随着全球变暖和经济社会快速发展，我国水资源供需矛盾日益突出，极端水文事件频繁发生，严重威胁我国水安全、粮食安全及生态环境安全，水环境污染问题也已经严重制约着国民经济和社会发展，影响人们生活环境。当前，传统水利已难以充分满足新时代经济社会发展所需的专业化、精细化、智能化的管理要求。发展智慧水利，正成为水利现代化，快速提升水资源效能的强力抓手和必然选择。

水利智慧化的意义无需多言，深化智慧水利研究，加快智慧水利建设已是未来的大方向。那么，智慧水利离我们有多远？目前发展进程如何？在“水利工程补短板，水利行业强监管”的改革发展总基调下，智慧水利该如何发展？近日，《中国测绘》杂志记者走访了中国水利企业协会智慧水利分会会长李纪人。听这位水利行业的老兵谈智慧水利，谈水利信息化，谈新技术应用，受益匪浅。

李纪人在2019年举行的智慧灌溉与高效节水高峰论坛上发表演讲

李纪人：实事求是地讲，大家都在说智慧水利，但实际上，与其他行业相比，水利信息化相对来说还比较落后，智慧水利更有很长的路要走。目前，水利信息化主要存在两方面问题：一是信息采集不够；二是数据共享不够。水利涉及面太多了，比如“硬”的方面，一般都是大的工程，如水库、大坝、电站；“软”的方面，像洪水监测预报、水库调度、供水、灌溉等，这些数据没有信息化的支撑，难以形成合力。其实，水利领域有些单个信息化系统做得都还不错，但就是没有把它们整合到一起。

我认为，到了现在智慧水利发展阶段，更应该讲究融合共享。水利大数据的构成，不光是水利本身的数据，还包括气象、测绘地理信息、农业、经济社会等方方面面的综合数据，这些数据又是相互联系，互为支撑的。关键的是，数据不能共享，积聚再多数据也只是数据量大，难以发挥大数据作用。

我了解到，许多从事水资源研究的科研人员想找水利数据都很困难。有一些科技人员搞所谓的研发，只是在别人研究的基础上，变换下曲线线型，换个新的说法，偷换概念，就说自己是创新；更有科研机构，整天忙着写项目报告、结题报告，无心钻研业务，这些都制约着水利科技的进步。

水利部领导非常重视水利行业发展，了解行业困境，提出了“水利工程补短板，水利行业强监管”的改革发展总基调。补短板中第一个就是补信息化短板。去年，水利部出台了《水利部实施水利网信水平提升三年行动方案（2019-2021年）》，同样强调加快补齐信息化短板，提升自身能力建设，解决水务监管等问题，支撑水利强监管。今年3月，水利部印发了实施《水利信息资源共享管理办法（试行）》，重点推进水利数据目录服务体系建设，完善水利信息资源协同共享与更新机制，先期实现水库、水闸、堤防、水电站、农村供水工程等重要基础信息动态更新，强化行业监管有关水利信息资源支撑，这些举措为水利信息资源共享提供了准则和依据。最近，水利整体规划也出来了，首先强调的是监测。水利行业比较特殊，覆盖面非常广，要监测的东西比其他行业多得多。

李纪人：数据显示，截至2018年底，全国共有水库9.88万座，规模以上水闸10万多座、泵站9.5万处，国家蓄滞洪区98处，建成5级及以上堤防31.2万千米。这些水利基础设施为调控洪水、抵御灾害提供了坚强屏障，而数据背后是管理手段的信息化和智能化。就水库而言，全国近10万座，每座水库水位有多高、入库和出库的流量是多少、用于城市供水需要多少水、发电要用掉多少水、用于农田灌溉又需要多少水……仅一座水库就包括了如此多的监测数据，这还没有考虑洪水来时的水库调度、枯水期水资源的管控、河湖及其岸线的监控保护、水资源和水生态等数据。水利工程安全管理，关系着民生，关系着社会和经济安全发展，哪一个要素都不能忽视，且一环扣一环，缺一不可。

就农田水利来讲，灌区管理的主要是水，现在开展的水肥一体化，农作物所需的氮磷钾都是通过灌水捎带灌进去的，那么这些肥料配比各是多少，农作物在当前的生长期需要多少水，缺的是什么肥，缺多少，土壤含水量是多少……这里面要讲求科学，才能保证粮食安全。

今年7月的一次国务院常务会议，部署了进一步做好防汛救灾工作、推进重大水利工程建设的工作要求，2020年至2022年将推进150项重大水利工程建设，主要包括防洪减灾、水资源优化配置、灌溉节水和供水、水生态保护修复、智慧水利等五大类，总投资1.29万亿元。国家在“水利工程补短板”上的投入不断加大，新中国成立70多年来，国家已经投入了大量资金开展大规模水利建设，集水库、堤防、水闸、行洪区、蓄滞洪区、分洪河道于一体的防洪抗洪工程体系已基本形成，这些都说明水利在国民经济中的重要性和特殊性。

事实上，1998年发生大洪水以后，水利行业做了很多工作，长江的堤防标准有了很大的提高。今年进入主汛期后，大江大河洪水并发，洪水量级大、持续时间长，特别是长江形成流域性大洪水，上游最高水位超过保证8.12米，长江干流寸滩站发生1905年以来最大洪水，下游洞庭湖、鄱阳湖长时间维持超警戒水位。在汛情较常年明显偏重，部分河段流量甚至超过1998年大洪水的情况下，仍然取得了“水大损失小”的阶段性成效，这得益于水利部多年来的“未雨绸缪”，得益于持续的监测预报预警，从而有效防御了此次特大洪水，为一方百姓撑起了安澜之基。这也表明，目前水情和工情数据采集的自动化、数据传递和处理的自动化都做得比较好，为洪水预报和调度提供了坚实的基础。

李纪人：我认为，智能这个东西，如果不加“脑袋”进去，很难讲智能，也很难讲智慧。目前水利行业在信息化方面有明显的进步，但如果你说这些就是智能化，我是绝不苟同的，因为还远远没有达到智能的水平。

智能主要还在第二步，就是你采集来了数据以后，怎么进行分析推理，怎么进行预测，怎么进行决策，这里面有很多东西可以是智能的，但是目前这方面采用的还都是一些原来的模型，很多数据和信息要上升到智慧智能还是有很大距离的。

要做到智能，至少还要有决策的功能，要有预测的功能，而预测预报智能化是要在掌握自然和人类活动规律以后才能做到。我虽然是智慧水利分会的会长，但是我跟任何人、包括你来找我（采访）叫我一声会长，我也会说，现在水利还远远没有达到智慧的水平。目前一些企业开发的智能设备还都是很简单的，如影像和图像识别、声音识别、文字识别，有些技术属于自动化的范畴，处于智慧的初级阶段。

我是搞水利出身，也研究遥感在水利上的应用，遥感这些新兴技术在水利上用得也都不错。关键是拿到这些数据后，有没有实现智能的分析和处理，能不能够从里面提取平常得不到的信息，几个信息加起来能不能产生新的信息，只有发展到这个地步，才谈得上智慧水利。因为现在的决策不像以前是单一目标，目前都是多目标决策。

多目标决策是对多个相互矛盾的目标进行科学、合理的选优，然后作出决策的理论和方法。多目标决策与只为达到一个目标而从许多可行方案中选出最佳方案的一般决策有所不同，比如水库调度就会用到多目标管理决策，这里也有待解的问题，暂且不谈。

李纪人：测绘是我国国民经济和国防建设的尖兵。测绘在水利中是一个很重要的基础工作。我学习过测量课，懂得一些测绘知识，可以这么讲，水利和测绘是分不开的，所以中国水利水电科学研究院与中国测绘科学研究院联系紧密。水利和测绘一样，都是从事最基础的工作，特别是通过遥感影像，可以解决很多水利问题。基于空间信息，水利一天都离不开测绘测量地形数据。

更确切地说，以前水利行业依靠测绘领域更多一些。现在测绘地理信息成果都有了，全国基本比例尺地形图也都测过了，水利直接把这些成果拿过来用，所有的与空间信息有关的水利业务系统，比如防汛抗旱指挥系统、水利部牵头管理的河湖长制信息管理系统等，无一例外都是基于GIS（地理信息系统）开发的。河湖长日常巡查到了哪里，以及他走过的路线轨迹、有没有尽职尽责，都可以通过电脑上的信息管理平台可见，河湖长将现场看到的信息拍照取证，再传回管理平台，问题的处理、督办也都是通过这个平台实现的，真正实现了“一张图”上的一体化管理。

由此可见，水利信息化建设取得了一定成效，为各项水利工作提供了重要支撑，但是还远远不够，与智慧化相差就更远了。记者：您认为中国目前水利智能化设备产品有哪些技术突破？李纪人：目前还没有看到哪家企业的产品技术更出色，基本都差不多。现在，有的地方在用无人船检测水质有些亮点。无人船在河湖里，一边跑，一边测，可以及时发现水体污染，及时处理，有针对性地选择投放哪种药物和多大的量。

在测流速方面，现在已经用上了超声波、雷达，虽然新技术改变了原来耗时耗力又危险的传统流速测量手段，但是如果不进行比对校正的话，其精度还不如传统方法。

再来看降雨监测。现在监测手段很多，除了自动测报的雨量计外，微波卫星、多普勒雷达、GPS，还有我国自主的北斗卫星，都可以加入雨量监测的行列。

李纪人：我喜欢搞实际工程项目和应用研究，一直在从事洪水预报调度的实际工作，另外也一直在水利遥感技术应用领域寻求突破创新，比如刚才说到的降水监测、地下水监测等。

数据采集和信息提取是信息化的前提，而遥感技术又是数据采集和信息提取的主要手段之一。为此，遥感技术在水利行业强监管方面有着很好的应用。近年来，水利遥感应用走上了发展快速路，在水旱灾害监测、水土流失调查、生产建设项目监管等方面开始了业务化应用，在水资源管理、水环境监测等方面也取得了明显成效，比如洪涝灾害遥感监测、旱情遥感监测、水资源遥感监测、水生态遥感调查、水环境遥感监测、水土保持遥感监测与评价、水政执法遥感等。

近期开展的地下水监测方面，遥感技术在地下水中的应用研究已有半个世纪的历史，但很长时间以来一直应用在通过地质、地貌、植被找寻地下水。最新研究结果表明,土壤含水量和地下水储量变化是引起陆地水储量变化的主要原因,而地表水、雨雪的变化对陆地水储量的变化影响较小。结合重力卫星（GLDAS）数据，就可以估算出地下水储量的变化。我国在长江、黄河、海河、黑河等流域的应用研究表明，利用重力卫星数据对地下水储量的变化、地下水年开采量进行估算是可行的，新的重力卫星可在更小的空间范围内实现对地下水储量变化的监测。

再比如水深监测，研究结果表明，同一水体哪儿深哪儿浅，遥感可以解决得很好，水深在15米内，而且水体含沙量不是很高时，遥感对水深的定量反演误差能控制在1米以内。

你问我近期智慧水利分会在做哪些方面的工作？智慧水利分会去年才成立，主要是利用这个平台组织推进领域内企事业单位间的交流、合作、信息共享，宣传和推荐先进技术和产品，协助专利技术转化，共同推进智慧水利的发展。每年都要办多个主题的高峰论坛和培训班，企事业单位参与度很高，每次都在500人以上。目前，还有许多工作需要进一步规范落实，比如技术培训、标准制定、软件测评、信用评价、优秀企业和企业家评选、成果评价等。