數字水利

首先，數字水利是水利行業基於可持續發展理念的高技術發展戰略。經過近幾年理論研究和探索，水利行業已形成較為系統的可持續發展理論體系，這個理論體系是我國水利事業發展的思想寶庫，但思想必須付諸行動，正確而有效的行動則決定着我國水利現代化的實際進程。“科技是第一生產力”，當今以信息技術為核心的高新技術發展迅速，為水利行業全面技術升級提供了可能，水利政務、防汛減災、水資源監控管理、水環境綜合治理、大型水利工程的設計和施工、大中型灌區的綜合管理等都迫切需要採用計算機技術、通信網絡技術、微電子技術、計算機輔助設計技術、3S技術（遙感、地理信息系統、全球定位系統）等一系列高新技術進行技術改造，水利行業有必要站在當今科學技術的制高點，結合水利行業的應用需求，提出一個較為系統的技術發展戰略，為可持續發展水利這一理念體系提供可操作的技術內涵。可持續發展水利和數字水利將分別成為我國水利現代化發展的理論基石和技術基石。

其次，數字水利是水利行業進行技術升級的一個歷史過程。很顯然，數字水利不會一夜發生，它需要政府、研究機構、商業組織和個人的共同努力，它需要大量的基礎和應用技術研究。我們不僅要清楚地明白水利發展的任務，正確甄別某一區域的水問題所在，分析圍繞水問題解決的應用需求，梳理水利業務運作的信息流程，找到提高水事活動效率和效能的切入點，更要跟蹤把握當今信息技術的最新進展，研究各類信息技術與水利行業需求結合的解決方案，開發和部署水利各類業務應用信息系統，培養使用和維護這些業務系統的技術人才，這些都是實施數字水利戰略必須的過程。我們需要政策規劃、技術標準、解決方案、資金投入、人才準備，這些都不可能一蹴而就，數字水利就是做好這些工作的一個歷史過程。這裏，數字水利與水利信息化產生了某些相同的語義，數字水利就是新的歷史條件下的水利信息化發展戰略。兩者的不同之處在於：水利信息化是水利行業計算機和信息技術應用的整個歷史過程，而數字水利是以可持續發展水利治水思路和數字地球戰略為背景的水利高技術發展戰略，其出現應以2000年前後治水新思路出現和通信行業大規模應用數字電路技術為標誌。

第三，數字水利的前沿研究領域是數字流域。儘管數字地球是數字水利提出的重要技術背景，但數字地球的自然延伸不是數字水利，而是數字流域。流域和地球都是自然空間地理概念，而水利是行業概念，有人簡單地套用數字地球的技術概念，把數字水利等同於數字流域，把數字水利的內涵大大縮小了。數字流域是數字水利的一部分，實施數字水利戰略必須以把握水循環運動規律和甄別水問題為前提，而數字流域正是以流域為研究單元把握流域水循環運動規律和水問題的利器。數字流域很自然地延用數字地球的空間地理信息框架，運用遠程自動測控技術採集各類流域相關水信息，採用數學模型手段對流域水循環（包括自然循環和人工循環）運動進行仿真模擬，建立三維流域水信息平台，為流域水問題解決和社會經濟宏觀決策提供依據，構成數字水利最為活躍的前沿研究領域。

第四，數字水利可以成為一門新的學科。從學科建設的角度，我們可以把支撐數字水利戰略實施的知識技術體系叫做數字水利。正如水信息學脱胎於計算水力學，數字水利是傳承水信息學的進一步發展，是2000年以來發展了的現代水信息學。它從解決水問題的實際需求出發，以水循環的仿真模擬為基礎，綜合汲取運用水科學（水文學、計算水力學、環境水力學、生態水文學、湖泊學與海洋學等）、信息科學（數據庫與數據挖掘、可視化與系統仿真、“3S”技術、決策支持與專家系統等）、系統科學（系統分析理論、信息論和控制論、非線性理論等）和社會科學（水資源政策、法律規範和標準、經濟學等）最新研究成果，服務於提高水事活動效率和效能的目標，為水利現代化提供技術支撐。多學科交叉、創新、集成是其典型特徵[3]。圖3給出了數字水利與其他學科之間的關係。與傳統水信息學相比，數字水利的研究目標更為清晰，研究內容更為豐富，大量的與水相關業務應用系統的開發和部署為數字水利這一新學科提供了生動的應用案例，推動着數字水利學科的發展和完善。

-----摘自清華大學出版社出版的陳陽宇同志主編《數字水利》一書