遼寧省防汛抗旱工作中水利信息化的應(yīng)用研究

劉同旭

(盤錦市水利服務(wù)中心，遼寧 盤錦 124000)

近年來，我國頻繁發(fā)生各種極端氣候事件，特別是2020年水文年景偏差。遼寧省地處歐亞大陸東岸，屬溫帶季風(fēng)氣候，地跨太子河、大凌河、鴨綠江、繞陽河、渾河、遼河六大水系，河網(wǎng)密布，地貌形態(tài)復(fù)雜，汛期區(qū)域性暴雨頻發(fā)，面臨著更大的防汛抗旱壓力。

隨著科技的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，一系列新型技術(shù)(如機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、5G、云計(jì)算等)被越來越多的用于各行業(yè)領(lǐng)域[1]。防汛抗旱涉及內(nèi)容多、覆蓋范圍廣，僅利用河道堤壩、水庫修建等工程措施已無法適應(yīng)現(xiàn)階段發(fā)展需求。目前，結(jié)合非工程措施融入信息技術(shù)提高應(yīng)急水平，以高效的防災(zāi)減災(zāi)保證人民財(cái)產(chǎn)安全極其迫切[2]。

通過引入現(xiàn)代化管理手段、水利信息化技術(shù)等措施切實(shí)提升工作效率，其中信息化管理是水利現(xiàn)代化發(fā)展的重要手段和必然要求，關(guān)于水利信息化、現(xiàn)代化習(xí)近平總書記提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展道路。目前，各種信息技術(shù)(如通訊、遙感、計(jì)算機(jī)等)逐漸被應(yīng)用于實(shí)踐工程，初步形成了融合工程與非工程措施的現(xiàn)代化減災(zāi)體系，為保障水利樞紐防洪效應(yīng)的發(fā)揮提供了重要支持，在實(shí)際工作中也已初見成效，大大提升防汛工作效率，這從側(cè)面也體現(xiàn)了信息技術(shù)的價(jià)值和優(yōu)勢[3-4]。

目前，我國防汛抗旱系統(tǒng)平臺有機(jī)結(jié)合了組織保障、防汛會商、預(yù)報(bào)調(diào)度、信息監(jiān)視等模塊，基本實(shí)現(xiàn)了防汛形勢宏觀特征和各類防汛信息的會商現(xiàn)場呈現(xiàn)，為決策人員制定出科學(xué)合理的調(diào)度方案提供直觀形象、及時(shí)準(zhǔn)確的參考依據(jù)。如，基于電磁波信號的GPS技術(shù)，測量水利工程時(shí)存在效率快、精度高的優(yōu)勢。

1 水利信息化應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 基本情況

鑒于工程措施已無法適應(yīng)現(xiàn)階段防災(zāi)需求且旱澇災(zāi)害頻發(fā)的現(xiàn)狀，現(xiàn)代高新科技和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)逐漸引起人們的重點(diǎn)關(guān)注。

遼寧省相繼建成了省級中心網(wǎng)絡(luò)、防汛短波和超短波移動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這顯著增強(qiáng)了信息交流、實(shí)時(shí)互動水平，為應(yīng)急處置和防汛抗旱工作爭取了時(shí)間。對于軟件平臺的建設(shè)，遼寧省相繼完成以江河洪水跟蹤監(jiān)測、防汛異地可視會商、防汛雨量監(jiān)測速報(bào)以及水庫洪水監(jiān)測調(diào)度為核心的“數(shù)字防汛”系統(tǒng)工程建設(shè)[5]。將預(yù)警模型與數(shù)據(jù)信息變化有機(jī)融合，利用軟件平臺、干旱洪澇演變、降雨實(shí)時(shí)信息等，通過網(wǎng)絡(luò)通知相關(guān)部門實(shí)現(xiàn)了災(zāi)害前幾個(gè)小時(shí)的緊急疏散和預(yù)警。

1.2 現(xiàn)存問題

1)信息系統(tǒng)支撐較薄弱。目前，水利信息化建設(shè)仍存在系統(tǒng)可擴(kuò)展性與可持續(xù)性差、系統(tǒng)獨(dú)立易形成信息的豎井或孤島、對集成商依賴性大、重復(fù)投資或重復(fù)開發(fā)、現(xiàn)有防汛信息完整性與連續(xù)性不足、防汛信息資源不能共享、無法形成統(tǒng)一完整的系統(tǒng)等問題，現(xiàn)有的水利軟件還無法實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)測評估防汛應(yīng)急事件，其決策支持功能還不夠完善。

2)軟件設(shè)備信息化程度低。水旱災(zāi)害的應(yīng)急防治需要大量的專業(yè)設(shè)備，通過數(shù)據(jù)信息現(xiàn)場采集為防汛抗旱決策提供支持。然而，受設(shè)備老化、地域發(fā)展不均衡等條件限制，遼寧地區(qū)還不具備以上條件。由于獲取的信息不準(zhǔn)確、不完全，災(zāi)情來臨之時(shí)極易出現(xiàn)災(zāi)情誤判或?yàn)?zāi)害人為擴(kuò)大的現(xiàn)象，這明顯降低了災(zāi)害報(bào)警和預(yù)測的精準(zhǔn)度。

對此，必須利用一線設(shè)備全面采集旱情情況、河流水位、降雨信息等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并配合先進(jìn)的信息處理軟件和信息化平臺實(shí)現(xiàn)跨流域、跨地區(qū)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避。

3)學(xué)習(xí)機(jī)制與經(jīng)驗(yàn)支撐缺乏。防災(zāi)減災(zāi)工作需要有大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的技術(shù)作為支撐，水資源豐富的地區(qū)洪澇災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，且未形成程序化、流程化災(zāi)害應(yīng)對策略。因缺乏針對處置過程和事后經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的學(xué)習(xí)機(jī)制，自然災(zāi)害再次發(fā)生時(shí)仍會出現(xiàn)陣腳自亂的現(xiàn)象，需要投入大量的人力、物力修建設(shè)備和疏散人群，有時(shí)還會出現(xiàn)最佳救災(zāi)時(shí)機(jī)延誤的情況。根據(jù)洪澇災(zāi)害發(fā)生過程及其相關(guān)數(shù)據(jù)資料，結(jié)合以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)科學(xué)設(shè)計(jì)搶險(xiǎn)救災(zāi)方案，為快速高效的應(yīng)對災(zāi)害提供信息支撐。

4)缺乏連通機(jī)制。在信息化項(xiàng)目建設(shè)過程中遼寧省各部門開發(fā)建立了一系列信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)，然而這些系統(tǒng)仍存在信息重復(fù)、多功能、多信息的問題。由于各信息資源分散、系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，實(shí)際應(yīng)用時(shí)極易形成彼此隔離的信息孤島。對于資源信息和單部門信息無法實(shí)現(xiàn)共享、串聯(lián)，該條件下產(chǎn)生嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，對整體工作成效產(chǎn)生極大的影響。

2 防汛抗旱工作中水利信息化的提升

2.1 防汛抗旱指揮系統(tǒng)建設(shè)

我國防汛抗旱指揮系統(tǒng)工程涵蓋了信息資源的管理、處理、應(yīng)用、服務(wù)、傳輸?shù)娜^程，實(shí)質(zhì)上屬于一項(xiàng)復(fù)雜龐大的系統(tǒng)工程和水利信息化的龍頭工程，工程建設(shè)為加快水利信息化發(fā)展提供重要的技術(shù)支持和技術(shù)引領(lǐng)[6]。2005年，我國有關(guān)部門完成了第一階段設(shè)計(jì)工作，防汛抗旱系統(tǒng)建設(shè)和相關(guān)工作正式啟動。2012年，水利部更新改造了以往的復(fù)雜系統(tǒng)，并完成一期系統(tǒng)建設(shè)工作，對水利數(shù)據(jù)信息(如溫度、水溫等)開始大量的采集，一期工程擁有先進(jìn)實(shí)用的技術(shù)體系和方案，也是當(dāng)時(shí)新型技術(shù)信息的主流，總體上具備先進(jìn)的設(shè)計(jì)原則。二期工程主要包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、綜合數(shù)據(jù)庫、防洪安全、旱情、移動應(yīng)急平臺、水文信息采集系統(tǒng)建設(shè)，數(shù)據(jù)采集應(yīng)用、洪澇災(zāi)害評估、洪水預(yù)報(bào)、防洪調(diào)度等系統(tǒng)升級改造，及系統(tǒng)集成應(yīng)用和綜合信息服務(wù)15個(gè)子系統(tǒng)。

近年來，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展信息傳輸、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、軟件開發(fā)、信息服務(wù)等得到快速發(fā)展，必須優(yōu)化調(diào)整其技術(shù)體系，最大限度的將最新的、成熟的信息技術(shù)應(yīng)用于系統(tǒng)的省級改造和建設(shè)，此時(shí)的“兩臺一庫”總體構(gòu)架存在一定適用性。根據(jù)水旱災(zāi)害最新特點(diǎn)不斷豐富指揮系統(tǒng)的內(nèi)涵，并在防汛抗旱指揮系統(tǒng)中納入沿海地區(qū)防洪防風(fēng)暴潮的應(yīng)對措施、城市防洪治澇及山洪地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等內(nèi)容。對于旱情防汛數(shù)據(jù)的信息化處理這些新系統(tǒng)發(fā)揮著積極作用，實(shí)現(xiàn)了信息服務(wù)從局部向綜合、從單點(diǎn)到全面覆蓋的轉(zhuǎn)變，為全面推行水利建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為人們財(cái)產(chǎn)安全提供了更可靠的保障。

2.2 歷史經(jīng)驗(yàn)挖掘利用

為更好的吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，搭建系統(tǒng)完善的經(jīng)驗(yàn)庫，必須對歷史發(fā)生的洪澇災(zāi)害事件進(jìn)行充分的挖掘和數(shù)理，詳細(xì)探究災(zāi)后復(fù)建、救援、處置和發(fā)生過程。結(jié)合以往詳細(xì)案例的處置經(jīng)驗(yàn)，對發(fā)生的洪澇災(zāi)害進(jìn)行有效的快速處理，保證區(qū)域防洪安全。

水利工程屬于一項(xiàng)擁有長系列數(shù)據(jù)資料的系統(tǒng)性工程，工程中蘊(yùn)藏著前人積累的調(diào)度、運(yùn)營、管理、建設(shè)等大量經(jīng)驗(yàn)。防災(zāi)減災(zāi)工作中要有效利用數(shù)據(jù)信息，吸收總結(jié)前人的教訓(xùn)以及挖掘所蘊(yùn)含的歷史經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)信息支持系統(tǒng)和水資源條件保證防汛抗旱的順利實(shí)施。

2.3 信息數(shù)據(jù)共享中心建設(shè)

大量的專業(yè)知識和數(shù)據(jù)信息屬于防汛決策的重要依據(jù)，通過及時(shí)獲取各類信息為決策者制定相關(guān)對策提供支持。然而，受限于時(shí)間條件和災(zāi)害事件處置的地域性，經(jīng)常會出現(xiàn)無法及時(shí)獲取或數(shù)據(jù)確實(shí)的現(xiàn)象。因此，為了提供交流聯(lián)動平臺以及消除信息壁壘，應(yīng)搭建能夠討論參考其他分析收集的信息共享中心。

決策者利用信息數(shù)據(jù)共享中心可以實(shí)現(xiàn)信息共享，突破空間與時(shí)間的限制對某個(gè)問題開展研究、決策；通過聯(lián)合協(xié)商提高決策的可行性，進(jìn)一步提高防洪抗旱方案的科學(xué)合理性。通過共享防汛技術(shù)知識提高汛期工作效率，全面整合相關(guān)資源以充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，確保信息的及時(shí)查詢和工作效率。

2.4 完善防汛抗旱管理系統(tǒng)

通過大數(shù)據(jù)集成建立案例庫、專家?guī)?、信息查詢等?shù)據(jù)庫，在災(zāi)害來臨時(shí)結(jié)合前人經(jīng)驗(yàn)制定行之有效的解決方案，從而保證數(shù)據(jù)采集效率和工作效率的提升。尤其是旱澇災(zāi)害頻發(fā)的區(qū)域，科學(xué)規(guī)范的管理制度能夠明顯降低洪澇災(zāi)害損失。在詳細(xì)分析數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合各地區(qū)的實(shí)際情況制定相應(yīng)的方案，統(tǒng)籌安排相關(guān)部門實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)交換，切實(shí)保證工作效率并降低重復(fù)工作量。

此外，為確保該系統(tǒng)的有效支撐還要定期培訓(xùn)有關(guān)人員，在加強(qiáng)水利設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)上利用好信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.5 加強(qiáng)資金配置管理

信息化建設(shè)過程中要合理利用資金、物資管理模塊，確保就在資金的透明化管控、合理配置和救援物資的快速調(diào)配，防治因資金管控不到位或物資缺乏而造成的生命財(cái)產(chǎn)損失。

3 結(jié) 論

近年來，隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)的快速發(fā)展，各行業(yè)中相繼應(yīng)用了一系列信息技術(shù)。防汛抗旱涉及內(nèi)容多、覆蓋范圍廣，為提高防災(zāi)減災(zāi)效率和應(yīng)急處置能力，有必要將信息技術(shù)人融入防汛抗旱指揮系統(tǒng)。然而，在普及應(yīng)用信息化技術(shù)過程中，在相關(guān)管理、數(shù)據(jù)共享、信息傳輸和數(shù)據(jù)處理等方面仍存在諸多問題。對此，文章結(jié)合遼寧省實(shí)際情況，探討了信息化技術(shù)在防汛抗旱工作中應(yīng)用情況，從多個(gè)不同方面提出相應(yīng)的對策，為提高預(yù)報(bào)調(diào)度效率及其他地區(qū)防汛抗旱指揮提供科學(xué)依據(jù)。