“智慧水利”的发展和技术研究
摘 要：“智慧水利”具有感知性、传递性和智能性的特征，有助于促进水利信息化的发展，促进水资源管理能力和公共服务能力的提升，全面推进水利的可持续发展，实现水资源的有效管理和合理配置。智慧水利是一项复杂、周期长的系统工程，想要提升水利信息化水平，必须对“智慧水利”实行统一规划。本文对“智慧水利”的背景和现状进行了分析，然后阐述了“智慧水利”的发展和应用的技术。
关键词：智慧水利；水利信息化；发展；技术；研究
中图分类号：TV52 文献标志码：A
城市的发展和信息技术水平的提升促进了“智慧水利”的产生，体现城市水资源管理现代化水平的标志之一是“智慧水利”，给国计民生提供了重要保障。“智慧水利”的有效实施有助于推进水利系统的信息化建设和提高水利信息化水平，实现水资源的有效管理和合理配置。
1 “智慧水利”产生的背景
2009年1月28日IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”的概念，提出了加强智慧型基础设施建设。“智慧地球”又称为“智能地球”，将感应器嵌入到电网、铁路、桥梁、供水系统等各种基础设施中，然后将其连接好，推动了“物联网”的形成。其次，将“物联网”与已有的互联网进行优化整合，有助于人类社会与物理系统之间相互联系和整合。“物联网”与现有互联网的整合过程中，需要强大的中心计算机集群，这样有助于对整合网络内的工作人员、设备和基础设施实施有效的管理和控制。在全球信息化的新形势下，人们开始对“智慧水利”有所了解和关注。因为全球气候变化和人类大肆破坏生态环境，导致自然灾害频繁出现，比如常见的洪涝灾害、干旱缺水、水资源污染等，比较严重的灾害有山体滑坡、泥石流等，这些自然灾害会危害到人类的人身安全。为了防治这些灾害，我国水利工作者因此借鉴“智慧地球”的理念提出了“智慧水利”的概念，“智慧水利”是将“物联网”与现有的互联网结合所形成的“水联网”，有助于促进水利信息化水平的提升。
2 我国“智慧水利”发展的现状以及存在问题
2012年成立了我国首个“水利部物联网技术应用示范基地”，我国水利信息化建设正在快速地发展。我国陆续实施了各种水利信息化建设战略，给水利建立提供一系列政府扶持。2013年10月，广东省水利部门与广东联通签署战略合作协议，共同建设“智慧水利”无线应用平台，构建广东全省水利三防联集群网，将水利业务信息、视频监控等重要信息系统部署到无线应用平台上，让人们可以通过手机登录到平台上，然后就能随时随地查询相关信息。“智慧水利”的快速发展，有助于实现水资源的有效管理和优化配置，提高水利工程管理水平，促进水利信息化水平的提高，推进社会经济的全面发展。
虽然我国“智慧水利”的发展非常迅猛，在各领域中的应用也非常广泛，但是在“智慧水利”的建设和应用过程中还是存在一些问题。最为常见的问题是比较重视“智慧水利”，对“智慧水利”的应用有所忽视，应用效率普遍较低；重视“智慧水利”的硬件设施装备，忽视应用软件的开发。随着“智慧水利”项目在浙江、广东等地逐渐流传开来，不少省市为了追赶“潮流”，不惜花费大量的财力、物力和人力，加强“智慧水利”建设，配备先进的设备建立“智慧水利”，却忽视了应用平台的开发和利用。各单位呈现一种各自为营的局面， 各单位信息资源不愿意与其他单位共享，造成信息孤岛现象的产生，信息应用效率非常低，甚至出现综合应用为0的尴尬局面。有些“智慧水利”项目建设完成后，没有及时更新信息内容，辅助决策类和统计分析类系统的配备不足，工作人员的专业水平不高，不能满足水利工程管理的需求，这些“智慧水利”项目几乎成了摆设，不仅浪费时间，还浪费了大量的投入资金。
3 “智慧水利”的发展
“智慧水利”建设是全国性的问题，水利行业是我国基础产业，需要优先发现并实现可持续发展，从而有利于保障国民经济建设。“智慧水利”建设应在国家、水利部门的统一规划、统一领导的前提下进行联合建设，遵循“智慧水利”建设的基本方针，实现水利信息共享，推动水利事业的发展和水利建设技术的优化，促进我国社会经济建设和公共服务水平。“智慧水利”的建设要适应社会经济基础建设和基础产业的地位。构建统一、协调的水利工程管理机制，加强水资源保护工作，对各区域的防洪、排涝、供水、水土保持、地下水回灌等实施有效的规划和管理。在对“智慧水利”建设进行规划时要结合当地实际需求，同时要考虑到长期发展的目标。提高“智慧水利”建设项目的服务水平，重视水资源保护，通过利用已有资源，循序渐进地完善水资源管理体系。“智慧水利”项目建设中结合现代信息技术的合理应用，保证水利工程的正常和稳定运行。利用现有的信息资源，将其进行优化整合，建立共建共享机制，实现信息资源共享，不断提高工作人员的专业水平和综合素质，加强专业人员队伍建设，推进水利事业的可持续发展。
4 “智慧水利”的关键技术
4.1 智能感知技术
利用先进的信息传感系统和设备，比如无线传感器网络等，实时监测、采集和分析防洪、排涝、水利工程等各类信息。想要获取水工建筑物的数据或是水文测站的信息，可以通过射频识别技术的应用对水工建筑物和水文测站设备等装备进行射频标签，就能够自动获取系统所需的相关数据。将无线传感器网络嵌入到各区域的集成化微型传感器，然后就能进行实时监测、感知和采集有关区域的各方面信息，采集的数据会通过无线网络传播出去。智能感知技术的应用有助于人们及时掌握和了解关于水利方面的信息。
4.2 物联网技术
物联网又称IOT，是互联网、传统电信网等信息承载体，能够在所有具有独立功能的普通物体之间实现互联互通、资源共享的網络，就是物物相连的互联网。物联网的应用范围十分广泛，在水利流域中的主要作用就是将装备和嵌入到水质监测断面、供水系统、输水系统、水文测站等水利工程中，将互联网相互连接，就会形成“流域物联网”。
4.3 云计算与云存储技术
大数据时代的背景下，云计算与云存储技术在各领域的应用十分广泛。通过虚拟化、宽带网络等技术将互联网资源转换到所需的无线应用平台上，然后用户根据个人需求登录平台，就能够获取自己所需的信息。通过云计算的应用，可以将涵盖范围广的流域模拟程序分解为很多小的子程序，然后通过计算机网络进行系统搜索、计算、处理，将处理结果回传给用户。通过云存储技术的应用，水利流域中海量的数据，如实验数据、历史数据和实时数据，还有流域中的自然、环境等数据，这些海量的数据存储就不用局限于硬盘空间。
结语
综上所述，防洪、排涝、供水、污水处理和水环境保护等水利工作，这些工作环节之间是紧密联系的，需要利用先进的科学信息技术进行智能化的分析、判断、处理。需要处理的数据信息是非常庞大的，这些海量的信息会通过无线传感网络、物联网等传送到数据中心，然后数据中心会通过仿真模拟等技术对传输过来的数据进行分析处理，并提出相应的解决措施，对水利事件进行实时的智能监控。将传输过来的数据信息和处理结果需要及时上报给政府和有关单位。水利信息化在水利工程建设中起着非常重要的作用，加强“智慧水利”建设，推进物联网技术、现代化通信技术等信息技术的应用，在水资源管理、水利工程运行管理等方面充分发挥信息化具有的效能，促进“智慧水利”的全面发展。
参考文献
[1]李德仁，龚健雅，邵振峰.从数字地球到智慧地球[J].武汉大学学报：信息科学版，2010，35（2）：127-132.
[2]蒋云钟，冶运涛，王浩.智慧流域及其应用前景[J].系统工程理论与实践，2011（6）：1174-1181.
[3]王礼仁，陈波，杨阳，等.3S技术在数字水利中的应用[J].测绘科学，2008，33（3）：210-212.
[4]孙书.“十二五”广东水利休息化建设基本思路[J].广东水利水电，2011（8）：108-110.