第5水利現(xiàn)代化.ppt

1、 水 利 現(xiàn) 代 化,武 漢 大 學(xué) 水 利 水 電 學(xué) 院 洪 林 教授 李 小 平 博士,1,2,信息化與水利現(xiàn)代化,第五章,3,本章主要內(nèi)容:,4,教學(xué)目的及要求 ：,讓學(xué)生了解水利信息化建設(shè)的必要性、水利信息化建設(shè)的形勢、水利信息化技術(shù)的應(yīng)用等相關(guān)信息。,5,本章難點(diǎn)：,（1）水利信息化的概念; （2）我國水利信息化建設(shè)存在的問題及對策。,6,水利信息化建設(shè)的必要性,本章重點(diǎn)：,7,第一節(jié) 水利信息化建設(shè)的必要性,凡人類的治水活動， 都離不開水情、工情和社情 的綜合利用。因此，古今中外的 水利工作者都十分重視 收集整編和利用信息。,水利行業(yè)是一個信息密集型行業(yè):,8,我國早在公元前20

2、世紀(jì)就已有洪水記錄，公元前16世紀(jì)已有了水旱信息的記載. 而在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，由計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的信息技術(shù)，在水利行業(yè)逐步得到推廣和應(yīng)用。,出現(xiàn)了 水利信息化推動水利現(xiàn)代化 的發(fā)展趨勢。,9,一、水利信息化的內(nèi)涵及意義,10,是指充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)， 深入開發(fā)和利用水利信息資源。 包括水利信息的采集、傳輸、 存儲和處理，全面提升水利行業(yè) 活動的效率和效能。,水利信息化的內(nèi)涵：,11,建立和完 善防災(zāi)減 災(zāi)網(wǎng)絡(luò),對水旱災(zāi) 害進(jìn)行預(yù) 測預(yù)報,對抗旱和 滯洪方案 進(jìn)行風(fēng)險 評估等等.,在這些國家廣泛運(yùn)用了地理信息系統(tǒng)、 全球定位系統(tǒng)和遙感技術(shù)(即3S技術(shù)),這個發(fā)展趨勢在一些發(fā)達(dá)

3、國家已很明顯：,12,可以斷言： 沒有水利信息化就沒有 水利現(xiàn)代化,13,在新世紀(jì)， 水利既面臨著巨大的挑戰(zhàn). 也面臨著難得的 發(fā)展機(jī)遇！,14,早在全國人大九次會議通過的“十五”計(jì)劃綱要，就把實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用提到事關(guān)我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，要求下大力氣解決洪澇災(zāi)害、水資源不足和水污染問題.,15,由此可見：,從傳統(tǒng)水利 向現(xiàn)代水利、 可持續(xù)發(fā)展 水利轉(zhuǎn)變。,以水資源的 可持續(xù)利用支撐國 民經(jīng)濟(jì)的可持 續(xù)發(fā)展,已成為新世紀(jì)治水 的戰(zhàn)略目標(biāo)！,16,只有加快水利信息化 的建設(shè)步伐，才能實(shí)現(xiàn) 水利現(xiàn)代化的 宏偉目標(biāo)。,水利信息化是水利現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和重要標(biāo)志。,在這個歷史性轉(zhuǎn)變過程中,

4、17,二、水利信息化建設(shè)的必要性,(一)水利信息化是提高抗災(zāi)減災(zāi)決策水平的需要. 信息是防汛抗旱決策的基礎(chǔ)，是正確分析和判斷形勢、科學(xué)地制定防汛抗旱調(diào)度方案的依據(jù)。,18,水利信息系統(tǒng)的建立，將大大提高雨情、水情、工情、旱情和災(zāi)情信息采集的準(zhǔn)確性和傳輸?shù)臅r效性.對洪澇干旱災(zāi)害的發(fā)展趨勢作出及時、準(zhǔn)確的預(yù)測和預(yù)報。制定防洪抗旱調(diào)度方案，為決策部門科學(xué)決策提供依據(jù)，充分發(fā)揮已建工程設(shè)施的效能.,19,(二)水利信息化是提高水利科技含量和管理水平的需要,水利作為傳統(tǒng)行業(yè)，在深化改革中不但面臨著體制創(chuàng)新和機(jī)制創(chuàng)新的問題，而且還面臨著技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新。 水利信息系統(tǒng)的建立，將會為技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新創(chuàng)造

5、良好的條件，全面提高水利事業(yè)的科技含量和管理水平。,20,（三）水利信息化是實(shí)現(xiàn)水行政主管部門機(jī)構(gòu)改革和職能轉(zhuǎn)變的需要,信息資源已經(jīng)成為與物質(zhì)資源同等重要的資源。政府充分開發(fā)和利用龐大的政府信息資源。是正確、高效行使國家行政職能的重要環(huán)節(jié). 信息化將使水利部門有可能廣泛獲取和利用各種信息資源，更好地管理復(fù)雜的水行政事物.提高政府部門的決策水平、管理水平和工作效率。同時，信息化也有助于實(shí)行政務(wù)公開，加強(qiáng)政府工作人員與廣大人民群眾之間的聯(lián)系，使社會各界更加有效地監(jiān)督政府工作。,21,（四）水利信息化是滿足行業(yè)之間實(shí)現(xiàn)信息資源共享、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的需要,水利與工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、交通等相關(guān)行業(yè)的

6、發(fā)展，關(guān)系十分密切。 實(shí)現(xiàn)水利信息化，使水利信息資源與相關(guān)行業(yè)共享。水利行業(yè)也從相關(guān)行業(yè)獲取信息，這對于建立節(jié)水型工業(yè)、節(jié)水型農(nóng)業(yè)和節(jié)水型社會，促進(jìn)生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)，都有重要的意義。,22,信息化越來越成為國際竟?fàn)幍慕裹c(diǎn)。,發(fā)達(dá)國家更是依靠雄厚的經(jīng)濟(jì)和科技實(shí)力,使本國的信息化處在世界前沿,在 國際 竟?fàn)幧险紦?jù)有利地位.,第二節(jié) 水利信息化建設(shè)的形勢,當(dāng)今世界，信息技術(shù)正以前所未有的速度發(fā)展,23,同時采取了一系列重大措施， 以確保該計(jì)劃的實(shí)施。,在美國,前總統(tǒng)克林頓上臺伊始， 即制定了“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NII)” 行動計(jì)劃,(即信息高速公路計(jì)劃)。,24,在日本：,照仿美國的信息高速公路”

7、，提出了建立自己的“信息高速公路”的設(shè)想- 投資500億日元在1993年1996年期問建立了“信息流通新干線網(wǎng)”的超高速信息網(wǎng)絡(luò)。,25,面對美國信息高速公路的挑戰(zhàn)，于1993年12月公布了法洛爾白皮書。建議開發(fā)歐洲信息網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，并擬訂了歐洲“信息高速公路”計(jì)劃，投資330億法郎以加速歐洲各國的信息聯(lián)網(wǎng)。,在歐共體：,26,新加坡,于1992年就完成了“新加坡2000年信息科技發(fā)展總藍(lán)圖”的規(guī)劃。,是最早提出“信息 高速公路”設(shè)想的國家.,到20世紀(jì)末，新加坡政府 已在該項(xiàng)目上投資約12.5億美元,在亞洲：,27,根據(jù)有關(guān)專家的研究分析： 技術(shù)普及速度-,如果以一項(xiàng)專利 從發(fā)明到其產(chǎn)品使

8、用者 達(dá)到5000萬人的周期來統(tǒng)計(jì)：,蒸汽機(jī) 用了30年,電力 用了80年,個人電腦 用了16年,電視機(jī) 用了13年,互聯(lián)網(wǎng) 則只用了4年。,28,信息時代的到來,而且 改變著 我們的日常 生活,不但改變了 社會經(jīng)濟(jì)的 結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,29,例如 , 國際電話的通話時間已由1990年的3300萬分鐘，達(dá)到2000年的1100億分鐘，2009年的4060億分鐘; 瀏覽互聯(lián)網(wǎng)的人數(shù)，已由1990年2300萬人，增加到2001年初的25000萬人,2011年初20億人。 從1993年一2000年，通過大西洋海底電纜的通話能力增加近10萬倍，而通話成本則下降至初期的十萬分之一。,30,信息化建設(shè)相對滯后,

9、由于我國正處于工業(yè)化中期,但黨中央、國務(wù)院非常重視我國信息技術(shù)的發(fā)展。,提出要把發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)與改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有機(jī)的接合起來.,并在經(jīng)濟(jì)和社會生活的各領(lǐng)域全面 推進(jìn)信息化。以信息化帶動工業(yè)化， 努力實(shí)現(xiàn)我國社會生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展。,在加速高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的同時， 用以信息技術(shù)為代表的高新 技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。,31,第三節(jié) 水利信息化工作現(xiàn)狀、 存在問題及對策,抗旱指揮系統(tǒng)建設(shè),防訊指揮系統(tǒng)建設(shè),機(jī)關(guān)辦公自動化,水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),水質(zhì) 監(jiān)測 評價 信息 系統(tǒng),等方面已經(jīng)取得一定成效. 但是，在肯定成績的同時，我們更要正視存在的問題,目前,在水利信息化建設(shè)中,水資源

10、實(shí)時 監(jiān)控 管理 系統(tǒng),32,(一)投入嚴(yán)重不足,投入嚴(yán)重不足-這是水利信息化 建設(shè)長期以來存在的一個問題.,我國水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施還十分薄弱.特別是信息資源的開發(fā)嚴(yán)重滯后，水利信息的采集和傳輸至今也未形成覆蓋全國的信息網(wǎng)絡(luò)。,受經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等條件的限制, 存在很多問題,33,(二)缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和規(guī)范化的建設(shè)管理 在水利信息化建設(shè)中，,除了防汛方面情況相對較好以外 對于全行業(yè)來說 ，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃。,在建設(shè)和管理上 還存在著條塊分割 和低水平重復(fù)開發(fā) 等現(xiàn)象。,34,信息化有著一個系統(tǒng)性強(qiáng)、集成度高和技術(shù)更新周期短的特點(diǎn). 在信息化中，對信息的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化有著嚴(yán)格的要求，否則難以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)

11、互通和信息的大規(guī)模集成。,(三)尚未形成全國的水利會商信息平臺,我國目前尚未形成一個集信息源 和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫為一體的水利信息公用平臺， 無法真正實(shí)現(xiàn)全行業(yè)資源共享。,35,第四節(jié) 水利信息化技術(shù)的應(yīng)用,圖1 ARCGIS 在水利工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,36,37,圖3 水資源系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)體系,38,圖4 灌區(qū)水管理GIS 數(shù)據(jù)庫,39,利用作物生長信息 與灌溉調(diào)控 的互動效應(yīng)及精準(zhǔn) 控制灌溉等技術(shù)， 使現(xiàn)有的水稻控制 灌溉技術(shù)指標(biāo)體系 更為細(xì)化和精量化。 集成GIS 、 RS、 人工智能技術(shù)，建立 以知識庫、方法庫、模型庫等 為主的農(nóng)村水利綜合 管理決策支持系統(tǒng).,農(nóng) 村 水 管 理,40,先進(jìn)

12、的灌區(qū)輸配水系統(tǒng),41,農(nóng)田作物用水信息系統(tǒng),42,水資源實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng),43,水資源實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用情況:,這種系統(tǒng)以地理信息系統(tǒng)(GIS)為框架，除了采集水資源信息外，還廣泛采集流域或地區(qū)內(nèi)的氣象、墑情等自然信息，水利工程等基礎(chǔ)設(shè)施信息，經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的基本信息以及需水部門的需水信息。,44,45,46,防洪減災(zāi)保安體系建設(shè),前提-傳統(tǒng)“抗御型”防洪思想面臨新的挑戰(zhàn),過去幾十年里 我國的防洪建設(shè)注重“抗御型” 的工程建設(shè)，防洪的標(biāo)準(zhǔn) 也是基于“抗御型”的 指導(dǎo)思想制定的,47,決策支持上也多按照 “防御”的觀念進(jìn)行運(yùn)行或加以利用。,即使已經(jīng)在一些大流域(如長江流域) 利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)建立了防

13、洪調(diào)度系統(tǒng)，,48,不可否認(rèn)，這種傳統(tǒng)的“抗御型”的策略及與之相應(yīng)的防洪管理方式對我國經(jīng)濟(jì)順利發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。 但隨著經(jīng)濟(jì)社會現(xiàn)代化的發(fā)展，“抗御型”防洪思想在如下3個方面面臨挑戰(zhàn):,49,挑戰(zhàn)一、水資源短缺要求利用洪水資源，科學(xué)的進(jìn)步也能使其成為可能。 挑戰(zhàn)二、洪水水位隨著防洪工程的建設(shè)越來越高，用理論頻率確定的防洪標(biāo)準(zhǔn)日益失去意義。 挑戰(zhàn)三、社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化對防洪保護(hù)提出了越來越高的要求，以至于在“抗御型”指導(dǎo)思想下建立防洪保安體系越來越困難。,50,統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一管理。,根據(jù)流域和洪水特點(diǎn),采取”上蓄、中防、下泄”,形成堤庫結(jié)合的防洪工程體系,防洪建設(shè)思路：,51,水污染防治,信息化

14、在水資源污染防治方面發(fā)揮越來越重要的作用!,52,第五節(jié) 今后的工作展望,一、集中力量，抓住重點(diǎn)，開展科技攻關(guān),集中力量 在水資源管理自動化 與信息化研究領(lǐng)域 實(shí)施技術(shù)創(chuàng)新!,53,二、積極推廣應(yīng)用高新技術(shù)，全面提升水利行業(yè)科技含量,我們要充分利用科技發(fā)展的最新成果，堅(jiān)持用高新技術(shù)對傳統(tǒng)水利行業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造，特別要注意計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)及自動化技術(shù)、新材料、新工藝在水利行業(yè)的推廣應(yīng)用。,54,三、加快自動化和信息化建設(shè)，以信息化帶動水利行業(yè)的現(xiàn)代化,水利信息化建設(shè)的根本目的是實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用。水資源的優(yōu)化配置不可能通過傳統(tǒng)

15、的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)。只能也必須采用現(xiàn)代化的手段。通過信息化帶動水資源實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)水資源管理的信息化，再通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能等技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，這就是水利現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。,55,四、加強(qiáng)科技合作與交流,國際科技合作與交流是提高創(chuàng)新能力、開拓研究思路、彌補(bǔ)科技經(jīng)費(fèi)不足的有效途徑。要在“十一五”已經(jīng)取得良好國際合作的基礎(chǔ)上，繼續(xù)拓寬國際合作渠道、廣泛建立國際聯(lián)系，通過技術(shù)考察、技術(shù)培訓(xùn)、互派學(xué)者和開展國際科技合作項(xiàng)目等多種方式，引進(jìn)國外先進(jìn)實(shí)用技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)技術(shù)合作。,56,五、大力加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè),現(xiàn)代科技日新月異，要學(xué)習(xí)最新的科學(xué)知識，注重知識更新。尊重知

16、識、尊重科學(xué)、勤于學(xué)習(xí)、善于思考。以規(guī)范化為重點(diǎn)建立起水利系統(tǒng)的培訓(xùn)機(jī)制、培養(yǎng)水利專門人才，努力造就一支適應(yīng)新形勢的技術(shù)干部隊(duì)伍。,57,六、加強(qiáng)體制改革，建立水利科技創(chuàng)新體系,要堅(jiān)持實(shí)事求是的原則，正確定位，分類指導(dǎo)。要正確處理好改革、發(fā)展、穩(wěn)定的關(guān)系。要通過改革促進(jìn)發(fā)展，優(yōu)化科教資源的配置，實(shí)現(xiàn)科研教學(xué)單位實(shí)力的增強(qiáng)，科技人員及廣大職工物質(zhì)與文化生活水平的提高。通過體制和機(jī)制創(chuàng)新，建立起水利科技創(chuàng)新體系。,58,實(shí)例一、深圳市防洪管理支持系統(tǒng),59,實(shí)例二、小浪底水庫工程一期通信系統(tǒng),60,實(shí)例三、流域水資源實(shí)時監(jiān)控信息服務(wù)系統(tǒng),61,實(shí)例四、城鄉(xiāng)防災(zāi)減災(zāi)信息化,62,實(shí)例五、區(qū)域水資源管

17、理信息化,63,實(shí)例六、水利工程管理信息化,64,本章總結(jié)及下一章內(nèi)容：,第五章 水利信息化建設(shè) 第六章 數(shù)字水利建設(shè),65,練習(xí)思考題:,(1)簡述中國水利現(xiàn)代化內(nèi)涵、評價方法和評價指標(biāo)體系; (2)簡述國內(nèi)外水利現(xiàn)代化建設(shè)動態(tài)及趨勢; (3)結(jié)合實(shí)際對我國水利現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)行展望.,66,參考文獻(xiàn),1 Jos G. Timmerman and Sindre Langas, Environmental Information in European Trans-boundary Water Management, IWA Publishing, Alliance, House, 2004 2

18、Glaus Btenner, Stuttgart, 47th Photogrammetic Week, Interactive modeling tools for 3D building reconstruction，1999 3常慶瑞等，遙感技術(shù)導(dǎo)論，科學(xué)出版社，2004年（圖書館工學(xué)分館中文閱覽室）； 4郭生練主編，水問題研究與進(jìn)展，湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2003年 5李樹脂等，高效三維遙感集成技術(shù)系統(tǒng)，科學(xué)出版社，2000 6李德仁等，空間信息系統(tǒng)集成，武漢測繪科技大學(xué)出版社，2000 7 中國水利現(xiàn)代化研究 顧浩 中國水利水電出版社 2004年12月 8 武漢大學(xué)圖書館-中國知網(wǎng)-高級檢索-水利現(xiàn)代化+進(jìn)展（關(guān)鍵詞）； 9 武漢大學(xué)教務(wù)部-武漢大學(xué)課程中心-通識選修課-數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類- 1400373-水利工程現(xiàn)代化技術(shù) 10課程公共郵箱：SLXD_08163.COM。,67,考核方式, 考勤10%+課堂作業(yè)10%+課堂討論10%+開卷考試70%。 第12周4發(fā)試卷和課堂作業(yè)； 第13周4收試卷與課堂作業(yè)！,68,課堂作業(yè),題目：談?wù)勀阆肓私獾挠嘘P(guān)