水資源管理中水利信息化技術的應用探析

焦培燕

（民勤縣躍進總干渠管理處，甘肅 民勤 733399）

為了推動水利信息化技術的發展與應用，我國專門出臺了一系列標準規范，如《水利信息分類標準》（SL/T701-2021），該標準明確了水利信息的分類方法、編碼規則，如《水利信息數據庫表結構及標識符編制規范標準》（SL479-2021），該標準為水利數據庫建設、管理及維護提供了規范依據，如《水利信息系統初步設計報告編制規定》（SLZ331-2018）、《水利信息網建設指南》（SL434-2020）、《水利信息系統運行維護規范》（SL515-2019）等標準，明確了如何建管水利信息化管理平臺。應該說，水利信息化規范標準體系的不斷完善，為水利信息化技術的應用創造了有利條件，但從現實層面看，水利信息化技術在水資源管理中的應用現狀并不樂觀，既存在較多不足有待彌補，也具備較大的提升空間，基于此，探索水利信息化技術的有效措施，為我國“智慧水利”工程建設賦能，為水資源管理工作助力。

1 水資源管理中水利信息化技術的應用價值

1.1 水資源管理精細化

水資源的重要性不言而喻。從社會生產生活角度看，大自然中的水資源存在分配不均、供給不穩的問題，整體上表現為“東南多、西北少”及“夏秋多、冬春少”的特點，如何有效地利用水資源，自然成為水資源管理的重要議題。例如，通過建設各種類型、規模、功能的水利工程，按照人的意志實現水資源的調配，我國“南水北調”工程就是一個典型。通過應用水利信息化技術，可以提高水資源管理的精細化，人們可以借助衛星定位、遙感技術、數學模擬技術等，精準地估算一個地區的水資源存儲量與水資源需求量，利用大數據分析、驗算，獲得最佳的水資源調配方案，以確保宏觀格局下的水資源供需平衡。

1.2 水環境監測智慧化

水環境實時監測是對水資源進行管理的重要前提，傳統人工監測不僅范圍有限、效率低下，也無法實時、精準地掌握水環境真實樣態。通過水利信息化技術，可以實現水環境監測智慧化，例如，在一個區域內所有河流湖泊、灌溉渠道、生活供水等水環境中布置水質監測系統，系統內部包括傳感器、定位器、定性分析模塊、遠程通信模塊等，用來完成特定水環境位置的水質數據收集、分析、傳送等，管理人員可以全面掌控本區域所有水環境的水資源情況，系統還能夠根據預先設定好的“水質標準閾值”進行水資源質量判別，一旦某一項污染物超標，立即觸發警報機制，并協助管理人員追蹤污染源。

1.3 提高防洪抗災能力

防控抗災是水資源管理的重要智能之一。通過水利信息化技術的應用，可以從兩個方面提高防洪抗災能力，一是靜態分析，通過整合歷史降雨數據，利用超級計算機運行防汛動態風險模型，模擬臺風、暴雨、洪水的生成過程，可以從中找出洪水災害發生的周期規律，如“50年一遇”“70年一遇”等情況，便于提前準備抗災事宜。二是動態預測，借助氣象衛星、遙感技術、物聯網技術及大數據技術等，實時監控水環境的變化，對水資源不正常波動現象展開實時監控與分析，所得到的結果及時反饋到區域防汛應急指揮系統（中心），便于人工提前進行干預。

1.4 助力水生態的保護

在生態危機日漸嚴峻的背景下，保護水生態已成為社會共識之一。直觀上理解，保護水生態是保護水資源的升級版，即除了避免水資源被直接污染之外，還要加強水體環境中的植物、動物及水源地要素的長期保護。按照“預防為主”的原則，水利信息化技術是水生態保護的重要助力，例如，將物聯網技術、GIS技術、遙感技術等有機結合起來，針對特定流域水文水質展開跟蹤監測，可以實時掌控污染源散布路線、“赤潮”爆發點等現象，指導相關單位做出最科學的防范措施。

2 水資源管理中水利信息化技術的應用困境

現階段，我國社會已經全面進入信息化時代，但信息化技術在各個社會領域的滲透性并不同步，具體到水資源管理方面，對于水利信息化技術的應用仍面臨一些困境，歸納起來包括四個方面。

2.1 水利信息化建設投入不足

盡管國家層面出臺了一系列水利信息化建設規范標準，明確了水利信息化建設的重要意義，但仍有很多地區、部門對于水利信息化的認識不足、重視不夠，導致主觀上不愿意過多投入。而從客觀角度說，“投入不足”現象與水利信息化投資規模大、技術門檻高、涉及主體多等有直接關系，究竟“該誰建設？”“用何種途徑建設？”“按何種標準建設？”等問題并沒有統一意見，由此造成了“有錢就干、沒錢就停”的消極局面。例如，一些地區有著強烈的防汛抗災需求，但大量資金投入到防汛抗災的物資儲備及基礎設施方面，對于水利信息化技術的價值不夠重視，以至于信息化設備陳舊、功能不全、維護不力等現象發生，由此取得的防汛抗災成果是本末倒置的，即“防汛”讓位于“抗災”，完全違背了“預防為主”的原則。

2.2 水利信息化技術人才匱乏

如前文所述，水利信息化技術是一種“復合型技術”，對于水利信息化技術人才而言，不僅要具備豐富的水科學、地理學、氣象學等知識，還要能輕松駕馭信息技術要素，如軟件開發、數據分析、模型建構等。從高校專業教育角度看，水利信息化技術人才是非常匱乏的，水資源管理部門在招聘人員時，一般強調專業對口要求，而專業對口人才的信息化素養偏低，往往只會簡單的計算機操作、軟件應用，很少涉及水資源數據庫設計、水環境監測軟件開發、物聯網架設等高門檻技術。從長遠來看，為了應對梳理信息化技術的復合型特征，水資源管理部門需要構建獨立培養機制。

2.3 水利信息化管理不夠規范

立足水資源管理視域，水利信息化技術的應用主體與應用場景均是多元化的，要建成這樣一個龐大的信息工程，并確保它能夠高效運轉，就需要多部門共同參與，如氣象部門、消防部門、灌溉部門、防汛部門等。但在現實情況下，《水利信息系統初步設計報告編制規定》（SLZ331-2018）、《水利信息網建設指南》（SL434-2020）、《水利信息系統運行維護規范》（SL515-2019）等標準并未得到充分遵守，各個部門基于不同目的實施水資源管理，導致彼此之間協調不暢、各自為政，造成水利信息化管理缺乏規范性。從微觀視角看，水利信息化管理不規范，主要表現為辦公自動化水平低、數據庫不兼容等，而在宏觀上，即全國范圍內的“水資源統一管理視角”，水利信息管理不規范會嚴重影響水資源數據共享、更新、可視化及發展趨勢預測等。

2.4 水利信息資源利用效率差

現階段，水資源管理主體對于水利信息化技術的應用價值了解不夠全面，導致水利信息資源利用率差。究其原因，水資源管理主體基于“直接信息”形式利用水利信息資源，如水質信息、水量信息、汛旱信息、雨情信息等，這些都是可以通過直接觀測及檢測得到的，都可以歸入屬于直接信息的范疇。但事實上，通過對直接信息的整合、挖掘、提煉，可以應用在更具體、更有針對性的場景下。例如，針對特定地區的歷史雨情信息進行挖掘，找出降雨量與城市內澇的對應關系，通過交叉對比、數據提煉、加權平均計算等步驟，明確造成城市內澇的“最小降雨量”，以降雨數據為參照，配合氣象資訊，這樣可以提高預防內澇的實效性。

3 水資源管理中水利信息化技術的應用措施

3.1 立足科學統籌規劃，加大水利信息化建設投入

正所謂“工欲善其事，必先利其器”，為了在水資源管理活動中充分發揮技術優勢，就必須加大水利信息化建設投入。但同時，必須徹底改變傳統的水利信息化建設投入模式，從分散化向集中化發展，從“各自為政”向“系統協調”轉型。首先，水資源管理主體要具有“大局觀”，不要局限于一座水庫、一條河渠、一個城鎮的視野，通過統籌氣候、降雨、地理、水文等要素，規劃更符合自然屬性的水資源管理區域；其次，以政府為主導，拓寬水利信息化建設資金來源，如“自然屬性”水資源管理區域內，可能包括多個縣、市、省份，在跨區基礎上尋求多部門（如水利部門、農業部門、防汛部門等）的支持，具體形式不限，可以是財政撥款，也可以是技術人員。相對應的，這些部門獲得水利信息化平臺的使用權，以及全區域水資源數據的分享權；再次，在“自然屬性”水資源管理區域內，建立“水利信息化技術中心”，負責水資源管理的一切業務。圍繞技術中心，進一步創新融資形式，以保障水利信息化建設充沛投入。例如，與百度地圖、高德地圖等APP合作，將水資源及水資源相關的合法、合規信息打包出售，還可以在水利信息化技術應用的不同階段，吸引企業、高校參與合作，共同打造“產學研一體化”模式。

3.2 落實崗位培訓制度，提高從業人員信息化素養

客觀上，水資源管理需要大量復合型人才，既要具備一定的水利教育經歷與從業經驗，同時對大數據、物聯網、人工智能、系統集成等技術具有駕馭能力。立足當前，企事業單位、各大院校、社會教育機構等組織中，并沒有這樣現成的人才提供，基于此，水利資源管理部門應重視“自主培養”，在現有崗位人員中挑選學習能力強、富有創新精神的骨干，促進崗位培訓制度的落實。以提高水資源管理人員的信息化素養為目標，落實崗位培訓制度可以從三個方面展開，一是“因人而異”，通過綜合評定從業人員的信息化水平，對標其在水資源管理業務中的具體工作內容，針對性的展開崗位培訓，例如從業人員處在“分析員”的崗位上，可以重點學習大數據挖掘、分析、預測等技術。二是“因地制宜”，根據現實中水資源管理主要內容，展開對應崗位人員的信息化素養培育，如某地水資源管理主要針對一座水庫進行，那么在崗位培訓方面，可以突出“遙感技術”“無人機監測技術”“水質智能檢測技術”等知識學習。三是“因勢利導”，雖然以“自主培養”為基本形式，但不意味著水利資源管理部門“事必親躬”，可以與地方高校、事業單位、科研部門、互聯網公司等深度合作，基于“各取所需、合作共贏”的原則，加強水資源管理人員的信息素質培養。

3.3 強化標準貫徹落實，統一水利信息化技術范式

水資源管理不能局限于一城一地，更不能各部門之間相互獨立，從水利信息化技術應用的角度說，必須要打破溝通隔閡、增強信息共享，這樣才能滿足水資源數據始終保持更新狀態。而要實現信息共享，就必須統一水利信息化技術范式。一方面，加強“水利信息化”相關的標準貫徹落實，例如，《水利信息分類標準》（SL701-2021）中對于“部門網建設”設計了分層標準，明確了網絡結構、設備、技防、服務、管理等固定模塊，加強貫徹落實，有利于水資源管理結構體系的一致性。另一方面，在規范化管理的基礎上，突出水利信息化技術的實用性，換言之，當地存在哪些水資源管理需求，信息化技術應用就落實到對應領域。

3.4 秉承智慧水利理念，提高水利信息資源利用率

從政策導向上說，我國已經全面開啟了“智慧水利”時代，但處于方興未艾的階段，對于水利信息化技術的應用仍停留在“數字時代”。究其原因，主要在于水利信息資源的利用率不足，相關主體未能認識到“數據就是生產力”。基于此，水資源管理主體要秉承“智慧水利”理念，從兩個方面提高水利信息資源利用率：一方面，專門籌備資金、聚攏人才，展開水資源管理平臺（軟件）開發，該平臺用來全面收集、整合、分析水利信息資源。另一方面，建立“專家型隊伍”，涵蓋水文學、地理學、計算機學、數學等各領域的人才，專門對水利信息資源展開大數據挖掘，提供科學預測，為國民經濟發展提供嚴謹依據。

4 結語

立足現實維度審視，水資源管理已經全面進入信息化時代，無論國家層面驅動的“智慧水利”，還是“互聯網+”新業態下水資源管理思維、方法、技術等變革，都指向水資源管理低成本與利用高效化。在實踐領域，通過加強信息技術與水資源管理的深度融合，例如統一水利信息化技術范式、提高人員信息技術素養等手段，能夠為水資源管理全面升級提供可行性方案。