2 (1).5水庫現(xiàn)代化管理的信息構(gòu)建-1水庫信息化系統(tǒng)功能講解

項(xiàng)目二水庫控制運(yùn)用與庫岸管理任務(wù)2.5水庫現(xiàn)代化管理的信息構(gòu)建主講：卜貴賢楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授

水利工程管理目錄1324水庫信息化系統(tǒng)功能水庫信息化系統(tǒng)組成5水庫信息化系統(tǒng)應(yīng)用水庫信息化系統(tǒng)功能01

水利信息化就是充分利用現(xiàn)代性信息技術(shù)，開發(fā)和利用水利信息資源，包括對水利信息進(jìn)行采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理和利用，提高水利信息資源的應(yīng)用水平和共享程度，從而全面提高水利建設(shè)和水事處理的效率和效能。

是通過數(shù)字水利體現(xiàn)真實(shí)水利的一種虛擬體系。◎水利信息化技術(shù)在水庫管理、防汛減災(zāi)、提供水源和保護(hù)生態(tài)等方面的應(yīng)用已經(jīng)取得了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益?！蛩畔⒒梢蕴岣咝畔⒉杉?、傳輸?shù)臅r(shí)效性和自動(dòng)化水平，是水利現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和重要標(biāo)志?！蛩畔⒒慕ㄔO(shè)以提高水利管理與服務(wù)水平為目標(biāo)，以推進(jìn)水利行政管理和服務(wù)電子化、開發(fā)利用水利信息資源為中心內(nèi)容，立足應(yīng)用，著眼發(fā)展，務(wù)實(shí)創(chuàng)新，服務(wù)社會(huì)，保障水利事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1.1水利信息化含義水利信息化是整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化的重要組成部分。為保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，水利部門要向各級政府、相關(guān)行業(yè)及社會(huì)各方面及時(shí)提供水資源、水環(huán)境和水工程，洪澇干旱災(zāi)情，防災(zāi)減災(zāi)的預(yù)測等大量的水利信息。因此，水利行業(yè)必須依據(jù)相關(guān)行業(yè)信息化技術(shù)的支持，加快水利信息化建設(shè)步伐，在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化建設(shè)中發(fā)揮應(yīng)有的作用，這是對治水觀念的創(chuàng)新。必要性：①水利信息化是實(shí)踐新時(shí)期治水思路的關(guān)鍵因素。②推進(jìn)水利信息化可滿足提高防汛決策指揮水平的需要。③推進(jìn)水利信息化可滿足提高水利科技含量和管理水平的需要④推進(jìn)水利信息化可滿足政府職能轉(zhuǎn)變的需要。1.2水利信息化的必要性》提升大中型水利工程管理信息化水平◎大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、人工智能等新興信息技術(shù)正在深刻影響社會(huì)各行業(yè)的發(fā)展，深刻改變?nèi)藗兩a(chǎn)生活，對水利工程管理也帶來巨大、深遠(yuǎn)的影響?！蛱嵘畔⒒绞羌涌焖こ踢\(yùn)行管理現(xiàn)代化建設(shè)的重要抓手。一是提升水利工程運(yùn)行管理信息化水平。加快工程運(yùn)行控制自動(dòng)化、決策智能化建設(shè)，逐步推動(dòng)水利工程硬件設(shè)備更新?lián)Q代與管理手段升級。建立水利工程運(yùn)行管理應(yīng)用系統(tǒng)，推動(dòng)工程運(yùn)行管理資源共享、優(yōu)化運(yùn)行。健全水利工程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，提升水利工程的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視功能和協(xié)調(diào)管理能力。二是加快建設(shè)江河湖庫管理信息系統(tǒng)。充分利用遙感監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)骨干河道、重點(diǎn)堤防、湖泊及重點(diǎn)水利工程等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測、監(jiān)視管理。三是加快完善工程管理信息系統(tǒng)。加強(qiáng)互聯(lián)互通的水利信息骨干網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，健全具有水利工程基礎(chǔ)信息在線查詢、統(tǒng)計(jì)分析等功能的工程信息數(shù)據(jù)庫;注重基層管理單位和管理前站的網(wǎng)絡(luò)布設(shè)，完善各級水管單位管理考核、達(dá)標(biāo)創(chuàng)建、維修養(yǎng)護(hù)、日常管理等子系統(tǒng)，不斷擴(kuò)大信息網(wǎng)絡(luò)覆蓋率。1.3水利信息化的迫切要求水利信息化是水利工程運(yùn)行管理現(xiàn)代化的工作重點(diǎn)》完善工程運(yùn)行安全監(jiān)測體系◎在工程安全監(jiān)測設(shè)計(jì)原理、布置方案、量測方法、儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸、分析評價(jià)、安全決策等方面做了很多有益的探索，取得了豐富的經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新性成果。全國大型和重要中型水利工程自動(dòng)化監(jiān)測已經(jīng)超過70%，而中小型水利工程中，由于資金投入少、技術(shù)能力弱，不少還在沿用過時(shí)落后的觀測方法，有的甚至是缺乏有效的安全監(jiān)測設(shè)施，存在著明顯的安全隱患?！驈?qiáng)化以大壩、堤防安全為重點(diǎn)的水利工程安全監(jiān)管工作。1.3水利信息化的必要性1.數(shù)字水利就是一個(gè)以空間信息為基礎(chǔ)，融合各種水文模型和水利業(yè)務(wù)的專業(yè)化系統(tǒng)平臺(tái)，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對真實(shí)水文水利過程的數(shù)字化（虛擬）重現(xiàn)。數(shù)字水利包括數(shù)字水文、數(shù)字水資源、數(shù)字防洪、數(shù)字水環(huán)境、數(shù)字水庫防洪調(diào)度、數(shù)字灌區(qū)管理、數(shù)字城市水務(wù)管理、數(shù)字水土保持等方面專業(yè)應(yīng)用。數(shù)字水利的作用：連接水利行業(yè)和信息技術(shù)，立足于為可持續(xù)發(fā)展水利提供先進(jìn)的技術(shù)支持，為水利行業(yè)的全面技術(shù)升級提供完整的解決方案。對水利工作的管理、建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。1.4數(shù)字水利2.數(shù)字水利的特點(diǎn)數(shù)字水利有交叉、集成和創(chuàng)新三大特點(diǎn)。（1）交叉。知識(shí)交叉、專業(yè)交叉、技術(shù)的交叉。（2）集成。就是對與水利有關(guān)的各類知識(shí)和技術(shù)進(jìn)行全面整合。綜合集成各類高新技術(shù)，以建設(shè)先進(jìn)高效的水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)為目標(biāo)，是實(shí)施數(shù)字水利的核心內(nèi)容。（3）創(chuàng)新。將各類高新技術(shù)全面引入水利行業(yè)需要艱苦的技術(shù)創(chuàng)新。1.4數(shù)字水利3.數(shù)字水庫的功能數(shù)字水庫的功能應(yīng)具備數(shù)字采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理、數(shù)學(xué)模擬和決策支持等功能（1）數(shù)據(jù)采集：這是數(shù)字水庫最的基礎(chǔ)的功能。應(yīng)能實(shí)時(shí)采集水質(zhì)、水位、水情、雨情、自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、人文基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)能及時(shí)得到更新。（2）數(shù)據(jù)傳輸：能滿足諸如數(shù)據(jù)、圖像、聲音和視頻等傳輸功能需求。（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理系統(tǒng)：能有效地將其形成的各種數(shù)據(jù)庫組織起來（存儲(chǔ)與處理一并進(jìn)行）而形成綜合數(shù)據(jù)庫，將其各種信息（包括水質(zhì)、水位、水情、雨情等，還有自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、人文等）演化成為成果。（4）數(shù)學(xué)模擬。能對對自然系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬。（5）決策支持系統(tǒng)：支持?jǐn)?shù)學(xué)模擬的各種方案結(jié)果的優(yōu)化分析，選擇最優(yōu)可行方案。方案能可視化，能讓決策者研究討論問題。1.4數(shù)字水利課程到此結(jié)束，謝謝大家！《水利工程管理》課程團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目二水庫控制運(yùn)用與庫岸管理任務(wù)2.5水庫現(xiàn)代化管理的信息構(gòu)建主講：卜貴賢楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授

水利工程管理目錄1324水庫信息化系統(tǒng)功能水庫信息化系統(tǒng)組成5水庫信息化系統(tǒng)應(yīng)用水庫信息化系統(tǒng)組成02

首要任務(wù)是在全國水利業(yè)務(wù)中廣泛應(yīng)用信息技術(shù)，建設(shè)水利信息基礎(chǔ)設(shè)施，解決水利信息資源不足和有限資源共享困難等突出問題，提高防汛減災(zāi)、水資源優(yōu)化配置、水利工程建設(shè)管理、水土保持、水質(zhì)監(jiān)測、農(nóng)村水利水電和水利政務(wù)等水利業(yè)務(wù)中信息技術(shù)應(yīng)用的整體水平。

開發(fā)信息資源，將現(xiàn)代信息技術(shù)與水利科技有機(jī)融合，形成工程措施與非工程措施共同支撐的現(xiàn)代化綜合水利技術(shù)體系。

水利信息化綜合體系構(gòu)成：由信息化保障環(huán)境、水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施和業(yè)務(wù)應(yīng)用構(gòu)成。2.1水利信息化建設(shè)的主要任務(wù)（1）傳感器微電子技術(shù)。把有關(guān)水利信息（雨情、水情、工情、災(zāi)情、水質(zhì)等）監(jiān)控指標(biāo)通過傳感器轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)再傳送到控制中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化遙測和遙控。（2）3S技術(shù)。即包括RS（遙感技術(shù)）、GPS（全球定位系統(tǒng)）、GIS（地理信息系統(tǒng)），是以處理地球表面信息為主要特征的空間信息技術(shù)。（3）通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。水利信息的傳輸、共享必須依賴通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。（4）數(shù)學(xué)模擬技術(shù)。是數(shù)字水利的核心。（5）數(shù)據(jù)庫技術(shù)。為各種水利信息的儲(chǔ)存和快速檢索提供了技術(shù)手段。（6）CAD/CAM技術(shù)。是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造。（7）系統(tǒng)集成技術(shù)。包括硬件與軟件的集成。是數(shù)字水利得以興旺發(fā)達(dá)的關(guān)鍵。2.2數(shù)字水利的技術(shù)內(nèi)容水庫信息化就是充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)和利用水庫信息資源，包括對水庫信息進(jìn)行采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理和利用，提高水庫信息資源的應(yīng)用水平和共享程度，從而全面提高水庫水事處理的效率和效能。數(shù)字水庫，就是借助全數(shù)字?jǐn)z影測量、遙測、3S技術(shù)等現(xiàn)代化手段及傳統(tǒng)手段采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過微波、超短波、光纜、衛(wèi)星等快捷傳輸方式，對水庫流域及相關(guān)地區(qū)的自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等要素構(gòu)建一體化的數(shù)字集成平臺(tái)和虛擬環(huán)境，在這一平臺(tái)和環(huán)境中，以功能強(qiáng)大的系統(tǒng)軟件與數(shù)學(xué)模型對水庫治理開發(fā)和管理的各種方案進(jìn)行模擬、分析和研究，并在可視的條件下提供決策支持，增強(qiáng)決策的科學(xué)性和預(yù)見性。2.3水庫信息化數(shù)字水庫的過程(組成及功能）包括五個(gè)環(huán)節(jié)（五個(gè)方面）數(shù)字采集（系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)傳輸（系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理（系統(tǒng)）、數(shù)學(xué)模擬（系統(tǒng)）和決策支持（系統(tǒng)）（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：這是數(shù)字水庫工程建設(shè)的基礎(chǔ)。對廣泛的數(shù)據(jù)（包括水質(zhì)、水位、水情、雨情等，還有自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、人文等）通過現(xiàn)代化的先進(jìn)傳感器微電子技術(shù)，及時(shí)快捷地將數(shù)據(jù)采集傳到控制中心，是數(shù)據(jù)能及時(shí)得到更新。（2）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：即通信網(wǎng)絡(luò)。提供滿足諸如數(shù)據(jù)、圖像、聲音和視頻等傳輸功能需求的最為合適的通信方式。（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理系統(tǒng)：依賴分布在不同數(shù)據(jù)采集處的存儲(chǔ)器并按一定的結(jié)構(gòu)有效地將其形成的各種數(shù)據(jù)庫組織起來（存儲(chǔ)與處理一并進(jìn)行）而形成綜合數(shù)據(jù)庫，將其各種信息（包括水質(zhì)、水位、水情、雨情等，還有自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、人文等）演化成為成果表現(xiàn)在地理信息系統(tǒng)（GIS）中。2.4數(shù)字水庫的組成（4）數(shù)學(xué)模擬系統(tǒng)。是運(yùn)用數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)技術(shù)對自然系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬的技術(shù)。這是數(shù)字水庫的核心，在數(shù)據(jù)集成平臺(tái)支持下，通過各種水利專業(yè)模型，形成一個(gè)面向具體應(yīng)用的虛擬仿真系統(tǒng)，對有關(guān)水利信息進(jìn)行綜合處理。（5）決策支持系統(tǒng)：是指涵蓋諸如國家有關(guān)法律、法規(guī)及各種政策；流域規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃、工程規(guī)劃的布局及具體要求；歷史上處理同類問題的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)；經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的制約因素等內(nèi)容全面的知識(shí)庫，以此支持?jǐn)?shù)學(xué)模擬的各種方案結(jié)果的優(yōu)化分析，選擇最優(yōu)可行方案。還可以使方案形成可視化表現(xiàn)，以便決策者研究討論問題。2.4數(shù)字水庫的組成課程到此結(jié)束，謝謝大家！《水利工程管理》課程團(tuán)隊(duì)目錄1324水庫信息化系統(tǒng)功能水庫信息化系統(tǒng)組成5水庫信息化系統(tǒng)應(yīng)用水庫信息化系統(tǒng)應(yīng)用03（1）應(yīng)用于防汛的指揮調(diào)度，可為防洪減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。（2）用于抗旱管理，通過遙感和GIS技術(shù)，可為旱情信息的采集、旱情評估、抗旱管理信息及決策提供技術(shù)支持。（3）應(yīng)用于水資源調(diào)度管理，應(yīng)用3S技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)等現(xiàn)代高科技手段，把流域水資源的全部數(shù)字化信息裝進(jìn)計(jì)算機(jī)，使整個(gè)流域的水資源開發(fā)、管理、調(diào)度等都可以在可見的情況下通過微機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。（4）應(yīng)用于水環(huán)境保護(hù)（5）應(yīng)用于水土流失監(jiān)測與管理（6）應(yīng)用于水利工程建設(shè)與運(yùn)行管理，提高水利信息資源的應(yīng)用水平和共享程度，從而全面提高水利程管理的效能、效益和規(guī)范化程度的信息系統(tǒng)。3.1數(shù)字水利的應(yīng)用化1.防汛減災(zāi)（1）雨情預(yù)報(bào)。遙測、遙感與衛(wèi)星技術(shù)應(yīng)用于天氣預(yù)測，可以提供大量的水文信息，提高了降雨預(yù)報(bào)精度，這是做好防洪調(diào)容措施的關(guān)鍵前提。（2）洪水預(yù)報(bào)。根據(jù)雨情預(yù)報(bào)，通過數(shù)字水庫的模擬系統(tǒng)進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)（可采用降雨徑流相關(guān)法；洪峰流量相關(guān)法；利用洪水預(yù)報(bào)模型等進(jìn)行預(yù)報(bào)），結(jié)合上游地形條件，確定洪水發(fā)生的可能性和流量，最終確定水庫的防御措施。（3）防洪調(diào)度。根據(jù)洪水預(yù)報(bào)結(jié)果，在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模擬調(diào)度運(yùn)用，擇優(yōu)方案，科學(xué)地確定防洪措施與蓄洪量，以充分發(fā)揮水庫的防洪作用。（4）洪水演進(jìn)。通過3S和數(shù)字高程模型（DEM）技術(shù)建立三維數(shù)字模型，綜合表達(dá)流域水文要素好各種地理實(shí)體的空間分布，使得可能發(fā)生的洪水造成的各種情況直觀地顯示在計(jì)算機(jī)上，從而獲得與防汛有關(guān)的各種重要信息。（5）制訂防汛預(yù)案。根據(jù)洪水演進(jìn)結(jié)果，可以提前做好搶險(xiǎn)準(zhǔn)備工作，降低下游洪水損失及防洪工程出險(xiǎn)的概率。3.2數(shù)字水庫的應(yīng)用2.水量調(diào)度（1）枯水期徑流預(yù)報(bào)。對于枯水期，在合理利用水資源上，徑流預(yù)報(bào)是水量分配的重要依據(jù)。（美）開發(fā)的“河流水情預(yù)報(bào)系統(tǒng)”可以提供中長期（旬、月、季）的水情概率預(yù)報(bào)；（歐）開發(fā)的NASIM降水徑流模型已廣泛應(yīng)用于枯水期的水管里。（2）建立水庫生態(tài)模擬系統(tǒng)。通過水庫生態(tài)模擬系統(tǒng)，監(jiān)測和模擬，分析主體生物的繁殖率以及群體生物的新陳代謝等指標(biāo)，再通過數(shù)字水庫所反映的信息采用控制入出流等現(xiàn)代化手段引導(dǎo)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展。（3）水資源實(shí)時(shí)調(diào)配。當(dāng)上游的來水量一致時(shí)，可以通過水資源實(shí)時(shí)調(diào)配系統(tǒng)對城市居民生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生態(tài)保持用水按照用水保證率進(jìn)行分配。（4）引水口門的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。采用超聲波技術(shù)對引水口流量采用視頻監(jiān)控，將攝錄的圖像信號(hào)通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街醒肟刂剖?，通過軟件自動(dòng)掃描現(xiàn)場不同位置攝像頭的圖像，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。（5）地下水觀測系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)庫區(qū)流域水資源的優(yōu)化配置和科學(xué)調(diào)度，需將采集到的分布在水庫流域區(qū)域的地下水長觀井地?cái)?shù)據(jù)信息及時(shí)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫，以可視化的形式對地下水位及其變化做出反應(yīng)。通過構(gòu)造地下水水流測試模型，對區(qū)域平衡進(jìn)行分析。3.2數(shù)字水庫的應(yīng)用3.水質(zhì)監(jiān)測水質(zhì)監(jiān)測的目的是準(zhǔn)確、及時(shí)、全面的反映水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為水環(huán)境管理、污染源控制、水環(huán)境規(guī)劃等