淺談智慧水利信息化系統在水利工程的應用

丁衛星 房飛

摘要：水利工程是國民經濟發展的重要保障，水利工程的建設與眾多社會行業的發展有著極為密切的聯系。傳統的水利工程中，地區水文地質的監測與管理呈現出一種相互分裂的特點，在區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的出現，為傳統水利工程的優化創造了良好的條件。

關鍵詞：智慧水利;信息化系統;水利工程;應用

引言：

水利工程擔負著水資源保護利用，水災監管防護的重要使命。一直以來，水文檢測分析都是一個非常復雜的工作。在地表水、地下水綜合形成的復雜水系統中，區域地質、氣候變化、人類活動等眾多因素都會影響水文狀況。傳統水利工程中，對區域水文特征的監測與管理單元呈現分散狀態，這樣的狀態加上復雜的水文狀況，為水利部門處理區域水文數據，統籌區域水資源帶來了一定的影響。隨著信息化社會的快速發展，推進智慧水利建設，成為目前及未來一段時期內水利工程發展優化的一個重要方向。

一、智慧水利涉及的主要內容分析

傳統水利工程中，對各種水文現象的監測分析過程往往是先由專業的儀器檢測，再由人工對相關數據進行整理與集中處理，最后根據數據處理的結果采取相應的處理措施。由于水文狀況的復雜性，再加各水文監測單元之間的獨立性，使得水文數據處理成為一項復雜的工作。智慧水利涉及的內容不發生變化，智慧水利是對傳統水利工程中各種水文監測、分析過程的一種優化。在水文狀況監測方面，通過遙感技術、智能監控設備的使用，增強水文監測的區域范圍，提高監測的準確度;在水文信息數據傳輸與處理上，通過5G、物聯網、大數據、云計算等新技術，打造一個統一的信息數據處理平臺，對一定區域的水文信息數據進行整合，從而更好地為有關部門的決策與計劃制定提供依據。

二、智慧水利信息化系統在水利工程中的應用

（一）在區域水文信息數據處理中的應用

我國國土面積廣大，地形條件多樣，各地區水文狀況復雜。在傳統的水利工程中，多部門之間的水文信息數據獨立性強，工作人員在處理水文信息數據時需要花費大量的時間和精力。分散的數據信息既不利于整體數據的處理與分析，也不利于對區域水資源的集中管理。智慧水利信息化系統中，通過“物聯網+互聯網”技術，將水質、水流量、氣候、區域地質等眾多監測單元進行統一連接，構建統一的數據信息平臺，可以實現數據的綜合處理，對區域內的洪澇災害管理、城鎮供水、水源保護、水力發電等進行統一管理。以此平臺為基礎，連接政府其他管理部門，優化部門的架構，實現部門數據的完全流通，提高部門的辦事效率。另外，還可以依托互聯網，進行信息數據的擴展，為有水利信息需要的個人、團體等提供專業的服務，減輕因信息閉塞帶來的經濟或其它方面的損失。

（二）在區域水質監控與污染防治中的應用

水利資源監管中最注重的問題就是水質與水量的發展動態[1]。地區的水質狀況是一個長期動態變化的過程，傳統的分階段定期水質監測的方式具有一定的弊端。在智慧水利中，則通過構建一套自動化水質監測的體系，來實現對水質的長期監控。通過在重點水域安放智能化的顆粒傳感器、水質監測前端、智能水泵等設備（如圖一），對水域水質情況進行長期的信息記錄，然后利用無線通訊，將數據信息上傳至水利監管部門的服務器進行存儲，再由專門的計算機水質監測程序對水情進行分析處理。水質監測技術人員可以提前在程序中提前設置好相應的管控指標，由計算機對區域水質情況進行長期的動態分析和數據記錄。對于水質不達標的水域，依據數據分析的結果，既可以迅速確定污染源進行及時處理，也可以根據長期的水質波動范圍擬定長期的水污染防治措施進行水質控制。

（三）在洪澇災害防治中的應用

我國南方地區河流、水庫數量多，受夏季氣候影響，非常容易產生洪澇災害[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測，確保監測數據的準確度就顯得非常重要。智慧化水利信息系統既可以與其它環境監測系統對接，加強洪澇災害防護的強度，也可以提高水文監測數據的準確度與處理能力，提高預警的準確度。首先，智慧化水利信息系統可以與氣候信息系統進行對接，通過氣候變化系統構建洪澇災害預防的第一道防線。利用氣候監測系統對區域天氣變化的預測，確定容易發生洪澇災害的流域范圍，從而加強對重點流域的監測力度。其次，利用超聲波雷達水位計、智慧視頻識別系統等智能水位監測設備（如圖二），對地勢較低地區的堤壩、水庫、河流、湖泊、地下水等進行全方位的監控，利用監控數據構建實時預警系統，從而對汛期水情做好全方位的評估。

（三）在農業灌溉與工程用水管理中的應用

我國的人口數量眾多，但總體水資源量卻相對比較匱乏，按照聯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。工業與農業的發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生了巨大的水資源浪費[3]。在農業生產中，除了一小部分地區實現現代化農業生產之外，還有相當一部分地區的農業生產處于傳統與現代的過渡階段，落后的農業生產方式造成了嚴重的水資源浪費。工業用水中，由于缺乏合理的規劃與監測，同樣存在嚴重的浪費現象。在農業生產中，通過引入智慧化水利信息系統，建設從水庫、湖泊、河流到農田的智能化水利基礎設施，依托統一的水資源管理平臺進行水資源調配，可以促進農業灌溉方式的優化。同樣，在工業生產中，利用統一的水文信息管理平臺，可以實現對區域水資源使用的合理規劃，實現按需用水，從而有效減少浪費。

三、結束語

綜上所述，智慧化水利信息管理系統是對傳統水利管理的一種系統性優化。智慧化水利信息管理系統依托新技術，將原來分散的水文監測單位進行整合，利用統一的信息化管理平臺，既可以實現水文監測內部的信息數據處理效率提升，可以通過加強與其它行業、部門的協作，實現水文信息數據的效用最大化。

參考文獻：

[1]鄭振浩，王金龍.基于標準化管理的水利工程運行管理系統建設研究[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在水利工程的應用[J].河南水利與南水北調，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用[J].四川水利，2019，40（3）：5.