樞紐動態
長沙市湘江綜合樞紐辦公室為歸口長沙市人民政府辦公廳管理的正處級事業單位,公益一類。主要承擔湘江長沙綜合樞紐項目船閘、電站、泄水閘、魚道、魚類增殖站等設施的運行、管理與維護任務。[詳細]
當前所在位置:首頁>樞紐動態>行業動態

數字水利——中國水利現代化必由之路

發布時間:2012-03-23 稿件來源:

  一、 數字水利的提出

  水利行業是一個歷史十分悠久的行業,也是信息十分密集的行業。一方面,水利部門要向國家和相關行業提供大量的水利信息,如汛情旱情信息、水量水質信息、水環境信息和水工程信息等,另一方面,水利本身也離不開相關行業的信息支持,如氣象信息、地理地質信息、社會經濟信息等。當今信息技術飛速發展,對水利信息的采集、處理、共享的方式都發生了很大的變化,信息技術加速向水利行業滲透,水利行業面臨著全面技術升級的大好機遇。水利政務、防汛減災、水資源監控調度、水環境綜合治理、大型水利工程的設計和施工、大中型灌區的綜合管理等都迫切需要采用計算機技術、通信網絡技術、微電子技術、計算機輔助設計技術、3S技術(遙感、地理信息系統、全球定位系統)等一系列高新技術進行技術改造。我們把利用以信息技術為核心的一系列高新技術對水利行業進行全面技術升級和改造這一過程形象地稱為數字水利。

  數字水利這一概念的提出有深刻的社會和技術背景。一方面新的治水思路立足于可持續發展這一基本理念,著眼于人與自然的和諧共處,把水利放在自然和國民經濟宏觀巨型系統中統籌考慮,水利信息的種類和來源大大擴展了,對信息需要進行更加深度的加工和處理,新的治水思路迫切需要先進的技術手段提供支持;另一方面,信息技術飛速發展、計算機主頻不斷提高、操作系統不斷升級、寬帶互聯網正在出現、傳感器技術日趨成熟都為信息采集、傳輸、處理、共享、控制提供了前所未有的技術手段和解決方案,將對水利的科研、規劃、設計、施工和管理產生全方位的影響,為水利行業全面技術升級提供了可能。

  二、數字水利的內涵

  數字水利聯接水利行業和信息技術,立足于為可持續發展水利提供先進的技術支持,為水利行業的全面技術升級提供完整的解決方案,涉及的專業知識和技術極其廣泛,內涵十分豐富。 

  1.數字水利的關鍵技術

  傳感器微電子技術:是水利信息自動化采集的基礎,通過對信息采集點合理布置,有關的水利信息(如雨情、水情、工情、災情、水質等)監控指標通過傳感器轉化為電子信號再傳送到控制中心,實現遠程自動化遙測和遙控。  

  3S技術:是以處理地球表面信息為主要特征的空間信息技術。人類信息資源80%與空間位置有關,水利信息更是大多數與空間位置緊密聯系,這就決定了3S技術在水利行業有廣泛的應用前景。遙感是采用衛星、雷達等航天觀測技術對地球表面進行連續觀測并經過一系列分析處理獲得地球表面狀況特征信息的一種新技術;地理信息系統通過計算機技術,對各種與地理位置有關的信息進行采集、存儲、檢索、顯示和分析,將水利專業屬性數據與空間位置直觀地聯系起來,為水利信息可視化表達提供了強有力的技術手段。全球定位系統可以對地表空間任一位置準確定位,在水下地形測量、防汛搶險實時指揮等方面有廣泛的應用。

  通信網絡技術:水利信息的傳輸、共享必須依賴通信網絡技術。當今,以TCP/IP為主要通信協議的互聯網技術飛速發展,通信和計算機網絡技術已融為一體,構筑統一的IP寬帶網絡是大勢所趨,各種數據流、語音流、視頻流均在統一的IP寬帶網絡上傳輸。隨著寬帶網絡時代的到來,水利信息的傳輸速度將大大加快,實時動態視頻的流暢傳輸成為現實,為水利信息的可視化提供基礎技術條件。水利專用通信網絡的設計和建設必須充分考慮網絡技術的最新發展趨勢,充分利用豐富的公網資源,做到公網與專網互為聯通、互為備用。

  數學模擬技術:是運用數學模型和計算機技術對自然系統進行仿真模擬的技術,在水利領域有較早的應用歷史。隨著計算機主頻和內存不斷提高和擴大,對天氣系統、水流運動、水環境變化都能進行各種尺度的實時模擬,為準確揭示和把握水資源運動規律提供了先進的技術手段。數學模擬技術是數字水利的核心技術,它以各種水利專業模型為內核,對各種水利信息進行綜合計算處理。

  數據庫技術:數據庫為各種水利信息的存儲和快速檢索提供了技術手段。雨情、水情、工情、災情各種實時數據、預報數據,水資源遙感信息、地理數據等等都需要以字段編碼的形式按一定的表結構有效地組織起來形成支撐數字水利的數據庫。各類水利數據庫的建設是一項長期艱苦細致的工作,為適應信息互聯共享的要求,對各類數據庫字段編碼進行統一的設計以形成行業規范是目前水利信息化一項極其緊迫的任務。

  CAD/CAM技術:是計算機輔助設計和計算機輔助制造的簡稱,在水利勘測設計和水電設備制造等領域有廣泛的應用。在目前通用的CAD平臺上進行二次開發,開發出集水利專業計算模型與自動成圖為一體的水利CAD設計平臺是水利工程自動化設計的努力方向。在水電設備制造領域,CAM在設備的精密加工和自動控制方面可以發揮重要作用。

  系統集成技術:涵蓋的范圍比較寬泛,既有硬件設備的集成,也有軟件組件的集成。硬件設備的集成好壞主要受制于社會當時儀器設備制造水平的高低,而軟件組件的集成好壞直接與系統集成商水平高低相關。對于水利系統而言,重硬件輕軟件的傳統觀念嚴重影響著水利各類專業業務系統的集成建設,最終導致硬件設備的閑置和系統不能有效運行,因此,軟件組件的集成在水利業務系統建設方面顯得尤其重要,開發出各類高水平的水利專業軟件組件是數字水利在我國得以興旺發達的關鍵。

  2.數字水利的特點

  數字水利有三大鮮明的特點:交叉、集成、創新。

  交叉主要是指知識的交叉、專業的交叉、技術的交叉。數字水利不僅需要自然科學方面的知識,而且更需要社會科學方面的知識;不僅需要水利專業的技術,而且需要其他相關行業和IT行業的技術。數字水利致力于采用一系列的高新技術手段將水利放在社會、經濟和自然綜合環境中進行整體研究開發,實現跨領域、跨學科、跨專業的聯合攻關。數字水利這一特點對人才提出了更高的要求,將對現行的水利人才培養體制和學科設置提出嚴峻挑戰。

  集成就是對與水利有關的各類知識和技術進行全面整合。知識和技術的交叉不是胡亂的組合,而是著眼于解決我國三大水問題而對相關的知識和技術進行有序整合。綜合集成各類高新技術,以建設先進高效的水利業務系統為目標,是實施數字水利的核心內容。

  創新意味著沒有現成的技術模式可以照搬,將各類高新技術全面引入水利行業需要艱苦的技術創新。IT技術日新月異,各類先進的技術設備不斷涌現,我們必須把握數字水利的關鍵技術,認真處理好“變”與“不變”的關系,正確區分哪些是不變的水資源運動規律,哪些是變化較少的東西(如信息流程),哪些是變化較快的技術手段。對前人研究的成果要虛心研究吸收,對日新月異的新技術要努力跟蹤學習,只有這樣,數字水利才有發展的基礎,才有不斷創新的源泉和動力。

  3.數字水利的應用前景

  水利政務:從水利政務組織機構入手,認真分析水利政務信息流程,以各級水利部門局域網和全國水利廣域網為支撐,建立政令上下傳遞快速、業務數據自動處理、信息網上查詢發布、辦公界面簡潔方便的水利辦公自動化系統。

  防汛減災:綜合運用遠程自動遙測技術、3S技術、通信網絡技術、數值預報技術和數據庫技術實現防汛信息的自動采集、傳輸、處理、存儲、查詢和集成,做到信息傳遞及時、洪水預報準確、調度指揮優化、防汛管理可視,為現代防汛指揮提供強大的決策支持。

  水資源配置管理:以計算機通信網絡技術為依托,以規范化、標準化的水資源綜合數據庫為基礎,以水資源供需平衡和優化調度模型為內核,實現水資源優化配置管理。

  水環境治理:綜合運用遙感技術、GIS技術對衛星照片進行解譯和信息處理,建立全國各區域水土保持動態監測系統;以水質站網為依托,以污染源數據庫為基礎,以水量水質模擬為核心,以GIS系統作為查詢交互平臺,建立水環境動態監測管理系統。

  水利工程建設:從規劃、設計、施工到運行維護均可采用一系列以計算機技術為核心的信息技術全面提升自動化管理水平。規劃信息管理系統的建立可以實現滾動規劃和管理,水利CAD設計平臺可以大大提高設計方案的準確性和成圖效率,項目管理軟件可以加快項目施工進度和節約成本,水利工程的自動化監控可以全面提高工程的運行管理水平。

  三、 數字水利與中國水利現代化

  數字水利以新的治水思路為指導,緊密跟蹤當前科技的最新技術和發展趨勢,從水利信息流入手,將以計算機為核心的信息技術全面引入水利行業,對于實現中國水利現代化提供了可操作的具體內容。科學的現代水利觀念、高效合理的管理體制、先進合理的業務流程和技術手段、高素質的專業人才隊伍、全面的資源整合,最終使我國三大水問題得以圓滿解決。數字水利直接服務于水利現代化,將大大推進我國水利現代化進程,是我國水利現代化必由之路。隨著時間的推移,數字水利的內涵將不斷豐富與發展,我國水利現代化水平也將不斷提高。

信息來源:黃河網

北单过滤奖金范围