“秀海海边葭菼秋,凯发真人首先娱乐滇池池上云悠悠。”明代诗人范汭笔下的滇池,一派悠然闲适的自然风光。如今,这个已经距今已有数百万年“高龄”的湖泊,在智慧科技的守护下,正在逐步重现当年“映照高天流云,点亮日月星辰,吸引飞禽走兽,催生花鸟虫鱼”的天然胜境。

滇池是中国第六大淡水湖,不仅是云南社会经济文化的核心所在,也在西南地区涵养水源、蓄洪防旱、净化水质、调节气候和生态系统、维护生物多样性和旅游观光等方面发挥着重要的作用。但经历数百万年的地质演化,滇池已经进入老化期,湖底泥沙淤积,还存在湖水渗漏的风险。据中国科学院地理科学与资源研究所数据显示,从1938年以后,滇池湖面几乎以每年一平方千米的速度在缩小,湖泊的净化和调整能力大大下降,生态环境异常脆弱。再加上70年代以来,随着工业化与城镇化进程的加速,生态环境不断恶化,生物圈层几乎消失。过去50年,昆明当地平均气温呈明显的上升趋势,流域内的降水量明显少于蒸发量,长期持续的发展,存在湖泊退化、干涸的风险。

滇池保护和治理是一个漫长的过程。近年来,为保护滇池流域生态环境,昆明市委市政府开展清污分流、环湖截污、上流引水、入滇河道治理等一系列措施,让生态环境改善初见成效。目前,滇池全湖水质从原来的劣V类,变为了IV类,生物多样性恢复明显,湖滨湿地植物物种增加到290种,鱼类达到23种,鸟类达到140多种,并承担了昆明地区农业灌溉、工业用水、市政生活供水等重要任务。

水文监测,滇池生态恢复与科学治理的“原点”

作为昆明市最重要的水体,云贵高原最大的内陆湖,滇池水质改善是一个持久性工程,滇池生态环境脆弱区和城市经济繁荣区如何平衡,是摆在昆明人面前的一道重大生存挑战。昆明市在治理滇池污染源头的同时,也要监测好滇池流域水资源承载能力、水污染负荷、水生态安全,这就需要对滇池的水量、水质、湖面面积等水文数据进行实时监测和长期追踪。水文是水利的基石,是水资源管理的“哨兵”,对水文水资源信息的监测,可以为滇池生态环境基础性、规律性研究以及科学治理,提供更加详实的数据支撑。

但以往传统的水文监测大多依靠现场各类工控设备采集水位计、水尺、浮子水位仪等数据,数据信息的采集及预警面临诸多问题。为此,昆明市人民政府制定的《滇池保护治理“十四五”规划》提出,新时代,要利用信息化建设,科学治理滇池、精细管理。这就需要充分利用人工智能、大数据、云计算、物联网、区块链等现代信息技术和智能技术,建立和完善构建滇池流域水资源、水环境、水生态信息管理平台。

智慧水文站,实现滇池水文信息全要素、全量程、全时段自动感知监测

为进一步保护滇池流域生态环境,2022年,在云南水文水资源局昆明分局的指导下,浪潮信息携手合作伙伴东华软件,利用云计算、边缘计算、AI、大数据等技术,部署建成了智慧水文站试点项目,建立起滇池水资源智能监测预警系统,实现滇池流域水文信息的全要素、全量程、全时段自动感知监测,不仅能够有效预防水污染、洪涝、干旱等各类生态环境灾害,更具意义的是,可通过滇池水域信息变化的长期追踪,帮助科研人员更好的研究滇池生态环境变化,对未来滇池流域生态保护,生态系统修复具有深远影响。

在对滇池流域进行详细勘察之后,浪潮信息与东华软件共同开发了以智慧水文站为核心的滇池水资源智能监测预警系统,形成了全覆盖、全时空、全天候、全要素,空地一体化物联网感知体系,助力滇池水文信息的实时监测、科学管理和保护研究。

全要素水文信息的智慧实时监测。在水文监测方面,简化了原来烟囱式的数据采集模式,首次实现了滇池流域水文要素信息数据的融合监测。智慧水文站通过在观测站点部署浪潮信息边缘微服务器,能够兼容有线、无线多种通信组网,统一接入各类水文数据传感器,实现电子雨量筒、浮子水位仪、风量监测计、水温、岸温、空气湿度检测计等多种IoT物联网传感器数据的自适应解析处理、传输,即便在大雨、阴天等天气情况下,也能7x24实时监测站点水域的水文与环境状态。目前,这套系统已经运行1年多,采集水文水利信息超过18万条,帮助水文站监测系统降低建设和维护成本,有效助力滇池周围防汛抗旱等水资源监测管理,确保防汛一线水文信息测得到、测得准、报得出、报得及时;

云边端协同的水文信息科学管理。在水文数据管理方面,边缘微服务器汇总的数据能够通过数据自动整编,将全要素水文信息反馈省中心、分中心水文部门,传输时延控制在毫秒级,帮助数据测报、预警人员进行精准、细致的的水文数据监测汇集管理,管理效率大幅提升,并助力预报和水文规律分析研究,推动水文测报和预警更科学、更快捷、更精准,也为水资源灾害的预报、预警、预演、预案提供科学的数据支撑;

长期可追踪的水域信息保护研究。智慧水文站不仅能够有效预防水污染、旱涝等生态环境灾害,在水文资源研究方面,智慧水文站可以通过滇池水域信息变化的长期追踪,让水文相关的科研人员能够更好的研究滇池生态环境变化,对未来滇池流域生态保护,生态系统修复具有深远影响。

智慧时代下,各种交织并进的数字技术正在构建一种全新的数字文明,在水资源保护和利用、人与自然和谐共生、地球可持续发展等领域发挥出越来越重要的作用。目前,浪潮信息与东华软件携手合作,将先进数字技术应用于云南嵩明高山水文监测,守护着森林生态,希望能够利用科技的力量,帮助人们更好的抵御突发自然灾害,维护地球生态系统的稳定,让人与自然真正成为休戚与共的生命共同体。

随着数字世界与物理世界、数字经济与实体经济的融合加深,浪潮信息正致力于以持续迭代的数字技术,为人类探索未知、地球可持续发展以及智慧化生活,供给可持续的计算之力,让算力无处不在!