引論：我們?yōu)槟砹?篇智慧水利發(fā)展現(xiàn)狀及關鍵技術研究范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

0引言

隨著全球自然環(huán)境問題的日趨嚴峻，人與自然之間關系的和諧處理，自然資源的合理開發(fā)、利用和保護等，成為當前人類社會關注的焦點。水是人類生命之源，也是人類社會發(fā)展的重要基礎資源，從某種程度而言，人類社會的發(fā)展史就是一部水利開發(fā)史。從工業(yè)時代開啟以來，人類對于水資源開發(fā)利用的需求急劇上升，并在此過程中對水環(huán)境、水生態(tài)造成巨大破壞和污染，全球水資源、水環(huán)境面臨著嚴峻的形勢，加強水資源保護，轉(zhuǎn)變水資源開發(fā)利用模式，成為解決當前水資源可持續(xù)開發(fā)利用和水環(huán)境平衡穩(wěn)定問題的關鍵。智慧水利是在IBM“智慧地球”理念下提出的一種水利領域新型發(fā)展模式，是基于信息化、智能化的一種水利發(fā)展高端形態(tài)。中國是水資源相對短缺的國家，尤其是社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展對水資源的消耗巨大，資源供給與需求之間的矛盾比較突出，同時水環(huán)境污染問題、水災水患等問題也比較嚴重，智慧水利發(fā)展對中國來說意義重大。從水利信息化到水利智能化再到水利智慧化，中國智慧水利發(fā)展在國家水利部行政管理部門、科研院所、流域機構和相關企業(yè)的大力推動下不斷加速，正在成為水利行業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要突破口。2021年全國水利工作會議要求全面提升智慧水利建設水平，《人民論壇》研究推進智慧水利系統(tǒng)建設，智慧水利在水利事業(yè)發(fā)展中的戰(zhàn)略價值和意義突顯。基于文獻研究，就當前智慧水利發(fā)展現(xiàn)狀和一些關鍵技術的研究進展進行探討，以期能夠為相關研究提供一些參考與借鑒。

1智慧水利的概念和內(nèi)涵

1.1智慧水利的基本概念

智慧水利是在“智慧地球”概念基礎上延伸出來的一個子概念，是水利領域基于新一代信息技術從數(shù)字化、智能化到智慧化的發(fā)展過程，是水利信息化的高級階段。IBM“智慧地球”概念，是從智慧型基礎設施建設入手，將傳感或感應裝置嵌入到各種人類賴以生存、生活的基礎設施中，如輸用電設備和線路、交通基礎設施和運輸工具、橋梁大壩以及供水系統(tǒng)設備等，然后將這些具備了傳感功能的物體或設備相互連接，形成一種“物聯(lián)網(wǎng)”。在此基礎上，再將這種“物聯(lián)網(wǎng)”與以計算機為載體的“互聯(lián)網(wǎng)”相融合，形成人與物兩個系統(tǒng)間的信息聯(lián)通。從某種程度來說，智慧水利屬于“智慧地球”大系統(tǒng)的一個組成部分，是以水利領域新一代信息技術應用為基礎構建的一種高度智能化的水利信息管理系統(tǒng)。

1.2智慧水利的內(nèi)涵

智慧是一個十分抽象的概念，一般特指生物所具有的自主性、創(chuàng)造性的思維活動能力。所謂智慧地球、智慧水利就是將人的這種思維活動能力映射賦予了這些特定對象，通過技術手段來使之更接近于人的思維特征。智慧水利就是利用了新一代信息技術如云計算、大數(shù)據(jù)及人工智能等，使水利對象在運行過程中所產(chǎn)生的信息能夠被自動感知、記憶、存儲和分析判斷，并通過數(shù)據(jù)信息的廣泛共享和集中管理，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的資源整合，進而為水利業(yè)務提供更為精準、專業(yè)的智能分析和泛在服務，全面提升水利管理和決策的水平。從這個角度來說，智慧水利的內(nèi)涵主要包括以下幾個方面的特征：一是要具備對水利對象全要素的感知能力。能夠全面感知到水利對象的各種狀態(tài)指標是智慧水利的基本特征。地面監(jiān)測站、衛(wèi)星遙感及無人機遙感監(jiān)測等構成的空天地一體化監(jiān)測感知體系，是實現(xiàn)對各種類型水利對象進行全要素感知的基礎。二是水利物聯(lián)網(wǎng)的形成以及與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合。水利物聯(lián)網(wǎng)的形成是智慧水利的重要特征之一，不但要將各種類型的水利對象聯(lián)通形成網(wǎng)絡，同時要與互聯(lián)網(wǎng)進行深度融合，實現(xiàn)水利系統(tǒng)各種物的數(shù)據(jù)的全面整合以及和互聯(lián)網(wǎng)信息平臺的互聯(lián)互通。三是水利信息跨平臺、跨系統(tǒng)分享和資源整合。水利系統(tǒng)是一個十分復雜、龐大的綜合性系統(tǒng)，智慧水利應具備跨系統(tǒng)、跨平臺的數(shù)據(jù)信息分享和整合能力，才能在更高層次和更大空間范圍內(nèi)實現(xiàn)高效、智能的數(shù)據(jù)分析和挖掘，進而為水利業(yè)務提供更為全面、精準的信息服務支持。四是能夠通過機器學習、深度學習具備解決復雜水利問題的能力，能夠結合水利水文專業(yè)模型與知識，實現(xiàn)場景式態(tài)勢智能推演，為水利決策提供科學依據(jù)。

2智慧水利發(fā)展現(xiàn)狀

國家對于水利信息化建設一直都十分重視，從“十五”開始，水利部便對水利信息化建設進行了總體部署，多年來在水利信息化建設方面所取得的成果，為智慧水利的發(fā)展打下了堅實的基礎。早在2003年，水利部就發(fā)布了第一部全國性的水利信息化發(fā)展規(guī)劃，即《全國水利信息化規(guī)劃（“金水工程”規(guī)劃）》，為在全國水利系統(tǒng)開展水利信息化建設提供了指引和統(tǒng)籌安排。此外，《水利信息化頂層設計》《水利信息化資源整合共享頂層設計》《水利網(wǎng)絡安全頂層設計》等智慧水利發(fā)展綱領性文件，在防汛抗旱、水資源管理及水土保持等細分領域?qū)嵤┑男畔⑾到y(tǒng)建設指導性文件，都有力地推動了水利信息智慧化建設。截止目前，水利系統(tǒng)在信息采集和工程監(jiān)視方面的建設成果顯著，省級水利信息采集點全國范圍內(nèi)建設超50萬個，縣級水利信息視頻監(jiān)視點建設超12萬個，其中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享接入的采集點、視頻監(jiān)測點規(guī)模達到了10萬個以上；全國省、市、縣三級約90%以上的水利部門在水利業(yè)務方面實現(xiàn)了聯(lián)通，形成了全國性的水利業(yè)務網(wǎng)絡；在水利通信方面形成了衛(wèi)星通訊設備、衛(wèi)星短報文傳訊站等多通道通信體系；水利部基礎設施云，縣級以上數(shù)據(jù)存儲服務器不斷擴容等，都使得水利數(shù)據(jù)計算存儲能力不斷增強。近年來數(shù)字水利向智能水利、智慧水利加快了發(fā)展進程，積極探索新一代信息技術在水利領域的應用，推動智慧水利快速發(fā)展。如浙江臺州智慧水務建設工作，無錫利用物聯(lián)網(wǎng)技術對太湖水質(zhì)、藍藻、湖泛等進行智能感知，實現(xiàn)藍藻打撈及運輸車船的智能調(diào)度。浙江舟山應用大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”技術；上海市構建的雨情自動測報、積水自動監(jiān)測采集網(wǎng)；《江西省智慧水利建設行動計劃》等建設實踐。

3智慧水利建設的關鍵技術

3.1高精度、低成本物聯(lián)網(wǎng)傳感技術

物聯(lián)網(wǎng)傳感技術是智慧水利發(fā)展的關鍵基礎支撐技術之一。水利系統(tǒng)擁有十分龐大、復雜的運行體系，水利對象復雜多樣，要實現(xiàn)萬物互聯(lián)，對傳感技術提出了較高的要求，很多水利對象所要感知的性能指標和參數(shù)不僅包括一些常規(guī)項如溫度、濕度、位置變化等，還包括一些特殊的性能指標如強度、濃度等，這使得傳感器的種類及應用精度成為關鍵技術問題。就目前來說，智慧水利的主要應用場景包括了城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉、河湖水質(zhì)監(jiān)測、水工建筑安全監(jiān)控、洪旱災害風險評估與預警等，水利對象感知所涉及到的傳感器類型包括了溫度傳感器，濕度傳感器、水位傳感器、壓力傳感器等。一些水利對象感知所要求的傳感精度并不是很高，如使用場景十分廣泛的液位傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等，目前基本能夠?qū)崿F(xiàn)低成本大范圍的應用；但在一些應用場景中卻涉及感知精度要求較高且感知類型較為特殊的水利對象，這些傳感器一般應用于精密測量，造價高昂，大面積應用尚難以做到低成本和高精度的平衡。

3.2大數(shù)據(jù)傳輸、存儲和挖掘技術

基于水利領域物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)深度融合的智慧水利，水利業(yè)務各項工作開展必將產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)的傳輸、存儲和分析挖掘技術，是智慧水利發(fā)展所面臨的關鍵技術。水利系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源主要包括三個方面，即人、物和環(huán)境。人的數(shù)據(jù)主要是指人在水利各項業(yè)務活動中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，包括經(jīng)濟信息、管理信息等；物的數(shù)據(jù)主要是指自然或非自然的水利對象如水利基礎設施、設備等在運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息；環(huán)境數(shù)據(jù)則主要是指影響水利對象狀態(tài)的各種自然環(huán)境數(shù)據(jù)和人工環(huán)境數(shù)據(jù)，如氣象數(shù)據(jù)、流域地質(zhì)和水文數(shù)據(jù)、水體生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)等。所謂智慧水利是在對水利系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)進行大范圍采集的基礎上進行的傳輸、存儲和分析處理，進而提高水利治理的智能化水平。對水利對象的透徹感知是實現(xiàn)數(shù)據(jù)大范圍、大規(guī)模采集的基礎，而數(shù)據(jù)的傳輸、存儲和分析處理則是實現(xiàn)水利自動化、智能化、智慧化管理的核心所在。目前，國家智慧水利在構建全面透徹的空天地一體化感知網(wǎng)絡方面取得了有效進展，但在確保感知水利大數(shù)據(jù)高效傳輸和安全存儲，大數(shù)據(jù)分析處理必需的存儲和算力研究還有待進一步的技術突破。

參考文獻：

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［3］張大富，韓留生，孫廣偉，等.融合水利水文專業(yè)知識的智慧水利關鍵技術研究［J］.科學與管理，2020，40（5）：106-110.收稿日期：2022-11-26

作者:陳繼明 單位:江西省宜春市袁錦水利工程服務中心