摘要:

摘要:对照国家和智慧水利的要求，分析建设智慧黄河的重要性，基于智慧水利总要求，提出智慧黄河的概念、参考框架和 6 个能力特征。智慧黄河就是以人与自然和谐共生理念为指导，以让黄河成为造福人民的幸福河为目标，以科学完善的管理体制机制、法律法规、技术标准、工程技术、信息通信技术等多要素有机驱动， 实现黄河流域自然水系、经济社会、水生态环境三者健康和谐共生的动态平衡状态。智慧黄河是智慧水利在黄河流域的具体实现。阐述主要建设内容，包括构建数字孪生流域、流域模拟仿真平台、智能业务应用体系；提出建设保障措施。建设黄河流域数字化场景，将黄河流域影响区域内的自然地理、经济社会和生态环境的历史和现势状态映射到信息空间，是智慧黄河的基础；构建黄河数字孪生流域，实现流域重点对象与其孪生体的孪生性，是实现智慧黄河的关键。

摘要:随着物联网、大数据、云计算、人工智能、5G 等新一代信息技术的发展，智慧水利成为当前水利领域的重要研究内容和发展方向。为理清智慧水利的主要研究内容和关键科学问题，进一步推动我国智慧水利发展，介绍当前智慧水利的研究背景，归纳智慧水利的概念、内涵和应具备的属性特征，提出智慧水利总体层次框架，并详细分析各层功能和支撑技术，综述典型应用领域相关智慧系统平台的搭建方法和实验过程。通过对现有理论技术和应用系统的总结梳理，提出：加强基础设施建设，推动信息技术与水利业务深度融合，构建高效知识体系，提高系统可视化能力，完善水利一张图，加强安全保障，制定统一标准协议，解决不同数据规模带来的挑战等，是智慧水利未来主要研究方向。

摘要:智能水利工程的设计方案是当前水利行业研究和实践的热点，工程智能化水平的评价体系也是工程建设者最为关心的问题。针对智能水利工程的概念内涵进行分析，结合行业需求提出水利工程智能化建设的目标是在工程自动化控制的基础上，进一步通过数学模型、智能化算法赋予水利工程自适应和自主优化决策的能力；围绕水利工程智能化建设目标，重点研究提出由数字化、自动化和智能化 3 种类型共 19 个指标组成的评价体系及评价方法。运用本评价体系及评价方法，不仅可以整体性地量化水利工程的智能化建设水平，也可以有效引导智能水利工程设计和运行管理的技术发展方向，促进工程智能化建设的创新发展，从而全力支撑新时代水利工程高质量的建设和运行管理。

摘要:针对突发水事件的各类数据信息对分析事件起因、发展和后续影响有着相当重要的价值。在研究应用现状分析的基础上，利用事件热度与 Bi-LSTM 情感分析 2 个模型，对 2021 年嘉陵江铊污染突发事件进行分析，分析结果说明：事件热度方面，华东、西北地区的公众较为活跃，微博热度具有聚集性和滞后性的特点， 新闻平台则体现出热度的延续性特点；事件舆情方面，微博舆情表现出比新闻平台舆情更为负面的情绪，两者都缺乏相对理性客观的评论。从后续影响角度看，部分气象水文因素导致铊污染二次发生，其次疫情前后，炼钢、冶锌行业利润存在大幅度波动态势，产量受高利润驱动而提高，一定程度诱发此类污染事件。突发涉水事件舆情传播迅速，影响范围较广，事件发展程度与舆情走势息息相关。

摘要:西南河流源区是我国水资源和水能资源的重要储备，国家自然科学基金委员会设立的“西南河流源区径流变化和适应性利用重大研究计划”改善该地区基础数据资料匮乏状况。为发挥该重大研究计划延续性作用，亟需研发西南河流源区数据管理与共享平台。从数据管理与共享角度出发，梳理出多源异构数据集成、数据质量保障、数据全流程管理、数据共享、专题数据展示等功能需求，提出“数据存储—应用支撑—业务逻辑— 应用视图”平台框架，实现西南河流源区多源异构数据的一致性存储、“数据上传—评审—下载—评价”全流程管理及专题数据二三维一体化可视化展示。以数据质量为主线，提出“规范元数据体系 + 数据评审”双重质量控制流程。结合繁杂的数据类型和日益增加的数据量对数据管理提出更高要求，探究未来数据平台改进方向与思路。该研究将为研发适用于西南河流源区数据管理与共享的平台奠定坚实基础。

摘要:地下管线是一个城市的生命线，其中涉水管网在地下管网中又占据非常重要的地位。为充分发挥涉水管网信息在城市建设、规划、管理、防洪减灾中的作用，构建涉水管网地理信息系统，在充分利用现有硬件和软件支撑环境的基础上，构建专业的空间属性数据库，以数据的动态更新、修改存储、展示查询和管理为基础应用，在业务上服务于应急抢险、规划建设、运行维护、共享发布等过程，按权限的不同划分不同的业务应用。系统集管网信息发布、三维预览、数据更新和移动应用平台等子系统于一体，实现地理信息展示、管网综合分析、数据更新管理等关键功能，实现涉水管网信息的集中保存、快捷查询和检索、信息共享和交换，有助于提升城市应急抢险救灾能力，减少市政工程规划建设的失误，提高涉水管网运行维护管理水平，统一管网信息共享与发布机制。

摘要:为提高用水总量预测的准确性，针对现有方法中存在的非线性多维用水因子选取不合理的问题，提出一种融合 KPCA(核主成分分析)和 BP 神经网络的用水总量预测方法。使用皮尔逊相关系数对用水因子进行相关性分析，选择与用水总量最相关的多个因子作为数据输入，利用 KPCA 对预测因子进行降维处理，解决数据间的非线性特征，再采用 BP 神经网络建立用水总量预测模型，网络的权值和阈值采用思维进化学习算法进行调优。采用国家统计局 2007—2016 年度开放统计用水数据进行实验，结果表明：融合 KPCA 和 BP 的用水总量预测方法相对预测误差小于 5%，预测用水精度有明显提升，可以较好预测未来用水总量，为高维非线性数据的预测提供新的优化思路。

摘要:为加快水文监测新技术与装备在水文测报中的应用，在浙江嵊州站、江苏前垾村水文站分别建设智控扫描式声学多普勒流速仪测流系统示范应用站点。智控扫描式声学多普勒流速仪测流系统，通过水下智控转动扫描测流方式使传统的一维流速剖面数据扩展为二维扫描流速数据，并融合计算流体动力学、人工智能等多学科前沿技术，建模仿真河道流场以计算实时流量，原理上可有效提高测流精度和降低人工比测率定分析的工作量。通过对示范应用站点半年时间运行的稳定性和流量监测数据比测分析，得出示范应用站点测流系统稳定可靠，流量监测和人工监测数据趋势基本一致；在流态快速变化期间，测流结果存在一定迟滞性，可采用提升扫描速度的方式提高对流速变化的敏感度；流体及神经网络算法模型还需要进一步优化，结合多模型算法提高智控扫描测流系统的智能化能力，进一步提高流量监测的精度。

摘要:ADCP 目前已在我国水利行业广泛使用，但仪器的检测校准一直没能实现，主要原因是静水槽的水体长期静置，水体中的悬浮颗粒很少，使得 ADCP 在水槽环境中缺乏有效的水中反射物，造成对仪器测速性能的检测难以实现。从分析 ADCP 工作原理和功能模块入手，研究如何解决在静水槽环境下实现 ADCP 检测的难点， 提出通过在水槽水体中增加纳米气泡从而提高对仪器超声波信号的反射能力这一关键技术，以东部某水槽为例， 提出纳米气泡发生系统的具体布设方法，并进行实测验证。通过实际测试验证和对测试结果数据的分析，证明此方法可以实现 ADCP 的静水槽检测，也为我国大量 ADCP 的可靠使用和数据的合理性合法性检验提供路径。

摘要:为研究双翻斗雨量计测量协调性，通过模拟降水建立统计模型，分析上下翻斗排水量的构成因子，上翻斗流失量与倾角及雨强的关系，论证下翻斗流失量的必然性及消失现象，讨论下翻斗流失量被上翻斗的影响程度，以及下翻斗翻转阈值和流失量的合理取值范围。根据上翻斗不同翻转阈值对测量结果的影响对雨量计的测量协调状态进行分类，指出大小雨强两极分化原因和解决方法，得出雨量计最佳协调状态时的数据模型为： 上翻斗翻转阈值接近 0.100 mm，下翻斗翻转阈值接近 0.080 mm，上下翻斗在小雨强下完全同步而大雨强下翻转比例低于 9∶10。实践表明：据此模型将上下翻斗翻转阈值和不同雨强下翻转比例关系纳入双翻斗雨量计检修流程中可明显提高检定效率，也为双翻斗雨量计的分析研究提供新的方法和思路。

摘要:针对当前遥测终端机有线网络通信能力不足，为使遥测终端机具备有线嵌入式以太网网络通信功能， 在分析目前常用的几种代表性的网络接口芯片应用特点的基础上，以集成全硬件 TCP/IP 协议栈的嵌入式以太网控制器 W5500 芯片为例，介绍在遥测终端机中集成 W5500 芯片的应用设计与技术思路，分析其结构特点、接入方式、软件驱动库和使用方法，阐述遥测终端机的几种常用网络通信业务应用方式。通过在遥测终端机内嵌 W5500 以太网控制芯片，移植驱动库，利用其提供的符合 BSD Socket(伯克利套接字)的应用编程接口，开发人员不需要了解 TCP/IP 协议的细节，就可以与远端建立 Socket 连接进行通信，使得终端机可以接入以太网中， 作为其中的一个节点，建立起丰富的网络应用。

摘要:为更有效地推进水文业务的信息化水平，积极利用先进的信息化理念和技术，指导水文行业全面推进信息化建设，提升水文信息化的效能，立足水文业务信息化发展的现状，深入梳理水文业务信息化的建设需求，着眼未来信息技术发展趋势，引入大数据、支撑平台、云计算等新技术新理念，探讨水文信息化发展的基本原则、建设思路和总体框架。研究结果表明：水文信息化要坚持以业务为核心、技术和理念先进、总体规划分步实施的原则，从信息汇聚、数据管理、专业应用和聚焦服务 4 个方面入手，以水文智能感知网为基础、以区域水利信息资源为依托，以水文数据管理和业务应用为重点、以云平台保障体系为支撑，构建智慧水文业务信息系统的总体框架。

摘要:当前北京地区水资源短缺与过度开采问题比较严重，为解决这一难题，开发建设北京市南水北调某干渠自动输水系统。按照不同的业务需求设计，自动输水系统可分为监控、视频安防、水质监测、安全监测、通信及计算机网络等 5 个子系统，采用监控系统对压力和水量等参量进行采集、传输、存储，借助视频安防系统将图像采集及存储，利用通信及计算机网络系统确保信息传递的通达性和安全性，通过水质和安全监测系统确保供水安全，最终建立集动态监测、监控预警、远程控制、实时掌控为一体的联动输水系统。自动输水系统的建设，可实现北京市较为合理的水资源配置，加速地下水逐步置换，也进一步缓解水资源短缺与过度开采问题。

摘要:针对山东省水利系统网络安全威胁感知能力不强、应急处置水平不高等突出问题，结合水利信息系统现状及网络安全实际需求，在山东省水利厅部署态势感知系统平台，全省 16 个市部署网络流量采集引擎，不间断采集分析水利网络数据，实现安全态势实时感知和动态监测，对全省水利重要业务应用开展实战化网络攻防演练，深度检验水利信息系统防护、监测预警和应急处置等能力，进一步发现网络安全深层次问题和隐患。通过部署态势感知系统，开展网络攻防演练，山东省水利系统网络监测预警机制初步建立，网络安全工作队伍得到有效锻炼，网络安全整体水平显著提升，并为构建智慧水利时代全面、智能、联动的网络安全体系提供工作参考。

摘要:水利部颁布的《智慧水利总体方案》将大大提高水利工程的智慧管理水平。以新疆玛纳斯河智慧水环境管理调度系统为例开展研究，分别从智慧化系统的设计原则、结构、建设内容等 3 个方面，提出开展智慧水环境管理调度系统的总体框架结构和实现方法。通过采集河道水文水质、雨污水管网、污水处理厂和泵闸站运行等数据，整合各类数据形成一个完整的智慧水环境管理调度系统，实现玛纳斯河全线涉水设施控制自动化、 管理协同化、决策科学化、服务主动化的目标，发挥玛纳斯河水环境调度管理系统效益，保持玛纳斯河整治的长期成效，打造长治久清的幸福河。

摘要:针对原有信息系统功能相对单一、功能不够合理完善、使用效率偏低、建设广度与深度不足等问题， 江都水利枢纽借鉴先进研究经验，研究精细化管理的各项要求，结合各类业务需求及相互间关系，在原有集中监控、工程管理等系统的基础上，探索精细化管理信息平台总体的建设方案、框架结构及业务模块等，实现复杂数据的直观展示、工程数据的共享、业务管理的闭环化等，极大促进精细化管理的快速落地和推广应用，有效提高水利工程的建设、运行、维护和管理水平，为加快推进水利工程管理现代化发挥重要作用，同时也为省内外类似水利枢纽工程精细化管理信息平台改造及升级提供参考和借鉴。