關于流域水資源實時監控管理系統的探討

□宋青彥 趙麗春 王文忠

一、現狀

呼蘭河發源于小興安嶺西南側，流經松嫩平原東部13個市縣，全長523公里，流域總面積35683平方公里，有通肯河、克音河、努敏河、歐根河、依吉密河、安邦河和泥河等支流。

呼蘭河水量主要以大氣降水補給，年徑流總量47億立方米。降水表現為地區分布和時空分布極不均勻的狀況，上游山地森林區降水大，水量豐富；下游平原區降水少，蒸發強烈；西部最小徑流量僅25毫米，甚至形成閉流區。流域內降水時空分布不均，6～9月集中了全年降水量的65%，徑流量約占全年流量的70%以上。暴雨過后常有洪水發生。多年平均最大徑流量和最小徑流量相差懸殊，豐枯水變化很大，旱澇現象嚴重。河流含沙量大，地表侵蝕嚴重。呼蘭河流域水資源短缺和污染問題比較嚴重，流域水資源實時監控系統還不完善，流域間水量的調配存在著不能根據實時監控的水量信息科學調配等諸多問題。深入分析流域水循環規律，開發和建設流域水資源實時監控管理系統至關重要。

二、水資源實時監控系統的構成與技術關鍵

水資源實時監控系統由基礎數據庫、模型數據庫、結果數據庫、專業模型庫和知識庫等構成。其關鍵技術主要包括河流納污能力及其環境容量、水庫或水庫群運行規則、技術參數的校核與調整、洪水資源調控、污水處理回用與地下水人工回灌、污水總量控制與生態環境需水量、防洪與興利統一調度、地表水與地下水資源聯合運用管理等研究，以及水資源實時調度管理方案付諸實施后效益與風險分析、系統的標準化等。

三、水資源實時監控系統的主要功能

(一)水資源實時監測

主要包括水情、水質、旱情以及其他信息等。在現有監測站網的基礎上，建立和完善統一的水資源動態監測網或監測系統，各監測網或系統之間互通有無、資源共享，為水資源的合理開發、高效利用和有效保護及時快速、準確地提供完備的實時監測數據資料。

(二)水資源實時評價

主要指在本時段初對上一時段的水資源數量、質量及其時空分布特征，以及水資源開發利用狀況等進行實時分析和評價，確定水資源及其開發利用形式和存在的問題等。

(三)水資源實時預報

主要包括來水預報和需水預報兩部分，來水預報又分為水量預報和水質預報。水量預報包括地表水資源量預報和地下水資源量預報，地表水資源量預報既可細分為當地水和外來水(包括引調水)預報，又可分為汛期徑流預報和枯季徑流(非汛期)預報。需水預報分為工業、農業、生活和生態環境需水量預報。

(四)水資源實時決策支持

1.水資源實時預報。對于水資源實時預報，尤其是汛期徑流預報和需水預報，需要專家的會商支持，需要吸收和借鑒領域專家的知識和經驗，從而較準確地預報和確定未來的來水與需水過程等。

2.水資源實時管理。利用水資源實時評價和實時預報結果等，通過水資源實時管理模型計算，結合領域專家或決策者等積累的知識、經驗進行綜合分析，最后提出水資源的實時管理方案，以確保水資源的可持續利用。

3.水資源實時優化調度。通過前面制定的年度內水資源管理方案，確定水資源優化調度規則和依據；根據各時段水資源的豐枯情況和污染態勢，通過建立水資源優化調度模型，確定水資源實時調度方案。

4.水資源決策會商。通過對實時、歷史、預報、管理與調度的各類信息進行重組和加工處理，決策層和領域專家通過全面分析對比和協商、討論，如認為其中一個方案合適則選擇并付諸實施。

總之，在面臨重大的水資源決策時，決策會商機制顯得非常重要，有關利益沖突的各方，可以根據所提供的各種預案，包括水資源實時預報方案、實時管理預案和實時調度預案，分析其優劣，進行協商，確定能為有關各方所接受的方案。

(五)遠程自動控制

控制可分為手工控制、自動控制和半自動控制等，主要是對重要的取水口、開采機井和引水閘門等的控制。根據需要和可能，有重點、有選擇地建立一些遠程自動控制系統是必要的，也是將來的一種發展方向。

(六)監控管理后評估

為了不斷改進和完善系統的各項功能，需要對系統的重點功能進行后評估。重點分析導致調度、管理方案不合理和效果不好、預報不準確的原因等。最后，將研制的有關部分內容和功能模塊進行集成，最終建立一套較完整的基于GIS的水資源實時監控管理系統，并進行試運行，保證系統能夠穩定運行。

四、結束語

隨著社會經濟的高速發展和城市化進程的不斷加快，水資源短缺和水污染問題已經成為制約經濟社會可持續發展的瓶頸，引起了各級政府的高度重視和社會各界的廣泛關注。流域水資源實時監控系統的研究，對合理開發利用水資源和為決策者提供翔實準確的信息起到了很大的作用。