為了有效的提高水利事業(yè)活動(dòng)的效率,我國(guó)的水利管理工作正在逐步引進(jìn)水利信息化管理技術(shù)。水利信息化管理涉及的方面非常廣泛,立足于社會(huì)信息化的統(tǒng)一規(guī)劃,要開展水利信息化管理首先要做好水利信息的采集工作,充足的資料數(shù)據(jù)將成為提高水利信息化管理技術(shù)的有利保障,在采集大量信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,還要做好信息的傳輸存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理工作。要充分的利用已知的水利信息資料,并對(duì)其進(jìn)行綜合的分析,讓其對(duì)今后的水利管理進(jìn)行有效的指導(dǎo)。本文作者自身有著豐富的水利管理經(jīng)驗(yàn),在對(duì)水利信息化管理特點(diǎn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,指出了進(jìn)行水利信息管理信息化的必要性,并結(jié)合我國(guó)水利情況提出了加強(qiáng)我國(guó)水利信息技術(shù)化管理的措施。
一、水利信息化存在的主要問題
我國(guó)水利信息資源開發(fā)取得了較大的成績(jī),但從總體狀況看,現(xiàn)代化水平參差不平,主要表現(xiàn)在:1)信息的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化工作相對(duì)滯后。隨著水資源管理和水環(huán)境保護(hù)問題的日益突出,需要開發(fā)的水利信息資源越來越多,對(duì)信息的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性要求越來越高,但信息的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化工作相對(duì)滯后,加上系統(tǒng)的維護(hù)管理經(jīng)費(fèi)渠道始終未得到很好地解決,致使目前我國(guó)在水利信息資源的開發(fā)利用和信息服務(wù)方面,與國(guó)際的差距有逐漸拉大的趨勢(shì)。2)對(duì)信息工作的認(rèn)識(shí)不到位。水利系統(tǒng)的干部和職工對(duì)信息化工作的重要性有了一定的認(rèn)識(shí),但認(rèn)識(shí)不足,缺乏緊迫感;沒有形成統(tǒng)一的建設(shè)機(jī)制,水利信息化普及程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,甚至部分單位還沒有統(tǒng)一的規(guī)劃和明確的發(fā)展目標(biāo)。3)水利信息化發(fā)展水平不高。主要表現(xiàn)在:從事水利信息化產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)的相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)行業(yè)應(yīng)用理解不夠深,造成了水利信息化產(chǎn)品的易用性、實(shí)用性差,甚至無法推廣或交付使用。信息化發(fā)展的保障條件不足。水利信息化工作面廣、量大,信息化技術(shù)發(fā)展快,而現(xiàn)在國(guó)家某些投資政策和項(xiàng)目管理制度不太適應(yīng)信息化建設(shè)要求,導(dǎo)致長(zhǎng)期以來在水利信息化建設(shè)方面的投入嚴(yán)重不足。
二、數(shù)據(jù)庫(kù)在水利信息化管理中的應(yīng)用
水利工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù):主要信息如下:(1)河道概況:河道特征、河道斷面及沖淤情況、橋梁等。(2)水沙概況:水沙特征值、較大洪水特征值、水位統(tǒng)計(jì)及洪水位比較、控制站設(shè)計(jì)水位流量關(guān)系等。(3)堤防工程:堤防長(zhǎng)度、堤防標(biāo)準(zhǔn)、堤防作用、堤防橫斷面、加固情況、涵閘虹吸穿堤建筑物、險(xiǎn)點(diǎn)隱患、護(hù)堤(壩)工程等。(4)河道整治工程:干流險(xiǎn)工控導(dǎo)工程狀況、支流險(xiǎn)工控導(dǎo)工程狀況、工程靠溜情況、險(xiǎn)情搶險(xiǎn)等。(5)分滯洪工程:特性指標(biāo)、水位面積容積、堤防、分洪退水技術(shù)指標(biāo)、滯洪區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況、淹沒損失估算、運(yùn)用情況等。(6)水庫(kù)工程:樞紐工程、水庫(kù)特征、主要技術(shù)指標(biāo)、泄流能力、水位庫(kù)容及淹沒情況等。
水質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù):完成數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),在整編基礎(chǔ)上,逐步形成包括基本監(jiān)測(cè)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)和移動(dòng)監(jiān)測(cè)等水質(zhì)數(shù)據(jù)內(nèi)容的水環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù),開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)接口程序和服務(wù)軟件,為水資源優(yōu)化配置、水資源監(jiān)督管理、水資源規(guī)劃和科學(xué)研究提供水環(huán)境基礎(chǔ)信息服務(wù)。(3)水土保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù):規(guī)范數(shù)據(jù)格式,完成數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),逐步建立包括自然地理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、土壤侵蝕、水土保持監(jiān)測(cè)、水土流失防治等信息的水土保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)。(4)地圖數(shù)據(jù)庫(kù):采用地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件平臺(tái),對(duì)數(shù)字地形圖進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫(kù),建立地圖數(shù)據(jù)庫(kù)。要求地圖數(shù)據(jù)庫(kù)具有各種比例尺地形圖之間圖形無縫拼接、圖幅漫游、分層、分要素顯示、輸出等GIS 基本功能。(5)地形地貌數(shù)字高程模型:利用地形圖地貌要素或采用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的方法,生成數(shù)字高程模型,直觀表示地形地貌特征,并利用DEM 進(jìn)行各種分析計(jì)算,如沖淤量計(jì)算、工程量計(jì)算、庫(kù)容計(jì)算、斷面生成以及洪水風(fēng)險(xiǎn)模擬、嚴(yán)密范圍分析等。(6)地物、地貌數(shù)字正射影像:對(duì)重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)河段進(jìn)行航空攝影成像,采用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng),編制數(shù)字正射影像圖,清晰、直觀表示各種地物、地貌要素。(7)遙感影像和測(cè)量資料數(shù)據(jù)庫(kù):收集衛(wèi)星遙感影像,編制區(qū)域遙感影像地圖并建立遙感影像數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)不同時(shí)期的遙感影像,反映全區(qū)域治理開發(fā)成果,實(shí)現(xiàn)對(duì)本地區(qū)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。測(cè)量資料數(shù)據(jù)庫(kù)包括各等級(jí)控制點(diǎn)、GPS點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)資料,表示出點(diǎn)名、點(diǎn)號(hào)、等級(jí)、坐標(biāo)、高程及施測(cè)單位、施測(cè)日期等。
三、強(qiáng)化信息中心的執(zhí)行職能
為順利推進(jìn)和實(shí)施水利信息化工作,除要求信息化主管部門參與相關(guān)決策,還要求實(shí)施部門具備相應(yīng)的職能、能力。作為信息化工作具體執(zhí)行及日常運(yùn)行維護(hù)的保障部門,需要進(jìn)一步落實(shí)和強(qiáng)化職能,加強(qiáng)能力建設(shè),穩(wěn)步推進(jìn)信息化建設(shè)順利開展。推進(jìn)信息化建設(shè)工作,除了要在政策法規(guī)、規(guī)劃計(jì)劃、財(cái)務(wù)等方面加以引導(dǎo)和規(guī)范,從立項(xiàng)、實(shí)施、運(yùn)行維護(hù)等信息化建設(shè)全環(huán)節(jié)加以控制外,各級(jí)信息中心要加強(qiáng)自身能力建設(shè),要為各級(jí)水利業(yè)務(wù)部門開展信息采集、數(shù)據(jù)傳輸、應(yīng)用支撐、安全保障,以及其他水利信息化的相關(guān)建設(shè)工作提供必要的服務(wù)與支持。各級(jí)水行政主管部門要重視水利信息化專業(yè)隊(duì)伍的建設(shè),形成集中的水利信息化人力資源優(yōu)勢(shì),充分發(fā)揮人才隊(duì)伍的專業(yè)化、整體化、系統(tǒng)化的建設(shè)與運(yùn)行管理作用,促進(jìn)水利信息化建設(shè)健康有序發(fā)展。
四、GIS (地理信息系統(tǒng))技術(shù)的應(yīng)用
4.1 通過GIS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析
水利工程同時(shí)也是環(huán)境工程,但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,水資源不斷受到污染,民眾越來越關(guān)注水質(zhì)狀況,對(duì)水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析已成為水利信息化管理的一個(gè)日常重要工作。只有掌握瞬時(shí)變化的水質(zhì)信息,才能對(duì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)和有效監(jiān)督,才有可能應(yīng)對(duì)水污染突發(fā)事件。運(yùn)用GIS 對(duì)水質(zhì)信息進(jìn)行管理,可以合理地選擇能代表水質(zhì)總體狀況的站點(diǎn),進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。不同的水污染類型( 主要包括水體富營(yíng)養(yǎng)化、泥沙污染、石油污染和廢水污染及熱污染和固體漂浮物污染等) 的反射率等存在差異,這些差異將在遙感影像中呈現(xiàn)出不同的特征,結(jié)合GIS 的空間數(shù)據(jù)和GPS 的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行遙感影像分析處理,可以快速地獲取水污染的類型、地點(diǎn)及其污染范圍,并以專題圖的形式直觀生動(dòng)地表現(xiàn)在用戶面前。同時(shí),結(jié)合地理地質(zhì)信息、人文信息、供水信息和其他相關(guān)環(huán)境因素,形成綜合信息圈,為應(yīng)對(duì)水污染的突發(fā)事件提供決策依據(jù)。
4.2 通過GIS 模擬和監(jiān)控水資源調(diào)度
水資源調(diào)度涉及大量的空間特征信息,GIS是空間型的信息系統(tǒng),能很好地處理各類空間特征信息,利用遙感技術(shù)進(jìn)行地表水和地下水資源量的估算,監(jiān)控和計(jì)算降雨量分布,并結(jié)合估算的水資源分布及供求量情況,將GIS 與水資源調(diào)度模型集成,直觀演示調(diào)水過程,模擬不同的水調(diào)方案,實(shí)現(xiàn)調(diào)度管理的可視化,更好地發(fā)揮輔助決策的作用。水資源調(diào)度過程主要分為3 大部分,前期預(yù)測(cè)和調(diào)水模型推演,調(diào)水過程監(jiān)控,后期統(tǒng)計(jì)分析,這3 步驟中GIS 技術(shù)都將發(fā)揮主要作用。在調(diào)水之前通過GIS 地圖的形式顯示目前流域中的工程安全狀況,有異常情況需要在地圖上顯著標(biāo)識(shí)出來,能查詢?cè)摰赜虮O(jiān)控設(shè)備的信息和維修記錄。通過GIS 地圖展示當(dāng)前水資源分布,結(jié)合用水單位的需水情況,通過不同的調(diào)水模型進(jìn)行模擬推演,最終確定最佳的調(diào)水方案。
結(jié)語(yǔ):
隨著世界范圍內(nèi)的氣候變化,影響水利使用效果的因素越來越多,對(duì)水利的管理業(yè)不能只停留在以前的管理方式和水平。要想有效的解決洪澇、干旱和污染等水資源問題,就要加強(qiáng)對(duì)水利資源的管理和水利信息資料的收集。隨著科技的進(jìn)步,許多高新技術(shù)被應(yīng)用到水利信息管理中來,其中包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的引入、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用等等。這些技術(shù)完善和加強(qiáng)了我國(guó)水利信息技術(shù)的效果,通過信息化的手段加強(qiáng)了對(duì)水利資源的管理。本文作者根據(jù)自身豐富的工作經(jīng)驗(yàn),介紹了一些水利信息管理技術(shù)的特點(diǎn),對(duì)加強(qiáng)我國(guó)水利信息管理提出了一些自己的看法。
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