水文水資源信息化建設(shè)探討

江蘇省水文水資源勘測(cè)局連云港分局 周佳華

當(dāng)前，水文的信息化建設(shè)已取得了一定的成績，遙測(cè)站網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫、自動(dòng)化辦公系統(tǒng)的建設(shè)大大提高了水文工作的效率，解放了一定人力。但整個(gè)行業(yè)的信息水平仍然落后，與通信、電力、金融等信息化應(yīng)用程度高的行業(yè)相比存在很大差距。本文就從信息化發(fā)展的視角出發(fā)，對(duì)現(xiàn)代水文水資源管理系統(tǒng)建設(shè)提出一些改進(jìn)建議。

一、水文水資源管理系統(tǒng)建設(shè)思路

要想建設(shè)一個(gè)功能相對(duì)完善的管理系統(tǒng)，首先就要對(duì)系統(tǒng)建設(shè)展開需求分析，對(duì)水文水資源已有及未來各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的需求分析有利于理清水文水資源管理系統(tǒng)的建設(shè)思路。

（一）水文傳統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息化建設(shè)

傳統(tǒng)水文業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括水文遙測(cè)系統(tǒng)、水情傳輸系統(tǒng)、水文預(yù)報(bào)系統(tǒng)、資料整編系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、化驗(yàn)室管理系統(tǒng)、水文數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)看似相互獨(dú)立，卻有著千絲萬縷的聯(lián)系。想要加強(qiáng)水文業(yè)務(wù)信息化系統(tǒng)的建設(shè)一是要思考，還有那些水文基礎(chǔ)業(yè)務(wù)可以利用信息化技術(shù)搭建業(yè)務(wù)平臺(tái)，二是要加強(qiáng)各已有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的資源整合，通過信息化建設(shè)讓水文數(shù)據(jù)從末端采集到最前端分析成果的展出形成一個(gè)有機(jī)統(tǒng)一的平臺(tái)，進(jìn)一步減少水文工作中機(jī)械化的人力勞動(dòng)，同時(shí)讓各類水文從業(yè)者都能快速到找到各自所需的水文資料。

（二）水文辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的信息化建設(shè)

水文辦公自動(dòng)化系統(tǒng)目前一般包括公文處理系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)等。通常情況下各系統(tǒng)相互獨(dú)立、自稱一體、互不連通,對(duì)本身人力就相對(duì)不足的各水文業(yè)務(wù)單位的辦公室系統(tǒng)的工作效率的產(chǎn)生了一定的制約作用。然而，相對(duì)于水文測(cè)驗(yàn)、報(bào)汛、整編等各項(xiàng)專業(yè)工作來說，水文系統(tǒng)辦公室工作與其他行業(yè)相對(duì)而言較為相似，并沒有太大的特殊性。因此單就加強(qiáng)水文辦公自動(dòng)化系統(tǒng)信息建設(shè)而言，大可借鑒其他行業(yè)成熟的業(yè)務(wù)平臺(tái)，再根據(jù)水文行業(yè)的自身特色做適當(dāng)調(diào)整修改即可。已有的成熟系統(tǒng)可以大大減少開發(fā)成本，讓系統(tǒng)建設(shè)少走彎路。辦公系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)還是在于業(yè)務(wù)的整合和效率的提高。如果因?yàn)檗k公自動(dòng)化系統(tǒng)不合理的業(yè)務(wù)流程和繁瑣的操作步驟反而降低了已有的工作效率，那么系統(tǒng)的建設(shè)也就違背了原有的初衷，失去了意義。

（三）水文對(duì)外服務(wù)系統(tǒng)的信息化建設(shè)

近年來水文服務(wù)被提到了越來越重要的位置，無論是服務(wù)政府還是服務(wù)于社會(huì)都是水文從業(yè)者急需思考的問題，也是水文行業(yè)發(fā)展的突破口。水文對(duì)外服務(wù)雖然起步較晚，但是起點(diǎn)要高。水文行業(yè)可以提供防汛抗旱、水資源管理、水生態(tài)保護(hù)、河長制等水文數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與分析服務(wù)；水文還可以提供數(shù)據(jù)查詢、水情預(yù)警、水文科技咨詢等服務(wù)。將這些服務(wù)與信息化技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，必將給服務(wù)對(duì)象帶來更好的服務(wù)體驗(yàn)。

二、先進(jìn)技術(shù)在水文信息化建設(shè)中的應(yīng)用

水文行業(yè)信息化水平之所以相對(duì)落后，與采用的信息化技術(shù)相對(duì)老舊不無關(guān)系。要想提高水文行業(yè)的信息化水平必須緊抓時(shí)代脈搏，將更先進(jìn)的信息化技術(shù)利用到水文現(xiàn)代化建設(shè)中。

（一）GIS技術(shù)

地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)是近些年迅速發(fā)展起來的一門空間信息分析技術(shù)，在資源與環(huán)境應(yīng)用領(lǐng)域中，它發(fā)揮著技術(shù)先導(dǎo)的作用。GIS技術(shù)不僅可以有效地管理具有空間屬性的各種水資源信息如水位、流量、降水、蒸發(fā)、水質(zhì)等信息，而且可以有效地對(duì)多時(shí)期的水資源狀況行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和分析比較，也可將數(shù)據(jù)收集、空間分析和決策過程綜合為一個(gè)共同的信息流，提高工作效率，為解決水資源管理及保障可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。

（二）AI技術(shù)

人工智能（Artificial Intelligence）是將研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。水文行業(yè)監(jiān)測(cè)著自然界水循環(huán)的過程，有著大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并且蘊(yùn)含著自然界的客觀規(guī)律。通過AI技術(shù)對(duì)水文大數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)對(duì)于探究水文變化規(guī)律的實(shí)質(zhì)，水文模型建立、水文預(yù)報(bào)、水資源動(dòng)態(tài)分析必將起到推動(dòng)作用，可作為傳統(tǒng)人工作業(yè)的一個(gè)互補(bǔ)和驗(yàn)證。

（三）5G通信技術(shù)

第五代移動(dòng)通信技術(shù)（英語：5th Generation Mobile Communication Technology簡稱5G）是具有高速率、低時(shí)延和大連接特點(diǎn)的新一代寬帶移動(dòng)通信技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在水文行業(yè)的大量使用，5G通信技術(shù)在水文行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。5G的高速率和高穩(wěn)定性能有效解決水文自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中部分地區(qū)鋪線施工成本高、周期長、后期維護(hù)困難等痛點(diǎn)，規(guī)避常規(guī)光纜連接易受周邊環(huán)境影響的缺陷。同時(shí)，5G的高速率可以使監(jiān)測(cè)要素從傳統(tǒng)的數(shù)值向圖片、視頻轉(zhuǎn)變，可采集更加豐富的水文要素，通過5G通信技術(shù)和人工智能技術(shù)的融合可實(shí)現(xiàn)對(duì)江河湖泊的全面智能監(jiān)控，大大提升監(jiān)管效率，節(jié)約人力成本。

三、水文水資源信息化建設(shè)的保障措施

（一）提高工作人員對(duì)于信息化建設(shè)的重視程度

要想從根本上改變水文水資源管理系統(tǒng)的一些弊端，建立一個(gè)比較完善的信息化系統(tǒng)，就需要從根本上改變一些工作人員固有的傳統(tǒng)的管理理念，通過一系列的信息化建設(shè)活動(dòng)，以及舉辦以傳播信息化建設(shè)思想為主的各種水文水資源部門內(nèi)部的主題教育培訓(xùn)講座，從根本上讓內(nèi)部員工重視水文水資源行業(yè)信息化的建設(shè)。同時(shí)又可以開展一系列的信息化建設(shè)培訓(xùn)活動(dòng)和實(shí)際操作活動(dòng)，甚至還可以舉辦一些賽事，形成一個(gè)激勵(lì)機(jī)制，從各個(gè)方面來不斷強(qiáng)化員工的信息化建設(shè)觀念和實(shí)際的信息化技能。

（二）深化水文水資源行業(yè)信息化建設(shè)規(guī)劃

一套全面而又具體的水文水資源行業(yè)的信息化建設(shè)規(guī)劃，也是決定整個(gè)水文水資源信息化建設(shè)大局和發(fā)展方向的根本依據(jù)，在規(guī)劃建設(shè)過程中，我們首先必須樹立一個(gè)明確而又具體的目標(biāo)，要確保目標(biāo)符合水文水資源行業(yè)發(fā)展實(shí)際和水文水資源行業(yè)的性質(zhì)，不能過分跑偏，要學(xué)習(xí)其他先進(jìn)行業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而再圍繞目標(biāo)由淺入深、由易到難的設(shè)計(jì)步驟，按順序來循序漸進(jìn)地推動(dòng)水文水資源信息化管理，需要特別注意的是，整個(gè)過程是動(dòng)態(tài)化可調(diào)整的，而并不是一成不變的。

（三）注重信息化建設(shè)過程中的信息安全問題

水文水資源部門的各項(xiàng)管理事務(wù)是一個(gè)相對(duì)開放但同時(shí)又對(duì)保密性和信息安全性要求比較高的工作，網(wǎng)絡(luò)安全工作和保密工作必須做到位，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就要做好網(wǎng)絡(luò)安全和保密工作的前期規(guī)劃，從而為水文水資源的部門信息化建設(shè)提供有效保障。

四、結(jié)束語

總而言之，就當(dāng)前階段而言，我們必須重視信息化技術(shù)在水文水資源管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，這不僅是時(shí)代發(fā)展的要求，更是提升管理系統(tǒng)工作效率的要求，本文從這個(gè)角度進(jìn)行了深入的探討，首先是分析了當(dāng)前我國水文水資源行業(yè)信息化建設(shè)的情況，其次提出了一些針對(duì)性的建議，希望能夠更好地促進(jìn)現(xiàn)代水文水資源部門的發(fā)展。

相關(guān)鏈接

根據(jù)世界氣象組織（WMO）和聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）的《INTERNATIONAL GLOSSARY OF HYDROLOGY》（國際水文學(xué)名詞術(shù)語，第三版，2012年）中有關(guān)水資源的定義，水資源是指可資利用或有可能被利用的水源，這個(gè)水源應(yīng)具有足夠的數(shù)量和合適的質(zhì)量，并滿足某一地方在一段時(shí)間內(nèi)具體利用的需求。根據(jù)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)公布的水利科技名詞（科學(xué)出版社，1997）中有關(guān)水資源的定義，水資源是指地球上具有一定數(shù)量和可用質(zhì)量能從自然界獲得補(bǔ)充并可資利用的水。

水不僅是構(gòu)成身體的主要成分，而且還有許多生理功能。水的溶解力很強(qiáng)，許多物質(zhì)都能溶于水，并解離為離子狀態(tài)，發(fā)揮重要的作用。不溶于水的蛋白質(zhì)和脂肪可懸浮在水中形成膠體或乳液，便于消化、吸收和利用；水在人體內(nèi)直接參加氧化還原反應(yīng)，促進(jìn)各種生理話動(dòng)和生化反應(yīng)的進(jìn)行;沒有水就無法維持血液循環(huán)、呼吸、消化、吸收、分泌、排瀉等生理活動(dòng)，體內(nèi)新陳代謝也無法進(jìn)行；水的比熱大，可以調(diào)節(jié)體溫，保持恒定。當(dāng)外界溫度高或體內(nèi)產(chǎn)熱多時(shí)，水的蒸發(fā)及出汗可幫助散熱。天氣冷時(shí)、由于水儲(chǔ)備熱量的潛力很大，人體不致因外界寒冷而使體溫降低，水的流動(dòng)性大。一方面可以運(yùn)送氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、激素等，一方面又可通過大便、小便、出汗把代謝產(chǎn)物及有毒物質(zhì)排泄掉。成人體液是由水、電解質(zhì)、低分子有機(jī)化合物和蛋白質(zhì)等組成，廣泛分布在組織細(xì)胞內(nèi)外，構(gòu)成人體的內(nèi)環(huán)境。其中細(xì)胞內(nèi)液約占體重的40%，細(xì)胞外液占20%（其中血漿占5%，組織間液占15%）。水是機(jī)體物質(zhì)代謝必不可少的物質(zhì)，細(xì)胞必須從組織間液攝取營養(yǎng)，而營養(yǎng)物質(zhì)溶于水才能被充分吸收，物質(zhì)代謝的中間產(chǎn)物和般終產(chǎn)物也必須通過組織間液運(yùn)送和排除

在地球上，人類可直接或間接利用的水，是自然資源的一個(gè)重要組成部分。天然水資源包括河川徑流、地下水、積雪和冰川、湖泊水、沼澤水、海水。按水質(zhì)劃分為淡水和咸水。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，被人類所利用的水增多，例如海水淡化，人工催化降水，南極大陸冰的利用等。由于氣候條件變化，各種水資源的時(shí)空分布不均，天然水資源量不等于可利用水量，往往采用修筑水庫和地下水庫來調(diào)蓄水源，或采用回收和處理的辦法利用工業(yè)和生活污水，擴(kuò)大水資源的利用。與其他自然資源不同，水資源是可再生的資源，可以重復(fù)多次使用；并出現(xiàn)年內(nèi)和年際量的變化，具有一定的周期和規(guī)律；儲(chǔ)存形式和運(yùn)動(dòng)過程受自然地理因素和人類活動(dòng)所影響。