淺析界首市水資源管理系統

劉東升

淺析界首市水資源管理系統

劉東升

GIS（Geographic Information System，地理信息系統）具有高效的空間數據管理和靈活的空間數據綜合分析能力，在眾多研究領域得到了廣泛應用，對縣級水資源管理系統的建立也起著重要支持作用。本文根據《界首市2010-2020水資源規劃》成果，提出基于GIS的界首市水資源管理系統解決方案，實現對界首市水資源的綜合管理。

一、問題的提出

水資源作為人類社會生存和發展的基本條件，其綜合開發利用越來越受到重視。根據《界首市2010-2020水資源規劃》成果，安徽省界首市人均水資源量僅為302m3，屬嚴重缺水地區，界首市兼有資源性缺水和水質性缺水。界首市地表水污染嚴重，境內的主要河流潁河和泉河水質多為Ⅳ類以上，Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的時段約占全年50%左右。界首市中深層地下水長期超采，2009年底中心城區中深層地下水靜水位埋深達41.0m。在界首市水資源開發利用過程中存在地表水資源可利用量不足、水資源的有效利用率低、水環境生態形勢嚴峻、水資源配置不盡合理等問題，如何完善目前界首市水資源管理體制，解決水資源開發利用過程中存在的上述問題，成為當前界首市水行政管理部門的當務之急。

二、界首市水資源管理信息系統的設計目標

構建界首市水資源（地下水、地表水、地熱水）統一管理的地理信息平臺，建立完善的數據查詢及管理體系。應用GIS強大的空間數據組織及管理功能，實現對界首市水資源空間分布、河流、塘壩、水文站、雨量站等的空間數據與屬性數據的交互查詢；實現對水資源歷史數據及實時監測數據的查詢及管理；建立較為完善的水資源業務處理模式，如建立取水許可審批流程、排污口設置審批流程及水資源費征收臺賬，實現水資源管理部門的無紙化辦公。實現半自動化的水資源公報及水資源年報生成功能，實現水資源業務報表生成及打印輸出等功能。建立對中心城區地下水漏斗區和地熱水的獨立管理模塊。

三、系統平臺

界首市水資源管理GIS系統的支撐平臺包括硬件平臺和軟件平臺。硬件平臺主要是常規微機系統及一些外部數字化設備；軟件平臺是指一些通用的GIS軟件產品。該系統采用桌面地理信息系統MAPINFO，它是由美國MAPINFO公司推出的GIS軟件。作為一類特殊的GIS平臺軟件，MAPINFO軟件有著自己的特色：內置關系型數據庫，實現了電子地圖與數據庫的自動連接和雙向查詢；MAPINFO的電子地圖中，沒有拓撲關系的定義，而是通過提供新的地理運行符和面向對象的圖形結構，使傳統GIS中的地圖分析和圖形處理功能得以實現。MAPINFO提供了能讓用戶開發和使MAPINFO自動化的MAPBASIC語言，可使用戶進一步方便地開發專門的MAPINFO界面，并且具有強大的數據庫訪問工具和良好的兼容性，可方便地實現MAPINFO與其他應用程序的連接。

四、系統功能設計

界首市水資源管理GIS系統主要具備兩方面的功能，即地理信息基礎平臺和業務管理功能。

1.地理信息基礎平臺

系統能夠完成水資源空間數據與屬性數據的處理及查詢，對水資源數據進行統計及分析，如繪制餅狀圖、柱狀圖及折線圖等；各種地圖及水資源圖件的繪制及生成工作。地理信息基礎平臺是界首市水資源管理系統的工作基礎，平臺包括以下子系統：

（1）降水分析子系統。根據界首市界首站、胡集站、光武站及周邊的臨泉站和太和站過去50多年的降水觀測站資料，建立了降水量空間數據庫，采用時間序列變點分析法，建立的數學模型對未來降水及旱澇災害情況進行了預報。

（2）地表水子系統。地表水數據庫包括水系的分布、塘壩面積及庫容、河流長度、主要觀測站點水位及徑流量、地表水供水工程的供水能力、供水量，地表水水質監測數據、地表水污染源的實時監測資料等。建立界首市地表水數據庫，構建界首市地表水質污染擴散數學模型，實時評價地表水資源開發利用情況，系統分析地表水資源的開發潛力，準確預測地表水水質污染事件的擴散規律和影響范圍，為合理開發和有效保護水資源提供決策依據。

（3）地下水子系統。地下水數據庫包括長觀井基本情況、長觀井變動情況、長觀井類型、長觀井觀測類、長觀井地下水類型、長觀井歷史監測資料和實測資料、水井分布專題圖、主要地下水用水戶的開采量和用水量、自來水公司及農飲井水質監測歷史和實時監測數據等。在充分了解界首市區域地質、水文地質條件的條件下，建立區域剖分節點和邊界節點數據庫，并在長期觀測井中選取了36個建立空間數據庫，井位分布在剖分節點上。地下水流為非均質各向異性介質中的準三維達西流，采用有限元方法對地下水資源進行數值模擬和評價，實現了數學模型與數據庫的自動對接、參數自動擬合。通過數值模擬，將全市分為如干個亞區，并給出各分區的水文地質參數。通過降水量、地下水位、開采量數據庫的及時更新，GWS系統可以自動分析和判斷，隨時查詢、預報地下水位，提供與水資源相關的各種信息，并有水位預警設置。持續跟蹤監測地下水位持續下降、降落漏斗不斷擴大、地面塌陷、地面沉降及水環境問題等，根據地質災害調查的結果，建立地質災害數據庫及相應的災害分布圖，并與地下水開采水位分布圖進行疊加，圈定地質災害可能發生的地點及危害程度，在此基礎上提出了地質災害防治的具體措施。隨著地熱水資源開發利用的加速發展，系統將預留地熱水獨立管理模塊。

2.業務管理功能

針對水資源管理部門日常所接觸的行政審批業務建立了取水許可管理子系統、水費管理子系統及取水計量管理子系統。

（1）取水許可管理子系統。用于管理取水許可論證資質單位及取水許可證等資料的管理，實現對其資料的查詢、更新及維護等功能；另外，針對界首市水資源管理部門的取水許可審批流程，建立了從申請、受理、審查、決定到告知的一站式服務。

（2）水費管理子系統。在水資源費用征收管理中，系統自動將取水許可證登記表中的基本用戶信息轉入到水資源費用管理的臺賬中，同時提取取水用戶對應的取水計量數據，借助于取水用戶信息中的用途獲取水費交納標準中的水價定額，最終獲取不同取水用戶的繳費數額，系統將按預定的繳費通知單的格式，自動將制定用戶的繳費通知單打印出來。經水費征收人員進行通知，系統將取水用戶的繳費流程逐一登記，對于收到繳費通知單無回應、申請緩繳未批準或申請緩繳批準后，預期內仍未繳的用戶，系統可以繪制水資源費催繳通知單，對于收到催繳通知單后仍未在規定時間內繳納水費者，系統將該類用戶匯總，可打印用戶名單移交其他機關。

（3）取水計量管理子系統。系統在充分考慮了對原有計量管理系統的兼容，通過開發數據接口，將原有的取水計量系統的實時數據直接讀取到新的系統中來，對取水用戶信息進行管理。

五、結語

隨著界首市水資源短缺危機的日益凸現，開發基于GIS界首市水資源管理信息系統的需求越來越迫切。該系統的建成能有效地整合界首市水資源資料，減少在收集、整理、查找過程中由于人為因素對資料造成的損壞，極大提高管理者的工作效率，提高了查詢的精度，提高了分析、決策等工作的技術水平，使得管理更加科學化、規范化和系統化

安徽省界首市水務局水資源管理辦公室 233000）