数字化水文水资源监测模式探究

仵理帆 1 刘拓 2 杨鲜鲜 2

摘要：随着经济社会的发展和科学技术的进步，数字化监测模式在社会多个领域得到了广泛应用发展，将其应用到水资源监测中，能够提升监测的准确性和监测效率，改变了原有的水文资源监测方式，重视信息的采集和分析，能实现对水文水资源的全面监测，更好地为人们的生产生活服务。论文主要分析了数字化水文水资源监测模式。

关键词：数字化；水文资源；监测模式

引言:当前数字经济快速发展，中央多次强调加快推进新型基础设施建设。“新基建”成为了高频词，成为了社会热点。相比其他行业，水文作为一个数字生产单位，更应该关注当前社会发展，借“新基建”东风，构建全新的以数字化技术为依托的水文监测业务体系。

1. 数字化与水文必将深度融合

近一段时间，不少地方、企业跃跃欲试，抓紧布局“新基建”。“新基建”涵盖了传感终端、5G网络、大数据中心、工业互联网，利用物联网、边缘计算、人工智能等高新技术，将传统行业的基础设施进行数字化、网络化、智能化升级，催生出大量创新业态，带动相关产业快速发展。水文监测任务不断加重，精度标准越来越高，数据支撑作用亦日益突出。然而，水位、流量、降水、蒸发、冰情等水文要素的监测、传输等基本以人工、人机配合等方式为主，智能化水平还有待提高；服务的层次和水平还需要进一步提升。水利和经济社会的快速发展，各级部门纷纷要求水文提供更有效的、更准确的水文信息服务，要求水文加快信息化建设。水利管理工作中涉及的项目和人员较多，人员管理难度相对较大，加上人员队伍的素质参差不齐，需要操作系统自身有良好的人机界面，一定程度上降低操作的难度，也能更直观地显示各项数据。除此之外，系统要能具有自我诊断故障的能力，实用性更强。

2. 水文水资源工作的问题

   1. 技术落后

水文管理是一项空间跨度大、历时时间长、投入资金大的工作，这些内容特点在一定程度上给我国的水文监管工作造成了不利影响。截止目前，在持续多年的努力之下，政府对于水文方面的投入经费有了一定程度的增加，相应的科学技术管理水平也有了一定程度的上升。

2.2勘测方式及水文勘测项目的匮乏

传统驻守水文站观测是我国主要的勘测方式，该方式导致资源收集难度系数较高并且服务覆盖面较小。同时，水文站职工队伍建设及生活条件在传统工作模式的影响很难得到改善，因此，水文水资源勘测工作急需要实现对传统工作方式的突破。随着社会经济的飞速发展，水文水资源勘测工作也在不断发展，但是当下水文勘测项目较为匮乏，导致土壤荒漠化及盐碱化不断加重，生态环境不容乐观，并且内河流域水资源监测站较少，勘测效果不佳^[1]。

2.3水资源日益枯竭

单从目前阶段的实际发展状况来说，我国的水资源管理工作方式相对落后，单位用水量大多是依靠对用水用量来进行控制的，这样的管理方法缺乏一定的科学依据，因为水的总量控制属于一项非常复杂的计算方法，其中会涉及到节水治污、用水模拟、水量监测等有关的技术和相关使用制度，如果没有很好的将这些因素考虑在内，那么水资源的浪费现象就会越来越严重。对于水资源的利用方式而言，也缺少对应的、科学的节水技术，因为制度方面的不规范、技术方面的不完善，造成了现在的水资源使用方式乱象丛生的现状。

3. 数字化水文水资源监测工作的必要性分析

数字化水文水资源监测工作是对水资源的变化情况进行检测，做好质量评估，从而获取相关的监测数据，为国家和政府在水资源的开发利用、管理、保护等方面提供科学依据。在多年发展中，监测工作在水资源的开发利用中，提供了大量的数据信息，发挥了重要的作用。但结合当前水文水资源监测工作的发展现状，也存在发展不平衡的问题。当前水资源短缺、水资源环境污染、洪涝灾害等问题，依然影响到社会经济的发展和人们的生产生活。要做好水资源的开发利用和管理，必须重视提升水资源监测的水平和质量，这是水资源管理和保护的基础^[2]。

4.数字化水文水资源监测要有新思路

4.1 5G技术在水文自动监测的应用前景

数字化水文需要以先进技术手段和仪器设备推广应用为重点，以增强水文自动监测和信息服务能力为目标，快速的推进水文现代化建设技术装备配置和应用。而在这些新技术装备的使用过程中，不同的装备对数据通信网络的需求也有所不同，有些要求可靠性高，有些要求带宽高，而有些则要求低时延。于此同时，水文测站建设正朝着不用人值班和自动测报的方向发展，高清质量的视频监控是绝对必不可少，对无线通道的传输速率和容量也有了更高更准确的要求。总而言之，水文自动监测需要一个可靠性高、兼容性强、速率高、容量大的无线传输网络。 根据5G数字水文自动监测多要素甚至全要素监测的发展方向要求，降水量、水位、流量、水质、水温、水面蒸发量、土壤墒情等越来越多的水文要素实现了自动监测，各种技术手段和仪器设备不断的被引入应用

^[3]。

4.2数字化水文水资源监测需要加强人才建设

随着数字水文、智慧水文的不断发展，要加快人才队伍建设。建立与优秀企事业单位的合作机制，与高校、科研机构建立合作关系，加快数字水文关键技术的联合攻关。通过政府购买服务方式，吸引高端人才、高新企业直接参与水文信息化、智慧水文等项目建设。积极开展数字水文、智慧水文等知识培训，提高职工素质。

4.3构建完善的水文水资源信息共享机制

国土面积大，幅员辽阔是我国的一大地理特点，在这样的情况下，各个地区的水体资源会存在着非常大的差异，呈现出极度不均匀的现象，针对此现象，各个地区的政府部门都需要对此问题进行不同的处理方式，针对不同的问题开展对应的处理活动，建设项目用来保证所在区域的用水方式更加科学，在此基础上还开发了许多不同的水文信息数据库和应用软件。凭借这些水文数据能够为水力资源的管控工作起到极大程度的助力作用，同时这些相关的水文数据也被各个地区的相关部门保存了起来，用以更好的面对日后可能发生的相关水文问题。但是目前阶段的统一管理工作还不是很到位，水文信息共享机制有待进一步完善^[4]。

4.4水情分中心报汛应用

水情分中心在水文行业中承担重要的水情报汛任务，水情报汛流程包含原始数据接收、中间过程处理和成果数据发送。为保证水情报汛时效，各水情分中心工作人员应采用多种防护措施，包括数据处理流程中各项软、硬件的主备功能、多信道冗余等，使水情报汛过程涉及多套专用软件。如果全部采用传统软、硬件主备方案将会耗费大量的服务器资源，增加水情报汛人员的维护工作量。当出现故障需要主备切换时，操作流程繁琐，不利于快速恢复报汛工作，报汛时效更不能得到保证。理论上采用服务器虚拟化集群技术可解决上述问题，但多数水情分中心报汛人员为非计算机专业人员，如采用技术含量较高的方案应对水情报汛工作将难以推广。因此，推荐采用单机服务器虚拟化技术，即“一虚多”方案进行部署^[5]。

结束语:水文水资源监测工作对于社会经济发展、环境生态保护有着重要作用。通过水资源现状和水文水资源监测可知：水文水资源一直处于动态的变化过程中，要想实时了解水文水资源的状况，就应加强监测工作。通过水文水资源监测工作，能够及时发现区域水文水资源中存在的问题，并制定相应的解决措施，从而促进区域水资源科学调节与合理开发利用，充分发挥水资源的利用价值。

参考文献：

1. 肖贵清,尹聪.水文助力长江经济带高质量发展探讨[J].中国水利,2019(03):38-40+43.

2. 刘迎.水文水资源监测现状及解决对策[J].河南科技,2019(04):97-99.

3. 王永哲.水文水资源环境管理与防洪减灾的论述[J].河南科技,2019(04):103-105.

4. 詹忠华.人类活动对水文水资源的影响分析[J].河南科技,2019(04):106-108.

[5]岳景东.水文水资源环境管理与防洪减灾措施[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2019(01):118-120.