水資源監控能力工程建設信息量分析與預測

常世華

(綏中縣大中型水庫移民后期扶持工作辦公室，遼寧 綏中 125200)

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水資源監控能力工程建設信息量分析與預測

常世華

(綏中縣大中型水庫移民后期扶持工作辦公室，遼寧 綏中 125200)

摘要：遼寧省經濟的迅速發展對水資源管理和開發應用提出了更高的要求。針對遼寧省內水資源管理水平低，監控能力建設欠缺，相關體制、機制以及法律不健全的問題，亟須加強對水質監測、用水量監控、管理制度落實等項目建設。文章對水資源監控能力建設項目的信息量進行了分析與預測，通過分析與預測得出了水資源監控能力建設在信息量需求建設具有可行性，也是十分必要的。

關鍵詞：項目建設；監控能力；水資源；信息量；需求分析

1水資源監控能力建設現狀

遼寧省正在打造以全省水利信息骨干網為主要建設平臺，引進實時數據傳輸技術、高精度傳感器技術、信息管理、數據庫技術及決策支持技術等先進技術，進行全省取水量實時監測，并達到7.5 億 m3。截止到2015年9月為止，遼寧省已經形成了“1點集中，13點輻射式發展”，即1個省中心主導發展，13個市中心輻射式發展的局面，實時監測280家取水戶，650個監測站，1568個取水井。監控對象包含省市縣的工業用水大戶以及各市縣的自來水公司等[1]。

2存在的主要問題和差距

盡管水資源監控能力取得長足進展，網絡等水利信息基礎設施建設能力逐步提高，但是與國內外以及最嚴格的水資源管理制度相比，差距仍相對明顯，實時監控能力差距主要表現在以下4方面：①開發利用各監測環節不符合管理標準；②信息數據量大，共享程度低；③技術標準滯后，與新開發的建設平臺無法實現完美連通；④系統實際工程應用覆蓋面小。

3項目建設內容

遼寧省水資源監控能力建設項目的建設任務主要包括建立統一的項目管理體制機制，制定統一的項目技術標準和業務規范，建設取用水國控監測點、水功能區省考核監測點兩大監控體系和省級水資源監控管理信息平臺。

4信息量分析與預測

4.1信息內容需求

遼寧省水資源監控能力建設的信息需求需全面考慮和水資源有關的各個方面，建成一個集成的高度耦合的綜合性水資源信息管理體系。

1)信息體系及信息來源。水資源管理信息宏觀上要掌握以流域和行政區域為單元對區域水資源總量和水環境整體狀況，微觀上要掌握以水資源利用的取水、用水、退水計量等信息，通過兩者的結合，為水資源評價與宏觀調控提供信息支持。以水循環過程為主線，包括天然水循環和社會水循環兩大循環的信息流以及所依存的生態環境、國土資源、經濟社會，共同構成水資源管理信息體系，如圖1所示。

天然水循環信息主要包括降水、蒸發、產流、匯流、入滲、排泄等各個環節的信息，社會水循環信息主要包括取水、輸水、供水、用水、排水、處理回用等環節的信息，以及由兩個循環合力影響的出入境水信息。所有水循環信息都需包括水量和水質兩方面內涵。其中天然水循環信息主要來源于水文觀測，生態環境、國土資源、以及經濟社會等信息主要來源于水利系統外的部門觀測和統計，而社會水循環信息目前主要來源于間接的統計信息，缺少直接觀測數據的支持，這也是遼寧省水資源監控能力建設項目重點所在。

圖1水資源管理信息體系框架圖

2)信息分類。水資源信息十分豐富，其分類方法也很多，典型的分類如：①按屬性特性進行分類，包括水資源信息(包括天然水循環信息和社會水循環信息)、經濟社會信息、生態環境信息、國土資源信息等。②按量質特性進行分類，包括水量信息、水質信息、工程信息以及其他信息等。③按位置特性進行分類，包括空中、地表、土壤、地下等信息。④按時效特性進行分類，包括實時數據、現狀數據、歷史數據等。⑤按獲取手段進行分類，包括遙測遙感、人工錄入、統計生成、模型生成等。⑥按空間特性進行分類，包括點的信息：如基于水源地、取水口、入河排污口等；線的信息：如基于輸水水道、河流、水功能區等；面的信息：如基于水資源分區、行政分區、流域等。 ⑦按處理過程進行分類，包括監測信息、統計信息、結果信息等。⑧按表現方式進行分類，包括數值信息、文本信息、地理信息、多媒體信息等。

3)依據業務需要獲取信息。不同的水資源管理業務所關注的信息側重點不同，需要對單項信息進行綜合處理加工才能真正為水資源管理業務服務。水資源論證管理需要取水水源地的水資源開發利用現狀、可用水量、退水地的水環境等多方面的綜合信息來作出判斷；取水許可及水資源費征收使用管理需要取水戶的登記信息、取水定額、取水計劃和監測實際用水情況征收水資源費；水功能區和水源地管理需要對水域總體水量、水質信息，并根據水域功能要求的不同嚴格控制污染物排放；水資源調配管理需要水資源開發利用現狀為基礎，結合來水預測、需水預測、節約用水措施、水資源保護等有關部分進行，需要有歷年的水資源觀測資料、規劃水平年供需分析等；水資源信息統計及發布需要以行政區劃為單元的水資源信息進行多級匯總加工。

4.2信息發布需求

應能針對系統的不同服務對象，提供不同的信息服務。根據需要可主動向有關用戶發布相關信息。面向水行政主管部門提供的信息主要包括：水資源信息在線監測的數據統計分析結果，水資源業務管理各子系統的輸出結果，水資源調配系統產生的方案結果。面向取用水戶、排水戶發布的信息主要包括：取用水戶的取用水量、水資源費征繳情況、網上辦公的處理流程和審批結果，與業務相關的通知等。面向科研機構及設計單位發布的信息主要包括：水資源基礎評價信息、水資源開發利用狀況等。面向各級政府相關職能部門發布的信息主要包括：基礎水資源數量和質量信息、水資源調配方案等。面對社會公眾用戶發布的信息主要包括：水資源介紹、政務公開、便民服務、公眾互動，以及根據《行政許可法》規定需要公告和發布的信息等功能。

4.3信息交換需求

信息交換是信息資源高效利用的基本要求，必須要在數據信息的一致性、可靠性、高效性、可擴展性和靈活性方面加以保障。省級水資源信息的交換需求主要包括：中央、流域、省、市、縣(區)等各級水行政主管部門之間信息上傳下達的交換需求；水行政主管部門與政府其他職能部門之間的信息交換。

1)一致性：在數據分布存儲和發布處理時，一致性原則是最重要的，數據分布不應該造成數據的不一致，數據一致性是通過自上而下的設計來實現和控制的。

2)可靠性：在數據分布系統中，要保證系統的某一部件失效時，其余部分仍能支持系統運行，要通過在不同地點存放冗余數據來保證可靠性。

3)高效性：通過合理的數據分類，使數據存放在其常用的地點，并建立數據同步復制和更新規則，以提高系統的響應時間。

4)可擴展性和靈活性：數據分布是集中和分散的統一。一方面，數據庫建設提供了數據集中管理的方法，它通過集中管理實現數據共享，通過抽象實現數據的獨立，給用戶提供一個總的、聚合的、唯一的數據集合與統一的數據管理方法；另一方面，計算機網絡是一個分散的系統，給數據的分布提供了條件和技術，并通過通信線路互連的計算機進行數據分布，以適用用戶地域分散的需要。

4.4信息存儲需求

根據目前的水資源管理體制，水資源監測與水資源開發利用信息采集(收集、統計)，首先將信息發送到省級水資源管理部門，然后上報水利部。

4.5信息在線監測改造需求

通過對水資源管理信息內容需求以及信息來源的的分析，水資源管理信息內容廣泛，包括天然水循環信息和社會水循環信息，以及相應的生態環境、國土資源、經濟社會，這些信息的來源也不同。按照有所為有所不為的原則，針對這些信息獲取的主要薄弱環節即水資源開發利用環節的監測，遼寧省水資源監控能力建設需要開展水資源信息在線監測改造，重點是在水文部門、工程管理部門和企業單位進行監測的基礎上，對省行政主管部門需要掌控的重要取用水戶信息點進行在線采集傳輸的改造。另外，由于水資源信息監測面廣量大，受財力限制，目前還遠遠不可能達到對各個環節所有信息的要求，為了減少水資源信息監測的盲點，同時除了應對常態的水質監測外，在突發性水污染及應急事件中，需要采用移動監測的方式對水資源信息進行監測，一方面可以獲取暫時沒有固定監測點的水資源信息，另一方面也可以在突發事件時迅速趕赴現場，直接在現場監測包括水量水質各項指標并對事件發生區域的水量水質進行各類指標分析，便于為水資源管理與保護部門提供大量的決策信息。

4.6信息量預測

為合理估算省級水資源監控管理信息平臺中數據在本地的存儲量，按照各類數據來源不同，以各種監測對象的數量以及各種監測站點的水量水質信息內容分析為基本分析對象，同時考慮通過數據交換，間接從水文、氣象、環保、國土等部門得到的信息，對省級水行政主管部門水資源相關數據量進行估算，統計省級平臺5大類數據監測數據、業務數據、基礎信息數據、空間數據及多媒體數據在5 a內年產生數據量(均以5 a規劃考慮，5 a后通過升級擴容實現)。

表1　省系統數據量估算表

5結論

通過對水資源監控能力項目建設和實施，實現了以法律為保障、以重點落實為先導、以管理制度為依據、以實踐發展為方向的基本格局，通過國家提供重要支持，省內引進先進的科學技術，為強化水資源管理制度提供技術支撐和有力保障。水資源監控項目建設在信息量上具有可行性，通過建立健全和逐步完善水資源監控體系，為全面實行最嚴格水資源管理制度、縮短與國內外在該項目建設的差距提供有力保證。

參考文獻：

[1]姜廣田，鄧程林.遼寧省城市飲用水水源地安全評價研究[J].水利技術監督，2008(02)：24-26.

中圖分類號：TV213.4

文獻標識碼：B

[作者簡介]常世華(1974-)，男，遼寧綏中人，工程師，從事水庫移民、水土保持、河道、水資源等工作。

[收稿日期]2016-02-04

文章編號：1007-7596(2016)03-0038-03