信息技术在地下水超采区综合治理中的应用

董广清，李正三

（1.山东省水利科学研究院，山东 济南 250014；2.平度市南村工业园区管委会，山东 平度 266736）

地下水超采引发一系列生态与环境问题[1]，制约经济社会可持续发展。对地下水超采进行综合治理，改善地下水生态环境，增加地下水源的储备总量，实现地下水资源可持续利用，具有重要的现实意义和长远的战略意义。近年来，物联网、人工智能、大数据等新一代信息化技术得到快速发展，智能化、智慧化应用已经成为信息化建设的发展趋势。地下水综合治理工作要善于利用信息化技术手段，提高综合治理效率。

1 地下水超采区综合治理思路

按照“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时期水利工作方针，总体考虑、统筹规划、有序推进，以水资源承载能力为约束，以地下水采补平衡、良性循环为目标，以体制机制建设为重点，以工程措施建设为手段，通过创新政策机制，建设引水、蓄水工程，发展农业高效节水，修复补源等措施，坚持建设与管理并重、开源与节流并举、治理与保护同步，综合施策，压减超采水量，达到“控采限量、节水压减、水源置换、修复补源”综合整治效果，促进水资源与经济社会及生态环境协同可持续发展[2]。

1）统筹协调、综合治理。统筹配置地表水、外调水以及非常规水源等各类水源，结合各类调水工程、雨洪水资源利用等工程措施以及农田高效节水工程与农艺节水措施的实施，置换和替代超采区地下水供水水源，逐步压减地下水超采量。综合运用行政、经济、政策法律等手段，工程措施与非工程措施相结合，开展地下水超采综合治理。

2）机制创新、强化管控。按照“先建机制，后建工程”的要求，坚持把机制创新作为试点工作的关键环节，全力推进区域综合水价改革，探索建立水权分配制度，创新工程运行管护模式，完善节水压采政策法规，健全地下水监测与监督考核机制，形成地下水超采综合治理长效机制，严控地下水超采[3]。

3）抓住关键、注重实效。针对超采程度、水源条件、工程状况、土壤类型、种植结构等差异，因地制宜确定地下水超采综合治理规模和模式，以深层承压水超采区、地下水严重超采区、外调水工程受水区、公共供水管网覆盖区为实施地下水超采区治理先期工作的重点，以深层承压水超采区和外调水工程受水区为重点，增强治理的针对性和可操作性，提高治理效果。

2 超采区综合治理信息化需求分析

1）建立相应的数学模型。要实现统筹协调、综合治理，就需要充分收集相关基础数据，建立相关数学模型，通过计算、分析与预测，科学合理制定各项工程与非工程措施的时空实施规划，从技术起到统筹协调、综合治理的支撑与保障。

2）健全信息化管控措施。要达到强化管控的要求，就需要实时采集各类取水、用水、配水监测信息，需要实现对各类闸、阀、泵的远程实时控制。要实现机制创新，推动区域综合水价改革，也需要利用信息化软件实时计算各类水价和快速汇总分析科学合理的水价。

3）借助信息化管理平台。达到治理的针对性和可操作性，需要借助信息化平台获取外调水工程、公共供水管网等工程的相关信息和服务。

3 综合治理可采用的信息化技术

1）物联网。物联网技术将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术[4]。物联网技术在地下水超采区综合治理项目上可主要用于前端取水的信息监测与控制等方面。

2）移动互联网。利用3G/4G等无线移动网络实现互联互通。移动互联网可用于前端现场监控、监测站点与调度中心的互联互通。

3）人工智能。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、数据处理和专家系统等。人工智能技术在地下水超采区综合治理项目上可主要用水户人脸识别、智慧化用水控制等方面。

4）云计算平台。云计算平台包含多种形式，这里所采用的云计算平台指的是计算和数据存储处理兼顾的综合云计算平台[5]。云计算平台可以合理解决地下水超采监测与控制地点分散，调度管理人员少且缺乏信息化专业技术人员的实际困难。

5）大数据分析。大数据分析是指对规模巨大的数据进行分析。大数据具有强大的系统、动态和关联分析功能，大数据分析功能要快速梳理分析出各项治理措施的效果，有利于地下水超采区的综合治理与系统治理。

4 相关信息化技术应用分析

1）利用移动互联网实现监测站点与调度中心的互联互通。地下水超采区综合治理项目需要建立大量的水量、水位监测站点，利用移动互联网将信息传输至调度中心。

2）利用物联网技术建设取水控制终端。前端取水控制是落实水价改革措施和节水控制的关键所在，利用物联网技术设施结合流量计、电功率表等设备可实现取水量累进计价和水电双控等信息化控制功能。

3）利用人工智能技术提升用户体验。利用人脸视频识别、语音识别等人工智能技术手段提升取用水用户和运维管理用户的使用体验，用户可以不携带任何身份证件、磁卡设施，凭借人脸识别扫描就能获得相应的操作权限，通过语音喊话就能完成使用操作。

4）利用云计算平台实现远程集中管控。利用各地电子政务云平台或水利行业云平台可以实现对各类取水、用水、配水监测监控站点的远程管控，既解决了信息化专业运维人员不足的难题，又节省了工程建设成本。

5）利用大数据分析功能动态制定各项治理措施。地下水超采区综合治理是一项长期性、系统性的工作，需要根据外在条件，滚动修正各项治理措施与手段。利用好大数据强大的动态分析与预测预估功能，将外部环境变量和拟采取的治理措施进行输入，根据得到的输出结果再及时修正治理方案，以提高治理的针对性和效率。

5 结语

地下水超采区综合治理项目作为水利行业的一项重点工程，应加大信息化建设力度，实现信息化与现代化的有机结合。智慧水利是水利信息化项目的建设最终目标，在进行地下水超采区综合治理的过程中，要针对性的引入智能化、智慧化设备与系统，重点做好人工智能、物联网、大数据分析等新技术的应用，打造具有可操作性的应用平台，切实提高智慧化治理水平。