“数字黄河”工程建设推动黄河水利现代化进程

“数字黄河”是“原型黄河”的虚拟对照体，是借助信息技术等现代化手段采集基础数据，对全流域及相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境。“数字黄河”工程从2001年开始建设，2003年4月水利部正式批复了“数字黄河”规划。在总体规划下，黄委明确了“数字黄河”工程的近期目标，并对各个组成部分进行科学全面的总体设计，明确了工程建设方法与步骤。目前，“数字黄河”工程蓝图绘就，框架体系基本建成，六大业务应用系统建设取得可喜的进展，在黄河治理开发中已初见成效。     

建设"数字黄河"工程

“数字黄河”,就是借助全数字摄影测量、遥测、遥感、地理信息系统、全球定位系统等现代手段及传统手段采集基础数据,对黄河流域及其相关地区的自然、经济、社会等要素构成建成一体化的数字集成平台和虚拟环境,对黄河治理开发和管理的各种方案进行模拟、分析和研究,并在可视化的条件下提供决策支持,增强决策的科学性和预见性。     

"数字黄河"工程建设的必要性与可行性

建设“数字黄河”工程是我国水利信息化建设的要求。“数字黄河”工程的实施,将对黄河治理开发与管理的数据资源进行统一规划和建设,使管理与决策能够建立在丰富、全面的信息基础上,增强对流域宏观把握的能力,从而提高管理与决策的时效性和科学性。当前,信息技术飞速发展,黄委的信息化工作虽然已经有了一定的基础,但是应用的广度和深度还很不够,防汛减灾、水土保持、水量调度和工程建设与管理等部门都已在自己的业务工作中明确提出了对这些技术的迫切需求和应用设想。因此,建设“数字黄河”工程是实现黄河治理开发与管理现代化的关键措施和必由之路,不仅十分必要,而且非常迫切。     

"数字黄河"工程建设推动黄河水利现代化进程

“数字黄河“是“原型黄河“的虚拟对照体,是借助信息技术等现代化手段采集基础数据,对全流域及相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境.“数字黄河“工程从2001年开始建设,2003年4月水利部正式批复了“数字黄河“规划.在总体规划下,黄委明确了“数字黄河“工程的近期目标,并对各个组成部分进行科学全面的总体设计,明确了工程建设方法与步骤.目前,“数字黄河“工程蓝图绘就,框架体系基本建成,六大业务应用系统建设取得可喜的进展,在黄河治理开发中已初见成效.     

以信息化促进黄河治理开发与管理现代化

从宏观的角度分析,提出建设“数字黄河”工程,以信息化促进黄河治理开发与管理现代化;从实际出发,提出了治黄通信工程建设规划应注意的问题和通信工程建设工作的重点,指出基础平台必须统一规划、统一建设,要把遥感技术广泛应用于治黄工作之中。     

"数字黄河"工程的公共基础平台建设

“数字黄河”工程公共基础平台主要包括通信网、计算机网络、数据存储与管理系统、遥感中心、黄河基础地理信息系统、应用服务平台以及相应的标准协议等。通过公共基础平台的建设，可以妥善解决专业之间的共用平台问题，减少或避免重复建设，使有限的资源发挥出更大的效益。     

建设“模型黄河”工程

“物理模型黄河”（简称“模型黄河”）可对“原型黄河”所反映的自然现象进行反演，模拟和试验，从而提示其内在的自然规律。一方面直接为“原型黄河”提供治理开发方案，中一方面为“数字黄河”工程建设提供物理参数，同时，“模型黄河”还应成为“数字黄河”运行结果中试环节。“模型黄河”工程体系包括黄土高原模型，水库模型，河道模型及河口模型，要保证“模型黄河”工程的建设及正常运行，必须做好工程的总体设计，建立稳定的投资渠道，树立科学的决策意识，培养和造就一流的科研人才队伍。     

黄河流域水资源保护决策支持体系研究

黄河流域水资源保护决策支持体系是“数字黄河”工程在水资源保护领域的具体体现，主要由信息采集、信息传输、数据存储、业务应用以及专家决策支持和信息服务等部分组成。在对其构成及主要内容进行分析的基础上，在体系建设中运用结构化的应用系统解决技术框架；采用多层结构、组件技术及MIS与GIS相结合的开发模式、B／S与C／S相融和的实现模式；建立模型库，以支持决策支持体系建设。该体系的建设运用对黄河水资源的科学管理、优化配置和有效保护提供全方位的现代化手段和快捷的智能决策支撑。     

“数字黄河”工程建设的现状与未来发展

经过10年的研究和开发,数字黄河工程的信息基础设施、应用服务平台、应用系统已初步建成。信息基础设施主要包括通信传输、计算机网络、数据采集、数据存储管理、高性能计算平台等;应用服务平台由部署在黄委信息中心、水文局、水资源保护局等的节点构成;业务应用系统主要包括防汛减灾、水资源管理与调度、水资源保护、水土保持生态环境监测、工程建设与管理、电子政务等系统。未来5～10年数字黄河工程的发展重点是:加强通信网络及信息安全建设、完善数据采集体系和存储管理与共享体系、建设黄河数学模拟系统、完善业务应用系统、建立综合决策会商及应急响应指挥系统、完善保障环境等。     

建设"原型黄河"完善的测验体系

建设“原型黄河”完善的测验体系在黄河治理开发和管理的事业中占有极其重要的地位，是“数字黄河”和“模型黄河”工程建设的基础。“原型黄河”的测验体系，是指从测验站网的规划、布设到收集、整理、存储和刊布水文、泥沙、河床及库区形态资料的全部技术过程，基本的测验项目包括降水、蒸发、水位、水温、水质、冰情、流量、泥沙、河床（含河口）和库区冲淤变化等。     

建设"模型黄河"数字化工程

“模型黄河”数字化就是利用计算机技术、通信网络技术、室内GPs技术、地理信息技术、自动测控技术、虚拟仿真技术等,实现“模型黄河”试验数据采集的自动化、传输的网络化、管理的集成化、试验过程管理的智能化、试验办公的电子化;“模型黄河”数字化工程建设构建的数字集成平台最终将实现与“原型黄河”、“数字黄河”的资源共享、联合互动、互为作用。“模型黄河”数字化工程的建设是必要和可行的,其总体框架包括三大功能部分,即基础设施、专业服务平台和应用系统;5个逻辑层,即信息采集层、信息传输层、数据存储层、专业服务平台层和应用系统层。     

万家寨引黄工程水力量测系统建设及其运行

水力量测系统是大型引水工程实现监测控制及调度运行自动化管理的重要组成部分。文中以山西省万家寨引黄一期工程为例,详细介绍了水力量测系统的硬件设备选型、量测站点布设和数据采集传榆,并基于统计学原理和数据库技术建立相应的数据分析模型,利用Visual Basic语言和SQL server数据库技术混合编程,对水力量测系统的监测数据进行分析。结果表明,开发数据分析计算机系统可以实时、动态查询分析水力量测系统的运行状态并为运行调度提供科学依据,这对于实现大型引水工程运行管理由经验型决策向科学化决策的转变具有现实意义。     

"数字黄河"工程建设的目标、任务及原则

“数字黄河”工程建设,是应用IT、3S等现代数据采集、传输、存储和服务技术,构建黄委统一的基础平台,实现信息整合和资源共享;以科学计算和数学模拟技术为核心,建设防洪减灾、水资源管理与调度、水土保持、水资源保护、工程建设管理和电子政务等六大应用系统;以人工智能技术和会商环境为支持,构建综合会商和宏观决策平台。“数字黄河”工程是一项规模庞大、结构复杂、技术难度大、功能众多、涉及面广、建设周期长的系统工程,因此,建设时应遵循“统一规划,分步实施;需求主导,共建共享;先进实用,开放扩展;统一标准,保障安全”的原则。     

修正水沙资料是当前治黄的基础性研究课题

黄土高原水土保持工作大规模持续进行和黄河干支流水利枢纽工程的大量修建,极大地改变了黄河流域下垫面状况。实测资料分析结果表明:从黄河中游进入黄河的水量、特别是沙量已大幅度减少,小浪底水库的拦沙年限可以延长,黄河流域防洪规划和小浪底水利枢纽设计所预测的水沙量远大于最近10余年实测的水沙量。过去观测的水沙资料已不再具有可重现的性质,必须根据当前下垫面的变化,适时进行修正,用修正后的水沙资料,分析预测此后一段时间的水沙过程,才能作为此后一段时间河流治理规划、工程设计和管理运用的依据。因此,修正水沙资料是当前治黄工作中一项新的迫切而重要的基础性科研课题。     

黄河基础地理信息平台建设与应用

为了避免"数字黄河"工程基础设施建设中,地理信息数据的重复采集和地理信息功能的重复开发,建设了黄河基础地理信息平台。该平台的建设内容包括地理信息标准、基础地理数据存储与管理平台、基础地理数据库和基础地理信息系统4部分。平台采用数据层、中间层和应用层三层结构搭建,集一体化数据编辑、多源数据集成、COM组件、Web-GIS、三维GIS、中间件等技术于一体,实现对黄河基础地理信息的存储管理、发布显示、三维仿真等操作。黄河基础地理信息平台在治黄中的应用主要体现在三方面:提供了全面、可靠、标准的黄河基础地理信息数据;提供了基于网络的地理信息浏览、显示、查询、分析等功能;提供了标准的地理信息服务中间件等。     

大坝安全监测智能感知与智慧管理技术研究及应用

水库大坝安全监测是工程安全的重要保障措施,亟需结合新一代信息技术,提升大坝安全监测能力。系统总结了长江科学院近年来在大坝安全监测智能感知与智慧管理技术方面的研究及应用工作,通过研发系列化智能传感器、智能采集单元和物联网感知平台,建设统一的大坝安全监测数据资源池,开发通用化安全监测云服务系统,搭建专业数据挖掘平台和综合可视化应用,实现了大坝安全监测数据感知、传输、管理、分析及展示全链路应用,形成了大坝安全监测全生命周期智慧解决方案。研究成果已在乌东德、溪洛渡、向家坝、大藤峡等100余项水利水电工程中成功应用,为保障工程建设及运行安全发挥了重要的支撑作用,具有很好的推广应用前景。     

灌溉渠道远程数据采集平台设计

为促进灌区信息化建设,针对灌溉渠道数据信息有线监测系统面临的布线复杂、施工及维护成本高等问题,在分析灌溉渠道数据采集节点分布特点的基础上,结合Zig Bee近距离通信技术和GPRS远距离通信技术各自的优势,设计了一款数据测量终端和用于远程数据传输的遥测终端。测量终端以一定采样频率获取监测区域水位、流量、水质等信息,通过测量终端将传感器数据以无线信号形式向遥测终端传输,遥测终端完成Zig Bee网络数据收集并远程传输至监控中心。利用测量终端和遥测终端构建了渠道数据监测网络,可用于灌溉渠道水位、流量及其它重要参数信息的监测。现场实际测试运行效果表明,该平台采用无线传输方式,实现了渠道流量的数据采集、传输及显示功能,并能够实现渠道多数据信息的采集及远程数据传输。