為了有效的提高水利事業活動的效率,我國的水利管理工作正在逐步引進水利信息化管理技術。水利信息化管理涉及的方面非常廣泛,立足于社會信息化的統一規劃,要開展水利信息化管理首先要做好水利信息的采集工作,充足的資料數據將成為提高水利信息化管理技術的有利保障,在采集大量信息和數據的基礎上,還要做好信息的傳輸存儲和數據處理工作。要充分的利用已知的水利信息資料,并對其進行綜合的分析,讓其對今后的水利管理進行有效的指導。本文作者自身有著豐富的水利管理經驗,在對水利信息化管理特點進行分析的基礎上,指出了進行水利信息管理信息化的必要性,并結合我國水利情況提出了加強我國水利信息技術化管理的措施。
一、水利信息化存在的主要問題
我國水利信息資源開發取得了較大的成績,但從總體狀況看,現代化水平參差不平,主要表現在:1)信息的標準化和規范化工作相對滯后。隨著水資源管理和水環境保護問題的日益突出,需要開發的水利信息資源越來越多,對信息的準確性和實時性要求越來越高,但信息的規范化和標準化工作相對滯后,加上系統的維護管理經費渠道始終未得到很好地解決,致使目前我國在水利信息資源的開發利用和信息服務方面,與國際的差距有逐漸拉大的趨勢。2)對信息工作的認識不到位。水利系統的干部和職工對信息化工作的重要性有了一定的認識,但認識不足,缺乏緊迫感;沒有形成統一的建設機制,水利信息化普及程度還遠遠不夠,甚至部分單位還沒有統一的規劃和明確的發展目標。3)水利信息化發展水平不高。主要表現在:從事水利信息化產品設計與開發的相關機構對行業應用理解不夠深,造成了水利信息化產品的易用性、實用性差,甚至無法推廣或交付使用。信息化發展的保障條件不足。水利信息化工作面廣、量大,信息化技術發展快,而現在國家某些投資政策和項目管理制度不太適應信息化建設要求,導致長期以來在水利信息化建設方面的投入嚴重不足。
二、數據庫在水利信息化管理中的應用
水利工程基礎數據庫: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、水位統計及洪水位比較、控制站設計水位流量關系等。(3)堤防工程:堤防長度、堤防標準、堤防作用、堤防橫斷面、加固情況、涵閘虹吸穿堤建筑物、險點隱患、護堤(壩)工程等。(4)河道整治工程:干流險工控導工程狀況、支流險工控導工程狀況、工程靠溜情況、險情搶險等。(5)分滯洪工程:特性指標、水位面積容積、堤防、分洪退水技術指標、滯洪區經濟狀況、淹沒損失估算、運用情況等。(6)水庫工程:樞紐工程、水庫特征、主要技術指標、泄流能力、水位庫容及淹沒情況等。
水質基礎數據庫:完成數據庫表結構的設計,在整編基礎上,逐步形成包括基本監測、自動監測和移動監測等水質數據內容的水環境基礎數據庫,開發數據庫接口程序和服務軟件,為水資源優化配置、水資源監督管理、水資源規劃和科學研究提供水環境基礎信息服務。(3)水土保持數據庫:規范數據格式,完成數據庫表結構設計,逐步建立包括自然地理、社會經濟、土壤侵蝕、水土保持監測、水土流失防治等信息的水土保持數據庫。(4)地圖數據庫:采用地理信息系統基礎軟件平臺,對數字地形圖進行數據入庫,建立地圖數據庫。要求地圖數據庫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)地形地貌數字高程模型:利用地形圖地貌要素或采用全數字攝影測量的方法,生成數字高程模型,直觀表示地形地貌特征,并利用DEM 進行各種分析計算,如沖淤量計算、工程量計算、庫容計算、斷面生成以及洪水風險模擬、嚴密范圍分析等。(6)地物、地貌數字正射影像:對重點區域、重點河段進行航空攝影成像,采用全數字攝影測量系統,編制數字正射影像圖,清晰、直觀表示各種地物、地貌要素。(7)遙感影像和測量資料數據庫:收集衛星遙感影像,編制區域遙感影像地圖并建立遙感影像數據庫。根據不同時期的遙感影像,反映全區域治理開發成果,實現對本地區的動態監測。測量資料數據庫包括各等級控制點、GPS點、水準點資料,表示出點名、點號、等級、坐標、高程及施測單位、施測日期等。
三、強化信息中心的執行職能
為順利推進和實施水利信息化工作,除要求信息化主管部門參與相關決策,還要求實施部門具備相應的職能、能力。作為信息化工作具體執行及日常運行維護的保障部門,需要進一步落實和強化職能,加強能力建設,穩步推進信息化建設順利開展。推進信息化建設工作,除了要在政策法規、規劃計劃、財務等方面加以引導和規范,從立項、實施、運行維護等信息化建設全環節加以控制外,各級信息中心要加強自身能力建設,要為各級水利業務部門開展信息采集、數據傳輸、應用支撐、安全保障,以及其他水利信息化的相關建設工作提供必要的服務與支持。各級水行政主管部門要重視水利信息化專業隊伍的建設,形成集中的水利信息化人力資源優勢,充分發揮人才隊伍的專業化、整體化、系統化的建設與運行管理作用,促進水利信息化建設健康有序發展。
四、GIS (地理信息系統)技術的應用
4.1 通過GIS 技術實現水質監控和數據分析
水利工程同時也是環境工程,但隨著社會經濟的發展,水資源不斷受到污染,民眾越來越關注水質狀況,對水質的實時監控和分析已成為水利信息化管理的一個日常重要工作。只有掌握瞬時變化的水質信息,才能對環境質量進行動態評價和有效監督,才有可能應對水污染突發事件。運用GIS 對水質信息進行管理,可以合理地選擇能代表水質總體狀況的站點,進行自動實時的監測。不同的水污染類型( 主要包括水體富營養化、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出不同的特征,結合GIS 的空間數據和GPS 的定位數據進行遙感影像分析處理,可以快速地獲取水污染的類型、地點及其污染范圍,并以專題圖的形式直觀生動地表現在用戶面前。同時,結合地理地質信息、人文信息、供水信息和其他相關環境因素,形成綜合信息圈,為應對水污染的突發事件提供決策依據。
4.2 通過GIS 模擬和監控水資源調度
水資源調度涉及大量的空間特征信息,GIS是空間型的信息系統,能很好地處理各類空間特征信息,利用遙感技術進行地表水和地下水資源量的估算,監控和計算降雨量分布,并結合估算的水資源分布及供求量情況,將GIS 與水資源調度模型集成,直觀演示調水過程,模擬不同的水調方案,實現調度管理的可視化,更好地發揮輔助決策的作用。水資源調度過程主要分為3 大部分,前期預測和調水模型推演,調水過程監控,后期統計分析,這3 步驟中GIS 技術都將發揮主要作用。在調水之前通過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識出來,能查詢該地域監控設備的信息和維修記錄。通過GIS 地圖展示當前水資源分布,結合用水單位的需水情況,通過不同的調水模型進行模擬推演,最終確定最佳的調水方案。
結語:
隨著世界范圍內的氣候變化,影響水利使用效果的因素越來越多,對水利的管理業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,就要加強對水利資源的管理和水利信息資料的收集。隨著科技的進步,許多高新技術被應用到水利信息管理中來,其中包括數據庫管理系統的引入、地理信息系統的應用等等。這些技術完善和加強了我國水利信息技術的效果,通過信息化的手段加強了對水利資源的管理。本文作者根據自身豐富的工作經驗,介紹了一些水利信息管理技術的特點,對加強我國水利信息管理提出了一些自己的看法。
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