現(xiàn)代智慧水利系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用與實(shí)踐

趙立永

(吉林水利電力職業(yè)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130062)

1 現(xiàn)代化智慧水利的基本概況

智慧水利主要是指充分借助先進(jìn)的現(xiàn)代化信息技術(shù)，對(duì)水資源進(jìn)行科學(xué)合理的開(kāi)發(fā)和利用，從而切實(shí)提升水利工程的質(zhì)量和效率。在水利工程中，通常運(yùn)用傳感器技術(shù)，通信技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對(duì)水利的相關(guān)信息進(jìn)行采集、傳輸以及處理等。智慧水利工程建設(shè)主要分為數(shù)據(jù)庫(kù)、信息管理系統(tǒng)以及整體系統(tǒng)工程等三個(gè)層面的創(chuàng)建，將多種類型的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)有效的融合在一起構(gòu)成一個(gè)較為完善的整體，從而有效提高城市水利的綜合管理水平和效率。

2 現(xiàn)代智慧水利技術(shù)的具體應(yīng)用

智慧水利技術(shù)主要包括云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，它們被廣泛的應(yīng)用在水利工程中，主要用來(lái)對(duì)水利水文進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警預(yù)報(bào)以及綜合調(diào)度和管理等，其主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面。首先，將智慧水利技術(shù)應(yīng)用在防汛抗旱方面，從而在技術(shù)上提供更多專業(yè)性的支持，創(chuàng)建更加全面化的防汛抗旱系統(tǒng)，從而對(duì)所轄區(qū)域中的各類水資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、綜合數(shù)據(jù)分析處理以及災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)等，這樣就能夠在發(fā)生險(xiǎn)情的時(shí)候，快速的做出相應(yīng)的應(yīng)急指揮決策，合理地的調(diào)配好各項(xiàng)工作部署，從而使水災(zāi)的危害范圍得到有效的控制。其次，將智慧水利技術(shù)應(yīng)用在在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方面，對(duì)于河道、水庫(kù)等地的水量信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，借助設(shè)備進(jìn)一步擴(kuò)大河流的監(jiān)測(cè)范圍，并對(duì)監(jiān)測(cè)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化的分析處理，從而及時(shí)的將預(yù)警信息發(fā)送出去，為水務(wù)部門提供可參考的汛情信息，并有針對(duì)性地制定出應(yīng)急預(yù)案。與此同時(shí)，利用智慧水利技術(shù)可以對(duì)各排污口的水質(zhì)信息進(jìn)行采集，并對(duì)獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如果水質(zhì)被污染出現(xiàn)超標(biāo)的情況，就會(huì)自動(dòng)向相關(guān)部門發(fā)出預(yù)警通知。再次，智慧水利監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在水利工程監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用，其能夠?qū)λこ虒?shí)施全方位無(wú)盲點(diǎn)的監(jiān)控，對(duì)重要水利設(shè)備的安全起到保護(hù)作用，對(duì)綜合調(diào)水工程的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)壩體的性能數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)的感知，為相關(guān)部門提供有關(guān)于大壩的維修、保養(yǎng)等信息，盡最大可能減少經(jīng)濟(jì)上的損失。另外，智慧水利在灌溉方面的應(yīng)用，借助智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)獲取土壤、作物以及天氣等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)匯集在一起進(jìn)行分析，充分利用軟件系統(tǒng)對(duì)氣候和病害進(jìn)行科學(xué)的推斷，生成可行性報(bào)告，并將其落實(shí)到田間活動(dòng)中，借助自動(dòng)化控制執(zhí)行系統(tǒng)來(lái)完成對(duì)田間的灌溉和施肥。除此之外，智能水利在水資源管理方面的應(yīng)用，對(duì)自來(lái)水系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以此來(lái)得知其實(shí)際的運(yùn)行情況，及時(shí)掌握管線、設(shè)備是否出現(xiàn)破損、管道是否存在淤堵等異常情況，并將這些信息自動(dòng)上報(bào)給相關(guān)部門，從而及時(shí)地將存在的安全隱患問(wèn)題排除掉。

3 智慧水利技術(shù)在防汛抗旱中的具體應(yīng)用實(shí)例

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建

有很長(zhǎng)一段時(shí)間，在搜集水文資料的過(guò)程中，工序較為繁復(fù)，效率低下，而且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也難以得到有效地保證，而智慧水利技術(shù)的廣泛應(yīng)用則可以對(duì)水文氣象的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)收集。在此階段，水雨情基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建是在遙測(cè)站、中繼站和中心站的共同支持下才能得以實(shí)現(xiàn)的。首先，遙測(cè)站的作用主要體現(xiàn)其能夠有效地感知水雨情的實(shí)際情況，且能夠快速安全地傳輸水利的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。也就是說(shuō)通過(guò)靈敏度高的傳感器對(duì)水文參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)感知，再借由適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理器將原本的水文參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)源，之后再利用調(diào)制器把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)碼，這樣不僅有利于傳輸，而且還可以檢查錯(cuò)誤和糾正錯(cuò)誤。其次，中繼站顧名思義也就是說(shuō)其在通信信號(hào)的傳輸中起到上下銜接的作用，使信號(hào)能夠傳輸?shù)礁h(yuǎn)的距離去。再次，中心站主要是指其能夠快速高效地儲(chǔ)存計(jì)算水利數(shù)據(jù)信息，先將從遙測(cè)站獲取到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分解、換碼以及處理等一系列的工序，之后將整理出來(lái)的數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，歸納總結(jié)，并根據(jù)所得出的特征數(shù)據(jù)編制成各種類型的水文圖表。

3.2 信息管理系統(tǒng)的創(chuàng)建

將獲取到的水雨情數(shù)據(jù)信息，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，當(dāng)其他應(yīng)用系統(tǒng)想要使用時(shí)可以隨時(shí)查看，極為方便快捷。在此過(guò)程中，為了確保數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全性和可靠性，信息管理系統(tǒng)一般會(huì)運(yùn)用可視化、多媒體以及智能化等先進(jìn)技術(shù)，使用標(biāo)準(zhǔn)的電腦系統(tǒng)軟件，這樣在系統(tǒng)維護(hù)和推廣使用上會(huì)更加具有便利性。與此同時(shí)，就使用環(huán)境而言，可以用標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫(kù)格式來(lái)有效地劃分?jǐn)?shù)據(jù)流，以此來(lái)更好地適應(yīng)各種復(fù)雜的應(yīng)用情況。

3.3 系統(tǒng)工程的創(chuàng)建

對(duì)于防汛抗旱工作來(lái)說(shuō)，水庫(kù)能否安全運(yùn)行安全至關(guān)重要。因此，在積極收集水雨情信息的同時(shí)，也要加強(qiáng)水庫(kù)管理信息化系統(tǒng)的創(chuàng)建。水庫(kù)管理信息化系統(tǒng)主要是由大壩監(jiān)測(cè)、水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等多種系統(tǒng)組合而成的。

可以實(shí)現(xiàn)用最少的水資源得到最大化的經(jīng)濟(jì)效益，并采用各種行之有效的防洪措施，制定相應(yīng)的計(jì)劃來(lái)控制洪水，充分發(fā)揮防洪抗旱的重要作用。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以進(jìn)一步擴(kuò)大水利信息的共享范圍，并且還能讓水利數(shù)據(jù)在傳輸上更為安全。閘門自動(dòng)控制系統(tǒng)可以讓大壩的電閘執(zhí)行發(fā)電、泄洪以及供水等多項(xiàng)操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行模式，這些都充分體現(xiàn)了智慧水利技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，智慧水利技術(shù)得到了更為廣泛的應(yīng)用，其在防汛抗旱、農(nóng)田灌溉以及水利工程等多個(gè)方面都取得了不小的成效。智慧水利技術(shù)在采集與傳輸水雨情、整合數(shù)據(jù)信息以及資源共享等發(fā)揮了重要的作用，使水利資源得到了科學(xué)合理的利用，切實(shí)提升了工作效率，進(jìn)而推動(dòng)水利實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化建設(shè)。