李 薇，尹姝君，王 兵

(陕西省渭河生态区保护中心，陕西 西安 710004)

随着渭河综合整治工程的顺利实施，对两岸人民产生了显著的经济、社会、生态效益。在巩固已有成果的基础上，为了使沿渭各地获得更好更快的发展，把渭河打造成我们陕西人民的幸福河，省政府专门设立了渭河生态区保护中心。生态区要求沿河两岸向外扩展200 m～1500 m，规划面积大，涉及环保、交通、国土、农业、林业等多个方面。如何快捷、高效地协调各个部门并及时获得有效信息，便成为制约生态区发展的一个重要部分。信息化技术最初应用于防汛工作中的洪水预测预报，现在已经逐渐深入到水利行业的各个方面，开展信息化建设工作已经成为促进生态区建设的重要方式之一，具有十分重要的现实意义。

1 国内外现状及发展动态分析

1.1 国外研究进展

美国、日本等国家，自20世纪中叶就开始建设覆盖全国的水利信息基础数据库。2001年7月以后，美国创办的国家水利信息系统就可以从覆盖全美的基础数据库中采集数据信息。20世纪末期，“数字水利”的概念应运而生。“数字水利”就是指综合运用3S技术(地理信息系统GIS、遥感RS和全球定位系统GPS)、计算机网络技术等高新技术，以解决实际需求为出发点，对监测范围内的自然环境、水利工程运行情况、水资源现状、等各方面信息进行数字化存储、管理、监测、分析，从而建立适合水利行业各个职能部门的专业应用信息平台。

1.2 国内研究进展

随着信息技术的不断发展，全国各地水利行业的发展都与信息化建设密不可分，各地市相继出台了若干关于加快发展水利信息化建设的政策，在水利行业的发展方面起到了无可替代的作用。如:黄河水利委员会的国家防汛抗旱指挥系统、长江水利委员会研发的洪水预报系统、陕西省防汛会商系统。借助这些高效便捷的系统，各级水利部门可以做出更加精准的决策。

2 水利信息化在渭河生态区建设中的必要性

渭河是陕西人民的母亲河，2016年初，省委、省政府设立了渭河生态区保护中心，对渭河进行涵养水源、保护水质、改善生态等系统保护，这在全国尚属首例，为系统保护河流、加强生态系统文明建设提供了重要的思路和实践。

近年来，随着互联网和信息技术的高速发展，信息技术对水利行业也带来了革命性的影响，将大数据云计算技术应用到产业运营当中去，已经成为未来工作的重要方向之一。通过构建水利信息化平台，可以将水雨情信息采集、工程视频监控、堤防安全监测等信息汇总整合，可为后续的生态区建设提供技术及数据支撑。

3 水利信息化在渭河生态区建设中存在的主要问题

3.1 系统与业务耦合程度偏低

目前，陕西省水利信息系统工程建设和应用已经初具规模和成果，已建系统可分为六大类：防汛抗旱、水资源、农村水利、水土保持、水利普查和电子政务。但是针对渭河生态区，信息化水平相对较低。未能实现数据自下而上的网上报送、汇总和统计且缺乏决策分析功能。已经建设和部分正在建设的水利信息系统，没有充分考虑业务协同发展的需要，普遍存在只能满足基本业务处理的需求，大部分系统建设以信息存储、档案管理为主，无法深入到业务本身。

3.2 信息化标准体系有待完善

目前陕西省水利系统采用的技术标准不统一，影响信息资源共享，各个系统之间独立运行，使得系统整合难度加大。通过建立统一的信息化标准是解决这一问题的根本途径，也是不同信息管理系统之间数据交换和相互操作的基础，同时也可以降低信息化系统的拥有成本。

3.3 重建设轻管理

水利信息系统地建成与普及应用还有一定的距离，系统建成后想要正常的运行必须有强有力的硬件、良好的软件管理以及不断维护做基础。即要有硬件设备的管理、维护做保证，还要有软件系统的管理维护做支撑。目前，陕西省渭河生态区保护中心虽然设立有专门的信息机构，但专业人才尚显不足，而相应的信息化管理人才更是紧缺。在建设硬件设备的同时，也需要建设一支专业的信息化人才队伍。

4 渭河生态区建设中应用信息化技术的建议

陕西省渭河生态区信息化建设业务可根据管理机构划分为：陕西省渭河生态区管理中心→各市(区)渭河生态区管理中心→各县(市、区)渭河生态区相关保护单位。根据业务流程，陕西省渭河生态区信息化建设数据流程包括物联感知和视频感知的信息流程，物联感知的信息通过无线传输统一传输到省级中心平台，市(区)、县级通过省级统一业务平台进行数据查询和业务办理，视联感知的视频信息采用现地存储，县级管理站管理视频监视点，省、市(区)可通过环渭光纤进行视频信息的调取。

4.1 信息需求

渭河生态区的信息化建设工作涵盖面广，涉及水情、雨情、气象、工程安全、环境生态、行政管理以及基础空间信息等诸多方面。由于数据来源于多种行政部门、数据管理单位众多，包括各级水利管理部门、气象部门、国土部门等。因此，上述信息的获取除依靠建设强大的信息采集系统外，还要根据实际情况，加强不同业务单位之间必要的信息共享。

4.2 性能需求

(1)可靠性：信息化工程，一旦出现故障，会干扰管理人员的正常工作，尤其是在汛期等关键时刻。渭河流域夏季易形成短历时、强度大的暴雨，也是山洪灾害的高发时期。因此，当部分设备出现故障或者需要维修时，必需保证整体功能不受影响，保证各个监测点及各级控制中心可以24 h不间断工作。

(2)可操作性：目前沿渭各级单位工作人员年龄差异大，且缺乏相关计算机专业的专业人才，因此用户界面必须做到操作简单，在传统的数据收集的基础上进行整合分析，准确地完成相关调度作业。

(3)易用性：系统应尽可能的适应未来需求，可以灵活地增加新模块，产品尽可能地提供可视化操作界面。

4.3 监测内容

4.3.1 河道水位、流量监测

实时显示当前河道断面的水位、流量信息，超限报警及变化趋势，方便用户一目了然地掌握河道水情信息。

4.3.2 生态流域降雨监测

界面以表格和GIS雨量测点(含雨量站、水文站、气象站等)分布图中标注数据的形式展示，实时显示当前生态流域(含雨量站、水文站、气象站等)1 h、6 h、12 h、24 h、48 h的降雨情况，用不同颜色代表不同的降雨等级，绘制生态流域的降水量分布图，方便用户掌握生态流域内的降水状况。

4.3.3 水功能区水质达标监测

根据所在水功能区(含水质站、水文站、河道断面、水库等)目标水质自动判定当前测点水质达标情况，方便用户了解生态流域的水质现状。

4.3.4 地下水水位、水温监测

实时显示地下水水位、埋深、水温信息及变化趋势，支持用户绘制指定时间的地下水埋深分布图，便于用户了解掌握生态流域内的地下水分布现状。

4.3.5 旱情监测

实时显示各个深度土壤含水率信息，用户通过墒情信息或连续无降雨信息绘制指定时间的旱情等级分布图，便于了解掌握生态流域内的旱情现状。

4.3.6 重点水库水情监测

实时显示各个水库的水位、库容、出入库流量信息及变化趋势，便于用户了解掌握生态流域内的重点水库的库情信息。

4.3.7 气象监测

实时显示各个区域的气温、气压、风速风向、蒸发量信息及变化趋势，便于用户了解掌握生态流域内的气象变化状况。

5 生态区信息化管理措施

5.1 信息采集

根据渭河生态区的实际情况和建设需要，可以将渭河生态区水利信息分成静态信息、动态信息两大类：一类是静态信息，主要包括一些已经建成的管理机构，例如各类水库设计标准下的库容、设计水位信息、较为固定的行政规划等，由于此类信息很少发生变动，便可将其直接输入数据库当中。另一类是动态信息，主要是包括一些更新时间不确定的数据信息，例如降雨期的雨水情信息、汛期水库实时水位等。动态信息有时更新速度快，如果只采用人工统计的方式进行信息采集便无法满足生态区的现代化管理要求，这就要求借助大数据与云计算技术，才能更好地保证生态区信息化建设的高效性和准确性。

5.2 传输链路

生态区由于其自身存在着点多面广的特点，部分区域商业性的有线和无线通信网络都无法触及而且可能有部分数据属于保密类别。所以渭河生态区的信息化建设可以通过沿渭河建设光纤环网的方式，分区域延伸到生态区内部，提供专属传输线路。

5.3 网络结构

生态区信息化建设可分为互联网(外网)和业务网(内网)。外网主要部署需对外发布的各个应用系统，同时，对外网主机也连接到核心上，可通过防火墙访问互联网并于部分外联单位通过互联网VPN方式互通。内网主要部署业务内网和水利专有业务，内网数据中心建立专用的数据中心核心交换机，通过防火墙与内网核心互联，内网主机通过核心交换可访问内网服务器。同时，核心和外联单位之间还有防火墙进行防护。

5.4 信息处理决策应用模式

大数据的特点在于数据过多而引起信息杂乱，要在海量信息中提取出有效信息并进行分析计算，对管理者的决策提供参考，就需要建立一套完整的信息决策系统。生态区信息化建设主要是通过各类采集仪器，实现对水环境的全面感知和数据采集，通过网络将采集到的数据实时传输到网络中心，基于省、市两级资源数据共享平台，通过物联网数据分析处理系统软件为水务管理提供各种应用服务。

6 结语

陕西省渭河生态区建设巩固了渭河全线综合整治的成果，通过信息化项目建设，利用先进的信息采集、通信和计算机网络、数据云平台等技术，充分利用生态区信息资源。改进渭河生态区各行业人员在防汛抗旱、水资源管理、水土保持、水利工程管理等方面的工作方式，实现生态区信息采集、传输、存储、管理和服务的数字化、网络化智能化，全面提升生态区管理各项活动的效率。保障渭河沿岸经济持续、协调、健康发展。