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1、智慧水利总体建设方案,1、建设背景,2、水利现状及建设必要性,目录,3、需求分析,4、总体建设方案,5、效益分析,1.1 智慧水利建设背景,创新型国家建设新形势：十九大报告中，习将“科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交 通强国、数字中国、智慧社会”作为“加快建设创新型国家”建设的重要组成部分，其 中，“数字中国”和“智慧社会”更是加强信息基础设施建设、推动社会治理模式转变 的最终落脚点。新时代治水理念新要求：随着全球气候平均状态随时间的变化的影响愈来愈显著，原有的水安全问题会发生明显的变化，目前 我国水安全呈现出新老问题交织的严峻形势，水灾害频发、水资源短缺、水生态损害、 水环境污染等问题凸显
2、，严重制约了社会经济发展，因此，保障水安全已上升到了国家 安全的高度，水安全问题也慢慢的变成了人类可持续发展面临的新的重大挑战。,1. 2019智慧水利发展概述,2019年1月1516日,2019年全国水利工作会议在京召开。鄂 竟平部长指出:在水利信息化建设上， 抓好智慧水利顶层设计，加快信息化基 础设施升级改造，强化行业监督管理信息支 撑。,2019年1月18日,水利部信息中心召开2019年度第一次中心常务会议，水利 部信息中心主任蔡阳强调，在补短板方面，要推进智慧水 利建设，目前就是要紧抓智慧水利顶层设计，强化信息技 术与水利业务深层次地融合，制定三年行动计划。,2019年4月1日,水利信息化工作简报
3、2019年第2期（总第156期）-智慧水利顶层设 计全面展开。,2019年6月23日,智慧水利总体方案和水利业务需求分,析报告通过水利部审查。,01,02,04,智慧水利,05,06,2019年3月22日,水利部部长鄂竟平在人民日报发表署名文 章：坚持节水优先 强化水资源管理加快 智慧水利建设，提高水资源监管信息化水平。,2019年1月22日水利部信息中心召开2019年工作会，水利部 信息中心主任蔡阳全面总结2018年工作取得 的成绩-全力做好智慧水利顶层03设计。,1. 智慧水利实现规划,9+1业务,水利监管,城乡 供水,节水,水土 保持,水资源 开发利 用,防汛,水利工 程建设,江河 湖泊
4、,水利工 程安全,抗旱,02,到2021年，智慧 水利在典型区域 和重点领域实现 突破，基本建成 支撑“补短板、 强监管”的水利 信息化应用。,01,到2025，智慧 水利初步实现， 统筹解决水利 改革发展新矛 盾的智能应用 基本建成。,03,到2035，智慧 水利全面建成， 水利智能应用全 面迈入新时代， 现代化的水治理 体系和水治理能 力基本实现。,目录,1、建设背景,2、水利现状及建设必要性,3、需求分析,4、总体建设方案,5、效益分析,闸等仍采用人工观测，缺乏先进的自动化监测系统；水库、农村水 电站、农村集中式供水等水利工程运行安全监测设施不足；山洪预 警系统智能化水平较低，缺乏横向互
5、联与智能分析系统，导致预警 信号不准确、不及时。,信息化监测范围不全，河湖管理对于排污、水生态、岸线开发利用、河道利用、涉水 工程、河湖采砂、生态基流、入湖水量等监控设施不足。,水利业务应用多，公共服务，智能分析决策产品少。,信息化程度较低导致人员运行成本比较高。尤其水管单位在配水 过程中，缺乏水费自动结算系统、闸门自动控制系统等信息化手 段，造成人员运行的成本居高不下；相对水利工程建设，水利信息 化总体投入比重低，持续投入不足，重建设轻运维的现象普遍存 在，运维队伍不健全，运维技术水平和效率不高，信息化建设成 果的继承性不够。,2.1 水利业务现状,就目前水利管理方面而言，信息化水平较低导致基础
6、资料掌握不扎实、信息传输不及时、管理缺乏有效水利安全生产及防灾减灾工作手段落后。大部分渠首、中小型水,手段、领导科学决策缺乏依据，主要存在以下明显问题：缺乏统筹规划及水利信息化顶层设计，导致内部整合不够、外部 共享不足。水利信息化存在分散构建现象，造成建设成果“条块分 割”、“相互封闭”，没办法实现信息资源的有效流动、基础设施的共用共享、业务应用的交互协同，与别的行业的有关数据未能做到共享， 严重制约信息资源整体化效益的发挥。规划统筹不够监测能力不够,2.2 当前水利业务与智慧水利差距,01,03,02,04,现有基础感知不能够满足更 高标准的水利管理需求。,泛在数据资源有待深层次地融合， 横向纵向汇
7、聚共享能力不够。,应用系统集成度不高， 业务协同能力不够。,决策调度支持能力仍需加 强，不满足科学指挥需求。,05,07,06,08,区域工程群管控能力不够， 不能充分的发挥工程集群效益。,信息发布内容偏少，公 众服务能力不够。,信息化保障措施不够完善， 制约智慧水利长效运行。,网络安全监测预警及应急 响应能力有待加强。,2.3 智慧水利发展需求,7,1,2,3,4,5,6,助力数字化转型，需 要加强数据资源共享。,实现资源整合，需要 提升水利数据资源分 析能力。,减少灾害损失，需要 提高水利智慧化决策 水平。,保障工程安全，需要 完善水利基础感知体,系建设。,打破业务壁垒，需要 加强水利业务协
8、同管,理能力。,加强政府服务，需要 提升公众服务和行业 监管能力。,强化网络 安全，需 要重视网 络安全防 护、监测 预警、应 急处置能,力建设。,目录,1、建设背景,2、水利现状及建设必要性,3、需求分析,4、总体建设方案,5、效益分析,3. 需求分析,07,灌区管理,05,水利工程管理,06,农村水利管理,08农村人饮安全,04,节水管理,01,水资源管理,02,地下水管理,03,城乡供水管理,业务应用需求,水资源管理；地下水管理；城乡供水管理；节水管理；水利工程管理；农村水利管理；灌区管理；农村人饮安全管理。,3. 需求分析,15,运维管理,13,采砂管理,14,水域岸线,河流预警预报,11,水土保持,业务应用需求,防汛抗旱；河流预警预报；水土保持；智慧河湖长；采砂管理；水域岸线管理；运维管理；水生态评估。,3. 需求分析,水利数据需求,基础感知是实现智慧水利的必备前提，因此必须构建监测类型丰富、 监测手段多样、信息转输稳定、控制安全可靠的立体感控体系，为智慧水 利打好基础。,水资源管理数据；地下水管理数据；城乡供水管理数据；节水管理数据；水利工程管理数据；农村水利管理数据；灌区管理数据；农村人饮安全管理数据。,防汛抗旱数据；河流预警预报数据；水土保持数据；智慧河湖长数据；采砂管理数据；水域岸线管理数据；运维管理数据
10、；水生态评估数据。,3. 需求分析,按需分配、可扩展的计算设备；海量的文件存储能力；共享的关系数据库；可靠的故障切换；网络安全体系。,基础环境需求随着智慧水利建设的全面启动，基础感知设备的逐步增多，业务数据量越来 越大，水利信息化系统要的主机设备和存储规模逐步扩大，怎么样提高资源的利用 率、提高性能、减少成本、消除系统间的架构差异、减轻维护的复杂性，已成为面 临的主体问题。云计算的加快速度进行发展，服务器虚拟化、网络虚拟化，以及存储虚拟化更成熟， 为水利信息化建设提供了一种新的IT建设模式。从业务角度来看，云计算环境需要 为不同的信息化系统提供以下基础设施能力：,01,04,05,02,03,目录,
11、1、建设背景,2、水利现状及建设必要性,3、需求分析,4、总体建设方案,5、效益分析,智慧水利是信息技术在水 利领域的全面的、动态的、深 层次的应用，是结合大数据、 大地图、大模型技术，重视资 源的重组与优化，以更加精细 和动态的方式实现水利管理和 决策的“智慧”。,全面互联,安全共享,协同共治,集约整合数据整合； 信息整合； 设施整合； 业务整合； 流程整合； 标准整合； 平台整合。,跨部门； 跨层级； 跨区域； 跨平台。,城市与农村； 水源与供水； 供水与排水； 用水与节水； 污染与回用； 自然与社会。,数据分级； 数据安全； 数据交换； 高效可控。,业务管理一体化；水利监控可视化；水利信
12、息规范化；水利资源共享化；水利决策科学化。,4.1 智慧水利定义,4. 方法与工具,自然水循环,社会水循环,大 气 过 程,降 水,蒸 发,地 表 过 程,产 流,汇 流,下 渗,土 壤 过程 上 输,地 下 过 程,径 流,补 给,供 水 过 程,取 水,制 水,输 水,用 水 过 程,制 水,用 水,循 环,排 水 过 程,排 放,收 集,处 理,收 集,供 水,洪涝事件：气候平均状态随时间的变化下的自然水,循环演变过程失衡。,缺水问题：自然水循环-社会水 循环演变失衡。,生态退化：与水循环伴生的生态 过程演变失衡。,黑臭水体：与水循环伴生的水化 学过程演变失衡。,1,水循环为基础,2,水业务为线回过 程,水问题为导向,4,水科技为支撑,水文监测,采集监测 监控体系,水资源监测,墒情监测,自动化控 制体系,供水 工程,人饮 工程,闸坝 工程,泵渠 工程,网络,主机系统,安全,中间件,存储,虚拟化,运维,监控,基础层 ISSA,控制数据,监测数据,空间数据,业务数据,多媒体数据,数据抽取管理管理,存储质量管理管理, ,数据层 DSSA,平台层 PSSA,资源 整合,水利 资源 整合,防汛抗旱系统,政务办公系统,供水管理系统,水利数据中心,门户系统, ,其它 资源 整合,气 象,环 保,国 土,应用层 SAAS,智慧水利综合应用,管理,业务 水资源管理,政府管理部门,涉水企事业,社会
14、公众,数据 标准,采集 标准,传输 标准,集成 规范,应用 规范,标准规范,存储 运维 规范,IP运维 标准,巡检 运维 规范,备份 管理 规范,运维规范,信息 安全 综合 标准,信息 安全 技术 标准,信息 安全 管理 标准,保密 标准,安全标准,数据中台,业务中台,4.3 体系架构,地下水管理,城乡供水,节水管理,水利工程,农村水利,灌区管理,人饮安全,防汛抗旱,河流预警,水土保持,智慧河湖长,采砂管理,水域岸线,运维管理,水生态评估,基于大数据和AI应用的顶层设计，采用高效科学的双中台设计理念。,01,02,数据中台,业务中台,对现有多元异构数据通过数据,抽取、数据转换、数据插补、数 据
15、同化、数据审查、数据加载六 步实现规范应用；对待建数据从,报文格式、交换格式、共享接口 三层实现规范应用。,数据面向关系对象 数据面向业务对象,基于业务中台的微服务应 用，通过场景的多源耦合、 模型模拟、历史推演进行趋 势分析预测。,数据的兼容能力；数据的共享交换能力；数据的规范能力：大数据处理能力：通信方式兼容能力：AI与智能模型的引入；业务分析能力；场景应用系统性强，体系完备；管理逐层分解，脉络清晰；业务流程化，注重业务联动相关。,优势体现,4. 双中台设计,数据交换管理,数据中台,数据物理存储管理,数据关系逻辑管理,水资源防汛警报, ,灌溉控制水厂监控城市排水,已建成的涉水信息化应用系统
16、,X1, ,未来建设的涉水信息化应用系统X2X3X4,气象部门相关数据,水文部门相关数据,国土部门相关数据,环保部门相关数据 ,降水监测,水位流量,城市内涝 积水点监测,土壤监测,水质监测,水土保持 监测,工程安全 监测,控制闸坝 监控,泥沙、冰凌监测, ,遥测 平台,数据审核,人工,自动,4.5 数据的交换共享,业务中台面向灵活配置、灵活扩展的业务引擎、AI引擎、算法引擎、逻辑引擎等。,公共基础引擎支撑,地图引擎,报表引擎,规则引擎,工作流引擎,任务调度引擎,消息引擎,全文检索引擎,一张图,督察专题监管专题,动态量专题,实时量专题,污染源专题报警量专题,水动力专题,水环境专题,统计分析,红线、覆盖分类曲线图,位移量柱状图许可饼图,水位流量曲线图,排污口曲线图雨量分布柱状图,水量分类饼图,水质分类饼图,预警判断,流程管理,水质超标预警水位超标预警 雨量超标预警 流量超标预警,巡检处置流程遥感影像监管 数据审批流程,位移超标预警,专业模型计算,大数据模型计算,水质污染扩散模拟计算洪水淹没模拟计算水生态管控评价模型计算 区域水环境承载力模拟计算,相关分析趋势变化分析分析 图像视频分析 舆情分析,监管主题,评价决策主题,质量管理主题,应急处置主题,源管理主题,通用业务组件下沉,4.6 业务的灵活实现,实时展示,分类汇总,分析报表,趋势预测,动态场景,智能评估,预案匹配,执行确认,效果反馈,4.
18、7 “智慧”实现,4.8 智慧水利综合应用,个性化首页业务应用综合展示 个性化定制现存业务系统集成,智慧水利大数据分析应用围绕“综合监控、指挥调度、数据管控”构建了水 利监测、水利工程、水资源分析、水文分析、水行政监管、河湖分析、防汛 抗旱、水资源调度、数据资源管控等智慧水利可视化业务应用场景。,综合监视分析水利监测信息管控场景 水利监测要素展示场景,调度指挥防汛抗旱调度指挥 水资源调度指挥,大屏综合展示,水利工程现状展示场景 水资源分析展示场景 农村水利分析展示场景 水行政监管场景水生态评估展示场景智慧水利移动应用,01,02,03,04,05,4.9 水资源管理,4.10 地下水管理,4.
19、11 城乡供水管理,4.12 节水管理,4.13 水利工程管理,4.14 农村水利管理,4.15 灌区管理,4.16 农村人饮安全管理,4.17 防汛抗旱,4.18 河流预警预报,4.19 水土保持,4.20 智慧河湖长,4.21 采砂管理,4.22 水域岸线 水生态评估指标体系,01,02,03,04,05,06,水安全指标体系,水环境指标体系,水文化指标体系,水生态指标体系,水资源指标体系,水管理指标体系,城市防洪达标率城市除涝达标率集中式饮用水源 地安全保障达标率,万元产值增加值取水量,供水管网漏损率生活节水器具普及率再生水回用率,国家级涉水保护区和
20、景区水文化宣传教育载体公众对水生态文明的认识和参与度居民对水生态环境的满意度,用水总量控制达标情况涉水事务统一管理覆盖率水资源监控管理能力指数取水许可制度有效实施率水生态文明建设相关工作占 党政实绩考核比例,水功能区限制纳污控制率水功能区水质达标率污水集中处理率,水面率水土流失治理率,水生生物多样性,河道有效治理率,约 束 性 指 标,预,期,生态流量满足程度 性,指 标,4.24.2 水生态评估现状分析,卫星遥感数据,水资源现状分析,环保专题数据,点源面源数据排放清单数据环境监视测定数据水环境功能区 数据,气象数据水文数据交通数据国土空间数据外单位数据平台能力现状,遥感数据舆情数据论坛数据公开报
21、告数据互联网数据,污染源排放数据动态现状,水环境现状风险识别,水质动态现状,水环境数据关联现状,污染源与水质关联现状,水生态管理现在的状况,多部门数据参与现状,水环境监测站数据COD氨氮PHBOD流量.,多参数数据参与现状,业务分析能力现状,4.24.3 水生态评估,地下水可供水量,外调水可供水量,可供水预测地表水可供水量,再生水可供水量,雨洪水可供水量,生产需水（三产）,生态需水,需水预测生活需水,用水时间 特性,生产用水（三产）,生态用水,用水的情况生活用水,排水管网,排水状况排涝泵站,入河排污口,排污状况污水处理厂,用水效率控制红线,入河湖排污总量控制红线,三条红线水资源开发控制红线、生态调度,根据最严格水资源管理“三条红线”考 核要求，结合人口、经济等发展变化， 建立水资源优化配置模型。根据未来来 水情势、社会经济发展变化、生态环境 保护要求等建立以生产、生活和生态为 用水目标的多水源、多目标配置方案， 实现区域多水源的动态配置。,根据水资源及饮用水系统识别诊断、供水系统 风险辨识和安全评价，利用 “水源-水厂-用 户”多层次多目标关键输供水系统调度技术， 构建基于模拟分析的水资源与饮用水调度应急 管理情景库，优化水资源调度管理方案，进行 输供水系统安全、智能、低耗优化调度。,展现水生态全景图谱，深入分析挖掘生态链所有的环节以及各个影响因素之间的关系， 按水生态评价指标体系
23、做评估，支撑区域绿色发展。,生态现状调查,生态现状评价,相关因子分析,生态风险评价,生态指标体系生态评价体系,三内平衡+三外平衡,外平衡,外平衡,外平衡,内平衡,内平衡,地下水,外调水,再生水,水资源地表水,雨洪水,可利用量,开发利用状况,水资源状况水资源总量,水环境质量状况,自然,社会,经济,水资源 承载能力人口,内平衡,水 资 源 总 量,水资源供需,水资源取用水调度输供水调度,目录,1、建设背景,2、水利现状及建设必要性,3、需求分析,4、总体建设方案,5、效益分析,6.1 效益分析经济效益,智慧水利项目建设，是智慧城市建 设不可或缺的重要一环，对城市发 展所产生的经济价值不可估量。,
24、打造智慧城市品牌价值,盘活水务存量资产培植和开发新的经济增长点推动启动创收创效、转型发展,盘活水利存量资产,实现按需调度、平衡调度和经济调 度，减少资源浪费建管一体，管控结合，提高水土资 源利用效率降低政府和企业管理成本，避免人 为误差造成的损失，提升经济效益,极大减少降低资源浪费,6.2 效益分析社会效益,提高区域核心竞争力改善投资环境，促进招商引资提升办事效率，提升服务水平,建设服务型政府的重要起点,促进产业体系优化和升级促进现代服务业发展促进移动互联网产业的发展促进智慧城市及大数据产业的发展,促进产业体系转型升级,信息化应用便利于民，服务于民提高政府决策能力和服务水平水资源优化调配，保障
25、用水需求水利防灾减灾效率大幅度提高,打造城市服务品牌和名片,6.3 效益分析生态环境效益,通过设施节水、管理节水和行为节 水，提高水资源利用效率通过供需平衡分析，对流域上下游、 左右岸、不一样的区域和行业平衡供水充分的发挥水利工程效益，提高连续 枯水年供水保障能力,有效缓解水资源供需矛盾,严格排污监管，降低河道水污染风 险，提高河道水质控制农业面源污染，保护地下水及时应对水污染突发事件，提高应 急响应能力，降低水污染影响,降低水污染突发事件影响,鼓励全民节水、全民护水、全民爱 水，引导良好用水习惯有很大效果预防区域自然环境、生态环境 及社会安定的恶性事件发生有利于区域生态环境逐步发展与 改善,引导区域生态环境良性发展,谢 谢！,
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