基于水联网及智慧水利提高水资源效能

4420131WaterResourcesandHydropowerEngineeringVol.44No.1王忠静1，王光谦1，王建华2，王浩21.1000842.100038针对水资源供需系统的“动态性、关联性、预期性、不确定性”，以信息技术当前快速发展和应用的物联网理论与技术为基础，提出了水联网及智慧水利概念:其总体架构是集物理水网、虚拟水网和市场水网一体的现代化水资源系统;其核心特征是实时感知、水信互联、过程跟踪、智能处理;其关键技术是基于云技术的监测、计算和服务，基于多水源高效能的智慧调度，基于多通道优拓扑的精准投递;其核心目标准确预报、精准配送和高效管理，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。水联网;智慧水利;水资源效能TV213A1000-0860201301-0001-06DevelopingtheinternetofwatertopromptwaterutilizationefficiencyWANGZhongjing1WANGGuangqian1WANGJianhua2WANGHao21.StateKeyLaboratoryofHydroscienceandEngineeringTsinghuaUniversityBeijing100084China2.StateKeyLaboratoryofSimulationandRegulationofWaterCycleinRiverBasinBeijing100038ChinaAbstractAimedatthecharacteristicsofthewaterresourcessupplyanddemandsystemtheconceptofinternetofwaterandsmartwaterisproposedwhichisbasedonthefastdevelopmentandapplicationoftheoryandtechnologyontheinternetofthings.Thegeneralframeworkofinternetofwateristhemodernizedwaterresourcessystemintegratedwithphysicalvirtualandmarketnetworkofwater.Thecorefunctionsareonlinesensinginterconnectingofwaterandinformationprocesstrackingandsmarthandling.Thekeytechniquesarethecloudtechnologybasedmonitoringcomputingandservingthemulti－waterre-sourcesandhigherefficiencybasedsmartregulationthemulti－channelandoptimaltopologybasedprecisewaterdelivery.Fi-nallytheprimalobjectiveistheaccuratepredictionprecisedeliveryandefficientmanagementofwaterresourcesinordertofullyimprovetheefficiencyofwaterutilizationandpromotetherapidlyprocessofeffectivewaterresourcesutilizationlevelinourcountry.KeywordsInternetofwaterSmartwaterWaterutilizationefficiency2012-12-0391125018512790762010DFA21750。1963—。、1/3“、、、”1－2。、3－4。2011、、。2012、、1∥4420131、。5－8。。9－13。“““”。“”14－15。16。。、Web2.017“、”、。。18。40%～50%70%～80%GDP1/5。。、、。、。。11.1internetofwaterinternetofgoods。。、、、、、、、、。、、、、。“、、、”、、。、、。、、。、、、。、、、。———。“、、、”、“、、”。“”、、、、、、、、2∥4420131。1.2smartwater。。1.3waterutilizationefficiencywaterutilizationratewaterproductivity。、、、、、。20300.60。1100%。1。、、GDP。GDP203040m3。、。、、。。。GDP。GDP。。1.4。。、、。。、、。。、。。、、、、、、、、、、。“”Web2.0“”“”、、、、、、、、“”。2。3∥44201312.1。、、、、。、。。、、、。、、。。2.2“”。。。、。、、、。、、。、。、、。2.3。、、、。、、。、、。。、、、、。。。、。2.44∥4420131。、、、。。、、、、。2.5、。。。、。、、。。。、、、、、、。。。33.1、、。、。。、、、。。、、。3.25∥4420131。。。、。。。。。。、、、。4。本文是在清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室《基于水联网的水资源高效利用关键技术与示范》、中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室《国家智慧水网工程框架设计》和国家基金委材料与工程学部《粮食生产中的水资源高效利用》等建议书，以及中澳环境发展项目ACEDP工作成果的基础上撰写而成的，是集体工作的成果。在此向所有参与此上述工作的组织者和学者表示感谢。1.J.2012273352-358.2.J.20012931-7.3CHENGHefaHUYuannanZHAOJianfu.MeetingChina’swatershortagecrisiscurrentpracticesandchallengesJ.Environmentalscience＆technology2009432240-244.4.J.2009182116-120.5FANGQXMALGreenTRetal.WaterresourcesandwateruseefficiencyintheNorthChinaPlainCurrentstatusandagronom-icmanagementoptionsJ.Agriculturalwatermanagement20109781102-1116.6PENGShiqi.WaterresourcesstrategyandagriculturaldevelopmentinChinaJ.Journalofexperimentalbotany20116261709-1713.7TaharBoutraa.ImprovementofwateruseefficiencyinIrrigatedagri-cultureAReviewJ.JournalofAgronomy2010911-8.8.J.2007465-469.9ShenDajun.Climatechangeandwaterresourcesevidenceandesti-mateinChinaJ.Curr.Sci20109881063-1068.10WANGShourongZHANGZuqiang.EffectsofclimatechangeonwaterresourcesinChinaJ.ClimateResearch201147177.11.J.2009224-25.12.J.20022431-7.13GunterBlschlAlbertoMontanari.Climatechangeimpacts-Thro-wingthediceJ.HydrologicalProcesses2009243374-381.14KeithBeven.OndoingbetterhydrologicalscienceJ.HydrologicalProcesses200822173549-3553.15MurugesuSivapalan.Thesecretto‘doingbetterhydrologicalsci-ence’changethequestionJ.HydrologicalProcesses20092391391-1396.16InesWinzGaryBrierleySamTrowsdale.Theuseofsystemdy-namicssimulationinwaterresourcesmanagementJ.Waterre-sourcesmanagement20092371301-1323.17RajkumarBuyyaCheeShinYeoSrikumarVenugopaletal.CloudcomputingandemergingITplatformsVisionhypeandre-alityfordeliveringcomputingasthe5thutilityJ.FutureGenera-tioncomputersystems2009256599-616.18.J.200213194-104.欧阳越6