数字水利

科技发展战略

数字水利是指以可持续发展理念为指导，以人水和谐作为终极目标，采用以信息技术为核心的一系列高新技术手段，对水利行业进行技术升级和改造以全面提升水事活动效率和效能的发展战略和发展过程。

原理

首先，数字水利是水利行业基于可持续发展理念的高技术发展战略。经过近几年理论研究和探索，水利行业已形成较为系统的可持续发展理论体系，这个理论体系是我国水利事业发展的思想宝库，但思想必须付诸行动，正确而有效的行动则决定着我国水利现代化的实际进程。“科技是第一生产力”，当今以信息技术为核心的高新技术发展迅速，为水利行业全面技术升级提供了可能，水利政务、防汛减灾、水资源监控管理、水环境综合治理、大型水利工程的设计和施工、大中型灌区的综合管理等都迫切需要采用计算机技术、通信网络技术、微电子技术、计算机辅助设计技术、3S技术（遥感、地理信息系统、全球定位系统）等一系列高新技术进行技术改造，水利行业有必要站在当今科学技术的制高点，结合水利行业的应用需求，提出一个较为系统的技术发展战略，为可持续发展水利这一理念体系提供可操作的技术内涵。可持续发展水利和数字水利将分别成为我国水利现代化发展的理论基石和技术基石。

主要条件

其次，数字水利是水利行业进行技术升级的一个历史过程。很显然，数字水利不会一夜发生，它需要政府、研究机构、商业组织和个人的共同努力，它需要大量的基础和应用技术研究。我们不仅要清楚地明白水利发展的任务，正确甄别某一区域的水问题所在，分析围绕水问题解决的应用需求，梳理水利业务运作的信息流程，找到提高水事活动效率和效能的切入点，更要跟踪把握当今信息技术的最新进展，研究各类信息技术与水利行业需求结合的解决方案，开发和部署水利各类业务应用信息系统，培养使用和维护这些业务系统的技术人才，这些都是实施数字水利战略必须的过程。我们需要政策规划、技术标准、解决方案、资金投入、人才准备，这些都不可能一蹴而就，数字水利就是做好这些工作的一个历史过程。这里，数字水利与水利信息化产生了某些相同的语义，数字水利就是新的历史条件下的水利信息化发展战略。两者的不同之处在于：水利信息化是水利行业计算机和信息技术应用的整个历史过程，而数字水利是以可持续发展水利治水思路和数字地球战略为背景的水利高技术发展战略，其出现应以2000年前后治水新思路出现和通信行业大规模应用数字电路技术为标志。

第三，数字水利的前沿研究领域是数字流域。尽管数字地球是数字水利提出的重要技术背景，但数字地球的自然延伸不是数字水利，而是数字流域。流域和地球都是自然空间地理概念，而水利是行业概念，有人简单地套用数字地球的技术概念，把数字水利等同于数字流域，把数字水利的内涵大大缩小了。数字流域是数字水利的一部分，实施数字水利战略必须以把握水循环运动规律和甄别水问题为前提，而数字流域正是以流域为研究单元把握流域水循环运动规律和水问题的利器。数字流域很自然地延用数字地球的空间地理信息框架，运用远程自动测控技术采集各类流域相关水信息，采用数学模型手段对流域水循环（包括自然循环和人工循环）运动进行仿真模拟，建立三维流域水信息平台，为流域水问题解决和社会经济宏观决策提供依据，构成数字水利最为活跃的前沿研究领域。

第四，数字水利可以成为一门新的学科。从学科建设的角度，我们可以把支撑数字水利战略实施的知识技术体系叫做数字水利。正如水信息学脱胎于计算水力学，数字水利是传承水信息学的进一步发展，是2000年以来发展了的现代水信息学。它从解决水问题的实际需求出发，以水循环的仿真模拟为基础，综合汲取运用水科学（水文学、计算水力学、环境水力学、生态水文学、湖泊学与海洋学等）、信息科学（数据库与数据挖掘、可视化与系统仿真、“3S”技术、决策支持与专家系统等）、系统科学（系统分析理论、信息论和控制论、非线性理论等）和社会科学（水资源政策、法律规范和标准、经济学等）最新研究成果，服务于提高水事活动效率和效能的目标，为水利现代化提供技术支撑。多学科交叉、创新、集成是其典型特征[3]。图3给出了数字水利与其他学科之间的关系。与传统水信息学相比，数字水利的研究目标更为清晰，研究内容更为丰富，大量的与水相关业务应用系统的开发和部署为数字水利这一新学科提供了生动的应用案例，推动着数字水利学科的发展和完善。

-----摘自清华大学出版社出版的陈阳宇同志主编《数字水利》一书

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