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水是生命的源泉，人們生活生產(chǎn)都離不開水。 人們在不斷適應(yīng)、利用、改造和保護(hù)水資源環(huán)境的過程中就建立了水利。 隨著社會生產(chǎn)力發(fā)展的變化，水利也成為人類文明進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要部分。 近年來，隨著國家的大力引導(dǎo)，水利事業(yè)也走上了智能化、數(shù)字化之路，智慧水利的概念應(yīng)時而生。
智慧水利是在以智慧城市為代表的智慧型社會建設(shè)中產(chǎn)生的相關(guān)先進(jìn)理念和高新技術(shù)在水利行業(yè)的創(chuàng)新應(yīng)用，是云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等技術(shù)的綜合應(yīng)用。與傳統(tǒng)水利相比，智慧水利可以促進(jìn)水利規(guī)劃、工程建設(shè)、運(yùn)行管理和社會服務(wù)的智慧化，提升水資源的利用效率和水旱災(zāi)害的防御能力，改善水環(huán)境和水生態(tài)，保障國家水安全和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。
從我國當(dāng)前智慧水利建設(shè)來看，主要分為三個方向：
1、 水利工程建設(shè)管理： 主要是對當(dāng)前現(xiàn)有的一些水利工程項目的日常維護(hù)以及管理，通過現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用，提高水利工程項目的科學(xué)管理與維護(hù)，優(yōu)化管理方式，節(jié)約人工成本。 當(dāng)然未來新建水利工程也將更多的結(jié)合智慧應(yīng)用 ；
2、 水資源管理： 主要是在防洪、水資源浪費(fèi)、水資源污染等突出問題上，通過運(yùn)用數(shù)字化、智能化的技術(shù)進(jìn)行資源的優(yōu)化配置，如智慧水務(wù)、數(shù)字孿生流域等 ；
3、 水環(huán)境保護(hù)： 水作為日常生活生產(chǎn)必不可少的部分，水環(huán)境的保護(hù)，不僅影響人們的生活質(zhì)量也影響人類生存的整個環(huán)境。 智慧水利不僅要監(jiān)測水文數(shù)據(jù)，也要對破壞水環(huán)境的不利因素及時的進(jìn)行發(fā)現(xiàn)整改 。
具體來看，智慧水利主要涉及八大技術(shù)： 云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、移動終端、 人工智能、信息安全、GIS地理信息。
云計算技術(shù)
云計算(cloud computing)是分布式計算的一種，指的是通過網(wǎng)絡(luò)“云”將巨大的數(shù)據(jù)計算處理 程序分解成無數(shù)個小程序，然后，通過多部服務(wù)器組成的系統(tǒng)進(jìn)行處理和分析這些小程序得到結(jié)果并返回給用戶。 云計算在水利信息化中的應(yīng)用能夠?qū)⒎稚⒌男畔①Y源整合共享，優(yōu)化資源分配，減少能耗。 水利信息云系統(tǒng)能夠為水利工作提供便利的技術(shù)支撐，顯著提高水利管理能力，推動我國“數(shù)字水利”向“智慧水利”轉(zhuǎn)變。
大數(shù)據(jù)技術(shù)
“大數(shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力來適應(yīng)海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。 大數(shù)據(jù)技術(shù)包括收集、存儲、清晰、查詢分析、可視化分析、挖掘、模型預(yù)測、結(jié)果呈現(xiàn)等，大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧水利中的應(yīng)用相當(dāng)于發(fā)揮了實時監(jiān)控、監(jiān)督的作用，對實現(xiàn)管網(wǎng)運(yùn)行信息的準(zhǔn)確、及時獲取，以及 實現(xiàn)對運(yùn)行管理問題的及時發(fā)展、處理提供有效保障。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)更多地應(yīng)用于水利工程監(jiān)控、水資源管理、水生態(tài)建設(shè)等水利項目，這將對監(jiān)控范圍內(nèi)流域智能調(diào)度中的感知、仿真、預(yù)警、調(diào)度、控制、數(shù)據(jù)處理和運(yùn)維等關(guān)鍵技術(shù)得到綜合運(yùn)用，真正實現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上的“智能水利”。
人工智能技術(shù)
人工智能是計算機(jī)科學(xué)的一個分支，它企圖了解智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。 人工智能在智慧水利的應(yīng)用主要是其較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析能力，可以高效的完成工作，可實現(xiàn)水利工程管理工作中的預(yù)測及模擬，可以不斷優(yōu)化水利工程的管理方法； 人工智能分析可以獲取高精準(zhǔn)度的水位和流速水文參數(shù)，可實現(xiàn)河道水位、閘門啟閉、水面漂浮物、水岸垃圾 、盜采河沙等項目的自動監(jiān)測預(yù)警及時發(fā)現(xiàn)前端警情，對如何排口和工業(yè)排口的實時監(jiān)測，從源頭上解決污染問題。
GIS地理信息
GIS地理信息系統(tǒng)是對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)，據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示以及描述的技術(shù)系統(tǒng)。 在防洪減災(zāi)、水資源管理、水土保護(hù)、水利工程建設(shè)和管理方面都有重要的應(yīng)用。
移動終端技術(shù)
移動終端指可以在移動中使用的計算機(jī)設(shè)備，大多數(shù)情況指具有多種應(yīng)用功能的智能手機(jī)以及平板電腦等設(shè)備。 移動智能終端幾乎是瞬間成為互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵入口和主要創(chuàng)新平臺，成為新型媒體、電子商務(wù)和信息服務(wù)的平臺，成為互聯(lián)網(wǎng)資源、移動網(wǎng)絡(luò)資源與環(huán)境交互資源的最重要樞紐。
移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將移動通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合起來成為一體，5G時代的到來以及移動終端設(shè)備的發(fā)展將為移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展注入新能量。 水利行業(yè)已經(jīng)開始理解和接受客戶互動的優(yōu)勢。 通過移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，水利行業(yè)可以直接與QQ、微信、微博、APP、網(wǎng)站和智能手機(jī)建立雙向通信，提高服務(wù)質(zhì)量，提醒用戶可能發(fā)生的洪澇災(zāi)害、旱情、雨情、水情、水質(zhì)等情況。
信息安全技術(shù)
信息安全是互聯(lián)網(wǎng)智能時代不可忽視的一個問題，網(wǎng)絡(luò)安全包含信息完整性、保密性以及可用性等，智慧水利在建立互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的同時，也要建立多層次一體化的網(wǎng)絡(luò)信息安全組織架構(gòu)，同城和異地災(zāi)備體系，以防為主、軟硬結(jié)合的信息安全管理體系，保障網(wǎng)絡(luò)信息安全。
我國擁有世界上最復(fù)雜的水系網(wǎng)絡(luò)，同時也深受水旱災(zāi)害困擾，從大禹治水到如今的信息化治水，如何保障水安全、強(qiáng)化水利用，科學(xué)治水、精準(zhǔn)治水，事關(guān)國計民生。 智慧水利是推進(jìn)水利現(xiàn)代化的著力點(diǎn)和突破口，加快推進(jìn)智慧水利建設(shè)，可以大幅度提高水利現(xiàn)代化水平。
根據(jù)國家相關(guān)政策對智慧水利建設(shè)制定的工作目標(biāo)：
到2025年要通過建設(shè)數(shù)字孿生流域、" 2+N"水利智能業(yè)務(wù)應(yīng)用體系、水利網(wǎng)絡(luò)安全體系、智慧水利保障體系，推進(jìn)水利工程智能化改造，建成七大江河數(shù)字孿生流域，在重點(diǎn)防洪地區(qū)實現(xiàn)“四預(yù)”，在跨流域重大引調(diào)水工程、跨省重點(diǎn)河湖基本實現(xiàn)水資源管理與調(diào)配“四預(yù)”N項業(yè)務(wù)應(yīng)用水平明顯提升，建成智慧水利體系1.0版。
到2030年要建設(shè)成具有防洪任務(wù)的河湖全面建成數(shù)字孿生流域，水利業(yè)務(wù)應(yīng)用的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平全面提升，建成智慧水利體系2.0版。
到2035年，各項水利治理管理活動要全面實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。
2022年9月13日，“中國這十年”系列主題新聞發(fā)布會上，水利部規(guī)劃計劃司司長張祥偉介紹，十年來，全國完成水利建設(shè)投資達(dá)到6.66萬億元，是之前十年的五倍。 水利部部長李國英說： “水利部將以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線，以算據(jù)、算法、算力建設(shè)為支撐，以數(shù)字化場景、智能化模擬、精準(zhǔn)化決策為路徑，大力建設(shè)數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生水網(wǎng)、數(shù)字孿生水利工程，全面構(gòu)建具有‘預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案’功能的智慧水利體系，為全面提升國家水安全保障能力提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。 ”可見，不管是國家計劃還是社會需求，智慧水利在未來有很大的發(fā)展空間。 在智慧城市建設(shè)大軍中，也有不少參與智慧水利項目建設(shè)的企業(yè)。
比如，在應(yīng)對剛剛過去的臺風(fēng)“梅花”中，由寧波市資規(guī)局、水利局、應(yīng)急局三局共建， 中國電力建設(shè)集團(tuán)有限公司 所屬華東院、寧波市規(guī)劃設(shè)計院、寧波水利院聯(lián)合研發(fā)的寧波甬江數(shù)字孿生流域平臺，為抗擊“梅花”提供決策支撐，實時滾動計算分析城市內(nèi)澇淹沒風(fēng)險，全面保障了內(nèi)澇監(jiān)測、預(yù)報、風(fēng)險評估的可靠性。
今年汛期，全國降雨量總體偏多，7月，北方地區(qū)也進(jìn)入主汛期，流域性大洪水和城市內(nèi)澇，難免成為水管理水治理的困擾，助力各地水工作信息化升級， 浙江宇視科技 以三大良策賦能水管理“平戰(zhàn)結(jié)合”，除了輔助日常運(yùn)營，更可當(dāng)好防汛工作的“先鋒哨兵”。 據(jù)了解，截至2021年底，宇視已交付國家水利部，黃委、海委、淮委、松遼委等流域及10余地方水利廳，北控水務(wù)集團(tuán)、福建省水利投資開發(fā)集團(tuán)等近300個智慧水利項目，為水管理和水治理提供堅實保障。
?？低?與浙江省水文管理中心合作成立聯(lián)合實驗室，加強(qiáng)水文預(yù)報新技術(shù)應(yīng)用的實驗研究，共同推進(jìn)人工智能圖像識別技術(shù)在水文監(jiān)測領(lǐng)域的科研。
在南水北調(diào)東線工程山東段中， 大華股份 智慧水利方案已經(jīng)付諸實踐，為整個工程和各級控制平臺提供了真實有效的現(xiàn)場影像數(shù)據(jù)，保障了整個工程的安全高效管理和運(yùn)行。
華為 通過數(shù)字平臺疊加視頻AI視頻技術(shù)，使得蘇州市實現(xiàn)了對平江河亂扔垃圾、倒排污水等場景的自動抓拍、告警自動推送，助力打造“智水蘇州”全國智慧水利水務(wù)樣板。
天地偉業(yè) 推出了一系列產(chǎn)品和解決方案，打造“智慧水利”新應(yīng)用，專注于河流、湖泊、水庫、大壩的監(jiān)測建設(shè)、山洪預(yù)警、水利信息化工程等。 在吉、湘、津、豫、皖等省市應(yīng)用，涉及防洪管理、水庫監(jiān)測預(yù)警、河長制監(jiān)管等方向，實現(xiàn)可視化、智能化、一體化的水情監(jiān)測。
科大訊飛 助力安徽省水利廳打造的全生命周期的水利大數(shù)據(jù)平臺———安徽省水利信息化省級共享平臺。 面向安徽省水利信息化發(fā)展需求，圍繞水利數(shù)據(jù)資源“匯聚、管理、共享、分析”等發(fā)展路線，深入推進(jìn)水利信息化“四個一”建設(shè)，實現(xiàn)消除水利數(shù)據(jù)孤島、規(guī)范水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、提高水利數(shù)據(jù)質(zhì)量、推動水利數(shù)據(jù)共享、挖掘水利數(shù)據(jù)價值的目標(biāo)。
此外， 新開普、有方科技、新興鑄管、大禹節(jié)水、中國中鐵、華力創(chuàng)通、東華軟件、新天科技、威派格、震有科技、三川智慧、和達(dá)科技、超圖軟件、亨通光電、太極股份、必創(chuàng)科技、邁拓股份、華自科技 等諸多上市公司也涉及智慧水利業(yè)務(wù)。
智慧水利作為智慧城市建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一，未來市場看好。
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