区块链技术在水资源管理中的应用展望

张明花

摘要：随着科学技术的发展，我国的区块链技术有了很大进展，当前，区块链技术应用已延伸到多个领域。本文对水资源监控能力建设现状和不足进行分析，旨在为区块链技术在水资源监控能力建设的应用前景提供理论依据。

关键词：区块链；水资源；物联网

引言

区块链技术是继大型机、个人电脑、互联网之后计算模式的颠覆式创新，很可能在全球范围引起一场新的技术革新和产业变革。近年来，区块链技术引起了学术界和产业界的高度重视。在资源环境管理领域，区块链技术提供了解决信任问题、建立交易平台、保护数据安全、完善信息公开等诸多应用方向，学者们针对区块链在绿色能源、碳排放交易等方面的应用展开了探讨。目前，区块链技术在资源管理方面的应用优势已有较多探讨，相应研究多侧重于特定场景的应用，研究阶段大多停留在原型设计阶段，尚未从理论探讨走向具体实践、从技术孤岛走向系统整合，应用的深度与广度仍有扩展空间。在水资源管理领域，伴随着最严格水资源管理制度的落实，业务需求不断增长，信息数据不断扩张，新的管理需求与技术瓶颈开始浮现，区块链技术拥有宽广的应用前景。

1区块链技术的发展和现状

区块链从2008年诞生至今，以不可小觑的发展速度，引起大众的广泛关注。2019年10月24日，习近平总书记召开会议还强调了区块链技术对国家创新发展的重要性。各部门也积极响应国家号召，鼓励支持研发应用区块链技术，加快相关应用落地实施。国际社会上大多数主权国家对区块链技术处于支持态度，在这种大环境下，关于区块链技术的专利申请数量、相关企业数量、投资等都有一个较大的增长。

2区块链特点

区块链技术在服务企业保障民生方面有广阔的前景，区块链使企业能够重新思考他们的工作方式。区块链技术主要有以下几个特点：（1）去信任化。任意两个节点之间建立联系，不需要信任彼此身份，这个节点遵守相应的协议，双方之间进行数据交换，彼此效率更高，方便快捷且节约成本。（2）去中心化。不存在固定的中性化机构，按事先设定的程序运行。区块链靠各个节点共同实现的维护和保证信息传递的真实性，分布式储存数据，脚垫可以无限地连接成新单元。这让公司和公司之间，公司和个人之间都可以方便快捷地进行人才信息交流，信息安全，数据完整。（3）信息透明。除了交易的私有信息，区块店的数据对所有人公开，都可以通过公开的接口查询区块链数据，整个系统信息高度透明。人力资源管理者之间，各领域的人才之间，人力资源管理者和各领域的人才之间，可以像论坛一般相互交流。（4）高度自治性。在各个环节节点上都有规范和协议。彼此之间都是匿名的，双方都要遵守相应的承诺，在信任的环境中交易和交换数据，每个节点都是自治，灵活多变有相应的规则。

3区块链在水资源管理中的应用展望

3.1供水系统管理

随着我国工业、服务业的进一步发展与城市化进程的加快，我国的供水行业仍处在扩张阶段，供水行业的市场集中度相对较低，阻碍了供水管理模式的发展，亟需加强水务信息化，促进水务涉及的信息流动和多方协作。在传统的供水管理模式下，供水设备的操作、供水过程和设备维护记录是存储在单一、孤立的系统中。对于极为重要和敏感的供水记录数据，缺乏数据备份与外界监督，如果出现安全和生产事故，供水企业、设备厂商和安全生产监管部门难以核实记录的真实性与一致性，不利于后续事故的防范及设备的改进。供水系统与监管部门之间需要构建更深层次的信任机制。利用区块链技术去中心化与不可篡改的特性组建和管理供水系统，整合记录供水系统网络中各种取水、制水、输水设备的运行维护状态，能有效构建关键数据的信任机制，提高供水系统的管理水平。通过区块链技术将供水企业中的传感器、控制模块和系统、通信网络等系统整合，并通过统一的账本，让供水企业、设备厂商和安全生产监管部门能够长期、持续地监督供水的各个环节，提高供水的安全性和可靠性。同时，区块链账本记录的可追溯性和不可篡改性也有利于供水企业水价调整时必要的成本监审和成本公开工作的开展，便于发现问题、追踪问题、解决问题、优化系统，极大提高供水过程的智能化管理水平。

3.2对远程监控覆盖面的提升

在即将全面铺开的5G时代和物联网技术的支持下，远程计量设备也将更加智能化，水量信息通过水量传感设备就能接入互联网，通过区块链技术实现设备和设备之间的智能通信，更快地更新水量实时数据和取水异常信息，有效降低了水资源监控系统的网络数据传输压力，降低了水资源监控能力建设成本，提高小微用水户远程和偏远地区用水户的远程计量设备安装率，有效扩大远程监控的覆盖面。

3.3水权交易

水权交易制度是完善我国水市场的关键举措。2014年，国家在7个省区开展了水权交易试点，到2017年基本完成了试点任务，各个试点均通过了评审验收。近年来，我国水权交易事业取得了长足的进步。2016年，中国水权交易所在北京挂牌开业，其所开发的国家水权交易系统，覆盖了国内水权市场上公开交易、政府回购及协议转让等多类交易类型的信息挂牌、交易撮合、在线结算、成交公示等业务[14]。中国水权交易所一直在提升交易系统安全性、适用性、可靠性、联动性等方面做出尝试和努力[14]。但目前水权交易过程中，仍存在交易成本与效率、合约风险控制、企业隐私信息保护等问题[24]。区块链技术可以在简化交易流程、建立信任机制方面完善现有的水权交易系统，提升水权交易系统的服务质量。在交易的挂牌、应牌时期，利用区块链的不可篡改性对交易方的资质与信誉进行存证，核验买卖方的身份、交易历史，促进信任机制的建立。交易过程采用区块链的智能合约技术执行，通过数字化协议将各个交易环节固化为自动执行的代码，从而允许在没有第三方的情况下执行可追溯、不可逆转的交易，简化了操作流程，提升了服务质量。

34对数据及时性的提升

现有水资源远程监控系统核心在于信息的中心化处理，高度依赖远程计量设施、中心机房和系统终端的网络通畅程度。当因中间任一环节的网络故障导致数据传输延迟和丢失，水资源管理人员往往无法及时得到准确信息，耽误水量计量和核定。区块链技术则可以通过使用智能合约的远程计量设备间进行安全通信、确保信息可以及时传递到水资源管理人员的终端系统内。

结语

综上所述，区块链是用分布式数据库识别、传播和记载信息的智能化对等网络，也称为价值互联网。包含分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的新型应用模式。区块链技术是互联网底层的分布式数据库技术，特点包括去中心化、点对点传输、透明、可追踪、不可篡改、数据安全及信用的自我建立等。区块链技术的应用，对提高德州市水资源管理效率，推动水资源信息化和取用水计量精准化，有着积极的作用。

参考文献

[1]国家工业和信息化部中国区块链技术和应用发展白皮书(2016)[R]北京：中国区块链技术和产业发展论坛，2016

[2]中国区块链应用研究中心中国区块链行业发展报告2018[R]瑞士达沃斯：中国区块链应用研究中心,2018

[3]任仲文区块链——领导干部读本[M]北京：人民日报出版社,2018

[4]闵梦然,余晓敏,祁玉杰区块链在自然资源管理中的探讨[J]地理空间信息,2020,18(6):130-135

[5]石欣. 区块链技术在绿证交易市场中的应用[C]// 玄佳兴，李旭. 中国电机工程学会电力通信专业委员会第十二届学术会议.北京：人民邮电出版社电信科学编辑部,2019:175-178.