水資源監(jiān)控能力工程建設(shè)信息量分析與預(yù)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(jiān)控能力工程建設(shè)信息量分析與預(yù)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(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展對水資源管理和開發(fā)應(yīng)用提出了更高的要求。針對遼寧省內(nèi)水資源管理水平低，監(jiān)控能力建設(shè)欠缺，相關(guān)體制、機(jī)制以及法律不健全的問題，亟須加強(qiáng)對水質(zhì)監(jiān)測、用水量監(jiān)控、管理制度落實(shí)等項(xiàng)目建設(shè)。文章對水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目的信息量進(jìn)行了分析與預(yù)測，通過分析與預(yù)測得出了水資源監(jiān)控能力建設(shè)在信息量需求建設(shè)具有可行性，也是十分必要的。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目建設(shè)；監(jiān)控能力；水資源；信息量；需求分析

1水資源監(jiān)控能力建設(shè)現(xiàn)狀

遼寧省正在打造以全省水利信息骨干網(wǎng)為主要建設(shè)平臺，引進(jìn)實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、高精度傳感器技術(shù)、信息管理、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及決策支持技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行全省取水量實(shí)時監(jiān)測，并達(dá)到7.5 億 m3。截止到2015年9月為止，遼寧省已經(jīng)形成了“1點(diǎn)集中，13點(diǎn)輻射式發(fā)展”，即1個省中心主導(dǎo)發(fā)展，13個市中心輻射式發(fā)展的局面，實(shí)時監(jiān)測280家取水戶，650個監(jiān)測站，1568個取水井。監(jiān)控對象包含省市縣的工業(yè)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(jiān)控能力取得長足進(jìn)展，網(wǎng)絡(luò)等水利信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能力逐步提高，但是與國內(nèi)外以及最嚴(yán)格的水資源管理制度相比，差距仍相對明顯，實(shí)時監(jiān)控能力差距主要表現(xiàn)在以下4方面：①開發(fā)利用各監(jiān)測環(huán)節(jié)不符合管理標(biāo)準(zhǔn)；②信息數(shù)據(jù)量大，共享程度低；③技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)滯后，與新開發(fā)的建設(shè)平臺無法實(shí)現(xiàn)完美連通；④系統(tǒng)實(shí)際工程應(yīng)用覆蓋面小。

3項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容

遼寧省水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)任務(wù)主要包括建立統(tǒng)一的項(xiàng)目管理體制機(jī)制，制定統(tǒng)一的項(xiàng)目技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)規(guī)范，建設(shè)取用水國控監(jiān)測點(diǎn)、水功能區(qū)省考核監(jiān)測點(diǎn)兩大監(jiān)控體系和省級水資源監(jiān)控管理信息平臺。

4信息量分析與預(yù)測

4.1信息內(nèi)容需求

遼寧省水資源監(jiān)控能力建設(shè)的信息需求需全面考慮和水資源有關(guān)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(qū)域?yàn)閱卧獙^(qū)域水資源總量和水環(huán)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(jié)合，為水資源評價與宏觀調(diào)控提供信息支持。以水循環(huán)過程為主線，包括天然水循環(huán)和社會水循環(huán)兩大循環(huán)的信息流以及所依存的生態(tài)環(huán)境、國土資源、經(jīng)濟(jì)社會，共同構(gòu)成水資源管理信息體系，如圖1所示。

天然水循環(huán)信息主要包括降水、蒸發(fā)、產(chǎn)流、匯流、入滲、排泄等各個環(huán)節(jié)的信息，社會水循環(huán)信息主要包括取水、輸水、供水、用水、排水、處理回用等環(huán)節(jié)的信息，以及由兩個循環(huán)合力影響的出入境水信息。所有水循環(huán)信息都需包括水量和水質(zhì)兩方面內(nèi)涵。其中天然水循環(huán)信息主要來源于水文觀測，生態(tài)環(huán)境、國土資源、以及經(jīng)濟(jì)社會等信息主要來源于水利系統(tǒng)外的部門觀測和統(tǒng)計，而社會水循環(huán)信息目前主要來源于間接的統(tǒng)計信息，缺少直接觀測數(shù)據(jù)的支持，這也是遼寧省水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目重點(diǎn)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(jìn)行分類，包括水資源信息(包括天然水循環(huán)信息和社會水循環(huán)信息)、經(jīng)濟(jì)社會信息、生態(tài)環(huán)境信息、國土資源信息等。②按量質(zhì)特性進(jìn)行分類，包括水量信息、水質(zhì)信息、工程信息以及其他信息等。③按位置特性進(jìn)行分類，包括空中、地表、土壤、地下等信息。④按時效特性進(jìn)行分類，包括實(shí)時數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等。⑤按獲取手段進(jìn)行分類，包括遙測遙感、人工錄入、統(tǒng)計生成、模型生成等。⑥按空間特性進(jìn)行分類，包括點(diǎn)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(qū)等；面的信息：如基于水資源分區(qū)、行政分區(qū)、流域等。 ⑦按處理過程進(jìn)行分類，包括監(jiān)測信息、統(tǒng)計信息、結(jié)果信息等。⑧按表現(xiàn)方式進(jìn)行分類，包括數(shù)值信息、文本信息、地理信息、多媒體信息等。

3)依據(jù)業(yè)務(wù)需要獲取信息。不同的水資源管理業(yè)務(wù)所關(guān)注的信息側(cè)重點(diǎn)不同，需要對單項(xiàng)信息進(jìn)行綜合處理加工才能真正為水資源管理業(yè)務(wù)服務(wù)。水資源論證管理需要取水水源地的水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀、可用水量、退水地的水環(huán)境等多方面的綜合信息來作出判斷；取水許可及水資源費(fèi)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(jiān)測實(shí)際用水情況征收水資源費(fèi)；水功能區(qū)和水源地管理需要對水域總體水量、水質(zhì)信息，并根據(jù)水域功能要求的不同嚴(yán)格控制污染物排放；水資源調(diào)配管理需要水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，結(jié)合來水預(yù)測、需水預(yù)測、節(jié)約用水措施、水資源保護(hù)等有關(guān)部分進(jìn)行，需要有歷年的水資源觀測資料、規(guī)劃水平年供需分析等；水資源信息統(tǒng)計及發(fā)布需要以行政區(qū)劃為單元的水資源信息進(jìn)行多級匯總加工。

4.2信息發(fā)布需求

應(yīng)能針對系統(tǒng)的不同服務(wù)對象，提供不同的信息服務(wù)。根據(jù)需要可主動向有關(guān)用戶發(fā)布相關(guān)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(jiān)測的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果，水資源業(yè)務(wù)管理各子系統(tǒng)的輸出結(jié)果，水資源調(diào)配系統(tǒng)產(chǎn)生的方案結(jié)果。面向取用水戶、排水戶發(fā)布的信息主要包括：取用水戶的取用水量、水資源費(fèi)征繳情況、網(wǎng)上辦公的處理流程和審批結(jié)果，與業(yè)務(wù)相關(guān)的通知等。面向科研機(jī)構(gòu)及設(shè)計單位發(fā)布的信息主要包括：水資源基礎(chǔ)評價信息、水資源開發(fā)利用狀況等。面向各級政府相關(guān)職能部門發(fā)布的信息主要包括：基礎(chǔ)水資源數(shù)量和質(zhì)量信息、水資源調(diào)配方案等。面對社會公眾用戶發(fā)布的信息主要包括：水資源介紹、政務(wù)公開、便民服務(wù)、公眾互動，以及根據(jù)《行政許可法》規(guī)定需要公告和發(fā)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(shù)據(jù)信息的一致性、可靠性、高效性、可擴(kuò)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(qū))等各級水行政主管部門之間信息上傳下達(dá)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(shù)據(jù)分布存儲和發(fā)布處理時，一致性原則是最重要的，數(shù)據(jù)分布不應(yīng)該造成數(shù)據(jù)的不一致，數(shù)據(jù)一致性是通過自上而下的設(shè)計來實(shí)現(xiàn)和控制的。

2)可靠性：在數(shù)據(jù)分布系統(tǒng)中，要保證系統(tǒng)的某一部件失效時，其余部分仍能支持系統(tǒng)運(yùn)行，要通過在不同地點(diǎn)存放冗余數(shù)據(jù)來保證可靠性。

3)高效性：通過合理的數(shù)據(jù)分類，使數(shù)據(jù)存放在其常用的地點(diǎn)，并建立數(shù)據(jù)同步復(fù)制和更新規(guī)則，以提高系統(tǒng)的響應(yīng)時間。

4)可擴(kuò)展性和靈活性：數(shù)據(jù)分布是集中和分散的統(tǒng)一。一方面，數(shù)據(jù)庫建設(shè)提供了數(shù)據(jù)集中管理的方法，它通過集中管理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，通過抽象實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的獨(dú)立，給用戶提供一個總的、聚合的、唯一的數(shù)據(jù)集合與統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理方法；另一方面，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個分散的系統(tǒng)，給數(shù)據(jù)的分布提供了條件和技術(shù)，并通過通信線路互連的計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分布，以適用用戶地域分散的需要。

4.4信息存儲需求

根據(jù)目前的水資源管理體制，水資源監(jiān)測與水資源開發(fā)利用信息采集(收集、統(tǒng)計)，首先將信息發(fā)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(jiān)測改造需求

通過對水資源管理信息內(nèi)容需求以及信息來源的的分析，水資源管理信息內(nèi)容廣泛，包括天然水循環(huán)信息和社會水循環(huán)信息，以及相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境、國土資源、經(jīng)濟(jì)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(huán)節(jié)即水資源開發(fā)利用環(huán)節(jié)的監(jiān)測，遼寧省水資源監(jiān)控能力建設(shè)需要開展水資源信息在線監(jiān)測改造，重點(diǎn)是在水文部門、工程管理部門和企業(yè)單位進(jìn)行監(jiān)測的基礎(chǔ)上，對省行政主管部門需要掌控的重要取用水戶信息點(diǎn)進(jìn)行在線采集傳輸?shù)母脑臁Ａ硗?，由于水資源信息監(jiān)測面廣量大，受財力限制，目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不可能達(dá)到對各個環(huán)節(jié)所有信息的要求，為了減少水資源信息監(jiān)測的盲點(diǎn)，同時除了應(yīng)對常態(tài)的水質(zhì)監(jiān)測外，在突發(fā)性水污染及應(yīng)急事件中，需要采用移動監(jiān)測的方式對水資源信息進(jìn)行監(jiān)測，一方面可以獲取暫時沒有固定監(jiān)測點(diǎn)的水資源信息，另一方面也可以在突發(fā)事件時迅速趕赴現(xiàn)場，直接在現(xiàn)場監(jiān)測包括水量水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)并對事件發(fā)生區(qū)域的水量水質(zhì)進(jìn)行各類指標(biāo)分析，便于為水資源管理與保護(hù)部門提供大量的決策信息。

4.6信息量預(yù)測

為合理估算省級水資源監(jiān)控管理信息平臺中數(shù)據(jù)在本地的存儲量，按照各類數(shù)據(jù)來源不同，以各種監(jiān)測對象的數(shù)量以及各種監(jiān)測站點(diǎn)的水量水質(zhì)信息內(nèi)容分析為基本分析對象，同時考慮通過數(shù)據(jù)交換，間接從水文、氣象、環(huán)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(guān)數(shù)據(jù)量進(jìn)行估算，統(tǒng)計省級平臺5大類數(shù)據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)及多媒體數(shù)據(jù)在5 a內(nèi)年產(chǎn)生數(shù)據(jù)量(均以5 a規(guī)劃考慮，5 a后通過升級擴(kuò)容實(shí)現(xiàn))。

表1　省系統(tǒng)數(shù)據(jù)量估算表

5結(jié)論

通過對水資源監(jiān)控能力項(xiàng)目建設(shè)和實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了以法律為保障、以重點(diǎn)落實(shí)為先導(dǎo)、以管理制度為依據(jù)、以實(shí)踐發(fā)展為方向的基本格局，通過國家提供重要支持，省內(nèi)引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，為強(qiáng)化水資源管理制度提供技術(shù)支撐和有力保障。水資源監(jiān)控項(xiàng)目建設(shè)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(jiān)控體系，為全面實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度、縮短與國內(nèi)外在該項(xiàng)目建設(shè)的差距提供有力保證。

參考文獻(xiàn)：

[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(shù)監(jiān)督，2008(02)：24-26.

中圖分類號：TV213.4

文獻(xiàn)標(biāo)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