淺析界首市水資源管理系統(tǒng)

劉東升

淺析界首市水資源管理系統(tǒng)

劉東升

GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）具有高效的空間數(shù)據(jù)管理和靈活的空間數(shù)據(jù)綜合分析能力，在眾多研究領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，對縣級水資源管理系統(tǒng)的建立也起著重要支持作用。本文根據(jù)《界首市2010-2020水資源規(guī)劃》成果，提出基于GIS的界首市水資源管理系統(tǒng)解決方案，實現(xiàn)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(fā)展的基本條件，其綜合開發(fā)利用越來越受到重視。根據(jù)《界首市2010-2020水資源規(guī)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(qū)，界首市兼有資源性缺水和水質(zhì)性缺水。界首市地表水污染嚴重，境內(nèi)的主要河流潁河和泉河水質(zhì)多為Ⅳ類以上，Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)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(qū)中深層地下水靜水位埋深達41.0m。在界首市水資源開發(fā)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(huán)境生態(tài)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(fā)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(wù)之急。

二、界首市水資源管理信息系統(tǒng)的設(shè)計目標

構(gòu)建界首市水資源（地下水、地表水、地熱水）統(tǒng)一管理的地理信息平臺，建立完善的數(shù)據(jù)查詢及管理體系。應(yīng)用GIS強大的空間數(shù)據(jù)組織及管理功能，實現(xiàn)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(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的交互查詢；實現(xiàn)對水資源歷史數(shù)據(jù)及實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢及管理；建立較為完善的水資源業(yè)務(wù)處理模式，如建立取水許可審批流程、排污口設(shè)置審批流程及水資源費征收臺賬，實現(xiàn)水資源管理部門的無紙化辦公。實現(xiàn)半自動化的水資源公報及水資源年報生成功能，實現(xiàn)水資源業(yè)務(wù)報表生成及打印輸出等功能。建立對中心城區(qū)地下水漏斗區(qū)和地熱水的獨立管理模塊。

三、系統(tǒng)平臺

界首市水資源管理GIS系統(tǒng)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(guī)微機系統(tǒng)及一些外部數(shù)字化設(shè)備；軟件平臺是指一些通用的GIS軟件產(chǎn)品。該系統(tǒng)采用桌面地理信息系統(tǒng)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(nèi)置關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了電子地圖與數(shù)據(jù)庫的自動連接和雙向查詢；MAPINFO的電子地圖中，沒有拓撲關(guān)系的定義，而是通過提供新的地理運行符和面向?qū)ο蟮膱D形結(jié)構(gòu)，使傳統(tǒng)GIS中的地圖分析和圖形處理功能得以實現(xiàn)。MAPINFO提供了能讓用戶開發(fā)和使MAPINFO自動化的MAPBASIC語言，可使用戶進一步方便地開發(fā)專門的MAPINFO界面，并且具有強大的數(shù)據(jù)庫訪問工具和良好的兼容性，可方便地實現(xiàn)MAPINFO與其他應(yīng)用程序的連接。

四、系統(tǒng)功能設(shè)計

界首市水資源管理GIS系統(tǒng)主要具備兩方面的功能，即地理信息基礎(chǔ)平臺和業(yè)務(wù)管理功能。

1.地理信息基礎(chǔ)平臺

系統(tǒng)能夠完成水資源空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的處理及查詢，對水資源數(shù)據(jù)進行統(tǒng)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(chǔ)平臺是界首市水資源管理系統(tǒng)的工作基礎(chǔ)，平臺包括以下子系統(tǒng)：

（1）降水分析子系統(tǒng)。根據(jù)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(shù)據(jù)庫，采用時間序列變點分析法，建立的數(shù)學模型對未來降水及旱澇災(zāi)害情況進行了預(yù)報。

（2）地表水子系統(tǒng)。地表水數(shù)據(jù)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(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、地表水污染源的實時監(jiān)測資料等。建立界首市地表水數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建界首市地表水質(zhì)污染擴散數(shù)學模型，實時評價地表水資源開發(fā)利用情況，系統(tǒng)分析地表水資源的開發(fā)潛力，準確預(yù)測地表水水質(zhì)污染事件的擴散規(guī)律和影響范圍，為合理開發(fā)和有效保護水資源提供決策依據(jù)。

（3）地下水子系統(tǒng)。地下水數(shù)據(jù)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(jiān)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(nóng)飲井水質(zhì)監(jiān)測歷史和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)等。在充分了解界首市區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的條件下，建立區(qū)域剖分節(jié)點和邊界節(jié)點數(shù)據(jù)庫，并在長期觀測井中選取了36個建立空間數(shù)據(jù)庫，井位分布在剖分節(jié)點上。地下水流為非均質(zhì)各向異性介質(zhì)中的準三維達西流，采用有限元方法對地下水資源進行數(shù)值模擬和評價，實現(xiàn)了數(shù)學模型與數(shù)據(jù)庫的自動對接、參數(shù)自動擬合。通過數(shù)值模擬，將全市分為如干個亞區(qū)，并給出各分區(qū)的水文地質(zhì)參數(shù)。通過降水量、地下水位、開采量數(shù)據(jù)庫的及時更新，GWS系統(tǒng)可以自動分析和判斷，隨時查詢、預(yù)報地下水位，提供與水資源相關(guān)的各種信息，并有水位預(yù)警設(shè)置。持續(xù)跟蹤監(jiān)測地下水位持續(xù)下降、降落漏斗不斷擴大、地面塌陷、地面沉降及水環(huán)境問題等，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的結(jié)果，建立地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫及相應(yīng)的災(zāi)害分布圖，并與地下水開采水位分布圖進行疊加，圈定地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的地點及危害程度，在此基礎(chǔ)上提出了地質(zhì)災(zāi)害防治的具體措施。隨著地熱水資源開發(fā)利用的加速發(fā)展，系統(tǒng)將預(yù)留地熱水獨立管理模塊。

2.業(yè)務(wù)管理功能

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

（1）取水許可管理子系統(tǒng)。用于管理取水許可論證資質(zhì)單位及取水許可證等資料的管理，實現(xiàn)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(wù)。

（2）水費管理子系統(tǒng)。在水資源費用征收管理中，系統(tǒng)自動將取水許可證登記表中的基本用戶信息轉(zhuǎn)入到水資源費用管理的臺賬中，同時提取取水用戶對應(yīng)的取水計量數(shù)據(jù)，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(shù)額，系統(tǒng)將按預(yù)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(jīng)水費征收人員進行通知，系統(tǒng)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(yīng)、申請緩繳未批準或申請緩繳批準后，預(yù)期內(nèi)仍未繳的用戶，系統(tǒng)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(guī)定時間內(nèi)繳納水費者，系統(tǒng)將該類用戶匯總，可打印用戶名單移交其他機關(guān)。

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

五、結(jié)語

隨著界首市水資源短缺危機的日益凸現(xiàn)，開發(fā)基于GIS界首市水資源管理信息系統(tǒng)的需求越來越迫切。該系統(tǒng)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(shù)水平，使得管理更加科學化、規(guī)范化和系統(tǒng)化

安徽省界首市水務(wù)局水資源管理辦公室 233000）