隨著計算機信息技術和網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展,人類社會已邁向信息時代,數(shù)字化、智慧地球、智慧城市等一系列先進的技術理念相繼產(chǎn)生,以信息技術為核心,實現(xiàn)水利的信息化也成為水利事業(yè)改革發(fā)展的大勢所趨,智慧水利、智慧流域應運而生,為水利問題提供了信息化的智慧解決方案。
“十三五”是全面建成小康社會的決勝階段。水利改革發(fā)展的總體要求全面貫徹落實黨的十八大和十八屆三中、四中、五中全會和習近平總書記系列重要講話精神,積極踐行新時期水利工作方針,加快建設節(jié)水型社會,加快完善水利基礎設施網(wǎng)絡,加快推進水生態(tài)文明建設,加快健全水利科學發(fā)展體制機制,著力提高民生水利發(fā)展水平,著力構建與全面建成小康社會相適應的水利安全保障體系。
清漳河智慧流域項目以LPWAN物聯(lián)網(wǎng)基礎建設為核心,通過建設專門針對流域的集防汛抗旱決策支持、河長制綜合管理工作、水工樞紐調(diào)度、水資源管理調(diào)度、流域宣傳報道、旅游服務、氣象服務等業(yè)務系統(tǒng)的綜合性平臺,通過數(shù)據(jù)收集平臺匯集水雨情、氣象、水利樞紐、防洪工程、防汛應急等相關信息,反映水生態(tài)整治工程動態(tài),補充現(xiàn)有防汛系統(tǒng)預測預報功能,匯聚水資源調(diào)配、水(質(zhì))環(huán)境監(jiān)測預警,關聯(lián)河長制管理涉及大數(shù)據(jù)分析,形成以流域為脈的清漳河智慧流域可視化綜合平臺。
通過建設清漳河智慧流域工程,完成一系列物聯(lián)網(wǎng)基礎通信設施建設,形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡標準,形成一張自主產(chǎn)權獨立可運營的物聯(lián)網(wǎng)。清漳河智慧流域系統(tǒng)是智慧城市的關鍵組成部分,改善和提升城市綜合治理能力必須通過現(xiàn)代信息化手段和先進的管理思路,加強對城市水系的管理,為河道管理決策提供科學依據(jù),提高水行政管理部門的信息處理精度和工作效率,才能促進城市水利與社會生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。同時,清漳河智慧流域系統(tǒng)工程為城市流域生態(tài)保護及綜合治理工程建設及后期運行管理提供應用及決策分析的數(shù)據(jù)服務和技術支撐。
清漳河流域智慧化管理平臺通過“五統(tǒng)一(統(tǒng)一技術標準、統(tǒng)一運行環(huán)境、統(tǒng)一安全保障、統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心、統(tǒng)一門戶)”的建設,把物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等高新技術充分運用于水務綜合管理,通過云計算將“水務物聯(lián)網(wǎng)”整合起來,以多源耦合的氣象水文信息保障、二元水循環(huán)及伴生過程數(shù)值模擬、水資源數(shù)值調(diào)控、數(shù)據(jù)同化技術、水務虛擬現(xiàn)實平臺等為支撐,完成水利業(yè)務、數(shù)據(jù)的無縫集成、河道實景三維展示、動態(tài)模擬分析和泄水過程模擬等項目建設。
智慧流域管理平臺是系統(tǒng)的核心,提供云計算、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)采集、平臺管理和設備管理等功能。實現(xiàn)水資源信息的快速傳遞、共享和綜合管理,達到流域水資源智慧化、精細化的深度管理目標,為水資源合理開發(fā)利用、優(yōu)化配置和水環(huán)境保護等提供應用支撐。
系統(tǒng)分層設計由用戶層、應用層、基礎數(shù)據(jù)平臺層、分析決策層等組成。
中央調(diào)度中心基礎支撐系統(tǒng)有核心網(wǎng)絡設備、超融合云計算系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、機房系統(tǒng)電源防雷、信號防雷系統(tǒng)、防火墻、互動觸摸操作臺、地理信息系統(tǒng)、流域數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺等模塊組成。
測站環(huán)境復雜多樣,既有邊遠山區(qū),又有城區(qū)鬧市。因此,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和高效傳輸是智慧水利建設的前提。數(shù)據(jù)傳輸可分為有線傳輸和無線傳輸兩類。過去通常采用有線傳輸,建設專線網(wǎng)絡保證數(shù)據(jù)的可靠性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。但是,有線傳輸具有布線繁瑣、施工難度大、成本高、擴展性和維護性差、信號衰減等缺點,有些工程在設計階段已經(jīng)采用了許多先進的技術和理念,施工結束時,部分技術已經(jīng)落后了,難以滿足實際應用需求。以南水北調(diào)中線工程為例,工程沿線建設了多個閘站,采用專用光纖實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,以滿足適時適量的輸水目標。工程運行之后,運行人員感覺到數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挷蛔悖y以實現(xiàn)大范圍的遠程監(jiān)控。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的高速發(fā)展,無線數(shù)據(jù)傳輸將是數(shù)據(jù)傳輸領域最有發(fā)展前景的重大技術之一。
3.2.1 地理信息(GIS)可視化子系統(tǒng)
GIS是對地理空間實體和現(xiàn)象的特征要素進行表達、獲取、處理、管理、分析與應用的計算機空間或時空信息系統(tǒng)。GIS系統(tǒng)建設是清漳河轄區(qū)內(nèi)流域?qū)崿F(xiàn)智慧化管理的基礎。系統(tǒng)包含對清漳河流域內(nèi)主要河流河情調(diào)查、地形測量、斷面測量等基礎工作,對流域內(nèi)水庫調(diào)查、地形測量、斷面測量等,以及對輸水管線的測繪。
系統(tǒng)采用C/S+B/S+M/S的體系結構,C/S子系統(tǒng)實現(xiàn)流域信息的采集編輯管理,B/S系統(tǒng)實現(xiàn)流域信息數(shù)據(jù)的共享發(fā)布,M/S系統(tǒng)實現(xiàn)流域信息數(shù)據(jù)的移動查看和管理功能。
3.2.2 水利工程管理巡查與管護子系統(tǒng)
水利工程管理信息系統(tǒng)主要是對流域范圍內(nèi)水利工程信息管理、運行管理和調(diào)度員管理等,同時,通過建立相關的調(diào)度模型,更好指導工程調(diào)度業(yè)務的科學開展。
3.2.3 水安全智能分析子系統(tǒng)
對流域水系工情信息、現(xiàn)場物聯(lián)網(wǎng)采集水雨情信息、歷史數(shù)據(jù)、防汛物資等管理;河道三維展示、動態(tài)模擬分析、泄水過程模擬等項目建設。
智慧型流域建設是個復雜開放的巨大系統(tǒng)工程,覆蓋面極廣,影響因素眾多,需要總體規(guī)劃、分步實施:
(1)在現(xiàn)有測站的基礎上統(tǒng)一規(guī)劃流域站網(wǎng)系統(tǒng),建立降雨、蒸發(fā)、徑流、水質(zhì)、溫度、土壤墑情、水源地、輸水、供水、用水、排水、水利工程等信息采集傳輸系統(tǒng),構建流域物聯(lián)網(wǎng)。
(2)分步實施地理信息(GIS)可視化子系統(tǒng)
水利工程管理巡查與管護子系統(tǒng)、河流斷面水質(zhì)監(jiān)測子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控與智能分析子系統(tǒng)、防汛抗旱指揮決策子系統(tǒng)、水安全智能分析子系統(tǒng)、氣象信息警示子系統(tǒng)、“智慧河長制”電子政務子系統(tǒng)、水利水務辦公自動化體系建設、水生態(tài)信息化標準體系建設等。
根據(jù)《規(guī)劃環(huán)境影響評價技術導則(試行)》的要求,針對左權縣清漳河流域治理規(guī)劃可能涉及到的環(huán)境主題,從生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境、水土流失等方面對該規(guī)劃進行了分析評價,這次評價認為在規(guī)劃實施過程中不可避免的會對周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響,但這些影響可以通過一定的減緩措施予以減免和改善,規(guī)劃方案圍繞改善修復生態(tài)進行。
農(nóng)業(yè)工程技術2021年9期