浅谈智慧水利信息化系统在水利工程的应用

丁卫星 房飞

摘要：水利工程是国民经济发展的重要保障，水利工程的建设与众多社会行业的发展有着极为密切的联系。传统的水利工程中，地区水文地质的监测与管理呈现出一种相互分裂的特点，在区域水资源利用与管理上存在一定弊端。智慧水利信息化系统的出现，为传统水利工程的优化创造了良好的条件。

关键词：智慧水利;信息化系统;水利工程;应用

引言：

水利工程担负着水资源保护利用，水灾监管防护的重要使命。一直以来，水文检测分析都是一个非常复杂的工作。在地表水、地下水综合形成的复杂水系统中，区域地质、气候变化、人类活动等众多因素都会影响水文状况。传统水利工程中，对区域水文特征的监测与管理单元呈现分散状态，这样的状态加上复杂的水文状况，为水利部门处理区域水文数据，统筹区域水资源带来了一定的影响。随着信息化社会的快速发展，推进智慧水利建设，成为目前及未来一段时期内水利工程发展优化的一个重要方向。

一、智慧水利涉及的主要内容分析

传统水利工程中，对各种水文现象的监测分析过程往往是先由专业的仪器检测，再由人工对相关数据进行整理与集中处理，最后根据数据处理的结果采取相应的处理措施。由于水文状况的复杂性，再加各水文监测单元之间的独立性，使得水文数据处理成为一项复杂的工作。智慧水利涉及的内容不发生变化，智慧水利是对传统水利工程中各种水文监测、分析过程的一种优化。在水文状况监测方面，通过遥感技术、智能监控设备的使用，增强水文监测的区域范围，提高监测的准确度;在水文信息数据传输与处理上，通过5G、物联网、大数据、云计算等新技术，打造一个统一的信息数据处理平台，对一定区域的水文信息数据进行整合，从而更好地为有关部门的决策与计划制定提供依据。

二、智慧水利信息化系统在水利工程中的应用

（一）在区域水文信息数据处理中的应用

我国国土面积广大，地形条件多样，各地区水文状况复杂。在传统的水利工程中，多部门之间的水文信息数据独立性强，工作人员在处理水文信息数据时需要花费大量的时间和精力。分散的数据信息既不利于整体数据的处理与分析，也不利于对区域水资源的集中管理。智慧水利信息化系统中，通过“物联网+互联网”技术，将水质、水流量、气候、区域地质等众多监测单元进行统一连接，构建统一的数据信息平台，可以实现数据的综合处理，对区域内的洪涝灾害管理、城镇供水、水源保护、水力发电等进行统一管理。以此平台为基础，连接政府其他管理部门，优化部门的架构，实现部门数据的完全流通，提高部门的办事效率。另外，还可以依托互联网，进行信息数据的扩展，为有水利信息需要的个人、团体等提供专业的服务，减轻因信息闭塞带来的经济或其它方面的损失。

（二）在区域水质监控与污染防治中的应用

水利资源监管中最注重的问题就是水质与水量的发展动态[1]。地区的水质状况是一个长期动态变化的过程，传统的分阶段定期水质监测的方式具有一定的弊端。在智慧水利中，则通过构建一套自动化水质监测的体系，来实现对水质的长期监控。通过在重点水域安放智能化的颗粒传感器、水质监测前端、智能水泵等设备（如图一），对水域水质情况进行长期的信息记录，然后利用无线通讯，将数据信息上传至水利监管部门的服务器进行存储，再由专门的计算机水质监测程序对水情进行分析处理。水质监测技术人员可以提前在程序中提前设置好相應的管控指标，由计算机对区域水质情况进行长期的动态分析和数据记录。对于水质不达标的水域，依据数据分析的结果，既可以迅速确定污染源进行及时处理，也可以根据长期的水质波动范围拟定长期的水污染防治措施进行水质控制。

（三）在洪涝灾害防治中的应用

我国南方地区河流、水库数量多，受夏季气候影响，非常容易产生洪涝灾害[2]。因此，加强对河流及湖泊的水位高度、水流量、泥沙沉积等水文特征的监测，确保监测数据的准确度就显得非常重要。智慧化水利信息系统既可以与其它环境监测系统对接，加强洪涝灾害防护的强度，也可以提高水文监测数据的准确度与处理能力，提高预警的准确度。首先，智慧化水利信息系统可以与气候信息系统进行对接，通过气候变化系统构建洪涝灾害预防的第一道防线。利用气候监测系统对区域天气变化的预测，确定容易发生洪涝灾害的流域范围，从而加强对重点流域的监测力度。其次，利用超声波雷达水位计、智慧视频识别系统等智能水位监测设备（如图二），对地势较低地区的堤坝、水库、河流、湖泊、地下水等进行全方位的监控，利用监控数据构建实时预警系统，从而对汛期水情做好全方位的评估。

（三）在农业灌溉与工程用水管理中的应用

我国的人口数量众多，但总体水资源量却相对比较匮乏，按照联合国确定的人均水资源占有量划分，我国是轻度缺水的国家。工业与农业的发展需要消耗大量的水资源，在水资源利用过程中，不合理的利用方式产生了巨大的水资源浪费[3]。在农业生产中，除了一小部分地区实现现代化农业生产之外，还有相当一部分地区的农业生产处于传统与现代的过渡阶段，落后的农业生产方式造成了严重的水资源浪费。工业用水中，由于缺乏合理的规划与监测，同样存在严重的浪费现象。在农业生产中，通过引入智慧化水利信息系统，建设从水库、湖泊、河流到农田的智能化水利基础设施，依托统一的水资源管理平台进行水资源调配，可以促进农业灌溉方式的优化。同样，在工业生产中，利用统一的水文信息管理平台，可以实现对区域水资源使用的合理规划，实现按需用水，从而有效减少浪费。

三、结束语

综上所述，智慧化水利信息管理系统是对传统水利管理的一种系统性优化。智慧化水利信息管理系统依托新技术，将原来分散的水文监测单位进行整合，利用统一的信息化管理平台，既可以实现水文监测内部的信息数据处理效率提升，可以通过加强与其它行业、部门的协作，实现水文信息数据的效用最大化。

参考文献：

[1]郑振浩，王金龙.基于标准化管理的水利工程运行管理系统建设研究[J].浙江水利科技，2019，47（2）：3.

[2]戴红，武建，马士峰.智慧水利信息化系统在水利工程的应用[J].河南水利与南水北调，2021，50（5）：2.

[3]程诚，董晨龙，李宏等.智慧视频识别在水利信息化中的应用[J].四川水利，2019，40（3）：5.