新时代智慧水利建设的思考

蔡旭东

（广东省清远市水利局，广东 清远 511500）

0 引言

党的十九大报告提出要“加快建设创新型国家。创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑……为建设科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国、数字中国、智慧社会提供有力支撑”[1]，把智慧社会作为建设创新型国家的重要内容，从顶层设计的角度，为经济发展、公共服务、社会治理提出了全新要求和目标；把加强水利建设摆在 9 个基础设施网络建设的首位。2009 年 IBM 商业价值研究院推出《智慧地球》[2]，提出了智慧地球的核心和更透彻的感知、更广泛的互联互通、更深入的智能化等 3 个特征，并重点提出智慧城市、交通、电力、医疗、银行等方案。许晔、郭铁成[3]分析了智慧地球战略的实施及对我国的影响。智能成为与土地、劳动、资本具有同等重要地位的新生产要素[4]，成为企业、行业、地区乃至国家核心竞争力的关键构成要素，生产生活方式等也产生了以智能化为标志的新变革，这是智慧社会到来的重要特征。

1 智慧水利内涵

国内对智慧水利的分析和研究已有不少。2017 年水利部参事咨询委员会在广东、浙江、江苏等地的调研报告阐述了智慧水利建设的必要性和建设的重点[5]；蔡阳[6]对智慧水利的现状做出分析，阐述了智慧水利建设应高层次推动、高起点谋划、高标准夯实基础、高水平推进；赵然杭等[7]认为智慧水利是面向水利应用的规模信息生态系统；王超锋等[8]从技术角度对智慧水利作过定义。对智慧水利技术的研究、规划或应用也不少[9-11]。总体而言，智慧水利与信息化新技术的发展和应用息息相关。智慧水利是智慧社会建设重要组成部分，是水利信息化的进一步深化、升华和拓展，遵循集约建设、实用安全、云端部署、大数据应用、智能开发、泛在服务的理念，通过与人工智能、大数据、云计算、物联网、移动互联网、遥感遥测技术的深度融合，全面提升感知、分析、预测和风险防范、惠民服务能力，全方位助推解决水资源、水管理、水安全、水生态、水环境等涉水事务的智能化超大型系统，是水利“工程补短板、行业强监管”[12]的技术保障。

2 智慧水利目标

按照集约、实用、云端、安全、智能、泛在的要求，实现信息化新技术与防洪除涝减灾、防旱抗旱调度、水资源综合配置、水环境保护和生态修复、水土保持、水利综合管理等领域业务深度融合，保障防洪、生态、供水、水环境等安全，促进严格落实水资源管理三条红线、高效河湖管控、水利工程和水土保持监管，强化社会民生服务，构建泛在互联到区县、乡镇的全面透彻感知体系，实现信息处理平台化和大数据化，信息服务个性化，水利业务融合应用全覆盖，达到“透彻感知、高速互联、集约共享、协同智能、安全可靠、泛在惠民”的新时代智慧水利建设目标。

3 智慧水利建设内容

“互联网 +”是把互联网的创新成果与经济社会各领域深度融合，推动技术进步、效率提升和组织变革，提升实体经济创新力和生产力，形成更广泛的以互联网为基础设施和创新要素的经济社会发展新形态[13]。充分利用“互联网 +”建设智慧水利，助推水资源、水管理、水安全、水生态、水环境等的全面治理现代化。参照智慧城市总体架构[14]提出智慧水利建设六大体系。

3.1 规范透彻的数据监测感知体系

数据是水利业务的基础，数据监测感知是源头，进一步拓展监控监测站网，在雨情、水情、工情、内涝、墒情、水质、气象等感知范围和要素上，利用物联网和移动通讯技术，丰富感知手段，完善通信传输和基础运行环境，形成规范、全面、标准、透彻的一体化立体监测感知体系。

1）防洪除涝减灾。主要包括江河湖库主要断面、乡镇区域、山洪灾害易发区、山洪沟、泥石流沟的实时监测站网，小尺度、短历时、高强度的降雨数值监测和预报，全面提高洪涝灾害预测、预报精度，实现防洪除涝减灾全面监测和监控、感知，提高风险分析和快速处置能力。

2）防旱抗旱调度。注重土壤墒情、水库蓄水量、出海口（河口）水量和盐度、降雨和蒸发、森林植被覆盖度、城市化进程、地下水深度和漏斗等与防旱抗旱息息相关的旱情信息监测感知，扩大监测感知要素、范围和频度，充分监测感知旱情信息，完善涉水工程的协同调度措施，做好提前预警预报，并进一步明确预警的对象和范围。

3）水资源管理和利用。全面开展地表水和地下水等水资源数量、质量和取用水量的监测，建立完善的监测网络和平台、数据库，定期评估监测网络状态，满足气候、环境变化对水文和水资源的影响评估的要求。对各级行政区内的工业、生活等取用水总量全在线监控，农业用水计量率达到 60% 以上。

4）水土保持和生态修复保护。全面加强坡耕地、侵蚀沟、生态清洁小流域的监测管控，并开展小流域综合治理；全面开展水源涵养区、江河源头区、土壤保持区、防风固沙区、洪水调蓄区等重要生态功能区，生态脆弱河流和重点湖泊等涉水事务生态监测，并开展生态修复，做到流域面积 50 km2以上的河流、5 km2以上的湖泊全面监测；全面开展地下水超采区的监测和综合治理。

5）供水管理。重点抓好供水水厂、输水泵站负荷、管网漏损状态、供水管网压力分布、水质变化等数据的监测感知，根据监测感知结果，动态评估，及时预警，为突发供水应急事件处理提供技术保障。

6）水利综合监管。重点抓好江河湖泊、水资源、水利工程、水利资金等全过程监控；大中型水库、重要堤防和闸坝、规模以上泵站、大中型灌区、引调水等水利工程和小型水库 100% 全监控；灌区续建配套与节水改造、“五小”水利、农村中型及重点小型机电排灌等工程建立统一的监测监视标准；规模以上电站安全运行数据采集、重点区域视频监视等 100% 全监控；主要河流每 20 km 河道不少于 1 处断面视频监视；确认主要河、湖、库水域岸线；主要采砂河道 100% 进行 24 h 全监控。

3.2 高速稳定的通信网络互联体系

1）提升政务骨干网络通信效率和保障能力。进一步形成更为快速、移动、稳定、全覆盖的通信网络互联体系，全面普及和广泛应用 4G/5G 移动网络，从国家到乡（镇）五级水利通讯网络全覆盖，实现纵向万兆到市、千兆到县、百兆到乡（镇）的网络带宽，本级政府各部门政务骨干网络带宽拓展到千兆以上。

2）充分满足通讯网络互联互通需求。进一步建设全面透彻感知的干线、移动通信网络，有效支撑和满足防洪除涝减灾、水资源管理和利用、生态修复和保护、水利综合监管等业务需求的高速稳定通讯网络互联互通需求。

3）提升应急通讯保障能力。进一步建设以移动通讯、水利卫星传输等为补充的应急通信网络，满足应急移动监测设备、无人机、无人船、移动指挥车等高速互联的移动应急通信保障。

3.3 集约整合的基础设施平台体系

1）集约基础设施平台体系。结合电子政务网络、数据中心和云平台等管理要求及相关标准规范，以及信息基础设施的统一规划和使用需求，集约化配置软硬件资源，实现硬件资源云端部署、支撑性能优良、基础信息一张图的水利基础设施大平台体系，水利基础设施、数据、应用等资源，集中迁移整合到同一个平台上安装部署。

2）水利专业模型服务平台。建立水利统一的标准化、平台化、开放化服务平台，为水利各级用户提供流域或区域的水文、水量、水质等的预测预报，预警监视，调度决策，评估评价等服务；全面提供水利业务应用统一的数据访问、综合查询、统计分析、空间服务、一张图集成整合、界面表现等公共服务模型支持。

3）统一业务服务资源体系。建立标准统一、流程清晰、责任明确的水利共享机制，支撑业务协同联动，实现水利系统内外的基础设施，数据、模型、服务等资源的充分共享和应用，满足政府各部门不同业务领域的资源共享与业务协同需要。全面整合和共享水利信息资源，形成统一的共享基础数据库、水利工作底图、数据资源目录和应用支撑服务等。实现各级水利信息资源的一数一源、同步更新、统一管理、授权使用。

3.4 协同智能的业务融合应用体系

1）集约建设深度融合水利业务应用的大系统。智慧水利建设的关键在于要突破水利专业性壁垒，深度融合业务应用。建立精细化、智能化和跨层级，跨地域，跨部门的水利业务融合协同系统，支撑上下级间、部门间、部门内的协同办公，协同管理，协同指挥的统一业务应用体系。把水利业务分散建设的各类应用系统集约化构建为大系统，让水利业务应用集约整合、全面互联、协同共治、开放共享、安全可信，支撑和促进水利业务深度融合应用。

2）打破政府各部门间的数据壁垒，提升政府治理能力。以数据集中和共享为途径，推动技术、业务、数据等的融合，打破政府各部门间的数据壁垒，将各级政府和部门间的、各渠道社会的数据汇聚融合充分共享，形成数据质量可靠、应用鲜活的长效机制；深入挖掘水利数据内在价值，提升政府治理能力，引领数字经济发展。

3.5 保障安全的保驾护航标准体系

1）建立标准规范、运维可靠的护航标准体系。根据水利各业务系统融合应用、整合共享和云端部署的需求，以及管理组织特点、技术发展趋势，统一制定智慧水利建设的标准规范，包括架构、数据、建设、运营、安全、管理、应用等标准规范及实施细则，实现统一标准规范，减少重复开发建设，实现信息资源共享。

2）建立健全运营模式，运用运营式开发与管理理念。从技术和业务运营层面，建立快速响应、灵活高效的运营模式，细化运营机制、服务流程。

3）构建安全和保密管理技术体系。严格落实安全保密管理责任，建立健全安全保密管理制度体系，细化实施细则，强化安全评估、监测预警、事故应急机制，提高防护水平；开展安全专项审计，开展水利专项网络安全检查，形成常态机制。

3.6 体验优质的泛在惠民服务体系

1）促进水利政务服务智慧便捷、民众数字素养发展提升。融合线上、线下水利服务渠道，建立服务供给和体验优质、渠道更多、覆盖更广、更加精准的水利泛在惠民，全触达的“水利大服务”体系。

2）充分满足和服务社会个性化、差异化需求。整合水利网上办事系统和社会公众服务平台，实现个性化的水利内容定制、多信息渠道、实时消息反馈等服务。为社会公众、企事业单位、政府相关部门、各级水利系统提供个性化，差异化的，精准化的服务。

3）进一步提升服务的对象范围和服务质量。优化以水利信息公开、网上办事、便民服务、民生互动为核心的四大服务内容，推进水利网上办事材料目录化、标准化、电子化及网络共享复用，全面提高水利业务领域为社会公众服务的智能化、专业化水平。

4 结语

新时代智慧水利是实现水利现代化的重要手段，智慧水利建设必须融合信息化时代快速发展的新技术，全面、深度融合水利各项业务，统筹各专业领域，打通政府各部门间的数据壁垒和信息孤岛，形成政府部门的数据集群，做好顶层设计，统一技术标准，规范建设要求，把智慧水利建设推向深入，为新时代水利工程补短板、水利行业强监管提供最坚实的技术保障。