(北京大學軟件與微電子學院，北京 102600)

傳統(tǒng)水利主要以人工為主導，而現代水利則是向信息化方式轉變，其中數字化水利體系建設是關鍵。水利數字化體系建設相比傳統(tǒng)水利，具有巨大的優(yōu)越性，是決定水利事業(yè)發(fā)展的大事，因此應加快水利數字化體系建設步伐。

1 數字化概念

所謂數字化，就是通過信息技術與傳統(tǒng)行業(yè)相結合，將某些領域控制單元納入計算機管理系統(tǒng)，通過計算機進行“0”和“1”的有序排列、高速計算，實現某種控制目標，實現其全部或者部分工作信息化、自動化，提高其工作的可靠性、準確性、實時性，從而達到高效的目的。例如：我國近年發(fā)展起來的城市智能交通控制系統(tǒng)，就是由傳統(tǒng)模式向數字信息技術轉變且結合比較完美的產物。水利數字化即采用計算機技術，通信網絡技術、現代工業(yè)自動化技術和3S(GIS、GPS、RS)等一系列高新技術，對水利政務、防汛抗旱、水資源監(jiān)控調度、水環(huán)境綜合治理、水利工程設計和施工、水利工程項目綜合管理等各種單元要素進行改造，實現數字化的建設與管理，從而提高水利行業(yè)建設管理與運行管理水平，達到由傳統(tǒng)水利向現代水利轉化的目的。

2 水利數字化體系研究

隨著現代社會的發(fā)展，各行各業(yè)興起了數字化、信息化建設熱潮。例如：4G通訊、高速鐵路等行業(yè)數字化建設已經起步，且已具有相當規(guī)模。我國水利數字化體系建設相對于其他行業(yè)雖然起步較晚，但具有非常廣闊的發(fā)展空間。

2.1 水利數字化主要任務

首先，水利自動化裝置是水利數字化體系建設的基礎。例如：水庫下泄流量、河道水位和流量、自然天氣降雨量等數據往往從基層上傳到上級各級水行政主管部門，處理這些數據以往需要專業(yè)人員花費大量人力物力、耗費大量的時間才能完成，而利用水利數字化軟件系統(tǒng)，則可以代替人處理這些海量數據。工作人員通過編寫計算機應用程序，將日常繁復的水文數據、管理要素等通過計算機聯網進行處理，不但能實現上述目標、將人從枯燥的工作中解脫出來，而且利用電腦處理數據具有人無法比擬的速度和嚴密性等優(yōu)勢：?電腦操作只要數據輸入準確，軟件會準確無誤地計算數據結果； ?電腦非常高效，正常需要很多人、花費很長時間處理的數據，電腦往往很快就可以得到答案，特別是面對海量數據處理，更能發(fā)揮電腦處理優(yōu)勢。水利數字化軟件系統(tǒng)是水利數字化體系建設的重要組成部分，可準確、高效地處理水利海量數據。

其次，水利數字化體系可以形成某個區(qū)域水文信息、決策系統(tǒng)的控制和指揮中心。例如：將某流域主要的水利設施實現數字化改造后進行聯網，將信息集中到數據中心，配合GIS技術，在數據中心實時顯示該流域各主要水利設施的位置狀態(tài)、信息、水文參數等。這些數據將為該流域防洪、抗旱決策及指揮工作提供有效的信息支撐。

2.2 水利數字化工作流程

a.通過現代工業(yè)自動化裝置，將傳統(tǒng)的人工測量、工程監(jiān)控等工作由機器自動完成。例如：通過水位監(jiān)測設備、降雨量監(jiān)測設備，做到自動、定時監(jiān)測，具有高度的準確性與可靠性。

b.通過網絡、3G網絡、衛(wèi)星等現代通信手段，將檢測完的數據實時上傳到上位機。

c.每個上位機將上傳來的數據整合匯總，交由水利數字化軟件處理系統(tǒng)進行數據處理，得出相應的報告和報表。

整個過程準確高效，可以替代部分或全部人工操作，是未來水利事業(yè)發(fā)展的方向。

2.3 水利數字化建設意義

傳統(tǒng)的水利工作方式是基于人力監(jiān)管，人作為執(zhí)行者，行使建設、管理、監(jiān)控等工作內容。這種工作方式具有較大的可靠性與一定的嚴謹性，但缺點也很多：?人總有疏忽之時，無論再嚴謹的工作條例，都不能保證工作萬無一失，而水利工作不同于其他工作，需要工作人員具有高度的責任感與工作自覺性，一旦發(fā)生問題，其后果往往不堪設想； ?由于水利工作的特殊性，造成很多崗位的工作環(huán)境異常艱苦，很多工作人員常年累月堅守一線，艱苦的條件、工作的孤獨，造成工作人員心理狀態(tài)欠佳，以至影響工作?；谶@兩點，很多地區(qū)和單位近年來嘗試使用自動化裝置代替人工服務，實現輔助監(jiān)管、輔助測量等功能。自動化裝置可以提高工作的可靠性，減少工作人員的壓力，取得了良好的效果。因此，水利數字化建設對提高我國水利行業(yè)現代化水平具有重要意義。

3 水利數字化建設存在的主要問題

3.1 水利數字化建設基礎薄弱

水利事業(yè)是群眾性事業(yè)，全國90%水利工程均建于20世紀的五六十年代，是靠人民群眾 “手拉、肩扛、石滾碾壓”建設出來的，是由砂石、混凝土堆積而成的建筑物。多年來，水利工程在人們腦海中一直是“傻、大、黑、粗”形象，充分說明傳統(tǒng)水利的簡單化、粗放化及基礎設施的薄弱化。要將簡單粗放的水利與“高、精、尖”技術相連，其中大量技術難題需要解決，理論論證、工程化研究均需要做大量工作，而且難度較大，這些難題直接約束著水利數字化體系建設進程。

3.2 缺少多學科復合型專業(yè)科技人才

水利數字化體系建設過程，是一個高度專業(yè)化、多學科交叉進行的過程，需要大量知曉相關知識的人才。一方面，傳統(tǒng)水利院校畢業(yè)的學生往往精于本專業(yè)的知識，而其他現代工業(yè)自動化技術、現代通信技術、現代軟件工程理念等知識知之甚少； 反過來看，具有現代工業(yè)自動化技術、現代通信技術、現代軟件工程理念的人才又缺乏水利知識。另一方面，水利科學研究院(所)普遍存在著制度僵化、人才流失、創(chuàng)新不足等問題，不能完全適應市場經濟的發(fā)展需要，嚴重制約著其科研能力的發(fā)揮，無法完成高難度、龐大的水利數字化體系建設任務。所以，在建設現代水利數字化體系的過程中，急需大量既懂水利專業(yè)知識、又精通現代信息技術的復合型人才。

3.3 基層水利工作人員專業(yè)化素質低下

水利數字化體系的建成，改變了一些傳統(tǒng)的工作方法和工作模式，是現代水利工作方式的大革新。舊的工作方式亟待改變，而基層工作人員對相關技術了解甚少，面對新設備、新工作方法，往往不知所措，比如：不會實際操作設備、軟件不會使用、不知道流程等。提高各基層水務部門的相關工作人員專業(yè)素質，是解決水利數字信息化建設發(fā)展的瓶頸，必須盡快解決。

3.4 部分基層水利負責人數字化建設意識不強

水利數字化體系是新興事物，具有一定的先進性、復雜性。而部分基層水務工作負責人往往墨守陳規(guī)，不愿嘗試新鮮事物，甚至對其抱有消極情緒，這將對全國水利數字化建設造成極大阻力。因此，提高基層水利工作負責人的數字化建設意識，是決定全國水利數字化體系建設、推廣的重中之重。

4 對策探討

4.1 加強水利基礎工程設施建設

2011年中央頒布了1號文件，為今后水利現代化建設帶來了前所未有的發(fā)展機遇。?應充分利用這個機會，迅速轉變水利建設管理理念，加快改造老、舊水利工程設施步伐，利用各種水利工程除險加固及改造更新等有利時機和條件，努力將水利數字化有關監(jiān)測、觀測、檢查等元素及視頻監(jiān)控設施列入改造方案，使數字化建設元素盡快融入原有工程中，使原有工程煥發(fā)勃勃生機，跟上時代發(fā)展步伐； ?對于新建工程，應堅持高標準、高起點的原則，將水工結構設計參數化特征建模、結構設計，以及二、三維視圖的自動生成能力等水利數字化理念和現代元素貫穿到工程設計中，工程投入使用后，即刻發(fā)揮數字化管理優(yōu)勢，實現由傳統(tǒng)水利向現代水利和可持續(xù)發(fā)展水利轉變的治水思路。

4.2 培養(yǎng)創(chuàng)新復合型水利人才

現代水利數字化體系建設急需創(chuàng)新型、復合型水利專業(yè)人才，因此，各大中專院校，在堅持打好普通專業(yè)課基礎的同時，嘗試改變培養(yǎng)模式。在本科階段，適當加入現代化信息技術課程，并適當增加交叉領域的課程設計，讓學生獲得現代信息技術在水利中應用的感性認識； 在研究生階段，應將研究課題從傳統(tǒng)的水利研究課題向交叉領域轉變，重點是傳統(tǒng)水利技術與現代信息技術的結合。除此之外，教育部應該在北京大學、清華大學、河海大學等重點大學建立水利數字化體系國家重點實驗室，為培養(yǎng)復合型水利人才創(chuàng)造有利條件。

4.3 改變傳統(tǒng)水利科研模式

水利數字化體系研究，是一個難度大、多學科交叉的科研活動，傳統(tǒng)的水利科研模式已經無法實現對水利數字化體系的研究。所以，改變水利科研模式刻不容緩。作者認為，水利科研項目應該由國家直屬研究院(所)承擔轉移到高等院校及企業(yè)共同承擔，互相交融、互相促進。大學負責輸送人才，研究院(所)制定大的科研目標，再由企業(yè)或企業(yè)與高校合作實現具體的科研任務，這樣，三方各司其職，互相促進，有助于將科研成果盡快轉化為生產力。研究院(所)把握大的研究方向，高校在與企業(yè)合作過程中不斷培養(yǎng)人才，企業(yè)則在科研活動中增加了自主創(chuàng)新能力，這樣既留住了人才，同時又獲得了經濟效益，進一步推動了社會科技進步。

4.4 盡快提高基層水利工作人員專業(yè)素質

現代水利對基層水利工作人員提出了更高要求，需要基層水利工作人員盡快掌握現代工作方式、工作方法和工作流程。筆者建議，各地應以省為單位，開設關于新技術、新方法的講座培訓班，針對新參加工作的基層水利工作人員，強化崗前培訓，結業(yè)考試合格的人員才有上崗資格； 對于參加工作多年的基層水利工作人員，要每隔3～5年定期培訓1次。通過這種強制辦法，不斷更新專業(yè)知識，迅速提高基層水利工作人員的專業(yè)素質，盡快適應現代數字化水利的建設管理需要。

4.5 改變傳統(tǒng)水利管理觀念，堅持改革創(chuàng)新

建設水利數字化體系，是關乎國計民生和水利事業(yè)發(fā)展的大事?；鶎铀撠熑藨夥潘枷?、勇于接納新鮮事物，從思想上重視，從行動上支持。筆者建議通過互聯網、電視、報刊等媒體，采取講座、培訓等方式，普及水利數字化體系建設的重要性與緊迫性，使領導者從思想上重視； 同時，將水利數字化體系建設納入基層水利領導的考核體系，使其認識到“適應者重用，不適應者淘汰出局”，只有這樣才能從根本上解決水利數字化發(fā)展瓶頸。

5 結 語

水利數字化體系建設，是傳統(tǒng)水利技術與現代信息技術的結合，有助于更好地發(fā)展水利事業(yè)，有助于提高水利事業(yè)的現代化程度，關乎國計民生。在水利數字化建設過程中，各級水行政主管部門，應抓住當前水利事業(yè)大發(fā)展的有利時機，樹立水利數字化建設管理理念，認真抓好水利數字化體系建設，提高水利工程信息化、現代化水平，使水利工程真正成為造福于人民、造福于社會、造福于國家的放心工程。