论文部分内容阅读
从宇宙太空俯瞰地球，亚洲的中心地带横亘着一条蜿蜒千里的内陆河流，在广袤寂寥的沙漠戈壁间串起了点点绿洲，这就是绵延两千多公里，位于新疆维吾尔自治区的中国最长、世界第五的内陆河——塔里木河。
然而，就是这条沙漠里的生命之河，在上个世纪90年代，由于生态环境的急剧恶化，造成其下游河道断流，湖泊干涸，胡杨林衰败，从而对整个流域面积的生产和生活造成了严重的影响。
面對日益恶化的自然环境，政府投资107亿元，提出使塔里木河流域生态环境保护与建设取得突破性进展的计划。在这个计划中，“数字塔里木河”跃然而出，成为人们关注的焦点。依靠信息化手段进行生态治理，将成为塔里木河治理的新里程碑，而其中的“塔里木河流域水量调度管理系统”的IT应用又是怎样的情况呢？
线上实现水资源合理调配
日前，记者来到位于库尔勒的新疆维吾尔自治区塔里木河流域管理局（以下简称塔管局），就其信息化应用和管理进行了采访。
塔管局科研信息所所长张学仁告诉记者，历史上曾有九大水系可汇入塔里木河干流，而塔里木河干流自身不产流。由于人类活动与气候变化等影响，目前与塔里木河干流有地表水联系的只有阿克苏河、叶尔羌河、和田河及开孔河四条源流，即“四源一干”，流域总面积约25.86万平方公里。近几十年来，随着人口增加，经济发展，水资源供需矛盾日渐突出，各源流向干流输送的水量连年减少，水质不断恶化，下游近400公里河道断流萎缩，尾闾台特玛湖干涸，中下游地区植被衰败，大片胡杨林死亡，沙漠化扩大。生态环境的严重恶化，已成为制约流域社会经济和生态环境可持续发展的主要因素。
那么，如何对塔里木河全流域水资源进行统一调配？如何有效地保护流域的生态？采用什么样的技术手段对塔里木河流域的水资源、生态环境进行动态监控？为了解决这些问题，开发和应用“塔里木河流域水量调度管理系统”势在必行。它是塔里木河流域近期综合治理项目非工程措施的重要组成部份，也是构建“数字塔里木河”的基础。系统建设的总体目标是以数据采集、数据传输和数据存储管理为基础，以水量调度的业务流程为主线、生态环境保护为目的，通过数学模型、科学计算、虚拟仿真、遥感、地理信息系统和全球定位系统等技术手段，构建塔里木河流域水量调度和生态环境监测与评估的应用系统，为流域水量统一调度和生态环境保护提供操作平台和决策环境，全面提高塔管局对塔里木河流域“四源一干”水资源进行有效控制、调配、监管和处理能力。
张学仁告诉记者，管理系统上线后，可达到四方面的目标。首先将会实现对塔里木河“四源一干”的五地州和兵团各师的实际用水情况和分水情况的实时有效监督，自动生成合理的用水计划，实现水统一管理，使流域水资源得到合理配置和高效利用。其次，通过与工程措施的有效结合，使水流到尾闾台特玛湖。第三，对塔里木河干流两岸自然生态进行动态监测与评估，统一合理地分配生态用水，使干流中游生态得到有效保护和恢复，下游生态环境得到初步改善，逐步恢复绿色走廊。第四，从根本上提高塔管局管理效率与水平。
生态监测与评估由点到面
塔里木河流域水量调度管理要解决的首要问题就是协调生态用水与社会经济用水之间的矛盾，协调上游用水与中下游用水之间的矛盾。
张学仁介绍，塔管局信息中心利用遥感、遥测、数字模拟等技术，结合现场实验、集中调度、远程控制等手段，构建了具有监测、评估、调度、决策、管理功能的“塔里木河流域水量调度管理系统”，系统涵盖塔里木河流域“四源一干”25.86万平方公里的范围。
该系统以水量监测、生态监测、生态环境遥感动态监测以及视频监视为触角，由点到面，采集流域实时信息，为系统提供基础数据支持。在点上，水量监测主要依托29个水量遥测站，通过光缆和卫星将水文数据实时传输到水量调度中心。同时，利用遥测技术，将塔河干流10个生态断面、60多个生态监测点的地下水位和水质、土壤湿度和温度等实时数据传回水量调度中心。在面上，建立了生态环境遥感动态监测系统。利用遥感和GIS技术，通过开发专用的遥感数据处理与信息提取系统，针对不同监测层次，从不同分辨率的卫星图片上，迅速计算出流域有关数据及动态变化信息。
此外，视频监视通过图像监视和高速远程传输技术，可对流域中重要的水量调度断面和工程以及重点生态监测区域进行远程视频监视，将图像数据实时传输到水量调度中心。目前已建成依满帕夏、阿拉尔、阿其克河口、恰拉、阿恰五个点的视频监视。通过这些由点到面的监测系统，流域管理者和决策者能基本把握流域生态等宏观状况和发展趋势。
张学仁介绍，在监测的基础上，就要对当地的生态环境进行评估，这是流域生态保护的依据。利用采集到的流域监测信息，通过建立生态、土地利用、植被生长等评估模型，可评估每旬干流的植被生长、每年流域的生态状况、每三年流域的土地利用状况，同时对流域内河道断流、地下水位、植被生长、沙漠化、盐渍化等情况提供预警。
水量调度
决策不必站在河道旁
张学仁告诉记者，在进行水量调度时，需要有水量监测数据作为依据。在以往，工作人员需要经常亲自到河道收集和观测数据，数据收集周期因此较长，容易对水量调度决策产生不利影响。现在，水量调度系统的应用使这种情况得到了很大改观。
据张学仁介绍，水量调度是整个系统的核心，它以水量监测数据为基础，通过模型计算，制定流域内各用水单位的水量分配方案，有现行调度、自适应调度、适度优化调度法。水量调度方案的制定包括来水预报、需水计算（生态需水和社会经济需水）、方案制定、方案比较分析和总结评估几个步骤。此外，系统还具备应急调度和生态用水调度的功能。在水量调度的基础上，可以通过线上的会商决策，采用虚拟现实、GIS等技术，进行流域景观虚拟、工程虚拟、会商信息的调用，建立三维可视化的水量调度、生态保护、工程管理等综合决策平台，这样就可以为管理者和决策者提供身临其境的决策环境。此外，还可以对部分影响水量调度大的枢纽工程进行远程控制，从而加大流域水量统一调度管理的力度。
当整个监测和调度系统达到合理协调时，塔管局信息中心便可利用网络管理技术开发业务处理与信息综合服务系统，包括水量调度业务、工程信息业务、生态保护业务、日常办公业务和塔河网站，为流域管理工作提供专业的业务处理与办公自动化平台，逐步实现传统办公模式向网络化、无纸化办公模式的转变，同时为不同层次的用户提供信息共享服务。这样一来，办公的效率便可大大提升，塔河流域的水量调度和生态保护可以做得更好。
链接
数字塔里木河
“数字塔里木河”是综合应用计算机技术、“3S”技术、通信与远程监控技术、虚拟现实技术、大规模存贮技术等，进行数据的采集、传输、存储、处理与分析，实现对塔里木河流域人口、资源、环境与社会经济等海量信息的统一管理，并利用系统科学方法，模拟技术手段，对塔里木河流域水资源循环系统、生态环境演化系统及社会经济发展系统进行模型分析，建立多分辨率、多尺度的专业服务平台和综合智能化决策支持平台，为塔里木河流域治理、开发和管理提供可视化的决策支持。概括地说，“数字塔里木河”是一个以塔里木河流域空间信息为基础，以水循环机制为纽带，以水资源管理为驱动，以生态保护为目标，融合流域内各种数字信息的系统平台，是对真实流域及其相关现象的统一数字化重现。
然而，就是这条沙漠里的生命之河，在上个世纪90年代，由于生态环境的急剧恶化，造成其下游河道断流，湖泊干涸，胡杨林衰败，从而对整个流域面积的生产和生活造成了严重的影响。
面對日益恶化的自然环境，政府投资107亿元，提出使塔里木河流域生态环境保护与建设取得突破性进展的计划。在这个计划中，“数字塔里木河”跃然而出，成为人们关注的焦点。依靠信息化手段进行生态治理，将成为塔里木河治理的新里程碑，而其中的“塔里木河流域水量调度管理系统”的IT应用又是怎样的情况呢？
线上实现水资源合理调配
日前，记者来到位于库尔勒的新疆维吾尔自治区塔里木河流域管理局（以下简称塔管局），就其信息化应用和管理进行了采访。
塔管局科研信息所所长张学仁告诉记者，历史上曾有九大水系可汇入塔里木河干流，而塔里木河干流自身不产流。由于人类活动与气候变化等影响，目前与塔里木河干流有地表水联系的只有阿克苏河、叶尔羌河、和田河及开孔河四条源流，即“四源一干”，流域总面积约25.86万平方公里。近几十年来，随着人口增加，经济发展，水资源供需矛盾日渐突出，各源流向干流输送的水量连年减少，水质不断恶化，下游近400公里河道断流萎缩，尾闾台特玛湖干涸，中下游地区植被衰败，大片胡杨林死亡，沙漠化扩大。生态环境的严重恶化，已成为制约流域社会经济和生态环境可持续发展的主要因素。
那么，如何对塔里木河全流域水资源进行统一调配？如何有效地保护流域的生态？采用什么样的技术手段对塔里木河流域的水资源、生态环境进行动态监控？为了解决这些问题，开发和应用“塔里木河流域水量调度管理系统”势在必行。它是塔里木河流域近期综合治理项目非工程措施的重要组成部份，也是构建“数字塔里木河”的基础。系统建设的总体目标是以数据采集、数据传输和数据存储管理为基础，以水量调度的业务流程为主线、生态环境保护为目的，通过数学模型、科学计算、虚拟仿真、遥感、地理信息系统和全球定位系统等技术手段，构建塔里木河流域水量调度和生态环境监测与评估的应用系统，为流域水量统一调度和生态环境保护提供操作平台和决策环境，全面提高塔管局对塔里木河流域“四源一干”水资源进行有效控制、调配、监管和处理能力。
张学仁告诉记者，管理系统上线后，可达到四方面的目标。首先将会实现对塔里木河“四源一干”的五地州和兵团各师的实际用水情况和分水情况的实时有效监督，自动生成合理的用水计划，实现水统一管理，使流域水资源得到合理配置和高效利用。其次，通过与工程措施的有效结合，使水流到尾闾台特玛湖。第三，对塔里木河干流两岸自然生态进行动态监测与评估，统一合理地分配生态用水，使干流中游生态得到有效保护和恢复，下游生态环境得到初步改善，逐步恢复绿色走廊。第四，从根本上提高塔管局管理效率与水平。
生态监测与评估由点到面
塔里木河流域水量调度管理要解决的首要问题就是协调生态用水与社会经济用水之间的矛盾，协调上游用水与中下游用水之间的矛盾。
张学仁介绍，塔管局信息中心利用遥感、遥测、数字模拟等技术，结合现场实验、集中调度、远程控制等手段，构建了具有监测、评估、调度、决策、管理功能的“塔里木河流域水量调度管理系统”，系统涵盖塔里木河流域“四源一干”25.86万平方公里的范围。
该系统以水量监测、生态监测、生态环境遥感动态监测以及视频监视为触角，由点到面，采集流域实时信息，为系统提供基础数据支持。在点上，水量监测主要依托29个水量遥测站，通过光缆和卫星将水文数据实时传输到水量调度中心。同时，利用遥测技术，将塔河干流10个生态断面、60多个生态监测点的地下水位和水质、土壤湿度和温度等实时数据传回水量调度中心。在面上，建立了生态环境遥感动态监测系统。利用遥感和GIS技术，通过开发专用的遥感数据处理与信息提取系统，针对不同监测层次，从不同分辨率的卫星图片上，迅速计算出流域有关数据及动态变化信息。
此外，视频监视通过图像监视和高速远程传输技术，可对流域中重要的水量调度断面和工程以及重点生态监测区域进行远程视频监视，将图像数据实时传输到水量调度中心。目前已建成依满帕夏、阿拉尔、阿其克河口、恰拉、阿恰五个点的视频监视。通过这些由点到面的监测系统，流域管理者和决策者能基本把握流域生态等宏观状况和发展趋势。
张学仁介绍，在监测的基础上，就要对当地的生态环境进行评估，这是流域生态保护的依据。利用采集到的流域监测信息，通过建立生态、土地利用、植被生长等评估模型，可评估每旬干流的植被生长、每年流域的生态状况、每三年流域的土地利用状况，同时对流域内河道断流、地下水位、植被生长、沙漠化、盐渍化等情况提供预警。
水量调度
决策不必站在河道旁
张学仁告诉记者，在进行水量调度时，需要有水量监测数据作为依据。在以往，工作人员需要经常亲自到河道收集和观测数据，数据收集周期因此较长，容易对水量调度决策产生不利影响。现在，水量调度系统的应用使这种情况得到了很大改观。
据张学仁介绍，水量调度是整个系统的核心，它以水量监测数据为基础，通过模型计算，制定流域内各用水单位的水量分配方案，有现行调度、自适应调度、适度优化调度法。水量调度方案的制定包括来水预报、需水计算（生态需水和社会经济需水）、方案制定、方案比较分析和总结评估几个步骤。此外，系统还具备应急调度和生态用水调度的功能。在水量调度的基础上，可以通过线上的会商决策，采用虚拟现实、GIS等技术，进行流域景观虚拟、工程虚拟、会商信息的调用，建立三维可视化的水量调度、生态保护、工程管理等综合决策平台，这样就可以为管理者和决策者提供身临其境的决策环境。此外，还可以对部分影响水量调度大的枢纽工程进行远程控制，从而加大流域水量统一调度管理的力度。
当整个监测和调度系统达到合理协调时，塔管局信息中心便可利用网络管理技术开发业务处理与信息综合服务系统，包括水量调度业务、工程信息业务、生态保护业务、日常办公业务和塔河网站，为流域管理工作提供专业的业务处理与办公自动化平台，逐步实现传统办公模式向网络化、无纸化办公模式的转变，同时为不同层次的用户提供信息共享服务。这样一来，办公的效率便可大大提升，塔河流域的水量调度和生态保护可以做得更好。
链接
数字塔里木河
“数字塔里木河”是综合应用计算机技术、“3S”技术、通信与远程监控技术、虚拟现实技术、大规模存贮技术等，进行数据的采集、传输、存储、处理与分析，实现对塔里木河流域人口、资源、环境与社会经济等海量信息的统一管理，并利用系统科学方法，模拟技术手段，对塔里木河流域水资源循环系统、生态环境演化系统及社会经济发展系统进行模型分析，建立多分辨率、多尺度的专业服务平台和综合智能化决策支持平台，为塔里木河流域治理、开发和管理提供可视化的决策支持。概括地说，“数字塔里木河”是一个以塔里木河流域空间信息为基础，以水循环机制为纽带，以水资源管理为驱动，以生态保护为目标，融合流域内各种数字信息的系统平台，是对真实流域及其相关现象的统一数字化重现。