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[摘 要]社会经济飞速发展，水资源的供需矛盾也日益激烈。当前，以水资源供需系统的特点和现代物联网理论与技术快速发展为基础，水联网及智慧水利的概念应运而生。本文由概念入手，详细的阐述了水联网及智慧水利的关键技术与灌区智能管理系统的设想与实践，最终达到全面提高水资源效能，促进我国水资源高效利用水平的跨越式提升的目标，对于我国基于水联网及智慧水利提高水资源效能有一定的借鉴作用。
[关键词]水联网，智慧水利，水资源效能，关键技术
中图分类号：TV213.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0101-01
一、引言
进入新世纪以后，我国的国民经济高速发展，在水资源的供求方面矛盾日益凸显，随着 各种极端气候频发，对我国的水利安全、粮食安全等方面造成了较为严重的影响。在极端气候发生为常态和经济快速发展的条件下，用于农业生产的水在极端天气下面临着不确定性，这就要求日常的农业生产要有极强的调控性，随时调整策略来适应新时期水利资源管理，加强基层观测站的建设，通过各观测站来收集数据来分析当前水资源形式以及预测未来形式。利用现代的电子计算机技术，及时准确获取各地的实时水资源数据，为水资源的管理提供技术支持。随着物联网技术的发展，为水资源的管理提供了更高的平台，为水力资源信息化技术的推进提供发展契机。抓住此次信息技术变革，将为水利现代化迈向更高的台阶。
二、基本含义
2.1 水联网
水联网的概念：利用信息传感器以及计算机技术，检测水文、水质等相关水利要素，采集的信号传导到网络上面去，经过计算机的运算、识别、定位、监控、预测和管理的一种管理水利信息的网络平台。通过这个平台可以实时的了解如下水资源信息：水文、洪水、水土流失、土壤墒情、湖泊江河的各种水利状况数据。
2.2 智慧水利
关于智慧水利（smart water）是水联网的有一种称谓，这样的叫法更容易理解，更有号召力。本文后面将智慧水利和水联网合并称谓，二者想通互为代表。
2.3 水资源效能
水资源效能（water utilization efficiency）主要包含两方面：1、对水资源利用率（water utilization rate）2、水资源生产效益（water productivity）二者综合论述，还包括了水资源开发本身的内涵和水资源利用的外延效率[1]。
三、关键技术
3.1 水资源预测云计算
云计算技术是以互联网为基础，实现对信息资源较为专业的管理，通过获取需求信息并透明消费的计算模式，为智慧水利发展提供了良好的基础。智慧水利的云计算通过收集各地的水文情况、水分配和水调控数据，在经过计算机模拟推算一段时间水利资源的情况。智慧水利即为水联网，通过云计算建立起水联网数学模型参数管理、水联网数学模型服务标准等水联网关键技术[2]。
3.2 水资源需求云服务
计算机技术提供的云服务为智慧水利提供便利条件。在供水环节上智慧水利通过云计算，完成对水资源的合理调配，例如既要满足当前的广大用户需求，同时又要考虑到未来用水高峰期供应。采用云计算，将各个时期的供水数据加以分析，计算出符合要求的供水模式，保障生产生活的正常进行。
3.3 多水源供给智慧调度
水联网提供的径流预报以及需求预测可以给多水源的实时调配提供重要的前提与依据。由于水联网所提供的径流预报与需求预测，两者的结合可以在综合考虑水库调度基础上使多种水源（如地表水与地下水，本地水与外调水，新鲜水与再生水以及常规水与非常规水等）得到联合优化，这样可以在实时管理层面最大程度满足动态用水需求。
3.4 水资源管理精准投递
对于水资源管理运用到工业过程控制思路，实时控制水资源系统中的所有涉水过程，让该系统保持最优状态，根据订单要求将其准确送达目标，让水资源效能得到提高[2，3]。
3.5 水效能评价过程控制
在水联网下的水资源利用对需水量的失控分布以及水量、用水的及时性、高效性以及准确性都不同于常规的水资源利用模式，有其新的要求。水联网的性能与服务能力决定水资源的利用效率的提高与否，配水的准确、及时性决定水资源利用效能的高低，水资源保障可靠性下的用水对象结构决定了水资源的利用效益，因此，两者是相互支撑的。水联网的性能分级评价、水资源利用效能的分级评价以及两者的联合评价已经成为了水联网体系建设下流域水资源高效利用发展的重要内容。
四、设想与实践--灌区智能管理系统
当前在我国的一些高新节水滴灌示范区域已经实现了滴灌、喷灌的智能化，但由于其对水源以及能源动力的特殊要求使得其的发展与应用受到特定条件的限制。但是随着科技的进步，新一代的土壤墒情传感器以及测控一体化配水设施得以发明并发展起来，世界上一些相关技术发达的国家也实现了面向自流灌区和常规灌溉方法灌区的生产阶段的灌区智能管理单元雏形。我国在向国外学习此类先进技术的同时，在我国诸如山西等地作为了灌区试点地区。在试点地区，量测、控制一体自动化闸门与全程控制系统的引入，加入多层墒情传感器，实现了对于灌区引水、供水、配水以及耗水的优化控制，同时实现对用水量与经济效益的同步监测，此外还能够进行水资源效能改善效果与关键环节的分析，成效显著。
当前，从智能灌区建立的初步评估可以看出，主要分为两步：第一就是运用水联网的相关数据采集、运输、存储设施来获得相应的实时水情、墒情以及旱情等信息；第二就是充分发展社会经济供用水预报与水资源高效利用优化配置等模型，实现对各个用水户的准确预报及优化调配，实现高效配水以及水资源的高效利用[4]。
五、结论
综上所述，当今世界发达国家已经将水联网和智能水利定为迅猛发展的水利信息化及现代化进程中革命性的方向。可以说，不久的将来水联网及智能水利将成为水资源管理制度得以严格实施的强有力工具，同时也是大幅提高水资源效能的必经之路。
参考文献
[1] 芮晓玲，吴一凡.基于物联网技术的智慧水利系统[J].计算机系统应用. 2012（06）.
[2] 刘庆涛，崔瑞玲，耿丁蕤.水利信息云建设初探[J].水利信息化.2012（02） .
[3] 王浩，王建华.中国水资源与可持续发展[J].中国科学院院刊，2012，27（3）： 352-358.
[4] 钱正英.中国水资源战略研究中几个问题的认识[J].河海大学学报（自然科学版），2001，29（3）： 1-7.
[关键词]水联网，智慧水利，水资源效能，关键技术
中图分类号：TV213.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0101-01
一、引言
进入新世纪以后，我国的国民经济高速发展，在水资源的供求方面矛盾日益凸显，随着 各种极端气候频发，对我国的水利安全、粮食安全等方面造成了较为严重的影响。在极端气候发生为常态和经济快速发展的条件下，用于农业生产的水在极端天气下面临着不确定性，这就要求日常的农业生产要有极强的调控性，随时调整策略来适应新时期水利资源管理，加强基层观测站的建设，通过各观测站来收集数据来分析当前水资源形式以及预测未来形式。利用现代的电子计算机技术，及时准确获取各地的实时水资源数据，为水资源的管理提供技术支持。随着物联网技术的发展，为水资源的管理提供了更高的平台，为水力资源信息化技术的推进提供发展契机。抓住此次信息技术变革，将为水利现代化迈向更高的台阶。
二、基本含义
2.1 水联网
水联网的概念：利用信息传感器以及计算机技术，检测水文、水质等相关水利要素，采集的信号传导到网络上面去，经过计算机的运算、识别、定位、监控、预测和管理的一种管理水利信息的网络平台。通过这个平台可以实时的了解如下水资源信息：水文、洪水、水土流失、土壤墒情、湖泊江河的各种水利状况数据。
2.2 智慧水利
关于智慧水利（smart water）是水联网的有一种称谓，这样的叫法更容易理解，更有号召力。本文后面将智慧水利和水联网合并称谓，二者想通互为代表。
2.3 水资源效能
水资源效能（water utilization efficiency）主要包含两方面：1、对水资源利用率（water utilization rate）2、水资源生产效益（water productivity）二者综合论述，还包括了水资源开发本身的内涵和水资源利用的外延效率[1]。
三、关键技术
3.1 水资源预测云计算
云计算技术是以互联网为基础，实现对信息资源较为专业的管理，通过获取需求信息并透明消费的计算模式，为智慧水利发展提供了良好的基础。智慧水利的云计算通过收集各地的水文情况、水分配和水调控数据，在经过计算机模拟推算一段时间水利资源的情况。智慧水利即为水联网，通过云计算建立起水联网数学模型参数管理、水联网数学模型服务标准等水联网关键技术[2]。
3.2 水资源需求云服务
计算机技术提供的云服务为智慧水利提供便利条件。在供水环节上智慧水利通过云计算，完成对水资源的合理调配，例如既要满足当前的广大用户需求，同时又要考虑到未来用水高峰期供应。采用云计算，将各个时期的供水数据加以分析，计算出符合要求的供水模式，保障生产生活的正常进行。
3.3 多水源供给智慧调度
水联网提供的径流预报以及需求预测可以给多水源的实时调配提供重要的前提与依据。由于水联网所提供的径流预报与需求预测，两者的结合可以在综合考虑水库调度基础上使多种水源（如地表水与地下水，本地水与外调水，新鲜水与再生水以及常规水与非常规水等）得到联合优化，这样可以在实时管理层面最大程度满足动态用水需求。
3.4 水资源管理精准投递
对于水资源管理运用到工业过程控制思路，实时控制水资源系统中的所有涉水过程，让该系统保持最优状态，根据订单要求将其准确送达目标，让水资源效能得到提高[2，3]。
3.5 水效能评价过程控制
在水联网下的水资源利用对需水量的失控分布以及水量、用水的及时性、高效性以及准确性都不同于常规的水资源利用模式，有其新的要求。水联网的性能与服务能力决定水资源的利用效率的提高与否，配水的准确、及时性决定水资源利用效能的高低，水资源保障可靠性下的用水对象结构决定了水资源的利用效益，因此，两者是相互支撑的。水联网的性能分级评价、水资源利用效能的分级评价以及两者的联合评价已经成为了水联网体系建设下流域水资源高效利用发展的重要内容。
四、设想与实践--灌区智能管理系统
当前在我国的一些高新节水滴灌示范区域已经实现了滴灌、喷灌的智能化，但由于其对水源以及能源动力的特殊要求使得其的发展与应用受到特定条件的限制。但是随着科技的进步，新一代的土壤墒情传感器以及测控一体化配水设施得以发明并发展起来，世界上一些相关技术发达的国家也实现了面向自流灌区和常规灌溉方法灌区的生产阶段的灌区智能管理单元雏形。我国在向国外学习此类先进技术的同时，在我国诸如山西等地作为了灌区试点地区。在试点地区，量测、控制一体自动化闸门与全程控制系统的引入，加入多层墒情传感器，实现了对于灌区引水、供水、配水以及耗水的优化控制，同时实现对用水量与经济效益的同步监测，此外还能够进行水资源效能改善效果与关键环节的分析，成效显著。
当前，从智能灌区建立的初步评估可以看出，主要分为两步：第一就是运用水联网的相关数据采集、运输、存储设施来获得相应的实时水情、墒情以及旱情等信息；第二就是充分发展社会经济供用水预报与水资源高效利用优化配置等模型，实现对各个用水户的准确预报及优化调配，实现高效配水以及水资源的高效利用[4]。
五、结论
综上所述，当今世界发达国家已经将水联网和智能水利定为迅猛发展的水利信息化及现代化进程中革命性的方向。可以说，不久的将来水联网及智能水利将成为水资源管理制度得以严格实施的强有力工具，同时也是大幅提高水资源效能的必经之路。
参考文献
[1] 芮晓玲，吴一凡.基于物联网技术的智慧水利系统[J].计算机系统应用. 2012（06）.
[2] 刘庆涛，崔瑞玲，耿丁蕤.水利信息云建设初探[J].水利信息化.2012（02） .
[3] 王浩，王建华.中国水资源与可持续发展[J].中国科学院院刊，2012，27（3）： 352-358.
[4] 钱正英.中国水资源战略研究中几个问题的认识[J].河海大学学报（自然科学版），2001，29（3）： 1-7.