河北省廊坊市智慧水文实践与探索

孙占国

（河北省廊坊水文勘测研究中心，065000，廊坊）

一、智慧水文理念

在信息化迅速发展的大背景下，在云计算、物联网、大数据、移动互联网、 人工智能等新一代信息技术的支撑下，水文工作需要通过全面感知、识别、模拟和预测，向数字化、网络化、智能化加速发展，构建立体化、全方位、广覆盖的水文信息服务体系，彰显大水文发展理念。 这就要求水文工作者充分利用现代信息技术，建设集水文信息接收、处理、存储、共享于一体的网络平台,实现水文数据采集自动化、信息传输网络化、数据加工整理程序化、成果资料显示输出平台化，形成法规完善、体制健全、站网合理、技术先进、精准高效、信息及时、预报准确、运行可靠、管理科学、服务全面的管理运行服务体系。

二、智慧水文内涵与特征

智慧水文是智慧水利的重要组成部分，主要涵盖三个方面：水文体制机制、水文人才队伍和水文信息综合平台系统。 其中，水文体制机制是实施智慧水文的重要保证，水文人才队伍是实施智慧水文的重要支撑，水文信息现代化是智慧水文的核心。 智慧水文的基本特征包括如下几方面：

①全面的水文要素采集透彻感知。 通过对水文要素进行全方位监测，采用新技术设备如卫星遥感、视频监控、无人机、智能手机等采集水文数据。

②全面的水文网络互联。 在光纤、微波、卫星通信等技术支持下，实现采集的水文数据信息与各级平台之间互通互联，提供广覆盖、大容量、即时应用的网络条件。

③水文信息的深度整合。 将分散的数据集中于统一平台管理，达到数据采集、传输、显示一体化，利用现代技术对原水文监测基础设施进行重新整合，新增监测设备，实现测区全覆盖，使水文数据采集传输快速及时、精准稳定。

④水文信息广泛共享。 通过水文数据在信息平台的全参与、 全交换，实现对感知数据的共用、 复用和再生，为随时、随想的应用提供丰富的数据支撑。

⑤水文智能应用。 通过应用平台对水文数据信息进行识别、 模拟、预测预判以及快速响应，使水旱灾害防御、 水资源开发利用管理更加科学化，应急处置更快捷，服务更精准。

⑥水文泛在服务。 对采集的水文数据信息加工整理，并通过智能应用等措施，为政府有关部门及社会公众提供监测整编成果，形成强有力、全方位的服务能力。

三、廊坊智慧水文探索实践

近年，河北省廊坊水文勘测研究中心（以下简称廊坊水文中心）积极开展永定河、潮白河生态补水，廊坊南部地下水压采以及北运河通航试水等监测工作，在保护水生态环境、监测江河湖海中发挥了一定的支撑作用。但是，与满足新阶段经济社会发展对水文服务的需求相比还存在差距。为此，廊坊水文中心创新水文监测模式，持续提升科技创新实力，抓好智慧水文顶层设计，加快信息化基础设施升级改造，强化水文监管信息支撑，不断提升信息化、智能化水平。

1.体制机制建设

理顺水文体制机制，建立水文巡测队，实行扁平化管理，由行政区域管理改为流域区域或水系区域管理，强化测区监测工作模式。 同时，改变原有的单一驻站监测方式，以测区基地为依托，集中原有测站人力物力，采用驻巡结合模式，增强水文监测机动性、灵活性、全面性，实现向“有人管理，无人值守”动态实时监测的重要转变，应急能力得到全面保障。

选择测站条件好、 通行便利、生活环境优越的两个城镇测站进行升级改造，并作为巡测基地，辐射范围半径30～50 km，使原有测站设施设备得到充分利用，减少巡测基地建设投资，避免重复建设。

2.测报系统平台建设

围绕新阶段水利高质量发展，立足廊坊现代化水网建设的战略目标，建设布局合理、功能完善、覆盖全面、精准高效、智能先进的现代化水文站网，打造“空天地”一体化水文监测体系，水文数据监测、归集、存储、处理、预测预报和分析评价全流程自动化、智能化和标准化，实现水文全要素、全量程自动监测，建立智能高效的水文信息服务体系。

（1）水文数据信息采集

廊坊水文中心不断加大自动化监测设备研发、应用，向自动化程度更高端、数据采集更精准、信息传输更快捷、监测能力更强劲、服务更全面的目标努力。

①水位数据采集。 当前，廊坊水文部门主要通过（深井）数字式浮子水位计、超声波水位计、雷达水位计及视频水尺等采集仪器进行水位数据采集。 2022年永定河春季生态补水，廊坊水文中心开展了全程实时水位采集监测工作，水位采集方便、准确、及时、高效。

②流量数据采集。 利用现有的堰闸站等水文测站设施，通过实测水位流量，建立水位流量关系曲线数学模型，率定出流曲线，用实时自动采集的水位数据计算出相应流量。 在河道站建设标准宽顶堰断面，通过实测水位流量率定出流曲线，使水位流量关系单值化。 在监测站建设的标准化断面安装固定的流量监测设备，实时监测流量。

③含沙量采集。主要使用同位素测沙仪，其工作性能稳定，测量误差较小，自动化程度高，测沙速度快、范围广。

④地下水埋深数据采集。 主要采用压力式水位计进行数据采集。

⑤降水量采集。 现行使用的主要有翻斗式雨量计和称重式雨量计两种，前者主要用于采集雨量，后者主要用于采集雪量。

⑥蒸发量采集。 主要采用浮子式自动蒸发器进行采集。

⑦土壤墒情采集。 土壤墒情在线监测系统集土壤温湿度采集、 存储、传输和管理于一体。

（2）水文数据信息传输

主要使用GSM 移动通信网络作为信道，用GSM 短信（或GPRS 包）进行数据传输。 视频传输主要通过光纤信道实现传输。 目前，廊坊水文中心将采集到的水文数据通过无线发送，使用移动专线VPN 通道进行传输；河道水情视频采用河北广电网专线传输。 下一步将进行升级改造，使前端水文监测信息与水文接收中心、各级水文机构后台系统之间在音频、视频、数据显示等方面实现及时有效的对接。

（3）水文数据信息接收终端综合系统平台

根据不同层次业务要求，综合运用计算机信息处理技术、数据库管理系统，采用标准化的数据模型、数据处理和数据显示功能，编制综合计算机程序，生成相应的数据成果表和中间结果表，实现对实时水文观测资料、水文历史资料、 水文统计成果和数值预报成果的有效管理、 联网调用和高度共享。当前，廊坊水文中心应用遥测水文数据接收终端平台系统存储、接收、加工、显示水雨情信息；应用河北省级遥测地下水数据接收终端平台廊坊市级节点系统显示地下水水情信息。 通过不断完善提升平台系统，其功能更加强大，为社会提供服务更优质。

3.水文人才队伍建设

廊坊水文中心现有人员结构还不尽合理，缺少高尖端人才和学术带头人，中生代和新生代人员业务水平有待提高，学习型单位建设有待加强。因此，需加强水文人才培养，提高水文人才综合素质，优化水文人才队伍结构，全面做好水文人才队伍建设。

（1）建立多层次、多元化的数字化人才梯队培养规划

新阶段水文发展需要具备数字化战略头脑与思维、敏锐觉察数据变化的不同年龄以及熟悉水文数据信息软件编制、通信研发等业务的多元化人才梯队，实现数字化创新。 因此，需要制定数字化人才培养方案，编制数字化人才发展规划，建设分类别、分层级的数字化人才体系，按照“老中青”相结合的要求，规划好人才梯队层次、年龄结构、人员岗位建设。

（2）建立高等院校与科研院所交叉融合的联合培养机制

联合高等院校与科研院所，建立联合培训机制。 面向通信工程，软件开发，水文仪器研发应用，数据信息采集、传输、数据终端等专业，培养水文科研带头人；聘请高校教师和院所研究员对员工进行培训，培养一专多能的复合型人才。 近年廊坊水文中心将中青年骨干人员分期分批派送到高校学习培训，举办多种类型的培训活动，职工的业务素质和工作能力明显提升。

（3）建立水文人才储备机制

建设一支高水平的水文队伍，建立人才储备机制至关重要。 一是要营造水文人才成长良好环境，吸引更多的优秀人才。营造良好工作氛围，制定完善规章制度，在职务职称晋升、工作岗位安排、绩效奖励、培训学习等方面提供充分保证，确保员工福利待遇。二要引入竞争机制，加强能力建设。按照政策要求，引进专业优秀的大学毕业生充实水文队伍，同时挖掘内部人员潜力，提升队伍业务能力水平。三要突出人文关怀，引入先进管理理念，保障水文队伍持续、稳定发展。 近两年来，廊坊水文中心按照河北省政府“英才入冀”政策，从重点高校招聘多名硕士生进入水文队伍，拉开了水文人才建设的序幕。