智慧水利还有很长的路要走——访中国水利企业协会智慧水利分会会长李纪人

智慧,是一种大脑思维活动,是对周围运动变化事物的正确感知、理解、思考和分析的能力。水利,是指人类为了生存和发展需要,采取各种措施,对自然界的水资源进行控制和调配,以防治水旱灾害,开发利用和保护水资源。智慧与水利结合会是什么状态?有观点说,智慧水利就是利用先进的信息技术,实现水利设施的智慧化管理和运行,提升水资源利用效率和水旱灾害的防御能力,促进人水和谐,实现水利可持续发展。

遥感技术新进展赋能水利行业应用

随着遥感技术的不断发展和水利信息化进程的加快,水利遥感有了飞速的发展,与水利现代化发展同步。目前,遥感技术在水利行业的应用范围非常广,在为水利高质量发展提供有力支撑和强力驱动的数字孪生水利建设中发挥了重要的作用。近十多年来,快速发展的遥感技术为提升水利遥感应用能力提供了强有力的支撑,具体表现在数据源的丰富化和多源化、数据获取的速度和效率显著提升、定量估算与反演精度大大提高、专题信息可获得性不断增加、数据处理和信息提取的智能化水平取得长足进步。介绍了遥感技术发展赋能水利遥感应用领域的现状和前景展望,为遥感技术赋能水利新质生产力提供参考。

遥感技术在水利数字孪生建设中的作用

数字孪生水利为新阶段水利高质量发展提供了有力支撑和强力驱动。2010年开始,我国进入了遥感高速发展的阶段,定量化和业务化运行的开展使遥感应用进入了崭新的时代。数据是水利数字孪生的基础,水利模型是水利孪生的核心。文章介绍了遥感技术在数字孪生水利建设的信息采集和模型开发方面的作用以及在流域防洪、水资源管理与调配等“2+N”业务中的应用。

基于水热平衡的分布式水文模型研究与应用

分布式水文模型在水利部“四预”建设中发挥了至关重要的作用,但无径流资料区(简称无资料区)分布式水文模拟技术仍需进一步完善。从水热循环产汇流理论、模型构建与求解、模型参数率定三个方面入手,改进传统分布式水文模型。提出了耦合热量平衡的流域产汇流理论,揭示了水量热量动力学过程耦合机理和水热循环通量量化关系。构建了系统完整的物理机制水热平衡分布式水文模型及其数值求解方法,实现了流域地表温度和水位的分布式数值模拟。明确了模型结构和参数的物理意义,降低了需要率定的参数个数。将参数率定目标由径流量转换为地表温度和水位,综合利用遥感反演和台站观测资料率定模型参数。将研发的模型在江西赣江流域进行应用,结果表明,构建的模型具有较强的物理机制,数值求解方法精度高、稳定性好,实现了无资料区参数率定和水文模拟,为无资料区分布式水文模型研发与应用提供了新思路。

基于空间展布式社经数据库的洪涝灾害损失评估模型研究

本文在总结近年工作经验的基础上,通过对洪涝灾害造成损失的影响因素分析和损失定量评估所需的合理空间尺度分析,研究了分别适合于城市和农村的社会经济资料空间展布方法和社会经济空间数据库,以及以此为基础的洪涝灾害损失定量评估模型。模型考虑了城市与农村的差别、受灾体的分类、淹没水深、淹没历时,预警时间等因素对洪涝灾害损失的影响。模型可以用于洪涝发生前损失的预估以及洪涝灾害发展过程中的损失评估。

空间信息技术是防洪减灾现代化的基础

我国洪涝灾害频繁,洪灾损失严重,防洪减灾将是一项长期而艰巨的任务。在防洪减灾研究中,必须积极引进当今最新科学技术成果,以高新技术改造水利这一传统产业,以水利信息化推动水利现代化。以遥感、地理信息系统和全球导航定位系统为支撑的空间信息技术可以广泛地应用于防洪减灾中,是防洪减灾现代化的基础。本文分析了空间信息技术在防洪减灾中的作用,并对空间信息技术在防洪减灾中的应用趋势作出展望。

信息技术在水利领域应用与展望

重点讨论空间信息技术,即遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)及其集成技术在水利领域,包括防汛抗旱、水资源调查评价和调度、水环境保护、水土保持以及重大水利工程规划设计和管理等方面的国内外应用现状与发展趋势。

重大自然灾害监测评估业务运行系统的建立

“重大自然灾害监测评估业务运行系统的建立”(96-B02-02)是国家“九五”重中之重科技攻关课题,该系统的建立对提高我国防洪减灾工作的水平有重大意义,特别是通过近年来的试运行,对洪涝灾情、旱情、林(草)、火情、雪灾进行监测评估,在我国防灾救灾工作中发挥了重大作用。

河道洪水预报的可靠性研究

把河道洪水预报方案与可靠性分析方法结合起来,对预报可靠性作了分析。分析了预报中的不确定性来源以及在率定模型中对它们的处理,应用可靠性分析方法评价了各种不确定性对预报结果的影响,估算了超过目标洪峰流量的概率,对预报结果作了定量的可靠性分析。

新水沙条件下的黄河河口治理

分析了黄河河口未来来水来沙的变化及其影响,从人类活动要与自然协调共处出发,讨论了在新来水来沙条件下黄河河口治理中的几个主要问题,包括入海流路、三角洲演变、防洪抗凌、水资源、生态环境和湿地保护、社会经济规划布局以及河口管理等。指出了尽管黄河水少沙多的基本特性不变,河口的演变规律就不可能有大的变化,但正确的人为干预是非常重要和有效的,这为治理方案的研究留出了很大空间。水资源是黄河河口治理的核心,根本出路在于调整产业结构、大力建设节水型社会和提高用水效率。黄河河口存在的种种问题之间具有密不可分的联系,必须采取综合治理的方法,进行统一管理。河口治理是黄河全流域治理的一部分,必须统筹兼顾,合理发展。

旱情遥感监测方法及其进展

我国水资源短缺，旱灾一直是我国造成损失最大的自然灾害之一。遥感技术具有宏观、快速、客观、经济等常规手段不具备的优势，在旱情监测方面具有广阔的应用前景。综述了遥感监测干旱的热惯量法、作物缺水指数法、归一化植被指数距平法、供水植被指数法和微波遥感法，介绍了在此领域中近年来的进展。

地理信息系统和流域水文模拟

在综合国外研究和应用情况的基础上,介绍了地理信息系统和流域水文模拟技术的进展以及地理信息系统在流域水文模拟中的应用情况;分析了两者结合使用的发展方向和趋势;阐述了笔者对一些技术问题和认识问题的观点。

遥感和地理信息系统在分布式流域水文模型研制中的应用

综合了近几年来进行的部分研究以及国内外研究和应用的情况，介绍了遥感和地理信息系统在分布式流域水文模型研制中的应用情况和发展趋势。

遥感与水问题

介绍了１０ 年来遥感技术在水资源领域的应用成果，特别是在洪涝灾害监测、水资源与水环境调查、旱情监测、土壤侵蚀调查、河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积调查及大型工程选址和环境效益评估等领域的主要成就。

地理信息系统在水利中的应用

GIS具有数据存储、查询、统计、图形显示、分析、模拟、决策和预测等功能,在水利中得到越来越 广泛的应用,可谓水利现代化的“火车头”。

数字地球与数字水利

介绍数字地球的战略意义、基本概念、涉及的新理论和新技术.就数字地球的基础,即信息的获取、处理和应用作了较详细的介绍.结合水利行业发展和应用遥感、地理信息系统和全球定位系统的现状。

遥感和GIS在干旱和半干旱地区水资源管理中的应用

介绍遥感、GIS(地理信息系统 )等高新技术在干旱和半干旱地区水资源管理中的应用 ,包括水资源调查 ,旱情与墒情的监测管理和预警 ,沙漠化的动态监测以及治沙止漠效益评价 ,生态的动态监测和生态需水量估算 ,退耕还林还草的遥感调查 ,灌溉面积调查与灌区发展规划 ,土地盐渍化监测 ,水环境监测 ,水利工程的规划、建设与管理 ,以及水资源实时监测管理系统等 .

空间信息技术与防洪减灾现代化

我国洪水灾害频繁,洪灾损失严重,防洪减灾将是一项长期而艰巨的任务。在防洪减灾研究中,必须积极引进当今社会最新科研成果,以高新技术改造水利传统产业,以水利信息化带动水利现代化。以遥感、地理信息系统和全球定位系统为支撑的空间信息技术可以广泛地应用于防洪减灾中,是防洪减灾现代化的重要基础。本文分析了空间信息技术在防洪减灾中的作用,并对空间信息技术在防洪减灾中的应用趋势作出展望。

GIS在洪涝灾害监测评估中的应用

中国国土辽阔,自然地理条件复杂,是一个自然灾害发生较频繁的国家,尤其是洪涝灾害。随着社会和国民经济的迅速发展,洪涝灾害所造成的损失越来越大。洪涝灾害监测评估是抗洪减灾中一个重要组成部分,也是电子政务的组成部分,GIS则是最主要的技术支撑之一。中国已建成了洪涝灾害监测评估的业务运行系统。本文介绍了洪涝灾害监测评估业务运行的基本要求、技术流程、基于GIS的基础背景数据库以及GIS在洪涝灾害监测评估中的发展现状和应用实例。

遥感与水利事业发展

介绍自１９８０ 年以来，遥感技术在水利行业所经历的学习、试验、应用和发展等四个阶段，显示了遥感技术客观、宏观、快速、动态和经济的优势．并着重从洪涝灾害监测评估、水资源和水环境调查、土壤侵蚀和水土保持、河道及水库泥沙淤积监测、河湖及河口演变调查以及土壤水分及旱情监测等几个方面反映了遥感这一新技术在水利事业发展中所发挥的作用．