淺談智慧水利信息化系統(tǒng)在水利工程的應(yīng)用

丁衛(wèi)星 房飛

摘要：水利工程是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要保障，水利工程的建設(shè)與眾多社會行業(yè)的發(fā)展有著極為密切的聯(lián)系。傳統(tǒng)的水利工程中，地區(qū)水文地質(zhì)的監(jiān)測與管理呈現(xiàn)出一種相互分裂的特點，在區(qū)域水資源利用與管理上存在一定弊端。智慧水利信息化系統(tǒng)的出現(xiàn)，為傳統(tǒng)水利工程的優(yōu)化創(chuàng)造了良好的條件。

關(guān)鍵詞：智慧水利;信息化系統(tǒng);水利工程;應(yīng)用

引言：

水利工程擔(dān)負著水資源保護利用，水災(zāi)監(jiān)管防護的重要使命。一直以來，水文檢測分析都是一個非常復(fù)雜的工作。在地表水、地下水綜合形成的復(fù)雜水系統(tǒng)中，區(qū)域地質(zhì)、氣候變化、人類活動等眾多因素都會影響水文狀況。傳統(tǒng)水利工程中，對區(qū)域水文特征的監(jiān)測與管理單元呈現(xiàn)分散狀態(tài)，這樣的狀態(tài)加上復(fù)雜的水文狀況，為水利部門處理區(qū)域水文數(shù)據(jù)，統(tǒng)籌區(qū)域水資源帶來了一定的影響。隨著信息化社會的快速發(fā)展，推進智慧水利建設(shè)，成為目前及未來一段時期內(nèi)水利工程發(fā)展優(yōu)化的一個重要方向。

一、智慧水利涉及的主要內(nèi)容分析

傳統(tǒng)水利工程中，對各種水文現(xiàn)象的監(jiān)測分析過程往往是先由專業(yè)的儀器檢測，再由人工對相關(guān)數(shù)據(jù)進行整理與集中處理，最后根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果采取相應(yīng)的處理措施。由于水文狀況的復(fù)雜性，再加各水文監(jiān)測單元之間的獨立性，使得水文數(shù)據(jù)處理成為一項復(fù)雜的工作。智慧水利涉及的內(nèi)容不發(fā)生變化，智慧水利是對傳統(tǒng)水利工程中各種水文監(jiān)測、分析過程的一種優(yōu)化。在水文狀況監(jiān)測方面，通過遙感技術(shù)、智能監(jiān)控設(shè)備的使用，增強水文監(jiān)測的區(qū)域范圍，提高監(jiān)測的準(zhǔn)確度;在水文信息數(shù)據(jù)傳輸與處理上，通過5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)，打造一個統(tǒng)一的信息數(shù)據(jù)處理平臺，對一定區(qū)域的水文信息數(shù)據(jù)進行整合，從而更好地為有關(guān)部門的決策與計劃制定提供依據(jù)。

二、智慧水利信息化系統(tǒng)在水利工程中的應(yīng)用

（一）在區(qū)域水文信息數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

我國國土面積廣大，地形條件多樣，各地區(qū)水文狀況復(fù)雜。在傳統(tǒng)的水利工程中，多部門之間的水文信息數(shù)據(jù)獨立性強，工作人員在處理水文信息數(shù)據(jù)時需要花費大量的時間和精力。分散的數(shù)據(jù)信息既不利于整體數(shù)據(jù)的處理與分析，也不利于對區(qū)域水資源的集中管理。智慧水利信息化系統(tǒng)中，通過“物聯(lián)網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，將水質(zhì)、水流量、氣候、區(qū)域地質(zhì)等眾多監(jiān)測單元進行統(tǒng)一連接，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息平臺，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合處理，對區(qū)域內(nèi)的洪澇災(zāi)害管理、城鎮(zhèn)供水、水源保護、水力發(fā)電等進行統(tǒng)一管理。以此平臺為基礎(chǔ)，連接政府其他管理部門，優(yōu)化部門的架構(gòu)，實現(xiàn)部門數(shù)據(jù)的完全流通，提高部門的辦事效率。另外，還可以依托互聯(lián)網(wǎng)，進行信息數(shù)據(jù)的擴展，為有水利信息需要的個人、團體等提供專業(yè)的服務(wù)，減輕因信息閉塞帶來的經(jīng)濟或其它方面的損失。

（二）在區(qū)域水質(zhì)監(jiān)控與污染防治中的應(yīng)用

水利資源監(jiān)管中最注重的問題就是水質(zhì)與水量的發(fā)展動態(tài)[1]。地區(qū)的水質(zhì)狀況是一個長期動態(tài)變化的過程，傳統(tǒng)的分階段定期水質(zhì)監(jiān)測的方式具有一定的弊端。在智慧水利中，則通過構(gòu)建一套自動化水質(zhì)監(jiān)測的體系，來實現(xiàn)對水質(zhì)的長期監(jiān)控。通過在重點水域安放智能化的顆粒傳感器、水質(zhì)監(jiān)測前端、智能水泵等設(shè)備（如圖一），對水域水質(zhì)情況進行長期的信息記錄，然后利用無線通訊，將數(shù)據(jù)信息上傳至水利監(jiān)管部門的服務(wù)器進行存儲，再由專門的計算機水質(zhì)監(jiān)測程序?qū)λ檫M行分析處理。水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)人員可以提前在程序中提前設(shè)置好相應(yīng)的管控指標(biāo)，由計算機對區(qū)域水質(zhì)情況進行長期的動態(tài)分析和數(shù)據(jù)記錄。對于水質(zhì)不達標(biāo)的水域，依據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，既可以迅速確定污染源進行及時處理，也可以根據(jù)長期的水質(zhì)波動范圍擬定長期的水污染防治措施進行水質(zhì)控制。

（三）在洪澇災(zāi)害防治中的應(yīng)用

我國南方地區(qū)河流、水庫數(shù)量多，受夏季氣候影響，非常容易產(chǎn)生洪澇災(zāi)害[2]。因此，加強對河流及湖泊的水位高度、水流量、泥沙沉積等水文特征的監(jiān)測，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度就顯得非常重要。智慧化水利信息系統(tǒng)既可以與其它環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對接，加強洪澇災(zāi)害防護的強度，也可以提高水文監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度與處理能力，提高預(yù)警的準(zhǔn)確度。首先，智慧化水利信息系統(tǒng)可以與氣候信息系統(tǒng)進行對接，通過氣候變化系統(tǒng)構(gòu)建洪澇災(zāi)害預(yù)防的第一道防線。利用氣候監(jiān)測系統(tǒng)對區(qū)域天氣變化的預(yù)測，確定容易發(fā)生洪澇災(zāi)害的流域范圍，從而加強對重點流域的監(jiān)測力度。其次，利用超聲波雷達水位計、智慧視頻識別系統(tǒng)等智能水位監(jiān)測設(shè)備（如圖二），對地勢較低地區(qū)的堤壩、水庫、河流、湖泊、地下水等進行全方位的監(jiān)控，利用監(jiān)控數(shù)據(jù)構(gòu)建實時預(yù)警系統(tǒng)，從而對汛期水情做好全方位的評估。

（三）在農(nóng)業(yè)灌溉與工程用水管理中的應(yīng)用

我國的人口數(shù)量眾多，但總體水資源量卻相對比較匱乏，按照聯(lián)合國確定的人均水資源占有量劃分，我國是輕度缺水的國家。工業(yè)與農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要消耗大量的水資源，在水資源利用過程中，不合理的利用方式產(chǎn)生了巨大的水資源浪費[3]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，除了一小部分地區(qū)實現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之外，還有相當(dāng)一部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)處于傳統(tǒng)與現(xiàn)代的過渡階段，落后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式造成了嚴(yán)重的水資源浪費。工業(yè)用水中，由于缺乏合理的規(guī)劃與監(jiān)測，同樣存在嚴(yán)重的浪費現(xiàn)象。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，通過引入智慧化水利信息系統(tǒng)，建設(shè)從水庫、湖泊、河流到農(nóng)田的智能化水利基礎(chǔ)設(shè)施，依托統(tǒng)一的水資源管理平臺進行水資源調(diào)配，可以促進農(nóng)業(yè)灌溉方式的優(yōu)化。同樣，在工業(yè)生產(chǎn)中，利用統(tǒng)一的水文信息管理平臺，可以實現(xiàn)對區(qū)域水資源使用的合理規(guī)劃，實現(xiàn)按需用水，從而有效減少浪費。

三、結(jié)束語

綜上所述，智慧化水利信息管理系統(tǒng)是對傳統(tǒng)水利管理的一種系統(tǒng)性優(yōu)化。智慧化水利信息管理系統(tǒng)依托新技術(shù)，將原來分散的水文監(jiān)測單位進行整合，利用統(tǒng)一的信息化管理平臺，既可以實現(xiàn)水文監(jiān)測內(nèi)部的信息數(shù)據(jù)處理效率提升，可以通過加強與其它行業(yè)、部門的協(xié)作，實現(xiàn)水文信息數(shù)據(jù)的效用最大化。

參考文獻：

[1]鄭振浩，王金龍.基于標(biāo)準(zhǔn)化管理的水利工程運行管理系統(tǒng)建設(shè)研究[J].浙江水利科技，2019，47（2）：3.

[2]戴紅，武建，馬士峰.智慧水利信息化系統(tǒng)在水利工程的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào)，2021，50（5）：2.

[3]程誠，董晨龍，李宏等.智慧視頻識別在水利信息化中的應(yīng)用[J].四川水利，2019，40（3）：5.