧社會建設(shè)重要組成部分，是水利信息化的進(jìn)一步深化、升華和拓展，遵循集約建設(shè)、實用安全、云端部署、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、智能開發(fā)、泛在服務(wù)的理念，通過與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、遙感遙測技術(shù)的深度融合，全面提升感知、分析、預(yù)測和風(fēng)險防范、惠民服務(wù)能力，全方位助推解決水資源、水管理、水安全、水生態(tài)、水環(huán)境等涉水事務(wù)的智能化超大型系統(tǒng)，是水利“工程補(bǔ)短板、行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”[12]的技術(shù)保障。

2 智慧水利目標(biāo)

按照集約、實用、云端、安全、智能、泛在的要求，實現(xiàn)信息化新技術(shù)與防洪除澇減災(zāi)、防旱抗旱調(diào)度、水資源綜合配置、水環(huán)境保護(hù)和生態(tài)修復(fù)、水土保持、水利綜合管理等領(lǐng)域業(yè)務(wù)深度融合，保障防洪、生態(tài)、供水、水環(huán)境等安全，促進(jìn)嚴(yán)格落實水資源管理三條紅線、高效河湖管控、水利工程和水土保持監(jiān)管，強(qiáng)化社會民生服務(wù)，構(gòu)建泛在互聯(lián)到區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的全面透徹感知體系，實現(xiàn)信息處理平臺化和大數(shù)據(jù)化，信息服務(wù)個性化，水利業(yè)務(wù)融合應(yīng)用全覆蓋，達(dá)到“透徹感知、高速互聯(lián)、集約共享、協(xié)同智能、安全可靠、泛在惠民”的新時代智慧水利建設(shè)目標(biāo)。

3 智慧水利建設(shè)內(nèi)容

“互聯(lián)網(wǎng) +”是把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果與經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域深度融合，推動技術(shù)進(jìn)步、效率提升和組織變革，提升實體經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新力和生產(chǎn)力，形成更廣泛的以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新要素的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展新形態(tài)[13]。充分利用“互聯(lián)網(wǎng) +”建設(shè)智慧水利，助推水資源、水管理、水安全、水生態(tài)、水環(huán)境等的全面治理現(xiàn)代化。參照智慧城市總體架構(gòu)[14]提出智慧水利建設(shè)六大體系。

3.1 規(guī)范透徹的數(shù)據(jù)監(jiān)測感知體系

數(shù)據(jù)是水利業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)監(jiān)測感知是源頭，進(jìn)一步拓展監(jiān)控監(jiān)測站網(wǎng)，在雨情、水情、工情、內(nèi)澇、墑情、水質(zhì)、氣象等感知范圍和要素上，利用物聯(lián)網(wǎng)和移動通訊技術(shù)，豐富感知手段，完善通信傳輸和基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境，形成規(guī)范、全面、標(biāo)準(zhǔn)、透徹的一體化立體監(jiān)測感知體系。

1）防洪除澇減災(zāi)。主要包括江河湖庫主要斷面、鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域、山洪災(zāi)害易發(fā)區(qū)、山洪溝、泥石流溝的實時監(jiān)測站網(wǎng)，小尺度、短歷時、高強(qiáng)度的降雨數(shù)值監(jiān)測和預(yù)報，全面提高洪澇災(zāi)害預(yù)測、預(yù)報精度，實現(xiàn)防洪除澇減災(zāi)全面監(jiān)測和監(jiān)控、感知，提高風(fēng)險分析和快速處置能力。

2）防旱抗旱調(diào)度。注重土壤墑情、水庫蓄水量、出?？冢ê涌冢┧亢望}度、降雨和蒸發(fā)、森林植被覆蓋度、城市化進(jìn)程、地下水深度和漏斗等與防旱抗旱息息相關(guān)的旱情信息監(jiān)測感知，擴(kuò)大監(jiān)測感知要素、范圍和頻度，充分監(jiān)測感知旱情信息，完善涉水工程的協(xié)同調(diào)度措施，做好提前預(yù)警預(yù)報，并進(jìn)一步明確預(yù)警的對象和范圍。

3）水資源管理和利用。全面開展地表水和地下水等水資源數(shù)量、質(zhì)量和取用水量的監(jiān)測，建立完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和平臺、數(shù)據(jù)庫，定期評估監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，滿足氣候、環(huán)境變化對水文和水資源的影響評估的要求。對各級行政區(qū)內(nèi)的工業(yè)、生活等取用水總量全在線監(jiān)控，農(nóng)業(yè)用水計量率達(dá)到 60% 以上。

4）水土保持和生態(tài)修復(fù)保護(hù)。全面加強(qiáng)坡耕地、侵蝕溝、生態(tài)清潔小流域的監(jiān)測管控，并開展小流域綜合治理；全面開展水源涵養(yǎng)區(qū)、江河源頭區(qū)、土壤保持區(qū)、防風(fēng)固沙區(qū)、洪水調(diào)蓄區(qū)等重要生態(tài)功能區(qū)，生態(tài)脆弱河流和重點湖泊等涉水事務(wù)生態(tài)監(jiān)測，并開展生態(tài)修復(fù)，做到流域面積 50 km2以上的河流、5 km2以上的湖泊全面監(jiān)測；全面開展地下水超采區(qū)的監(jiān)測和綜合治理。

5）供水管理。重點抓好供水水廠、輸水泵站負(fù)荷、管網(wǎng)漏損狀態(tài)、供水管網(wǎng)壓力分布、水質(zhì)變化等數(shù)據(jù)的監(jiān)測感知，根據(jù)監(jiān)測感知結(jié)果，動態(tài)評估，及時預(yù)警，為突發(fā)供水應(yīng)急事件處理提供技術(shù)保障。

6）水利綜合監(jiān)管。重點抓好江河湖泊、水資源、水利工程、水利資金等全過程監(jiān)控；大中型水庫、重要堤防和閘壩、規(guī)模以上泵站、大中型灌區(qū)、引調(diào)水等水利工程和小型水庫 100% 全監(jiān)控；灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造、“五小”水利、農(nóng)村中型及重點小型機(jī)電排灌等工程建立統(tǒng)一的監(jiān)測監(jiān)視標(biāo)準(zhǔn)；規(guī)模以上電站安全運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、重點區(qū)域視頻監(jiān)視等 100% 全監(jiān)控；主要河流每 20 km 河道不少于 1 處斷面視頻監(jiān)視；確認(rèn)主要河、湖、庫水域岸線；主要采砂河道 100% 進(jìn)行 24 h 全監(jiān)控。

3.2 高速穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)體系

1）提升政務(wù)骨干網(wǎng)絡(luò)通信效率和保障能力。進(jìn)一步形成更為快速、移動、穩(wěn)定、全覆蓋的通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)體系，全面普及和廣泛應(yīng)用 4G/5G 移動網(wǎng)絡(luò)，從國家到鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）五級水利通訊網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，實現(xiàn)縱向萬兆到市、千兆到縣、百兆到鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的網(wǎng)絡(luò)帶寬，本級政府各部門政務(wù)骨干網(wǎng)絡(luò)帶寬拓展到千兆以上。

2）充分滿足通訊網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通需求。進(jìn)一步建設(shè)全面透徹感知的干線、移動通信網(wǎng)絡(luò)，有效支撐和滿足防洪除澇減災(zāi)、水資源管理和利用、生態(tài)修復(fù)和保護(hù)、水利綜合監(jiān)管等業(yè)務(wù)需求的高速穩(wěn)定通訊網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通需求。

3）提升應(yīng)急通訊保障能力。進(jìn)一步建設(shè)以移動通訊、水利衛(wèi)星傳輸?shù)葹檠a(bǔ)充的應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，滿足應(yīng)急移動監(jiān)測設(shè)備、無人機(jī)、無人船、移動指揮車等高速互聯(lián)的移動應(yīng)急通信保障。

3.3 集約整合的基礎(chǔ)設(shè)施平臺體系

1）集約基礎(chǔ)設(shè)施平臺體系。結(jié)合電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心和云平臺等管理要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以及信息基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)一規(guī)劃和使用需求，集約化配置軟硬件資源，實現(xiàn)硬件資源云端部署、支撐性能優(yōu)良、基礎(chǔ)信息一張圖的水利基礎(chǔ)設(shè)施大平臺體系，水利基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)、應(yīng)用等資源，集中遷移整合到同一個平臺上安裝部署。

2）水利專業(yè)模型服務(wù)平臺。建立水利統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化、平臺化、開放化服務(wù)平臺，為水利各級用戶提供流域或區(qū)域的水文、水量、水質(zhì)等的預(yù)測預(yù)報，預(yù)警監(jiān)視，調(diào)度決策，評估評價等服務(wù)；全面提供水利業(yè)務(wù)應(yīng)用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問、綜合查詢、統(tǒng)計分析、空間服務(wù)、一張圖集成整合、界面表現(xiàn)等公共服務(wù)模型支持。

3）統(tǒng)一業(yè)務(wù)服務(wù)資源體系。建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、流程清晰、責(zé)任明確的水利共享機(jī)制，支撐業(yè)務(wù)協(xié)同聯(lián)動，實現(xiàn)水利系統(tǒng)內(nèi)外的基礎(chǔ)設(shè)施，數(shù)據(jù)、模型、服務(wù)等資源的充分共享和應(yīng)用，滿足政府各部門不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域的資源共享與業(yè)務(wù)協(xié)同需要。全面整合和共享水利信息資源，形成統(tǒng)一的共享基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、水利工作底圖、數(shù)據(jù)資源目錄和應(yīng)用支撐服務(wù)等。實現(xiàn)各級水利信息資源的一數(shù)一源、同步更新、統(tǒng)一管理、授權(quán)使用。

3.4 協(xié)同智能的業(yè)務(wù)融合應(yīng)用體系

1）集約建設(shè)深度融合水利業(yè)務(wù)應(yīng)用的大系統(tǒng)。智慧水利建設(shè)的關(guān)鍵在于要突破水利專業(yè)性壁壘，深度融合業(yè)務(wù)應(yīng)用。建立精細(xì)化、智能化和跨層級，跨地域，跨部門的水利業(yè)務(wù)融合協(xié)同系統(tǒng)，支撐上下級間、部門間、部門內(nèi)的協(xié)同辦公，協(xié)同管理，協(xié)同指揮的統(tǒng)一業(yè)務(wù)應(yīng)用體系。把水利業(yè)務(wù)分散建設(shè)的各類應(yīng)用系統(tǒng)集約化構(gòu)建為大系統(tǒng)，讓水利業(yè)務(wù)應(yīng)用集約整合、全面互聯(lián)、協(xié)同共治、開放共享、安全可信，支撐和促進(jìn)水利業(yè)務(wù)深度融合應(yīng)用。

2）打破政府各部門間的數(shù)據(jù)壁壘，提升政府治理能力。以數(shù)據(jù)集中和共享為途徑，推動技術(shù)、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)等的融合，打破政府各部門間的數(shù)據(jù)壁壘，將各級政府和部門間的、各渠道社會的數(shù)據(jù)匯聚融合充分共享，形成數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠、應(yīng)用鮮活的長效機(jī)制；深入挖掘水利數(shù)據(jù)內(nèi)在價值，提升政府治理能力，引領(lǐng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3.5 保障安全的保駕護(hù)航標(biāo)準(zhǔn)體系

1）建立標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、運(yùn)維可靠的護(hù)航標(biāo)準(zhǔn)體系。根據(jù)水利各業(yè)務(wù)系統(tǒng)融合應(yīng)用、整合共享和云端部署的需求，以及管理組織特點、技術(shù)發(fā)展趨勢，統(tǒng)一制定智慧水利建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，包括架構(gòu)、數(shù)據(jù)、建設(shè)、運(yùn)營、安全、管理、應(yīng)用等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及實施細(xì)則，實現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，減少重復(fù)開發(fā)建設(shè)，實現(xiàn)信息資源共享。

2）建立健全運(yùn)營模式，運(yùn)用運(yùn)營式開發(fā)與管理理念。從技術(shù)和業(yè)務(wù)運(yùn)營層面，建立快速響應(yīng)、靈活高效的運(yùn)營模式，細(xì)化運(yùn)營機(jī)制、服務(wù)流程。

3）構(gòu)建安全和保密管理技術(shù)體系。嚴(yán)格落實安全保密管理責(zé)任，建立健全安全保密管理制度體系，細(xì)化實施細(xì)則，強(qiáng)化安全評估、監(jiān)測預(yù)警、事故應(yīng)急機(jī)制，提高防護(hù)水平；開展安全專項審計，開展水利專項網(wǎng)絡(luò)安全檢查，形成常態(tài)機(jī)制。

3.6 體驗優(yōu)質(zhì)的泛在惠民服務(wù)體系

1）促進(jìn)水利政務(wù)服務(wù)智慧便捷、民眾數(shù)字素養(yǎng)發(fā)展提升。融合線上、線下水利服務(wù)渠道，建立服務(wù)供給和體驗優(yōu)質(zhì)、渠道更多、覆蓋更廣、更加精準(zhǔn)的水利泛在惠民，全觸達(dá)的“水利大服務(wù)”體系。

2）充分滿足和服務(wù)社會個性化、差異化需求。整合水利網(wǎng)上辦事系統(tǒng)和社會公眾服務(wù)平臺，實現(xiàn)個性化的水利內(nèi)容定制、多信息渠道、實時消息反饋等服務(wù)。為社會公眾、企事業(yè)單位、政府相關(guān)部門、各級水利系統(tǒng)提供個性化，差異化的，精準(zhǔn)化的服務(wù)。

3）進(jìn)一步提升服務(wù)的對象范圍和服務(wù)質(zhì)量。優(yōu)化以水利信息公開、網(wǎng)上辦事、便民服務(wù)、民生互動為核心的四大服務(wù)內(nèi)容，推進(jìn)水利網(wǎng)上辦事材料目錄化、標(biāo)準(zhǔn)化、電子化及網(wǎng)絡(luò)共享復(fù)用，全面提高水利業(yè)務(wù)領(lǐng)域為社會公眾服務(wù)的智能化、專業(yè)化水平。

4 結(jié)語

新時代智慧水利是實現(xiàn)水利現(xiàn)代化的重要手段，智慧水利建設(shè)必須融合信息化時代快速發(fā)展的新技術(shù)，全面、深度融合水利各項業(yè)務(wù)，統(tǒng)籌各專業(yè)領(lǐng)域，打通政府各部門間的數(shù)據(jù)壁壘和信息孤島，形成政府部門的數(shù)據(jù)集群，做好頂層設(shè)計，統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范建設(shè)要求，把智慧水利建設(shè)推向深入，為新時代水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管提供最堅實的技術(shù)保障。