2022(5):1-7. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.001
摘要:针对我国防洪减灾业务流程未打通、数字底板不完全、孪生场景难构建、决策支持不到位等现状问题,基于水利部数字孪生建设和流域防汛“四预”能力提升的总体要求,研究一站式防汛流程搭建、数字孪生场景实现、防汛结构化知识体系构建等关键技术,应用关键技术梳理平台数字化需求,设计并研发数字孪生流域防汛“四预”平台,实现流域自预报预警、形势研判、决策调度至抢险支持等全流程封闭的一站式防汛。“四预”平台先后在浙江钱塘江、雄安白洋淀、济宁泗河流域及郑州贾鲁河等上线应用,实践应用表明:“四预”平台有助于提高流域防汛的“四预”能力,对加强水库拦蓄、保障大坝安全、提高抢险效率、降低人员影响、减少经济损失等起重要作用,具有一定的实用价值。
2022(5):8-14. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.002
摘要:安全生产是发展的底线,智慧化监管是安全生产现代化管理的必备手段。面向水利全过程、全领域、 全环节安全生产要求,在简要总结德州水利安全生产智慧监管成效,深挖细查数据采集、信息融合、系统运维保障和应用等主要问题的基础上,以安全生产数据为支撑,以安全生产双重预防体系和标准化建设为抓手,以防范化解重大风险、坚决遏制特大事故为焦点,以风险预警管控、隐患排查消除、应急联动处置为重点,以立体化监测、精细化管理、智能化决策和便捷化服务为目标,在全局性、系统性、应用性、实践性、开放性方面提出发展重点,在监管运维方面提出实施要点,以期为同类工作提供参考借鉴。
2022(5):15-19. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.003
摘要:为促进水利建设行业的数字化技术发展,提高设计质量和效率,加快水利工程建设的数字化转型,以崇明岛堡镇港等 4 座水闸外移工程为例,基于 BIM 技术进行参数化设计研究与应用,通过协同设计、参数化模板库、精细化建模、有限元分析等技术实现 BIM 技术在数字设计中的全要素和全过程的应用,推动水闸建设的数字一体化设计的发展,提升设计品质和效率。另外,通过构件数据编码与数字化模型管理平台相连通,实现模型构件、信息的数字化管理及传递,为全生命周期内的智慧工程应用提供坚实的数据基础,有效推进设计过程的精细化管理,为后续其他水利工程项目的 BIM 应用提供良好的理论支持。
2022(5):20-26. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.004
摘要:水利作为涉及国计民生的关键信息基础设施重要行业之一,在全球严峻的网络安全形势下,水利网络安全防护工作显得更为重要。为提升水利网络安全防护水平,有效降低网络安全隐患,对当前广东省水利网络安全存在的安全隐患展开分析,分别从通信网络、应用系统、数据、管理 4 个方面系统地分析当前水利网络安全存在的问题与风险,并从管理、技术、运营三大体系对水利网络架构进行总体设计,提出具有水利特点的 “分区分域、多层防护”网络安全等级保护综合防御体系。通过部署落实相关安全策略和防护设备,可以有效提高网络安全的综合防御水平,为加强广东省水利网络安全防护和构建水利网络安全保障体系提供总体思路, 具有一定的应用意义。
2022(5):48-52. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.009
摘要:常见高程系统包括大地高、正高及正常高系统,由于 GPS 测量的大地高在实际测量中的应用十分有限,须采用高程拟合技术,将大地高转换成为正常高,但转换过程中会出现高程异常,因此采用拟合方程对已知高程进行异常处理。高程拟合方法包括多项式与多面函数拟合法,在 GPS 拟合原理基础上,对二次多项式、 三次多项式、多面函数 3 种拟合方法的高程异常及拟合差值进行分析计算,并将拟合方法应用于地形起伏差异不同的 2 个测区,对 3 种拟合方法的精度评定进行比较分析。结果表明:三次多项式拟合方法的精度要优于二次多项式和多面函数的拟合精度,说明三次多项式拟合更适用于水利测绘工程,且通过三次多项式拟合方法可减少水利测量工作,提高测量精度和工作效率。
2022(5):26-31. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.005
摘要:为及时准确得到阴雨天气下的洪水淹没区域及受灾情况,以巢湖流域作为研究区域,选择灾前、灾后的 Sentinel-1 影像作为数据源,基于 SDWI 指数及直方图双峰法提取水体信息,结合 Landsat 8 数据对山体阴影进行去除,快速提取洪水淹没范围,分析洪涝灾害前后时空变化特征,并结合 Landsat 8 数据获取的土地利用类型分类图,对受灾地区进行灾情评估。结果表明:2020 年 6—9 月巢湖流域重灾区域集中于巢湖西部、东部、北部,耕地、居民地受灾程度严重;利用多时相 Sentinel-1 影像快速提取洪涝受灾情况,可为国家减灾备灾、应急救灾、恢复重建工作提供有力的数据支撑。
2022(5):38-42. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.007
摘要:为规范水利信息化项目设计概(估)算编制,合理确定投资,针对水利信息化项目多学科、多行业交叉融合的特点,通过分析国内外相关标准规定,调研典型水利信息化项目实际情况,侧重解决概(估)算编制的重难点问题。提出符合水利信息化实际的项目划分、费用组成与单价构成,并结合软、硬件费用编制的特点,给出相关计算方法,最后通过实例应用验证相关结论。结果表明:水利信息化项目有别于常规水利工程以土木工程为主的特点,是以附加值含量高的软硬件设施设备为主体的新型基础设施项目,设计概(估)算编制应注重合理确定软硬件设备价格,根据项目实际情况科学划分并计算相关费用,才能满足项目设计概(估)算阶段投资控制的需要。
2022(5):43-47. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.008
摘要:如何更加高效地存储和处理海量非结构化数据,已成为水利行业信息化建设亟待解决的难题,水文预报业务作为水利行业的核心业务,选择合适的数据库是首要任务。对目前国产主流数据库进行梳理,将非结构化数据库分为数据库结合 NAS、数据库大字段、多模数据库 3 种类型,针对每种类型,分析原理、特点、数据处理时效性、支持的数据量、数据查询效率等多个方面,对部分类型进行压力测试,获取量化性能指标,使选型者可以结合自身应用场景进行比较分析选择合适类型,并基于水文预报业务数据库选型经验,提出水利非结构化数据库选型建议。通过分析认为不同的业务需求适合不同的数据库类型,对于水文预报业务这类海量非结构化数据存储管理、且数据处理能力要求高的场景建议选用数据库大字段或多模数据库。
2022(5):52-56. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.010
摘要:无人机测流系统是将雷达波流速仪集成在无人机上的一种非接触式河道流量测验方法。针对铜仁水文监测工作在遇超标准大洪水或恶劣环境下水文应急监测手段单一、数据精准度不高的问题,采用无人机测流系统在铜仁市茅溪水文站与水文缆道流速仪法进行 22 次实测数据对比试验,分析无人机测流系统实测的水面流速及流量测验误差。结果表明:无人机测流系统在水面流速超过 0.50 m/s、运行高度在 10~30 m、风力小于 7 级时,测流数据的合格率达到相关要求。无人机测流系统在贵州省铜仁市山区性河流应急监测时适应性良好,可作为铜仁水文应急监测一种安全便捷有效的方法进行推广。
2022(5):57-61. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.011
摘要:为解决山洪监测预警能力不足的问题,结合山洪成灾特点,在分析目前山洪监测预警系统存在主要问题的基础上,利用当前先进数字和物联感知技术,依托数据分析算法,采用水位和雨量模块化设计思路,设计和研发山洪监测声光电一体化预警系统。搭建以水位监测、雨量监测、视频监控、预警广播为一体的监测预警系统结构框架,能够显示实时水位、雨量等数据,根据水位和降雨量的预警阈值自行演算进行现地预警,并且能够将采集数据、图像及预警信息传输到云端。基于及时、准确、可靠的山洪监测声光电预警一体化系统,切实提高山洪灾害全天候、全过程的监测预警能力,在实践应用中预警系统适用于沟渠、河道等多种场景,具有实时监测数据准确、预警精度高、预见期足够、预警设备适用性强等优点。
2022(5):32-38. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.006
摘要:灌区水资源优化配置对于提高灌溉的水资源利用率,增加灌区经济效益,降低地下水的消耗速度,促进水资源可持续发展,建立良好的生态环境具有重要意义。综合考虑灌区有效降雨量与作物需水量,建立以灌区经济效益最大化为目标的水资源优化配置模型,采用人工蜂群算法对水资源优化配置模型进行求解,以江苏省宿迁市皂河灌区为实例,对基于人工蜂群算法的灌区水资源优化配置方法的实际应用效果进行验证。结果表明:相比传统经验式配水方法,所提出的灌区水资源优化配置方法可使灌区经济效益达到 8.33 亿元,总用水量减少约 1 000 万 m3 ,且用水量主要来自地表水,灌区作物水资源分配情况更加合理,同时灌区的作物种植结构也得以改善。
2022(5):62-69. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.012
摘要:为实现水土保持监管规范化和现代化,按照水利部关于水土保持信息化建设总体部署和智慧太湖建设要求,立足太湖流域片水土保持监管监测业务实际,基于工作流理念,在全面串联分析流域生产建设项目水土保持监管监测业务的不同用户对象,不同阶段的工作逻辑和流程、数据信息及流向的基础上,提出太湖流域片生产建设项目水土保持监管服务平台的结构框架与工作流程模型的总体设计,并介绍平台应用子系统的主要功能。基于工作流的太湖流域片生产建设项目水土保持监管服务平台,实现水土保持全业务全流程的无纸化、自动化、精细化闭环管理,满足相关用户的信息化需求,可良好适应新形势下水土保持监管工作要求,促进水土保持工作模式、管理方式转型。
2022(5):69-73. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.013
摘要:苏州城区河道纵横,闸、泵、堰等水利控制工程众多,目前主要依赖人工调度的模式,统筹兼顾难度较大,难以满足苏州城区水环境高质量目标实现所需的精准化调度要求。分析城区水利工程、监测设备及信息化建设现状,以畅流活水智慧调度应用开发为出发点,以监测数据为驱动,以模型为核心,以远控为手段,依托模型云,构建包括监测设备层、支撑平台层和业务应用层的苏州城区活水联控联调系统平台。平台建成后, 利用物联感知系统代替人工观测,实现全智能一键化精准调度代替人工调度,充分发挥清水工程效益,通过精准调度可实现重点河道水体清澈,提升苏州市城区水利综合调度决策能力,完善苏州水利信息化建设布局。
2022(5):74-78. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.014
摘要:针对目前取用水应用系统繁多、信息资源分散、业务协同不足、数据标准不一、资源共享不畅等问题,依托全国一体化在线政务服务平台,提出全国取用水管理信息系统建设思路、目标及原则。采用“统一身份认证、统一事项服务、统一数据标准、集中与分散部署相结合”的模式,建设全国取用水管理信息系统,自下至上分为基础设施层、数据支撑层、应用支撑层、业务应用层和用户层,并以安全保障、标准规范 2 个体系贯穿整体。同时,在数据、应用、安全、管理等标准的建立,取用水相关系统的整合,数据的融合共享及分析应用等方面提出建设方案,为各省开展省级取用水管理信息系统建设提供借鉴,加快推进取用水管理相关信息系统整合共享与应用推广。
2022(5):79-82. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.015
摘要:为更好地发挥电子证照应用在深化“放管服”改革中的重要支撑保障作用,水利部以取水许可电子证照建设为试点,依托全国一体化在线政务服务平台,以建立统一的电子证照生成接口规范、编码体系、数据库、共享体系为宗旨,以统一平台、统一取水许可电子证照标准、资源整合共享、减证便民服务为核心,搭建包括综合管理、证照目录、统计分析、系统管理四大子系统的全国统一的取水许可电子证照系统。试点应用表明:推行取水许可电子证照系统应用,可实现省、市、县三级行政区证照系统对接功能,全面实行取水许可政务服务“一网通办”,提升水资源管理政务服务规范化、便利化水平,减证便民成效显著,对依法加强取用水管理具有重要意义。
2022(5):83-87. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.016
摘要:洪涝灾情获取是防汛救灾的基础性工作,传统的洪涝灾情采集工作往往存在数据不具体、不及时和难协调等问题。为提升城市防汛精细化管理水平,快速获取基层第一手灾情数据,上海市根据防汛工作实际,建设洪涝灾情直报系统。对上海市防汛工作准备情况和洪涝灾情动态相关指标进行梳理和分类,对指标采集路径进行规范,解决数据交叉重叠的问题。技术选型中,充分考虑市、区、街镇三级防汛部门用户访问的便捷性, 采用基于政务微信的轻应用建设模式。详细描述系统的主要功能、应用成效和存在问题,并提出下一步优化完善的建议。系统在 2021 年上海市防汛工作中发挥实效,为各级防汛部门实时掌握防御动态和快速处置各类灾情提供详细的数据支撑。
2022(5):88-92. DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.05.017
摘要:为了积极应对云南省近年来频发的各种抗旱应急事件,促进云南省经济和社会的和谐发展,提升云南省抗旱工作的现代化水平,开发建设云南省抗旱业务系统。该系统是云南省防汛抗旱指挥系统的重要组成部分,基于“两台一库”技术架构,应用 WebGIS 技术,采用 B/S 结构搭建系统。从系统建设原则、总体构架和具体功能等方面介绍云南省抗旱业务应用系统,重点讨论系统业务功能设计与实现方法。通过该系统的建设, 提升云南省旱情信息监视、分析、预测、评估能力,提高云南省干旱灾害信息分析处理的时效性和准确性,实现云南省抗旱工作的数据采集自动化、分析预测智能化、运行管理规范化、调度决策科学化,为云南省抗旱业务管理工作提供全方位和高效率的技术支撑,对云南省抗旱减灾工作有重要意义,同时也为加快推进云南省智慧水利现代化建设提供积极、可行的经验。