本文來(lái)自微信公眾號(hào)“智慧農(nóng)人”。
隨著全球變化和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)水資源供需矛盾日益突出，極端水文事件頻繁發(fā)生，嚴(yán)重威脅我國(guó)水安全、糧食安全及生態(tài)環(huán)境安全。此外，我國(guó)地域廣闊，水系眾多，水利工程點(diǎn)多、面廣、量大，類(lèi)型復(fù)雜，傳統(tǒng)水利已難以充分滿足新時(shí)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所需的專業(yè)化、精細(xì)化、智能化的管理要求。以“感知、互聯(lián)和智能”等為基本特點(diǎn)的智慧水利正成為快速提升水資源效能的強(qiáng)力抓手和必然選擇。
什么是智慧水利？
智慧水利是智慧地球的思想與技術(shù)在水利行業(yè)的應(yīng)用。IBM公司將美國(guó)國(guó)家智慧水網(wǎng)（NATIONAL SMART WATER GRID™）作為“智能地球”重要組成，并提出了三個(gè)關(guān)鍵詞：自動(dòng)化、交互性、智能化。
即利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，自動(dòng)、實(shí)時(shí)地感知水資源、水環(huán)境、物理大氣水文過(guò)程及各種水利工程的多要素、多屬性、多格式的數(shù)據(jù)；通過(guò)信息通信網(wǎng)絡(luò)傳送到在線的數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和云存儲(chǔ)中；再利用云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、深度學(xué)習(xí)等智能計(jì)算技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、建模和推演，做出科學(xué)優(yōu)化的判斷和決策，并反饋給人類(lèi)和設(shè)備，采取相應(yīng)的措施和行動(dòng)有效解決水利科技和水利行業(yè)的各種問(wèn)題，提高水資源的利用率、水利工程的效益，有效保護(hù)水資源及水環(huán)境，實(shí)現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)和人水和諧。
因此，智慧水利是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息通信技術(shù)，促進(jìn)水利規(guī)劃、工程建設(shè)、運(yùn)行管理和社會(huì)服務(wù)的智慧化，提升水資源的利用效率和水旱災(zāi)害的防御能力，改善水環(huán)境和水生態(tài)，保障國(guó)家水安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
我國(guó)智慧水利現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
2018年中央一號(hào)文件明確提出要實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)林業(yè)水利工程；水利部提出的水利九大業(yè)務(wù)和水利監(jiān)督業(yè)務(wù)需求，都是智慧水利的重要組成部分。
經(jīng)過(guò)多年的水利信息化建設(shè)，水利綜合信息采集體系初步形成，網(wǎng)絡(luò)通信保障能力明顯提高，新一代水利衛(wèi)星通信網(wǎng)的衛(wèi)星小站得到擴(kuò)充，初步建成了水利部基礎(chǔ)設(shè)施云，并搭建了“異地三中心”的水利數(shù)據(jù)災(zāi)備總體布局。有關(guān)流域機(jī)構(gòu)信息部門(mén)對(duì)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)應(yīng)用進(jìn)行了初步探索，實(shí)現(xiàn)了圍繞突發(fā)事件對(duì)水情、工情和位置等信息的自動(dòng)定位和展現(xiàn)。有關(guān)研究院所利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)開(kāi)展了水文水資源、防汛抗旱、氣候變化影響、水利信息化、水環(huán)境保護(hù)與治理等方面的科研工作。地方水利部門(mén)加強(qiáng)水文、水環(huán)境、水災(zāi)害等方面的自動(dòng)智慧化監(jiān)測(cè)，研究開(kāi)發(fā)和實(shí)踐應(yīng)用水文預(yù)報(bào)預(yù)警、調(diào)度決策、日常業(yè)務(wù)管理等系統(tǒng)，顯著提升了業(yè)務(wù)工作能力和水平。
但是，智慧水利的建設(shè)與智慧社會(huì)的需求仍存在較大差距。
一是全面感知不夠。目前，各類(lèi)水利設(shè)施的監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)未做到全面感知。例如，水庫(kù)安全監(jiān)測(cè)方面，多數(shù)中型水庫(kù)和幾乎所有小型水庫(kù)都沒(méi)有實(shí)時(shí)安全監(jiān)測(cè)設(shè)施，大部分小型水庫(kù)甚至沒(méi)有水情監(jiān)測(cè)報(bào)汛設(shè)備，且感知技術(shù)手段也存在較大差距，自動(dòng)化程度不高。
二是信息全面互聯(lián)差距大，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面小。縣級(jí)水利部門(mén)尚未實(shí)現(xiàn)全面連接水利業(yè)務(wù)網(wǎng)；而且網(wǎng)絡(luò)通道窄，受限于信息基礎(chǔ)設(shè)施，基層水利數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)傳輸；上下左右聯(lián)通不暢，集中體現(xiàn)在工程控制系統(tǒng)隔離在各個(gè)工程管理單位，不同工程的業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同困難。
三是共享不足。在水利行業(yè)內(nèi)部，各專業(yè)部門(mén)之間的信息共享不足；在行業(yè)外部，與環(huán)保、交通、國(guó)土等部門(mén)的相關(guān)數(shù)據(jù)還不能做到數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享。
四是智能應(yīng)用不夠。對(duì)于新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，水利行業(yè)總體上還處于初級(jí)階段。大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)尚未得到廣泛應(yīng)用、智慧功能尚未得到充分顯現(xiàn)。
智慧水利的內(nèi)涵
綜合來(lái)看，智慧水利的內(nèi)涵主要有三個(gè)方面：
1、新信息通信技術(shù)的應(yīng)用。即信息傳感及物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的應(yīng)用。
2、多部門(mén)多源信息的監(jiān)測(cè)與融合。包括氣象、水文、農(nóng)業(yè)、海洋、市政等多部門(mén)，天上、空中、地面、地下等全要素監(jiān)測(cè)信息的融合應(yīng)用。
3、系統(tǒng)集成及應(yīng)用。即集信息監(jiān)測(cè)分析、情景預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、科學(xué)調(diào)度決策與控制運(yùn)用等功能于一體。其中，信息是智慧水利的基礎(chǔ)；知識(shí)是智慧水利的核心；能力提升是智慧水利的目的。
對(duì)智慧水利發(fā)展的思考與建議
1、加強(qiáng)信息源及信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
構(gòu)建立體監(jiān)測(cè)體系，以地面站網(wǎng)為基礎(chǔ)，以水循環(huán)為線索，以新裝備、新產(chǎn)品、新途徑為牽引，實(shí)現(xiàn)水安全、水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水管理等信息的立體高效監(jiān)測(cè)。例如，基于天基手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)降水、土壤含水量和地表水水面和水位等重要水文氣象要素進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。
2、加強(qiáng)智慧業(yè)務(wù)核心系統(tǒng)建設(shè)
為進(jìn)一步全面落實(shí)和支持“水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”的水利工作主基調(diào)，當(dāng)前和今后一段時(shí)期需要集中精力建設(shè)四個(gè)系統(tǒng)的智慧業(yè)務(wù)體系，即流域水模擬和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，水工程安全分析和科學(xué)調(diào)度系統(tǒng)，水行政管理智能系統(tǒng)和水信息服務(wù)智能系統(tǒng)。
