王笑旻

(黑龍江省水文水資源中心，哈爾濱 150000)

0 引 言

2021年1月，全國水利工作會議指出要提升智慧水利建設(shè)水平。2021年7月，《人民論壇》中文章也提出要以“十四五”水安全保障規(guī)劃為核心，推進智慧水利系統(tǒng)建設(shè)。黑龍江省建設(shè)“智慧水文”是“智慧水利”整體構(gòu)建的重要部分之一，需依托 “智慧水利”建設(shè)，借助新一代大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)，實現(xiàn)測得準、傳得快、算得清的效果，達到“需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力”的要求，為水資源管理與調(diào)配、防汛抗旱等工作生成決策建議方案。

2014年以來，部分學者在相關(guān)專業(yè)研討會上逐漸提出了信息化、智能化等概念，形成了“智慧水文”的雛形。2016年水利部長江水利委員會水文局也確定了“社會水文、綠色水文、智慧水文、和諧水文”的發(fā)展目標。2017年7月，青島市黃島區(qū)的“黃島區(qū)智慧水文管理系統(tǒng)”投入試運行，初步構(gòu)建了基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“智慧水文”信息服務(wù)平臺[1]。

水文學是通過定點觀測、野外查勘和水文實驗(主要是野外實驗)等手段，獲得水體時空分布和運動變化的信息，因而逐漸形成了水文測驗學、水文調(diào)查、水文實驗三個分支學科，水文行業(yè)是信息密集的基礎(chǔ)行業(yè)。水文信息是國民經(jīng)濟建設(shè)與社會發(fā)展中一切水事活動決策的依據(jù)。 因此，做好“智慧水文”建設(shè)工作，加深以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)與水文行業(yè)的融合創(chuàng)新，既是提升水文公共服務(wù)能力的重要途徑，也是“智慧水利”的重要組成部分之一。

1 “智慧水文”的建設(shè)框架分析

為做好黑龍江省“智慧水文”建設(shè)，應(yīng)以水文信息化為基礎(chǔ)，采用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)為手段，圍繞信息采集、監(jiān)測、傳輸、存儲、分析、計算和應(yīng)用等環(huán)節(jié)，構(gòu)建一體化智能感知體系，建立多元信息數(shù)據(jù)庫、云平臺。突顯智慧應(yīng)用和決策預(yù)案，從而實現(xiàn)“傳統(tǒng)水文”向“智慧水文”的蛻變。

1.1 基本特征

①具備智能感知的新特征。如在太空布設(shè)遙感衛(wèi)星，在空中布設(shè)無人機，在水中布設(shè)電子浮標，在地面布設(shè)RTK地形測量儀，在地下布設(shè)土壤水分測量儀器等，按傳感器的空間位置，劃分天基、空基、陸基、海基等不同層面的監(jiān)測體系。②測站概念逐步弱化，設(shè)備靈活多樣。如測船、纜道的渡河方案將被無人機、無人船等方式取代，人均管理的水文站數(shù)量大幅增加。③具備“互聯(lián)網(wǎng)+”和移動應(yīng)用APP等特征。原始測驗成果可以通過移動互聯(lián)網(wǎng)和專用APP傳至數(shù)據(jù)中心，經(jīng)審核入庫，并且采取網(wǎng)絡(luò)在線審查，數(shù)據(jù)統(tǒng)一在數(shù)據(jù)中心存儲，實時在線的整編成果，實現(xiàn)對防洪抗旱水雨情信息編報、水文預(yù)報的實時精度檢校與修正等[2]。

1.2 結(jié)構(gòu)分析

①網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。應(yīng)將“智慧水文”作為“智慧水利”的子系統(tǒng)進行設(shè)計，水利部及其所屬單位應(yīng)該為一級網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，黑龍江省水利廳及省水文水資源中心應(yīng)為二級網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，省水文水資源中心所屬分中心可以為二級網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的部門網(wǎng)，也可以是三級網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。建設(shè)全省多維度的水文大數(shù)據(jù)分析平臺，全面整合水文信息資源，提升黑龍江水文為服務(wù)防汛抗旱、水資源管理等的支撐能力。②安全構(gòu)架。省水文水資源中心及其分中心可以依托省水利廳的網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)設(shè)施和數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)，按照統(tǒng)一標準和接口納入整體安全框架結(jié)構(gòu)。 ③數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。省水文水資源中心可以重點開發(fā)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)庫(如水文監(jiān)測數(shù)據(jù))、決策分析庫(如水資源承載能力評價分析)等不同類型數(shù)據(jù)庫，提升面向需求的數(shù)據(jù)服務(wù)能力[3]。

1.3 實現(xiàn)功能設(shè)計

①在線實時提供準確數(shù)據(jù)，為防汛抗旱提供一手資料。②整合全省系統(tǒng)內(nèi)水文業(yè)務(wù)應(yīng)用，協(xié)調(diào)全省系統(tǒng)外相關(guān)行業(yè)數(shù)據(jù)，打造智慧水文大數(shù)據(jù)平臺或云平臺，提升綜合服務(wù)能力。③適應(yīng)水資源管理從平面管理向空間管控的轉(zhuǎn)變。為水資源管控分區(qū)劃定、區(qū)域水資源論證評估提供業(yè)務(wù)支撐[4]。

2 建設(shè)智慧水文存在的短板

黑龍江省水文水資源事業(yè)正逐年發(fā)展進步，初步構(gòu)建了水文監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，但與未來全國智慧水利發(fā)展的現(xiàn)代化要求，尚存在不小距離，主要存在以下幾方面問題。

2.1 水文自動化監(jiān)測能力待提高

目前，水文監(jiān)測具有自動監(jiān)測平臺，但還未形成全省自動化監(jiān)測的全覆蓋，監(jiān)測體系自動化程度仍然不高。無人機、電子浮標等先進的設(shè)備配備數(shù)量有限，同時，基層技術(shù)人員的知識和能力水平與新設(shè)備新技術(shù)不相匹配[5]。

2.2 水文數(shù)據(jù)整編效率待提高

目前，水文資料整編工作要求整體性、關(guān)聯(lián)度都較高，一個測站的整編進度可能影響一條河流上下游測站的工作，水文資料整編仍需要具有較高專業(yè)知識的技術(shù)人員組織開展，需要熟悉本流域的測驗情況，人員相對不足，同時，整編程序依然復(fù)雜，包括在站整編、分中心集中、省中心復(fù)審、卷冊匯編、全國終審等多個環(huán)節(jié)和程序。

2.3 專業(yè)技術(shù)人員的能力有待提高

專業(yè)技術(shù)人員熟悉傳統(tǒng)業(yè)務(wù)內(nèi)容，對新技術(shù)的應(yīng)用、新要求的適應(yīng)，不能及時轉(zhuǎn)型發(fā)展，相關(guān)人員能力的培訓等規(guī)劃體系不完善。同時，全省水文行業(yè)有許多業(yè)務(wù)系統(tǒng)，具有信息接受、轉(zhuǎn)發(fā)、查詢、統(tǒng)計分析等功能，但是沒有實現(xiàn)模塊化開發(fā)、共享應(yīng)用，系統(tǒng)功能相對簡單，信息資源利用率較低。

3 結(jié) 語

綜上所述，加強我省“智慧水文”建設(shè)，①要重視高層次人才培養(yǎng)。堅持“十九大”報告中明確的人才強國戰(zhàn)略，增強精通水文與信息化的復(fù)合型人才，在每年的招聘計劃中，增加一定比例的云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等專業(yè)的人才。對于系統(tǒng)內(nèi)的老職工加強培訓，逐步提高其技能水平。②采取“一站一策”的方式，強化基層建設(shè)。針對不同測站，配備不同專業(yè)儀器，具備條件的站點，加快取消人工監(jiān)測，淘汰落后儀器，整體提升水文監(jiān)測智能感知能力。③規(guī)劃好智慧水文發(fā)展目標。以建設(shè)智慧水利為契機，深化水文工作機制改革，加強頂層設(shè)計，編制黑龍江省智慧水文發(fā)展規(guī)劃，并制定年度行動計劃，各級政府要對水文信息化項目加大投資力度，逐步構(gòu)建具有預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案功能的智慧水文體系。④做好銜接，統(tǒng)籌落實。與《智慧水利建設(shè)頂層設(shè)計》、《“十四五”智慧水利建設(shè)實施方案》和相關(guān)規(guī)劃相銜接，統(tǒng)籌落實好全省水文系統(tǒng)承擔的重點任務(wù)，實行清單式管理，開展掛圖作戰(zhàn)，年度對完成情況進行考核，不斷加強督促檢查，確保取得實效。