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水文遙測(cè)站與智慧水利:數(shù)字技術(shù)如何重塑水資源監(jiān)測(cè)體系?
在智慧水利建設(shè)的浪潮中,水文遙測(cè)站不再是孤立的 “數(shù)據(jù)采集點(diǎn)",而是串聯(lián)起水資源監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù),水文遙測(cè)站實(shí)現(xiàn)了從 “被動(dòng)監(jiān)測(cè)" 到 “主動(dòng)感知"、從 “單點(diǎn)數(shù)據(jù)" 到 “全域協(xié)同" 的轉(zhuǎn)型,重塑了水資源監(jiān)測(cè)體系的運(yùn)行模式,為智慧水利的落地提供了堅(jiān)實(shí)的 “數(shù)據(jù)底座",也讓水資源管理邁向更精準(zhǔn)、更高效、更智能的新階段。
數(shù)字技術(shù)首先打破了水文遙測(cè)站的 “時(shí)空限制",讓監(jiān)測(cè)從 “間斷性覆蓋" 轉(zhuǎn)為 “全天候全域感知"。傳統(tǒng)水文監(jiān)測(cè)依賴人工現(xiàn)場(chǎng)操作,不僅覆蓋范圍有限,還易受地形、天氣影響 —— 偏遠(yuǎn)山區(qū)的河流、高原湖泊等區(qū)域往往難以實(shí)現(xiàn)常態(tài)化監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)存在 “空白區(qū)"。而搭載數(shù)字技術(shù)的水文遙測(cè)站,通過太陽能供電、北斗衛(wèi)星通信等技術(shù),可在無人值守的情況下,實(shí)現(xiàn)對(duì)水位、雨量、流量、水質(zhì)等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與遠(yuǎn)程傳輸。例如,在青藏高原某偏遠(yuǎn)流域,水文遙測(cè)站借助北斗系統(tǒng),即便在無地面網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的環(huán)境中,仍能每 15 分鐘向后臺(tái)傳輸一次水位與流量數(shù)據(jù);在沿海地區(qū),抗臺(tái)風(fēng)型遙測(cè)站可在狂風(fēng)暴雨中穩(wěn)定工作,捕捉風(fēng)暴潮引發(fā)的水位異常變化。這些遙測(cè)站如同分布在水資源網(wǎng)絡(luò)中的 “感知神經(jīng)末梢",監(jiān)測(cè)盲區(qū),構(gòu)建起覆蓋江河湖庫、流域干支的全域監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),讓水資源的每一處動(dòng)態(tài)都 “看得見、摸得著"。
在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié),數(shù)字技術(shù)讓水文遙測(cè)站的 “數(shù)據(jù)價(jià)值" 從 “簡(jiǎn)單記錄" 升級(jí)為 “深度挖掘",為智慧水利提供決策支撐。過去,遙測(cè)站采集的數(shù)據(jù)多以原始形式存儲(chǔ),需人工整理分析,不僅效率低下,還難以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后的關(guān)聯(lián)規(guī)律。如今,大數(shù)據(jù)與邊緣計(jì)算技術(shù)的融入,讓遙測(cè)站具備了 “實(shí)時(shí)分析 + 智能研判" 能力:一方面,遙測(cè)站可在本地對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理,過濾異常值、修正誤差,確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性;另一方面,數(shù)據(jù)上傳至智慧水利平臺(tái)后,通過算法模型與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比,可快速識(shí)別水情異常 —— 比如,當(dāng)某流域遙測(cè)站監(jiān)測(cè)到降雨量驟增,平臺(tái)能結(jié)合上下游遙測(cè)站的流量數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)計(jì)算洪水演進(jìn)速度,預(yù)測(cè)未來 24 小時(shí)的水位變化趨勢(shì);若水質(zhì)遙測(cè)站發(fā)現(xiàn)溶解氧指標(biāo)異常,平臺(tái)可聯(lián)動(dòng)周邊污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),精準(zhǔn)定位污染源頭。這種 “數(shù)據(jù)采集 - 分析 - 研判" 的閉環(huán)流程,讓遙測(cè)站的數(shù)據(jù)從 “靜態(tài)檔案" 變?yōu)?“動(dòng)態(tài)決策依據(jù)",大幅提升了水資源管理的科學(xué)性。2023 年長(zhǎng)江某支流汛期,依托水文遙測(cè)站與智慧平臺(tái)的聯(lián)動(dòng),管理部門提前 8 小時(shí)預(yù)判到洪水過境,及時(shí)組織下游群眾轉(zhuǎn)移,避免了重大損失,正是數(shù)字技術(shù)挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值的典型實(shí)踐。
數(shù)字技術(shù)還推動(dòng)水文遙測(cè)站實(shí)現(xiàn) “協(xié)同聯(lián)動(dòng)",讓水資源監(jiān)測(cè)體系從 “單點(diǎn)作戰(zhàn)" 轉(zhuǎn)向 “全域協(xié)同",契合智慧水利的 “系統(tǒng)思維"。在傳統(tǒng)模式下,不同區(qū)域、不同類型的水文遙測(cè)站數(shù)據(jù)各自獨(dú)立,難以形成統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)視角,導(dǎo)致流域管理存在 “信息孤島"。而在數(shù)字技術(shù)支撐下,所有遙測(cè)站接入統(tǒng)一的智慧水利平臺(tái),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享與協(xié)同分析:以跨省市的流域管理為例,上游省份的水文遙測(cè)站監(jiān)測(cè)到水庫水位超限,數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)同步至下游省份的管理平臺(tái),下游省份據(jù)此提前調(diào)整河道泄洪計(jì)劃;在城市水資源管理中,河道遙測(cè)站、水庫遙測(cè)站、地下水遙測(cè)站的數(shù)據(jù)相互聯(lián)動(dòng),平臺(tái)可綜合分析地表水與地下水的補(bǔ)給關(guān)系,制定更合理的水資源調(diào)配方案。這種協(xié)同模式打破了行政區(qū)域與部門的壁壘,讓水資源監(jiān)測(cè)體系成為一個(gè)有機(jī)整體,真正實(shí)現(xiàn) “流域一盤棋"“全域一張網(wǎng)" 的管理目標(biāo),也讓智慧水利的 “統(tǒng)籌性" 與 “系統(tǒng)性" 得到充分體現(xiàn)。
從 “感知" 到 “分析",再到 “協(xié)同",數(shù)字技術(shù)正以、深層次的方式重塑水資源監(jiān)測(cè)體系,而水文遙測(cè)站作為這一過程的核心載體,其角色也從單純的 “數(shù)據(jù)采集者" 轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔鬯?“核心支撐點(diǎn)"。未來,隨著 5G、AI 大模型、數(shù)字孿生等技術(shù)的進(jìn)一步融入,水文遙測(cè)站將具備更強(qiáng)大的 “預(yù)測(cè)預(yù)警" 與 “模擬推演" 能力 —— 比如,通過數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建流域虛擬模型,結(jié)合遙測(cè)站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),模擬不同氣候條件下的水資源變化,為長(zhǎng)期水資源規(guī)劃提供更精準(zhǔn)的參考。可以說,水文遙測(cè)站與數(shù)字技術(shù)的深度融合,不僅是智慧水利建設(shè)的關(guān)鍵一步,更是推動(dòng)水資源管理從 “經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)" 向 “數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)"“智能驅(qū)動(dòng)" 轉(zhuǎn)型的核心力量,為保障水安全、保護(hù)水生態(tài)、實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用提供了無限可能。