2022(3):1-9. DOI: 10.193/j.17-905.2022.03.001
摘要:水利信息化是现代信息技术和水利、供排水等多学科交叉的研究领域,正在获得政府水行政主管部门和学术界学者越来越多的重视和关注。研究选取1996—2020 年 CNKI 数据库收录的水利信息化和智慧水务等文献作为样本数据,以 CiteSpace 和 VOSviewer 知识图谱可视化软件为支撑,采用文献计量方法对水利信息化研究群体及历程,以及不同发展阶段的研究热点进行分析。结果表明:水利信息化已初步形成政府机构、科研院所、高校及产业界共同推进和合作研究的局面,研究初具规模,但以理念探讨和定性研究为主,理论和权威性研究成果较少。水利信息化研究自1996年起步,2001—2010 年为信息系统大规模建设与应用阶段,2011 年起开始进入智慧水务研究和建设的新阶段,预计未来在政策引导、技术创新和业务需求“三轮”共同驱动下,研究成果将快速增加,研究手段逐渐从定性描述转向定量研究。
2022(3):10-14. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.002
摘要:为提高河长制工作效率和水环境治理能力,提出实现智慧河长系统的关键技术和应用实现方案。针对河湖监管水平较低、信息化资源共享程度低和精细化监督管理水平较低等问题,通过水质水量自动监测、工业企业污染溯源监测、视频监控、无人机与卫星遥感监测形成空天地一体化前端感知体系,研究河长制数据整合汇聚、大数据分析和 AI 图像识别等智慧河长系统关键技术,采用智慧感知层、基础设施层、大数据中心层、支撑平台层、应用系统层、用户层 6 层架构构建智慧河长系统,实现水质分析、污染溯源、岸线监管、水面异常监管等重要功能。实现河长制工作从前端感知、后台分析、辅助决策全过程智能化管理,有效解决河长制工作中河长履职监管和河湖数据整合等难题。
2022(3):15-21. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.003
摘要:为评估华北地区地下水超采治理河湖生态补水成效,基于现有国产卫星遥感影像覆盖能力,收集 2020 年华北地区 22 条(个)河湖流域卫星遥感动态监测影像数据,以相关水利基础数据为依据,构建一套完整的针对华北地区地下水河湖生态补水成效的水体遥感监测方案,将影像进行正射、融合、裁剪等预处理后,运用水体指数和深度学习 2 种方法对预处理后的遥感影像进行解译分析,提取河湖流域水面面积和有水河段长度,并结合河湖生态补水量进行验证,分析年内变化规律。监测结果表明:2020 年 7—12 月期间华北地区补水河湖水面面积和有水河段长度减少趋势减缓,并出现增加趋势。通过生态补水有利于缓解超采区水面面积减少趋势,验证通过统筹多种水源、调节时空布局,开展河湖回补地下水的方案是确有成效的。
2022(3):22-27. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.004
摘要:综合办公应用作为较早运用 IT 技术实现业务流程化、自动化信息系统之一,发展历时长、成熟度高、 应用范围广,已成为现代社会组织日常管理重要技术支撑,为提升管理效能发挥了重要作用。但受认识水平、 技术发展、管理模式等诸多因素限制,目前建设和投入使用的综合办公应用,在管理业务覆盖、业务流程衔接、业务信息共享和管理业务协同等方面,均存在不同程度的问题和不足,尤其缺乏智慧化感知决策能力,用户满意度不高、能用不好用的现象普遍存在。通过分析综合办公应用现状、主要问题和面临形势,以人、财、 物、事为主线,以面向对象和业务流程为原则,以实现一数一源共建共享和全流程业务协作为目的,为面向智慧化的综合办公应用设计与实现提供思路和内容借鉴。
2022(3):28-34. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.005
摘要:生产建设项目地块数量多而分布分散,当前开展自动化遥感提取生产建设项目地块的研究较少,仍主要采用人工目视解译遥感影像的方法进行提取,存在效率低、成本高、稳定性差等问题。基于高分一号 (GF-1)遥感影像,分析归纳不同类型和阶段生产建设项目组成地物的光谱、形状和空间特征,将防尘网确定为在建生产建设项目检测的特征地物,比较分析不同场景下 DeepLabv3+ 和 PSPNet 2 种深度学习方法对防尘网的提取结果。研究结果表明:不同难易程度场景下,DeepLabv3+ 模型的识别结果均明显优于 PSPNet 模型,从而为在建生产建设项目防尘网的遥感监管提供一种新模式。快速获取生产建设项目地块的位置和边界信息,对提升水土保持监管效率、保护区域水土资源具有重要意义。
2022(3):40-45. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.007
摘要:抽水蓄能电站上、下水库落差大,水头高,针对输水系统沿线山体地下水位变化的监测和预测对电站安全运行过程中的监测分析具有重要意义。为实现施工期山体水位预测,通过环境监测站获取多项环境监测数据,结合 PCA(主成分分析)和 GA(遗传算法)优化 BP 神经网络方法,建立 PCA-GA-BP 优化模型对地下水位进行预测。选取广东某抽水蓄能电站环境量及输水系统沿线山体水位孔数据,在分析测点、测站布置及地下水位影响因素基础上,对优化算法模型进行验证、比较。实验结果表明:优化模型具有较高预测精度,在高、 中、低水位预测中综合相对误差较低,决定系数更高,均优于单 BP 预测模型,并通过 PCA 法使得网络拓扑结构更简单,提高综合预测精度,具有较好的预测效果,在实际运用中可以为安全分析、工程预警等领域提供一定参考。
2022(3):46-50. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.008
摘要:河流水能资源梯级开发对水文站水文监测造成了较大的影响,水位流量关系变得散乱,在洪水涨落过程或水利工程回水影响期,现用的综合水位流量关系法推算的实时流量可能出现较大偏差。为应对受水利工程回水等因素影响下的水文监测难题,探讨用落差指数法对受影响水文站水位流量关系进行单值化处理,用实测水位信息推算出实时流量,从而实现流量在线监测。以珠江流域西江干流大湟江口水文站为例,用该站 2017 年以来的实测资料,对落差指数法有关参数进行率定,以单值化关系推算流量。分析结果表明:所推算流量的精度满足规范要求,基本解决大湟江口水文站受影响后的流量实时在线监测和水文资料整编定线难题,可为开展西江干流浔江河段水情预警、生态流量监控、水文分析评价提供良好的实时流量信息支撑。
2022(3):50-56. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.009
摘要:目前对防洪重大事件新闻舆情研究较少,针对今日头条平台中关于长江 5 号洪水过境重庆期间,头条新闻的新闻报道和公众评论组成的新闻舆情进行研究。基于自然语言处理的中文分词、LDA 主题模型等方法对由新闻报道和公众评论建立的语料进行探究,通过添加防洪先验知识改进 LDA 主题模型挖掘效果,从起始、集中、衰退 3 个阶段进行舆情发展思考,从新闻媒体和公众 2 个方面对洪水过境重庆的热度和主题 2 个维度组成的热点进行分析,提出防洪重大事件新闻舆情挖掘分析框架。分析结果表明:新闻舆情时间性强,热度、主题与时间关联度高,新闻舆情热点演化过程与洪水演进过程基本一致,可为政府部门把握舆情演化路径、提前做好舆情预警、掌握舆论主动权提供参考。
2022(3):83-87. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.015
摘要:哈密市山洪灾害具有峰量大且集中、涨峰持续时间较短、破坏力大等特点,山洪的监测监视和实时预警是灾害防御的重要手段。哈密市山洪灾害预警信息平台的设计与实现,遵循哈密市防汛减灾“以时间换空间、以空间换时间”的思想理念,在哈密市水利一张图、一张网、一个库的基础上,汇聚气象、雨量、水位、 视频、应急预案和防汛工程图及相关责任人通讯录等防汛减灾联合调度的关键信息,以前端感知、信息监测和分析研判为主线,实现汛期雨水情的实时监测、监视、预警等,做到提前监测发现和应急准备,为防汛值班、 预报预警、应急处置、安全度汛提供技术支撑和保障。同时,实现哈密市中小型水库视频监视的汇聚,形成统一的视频监视平台,为哈密市委市政府组织应急局、气象局、水利局等多部门协同作业,发挥联合决策、调度优势提供支撑。
2022(3):58-61. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.010
摘要:基于光学透射原理设计研发的泥沙含量测量系统采用整体浸没式测量,具有量程大(0.001~100 kg/m3 ), 测量精度较高(误差在 ±6% 以内),响应时间短(< 5 s)和网页实时展示数据等特点,能够满足特定河湖区域泥沙含量的测量需求。详细介绍整套系统的测量原理和构成。通过比对实验验证该技术在实际运用中的精度较高,测量值与真实值的相对误差能够达到 6% 以内。这项技术可以作为一种新型量测手段代替人工取样方法运用于泥沙含量测量。这套系统现已部署于江苏省沭阳水文水资源监测中心新沂河测量断面,进行泥沙含量的 24 h 在线监测。在实时监测过程中在线监测结果定期和人工取样结果进行数据比对,两者误差在 6% 以内。并且利用系统进行多点测量,研究泥沙含量在不同深度下的历时变化曲线,绘制测量断面的垂向泥沙含量剖面曲线。
2022(3):62-66. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.011
摘要:为实现黄河水文人工测验数据的数字化,解决自动监测数据的摘录与格式转换等资料整编难题,基于 B/S 结构构建黄河水文测验数据在线处理系统,设计水文测验原始资料库表结构,可对人工测验数据进行在线录入与计算、自动监测数据进行在线摘录与整编格式转换后,直接存储于水文测验原始资料数据库中,对数据库中的水文测验原始数据还可按照制定的审查规则进行数据的自动审查,检查其合理性。系统在黄河水文河南测区 1 a 多的运行表明:系统符合基层水文站的测算需求和使用习惯,不但提高人工测验数据的准确率与记载格式的规范度,也提升自动监测数据的摘录与数据格式转换的工作效率,可实现水文测验数据的“日清月结”。
2022(3):34-39. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.006
摘要:针对传统建立水库相关数据库的方法多为线下人工统计,受到诸多因素制约的缺陷,将网络信息、电子地图及遥感影像等数据综合利用起来,实现水库自动提取。利用网络爬虫从官方水利政务网站抓取相关信息,筛选出最新的水库名称及所属地等数据,再根据水库名称及所属地,调用百度、高德等地图网站提供的应用接口,获取水库的空间坐标信息,并利用水库坐标对遥感影像做缓冲区分析,提取出水库水体范围,得到 1 个含有水库名称、坐标、面矢量图的水库基础数据库。经过验证,提取结果的查准率为 0.973 5,查全率为 0.611 3, 作为二者的调和平均值达到 0.751,能够完整监测并提取出大中型水库,但对小型水库的监测提取效果一般,可解决传统水库提取方法需要先验知识的问题,提高对水库的区域性动态监测能力。
2022(3):66-71. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.012
摘要:为解决供水全流程、各环节的有效管控,确保城乡居民用水安全,应用新科技和互联网思维促进和带动水务现代化,提升水务行业社会管理和公共服务能力,提出基于供水全生命周期管控的智慧水务平台解决方案。该平台充分利用物联网、大数据、移动互联网等新技术,汇聚生产、输配、运营、管理各类关键数据,进行多源信息融合处理、存储、分析,实现水源监管、生产管理、管网监控、营收管理、河湖长制、智慧应用等各类业务的供水全生命周期智慧化管控,平台的投入使用提高水务公司日常的运营效率,有效降低供水管网爆管率及漏损率,提升水务公司公共服务能力和水平,增强供水各环节多源异构数据的融合共享及智慧应用。
2022(3):72-77. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.013
摘要:水资源量评价是水资源公报编制和动态水资源评价的核心内容和难点之一,为解决传统水资源量评价工作模式受时空限制,导致信息获取不灵活、工作效率不高的问题,开发宁夏水资源量评价系统。宁夏水资源量评价系统采用数据层、逻辑层、表现层的软件分层模式构成,在存储服务器上完成关系数据库、文件存储和缓存系统的部署,在应用服务器上安装应用、专业计算和 GIS 服务等系统;基于测站降水、径流、地下水等基础数据,自动实现等值线的绘制,实现各分区地表和地下水资源量及总量的自动计算,可进行计算成果的查询与导出,以及相应报表的统计和导出。充分运用现代信息技术,实现数据报送、储存、统计分析与计算、成果汇总等功能,可提高评价工作效率,为今后长效动态评价奠定基础。
2022(3):78-83. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.014
摘要:近年来新疆生产建设兵团水利信息化建设快速发展,但没有形成全面服务、有效支撑、共建共享、协同工作的局面,针对水利信息化应用信息孤岛、数据孤岛、业务割据的状况,兵团开展水利信息资源整合共享工作。结合兵团水利信息建设现状,资源整合与共享采用面向服务的 SOA 架构,基于 J2EE 平台设计、开发、 部署系统,采用 Spring,Struts,MVC 等技术实现异构资源集成,运用 Web Service 解决业务应用服务共享,以 WebGIS 技术提升地图和功能服务能力,解决兵团水利信息化整合中的关键技术和应用服务问题。已初步建成水利信息资源整合集成、业务协同与高效应用的共享服务平台,提升兵团水利信息应用保障能力和服务水平,提高水利行政管理效能,为类似的水利信息化整合共享提供解决方案。
2022(3):88-94. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.03.016
摘要:基于泉州市水资源条件、水治理体系与治理能力的现状,针对水资源调配工程体系缺乏开展科学调度的非工程配套措施等实际问题,为有效保障新时期发展阶段全市居民与工农业的用水供水安全,泉州深度融合水资源智能预测与调配模型,基于多源异构、纵横联动、共享服务的水利大数据与智慧水利基座提供的底层支撑能力,通过多业务联动的大数据分析与计算,构建综合决策智能应用,建立以水资源调配业务为核心的综合平台。最大程度赋能水资源优化配置与供给保障,为泉州现代水网工程体系实现“多源互补、丰枯调剂、环境优美”的目标提供有力支撑与强力驱动,助力破解新时期泉州市发展面临的水资源制约问题,为省市一级智慧水利体系的规划建设提供参考,助力国家新阶段水利高质量发展。