遠程監控技術在水資源管理工作中的有效應用

王紅兵，高淑紅

（齊齊哈爾市水資源管理處，黑龍江齊齊哈爾 161006）

1 齊齊哈爾市地區概況

齊齊哈爾市位于松嫩平原北部，是黑龍江省西部地區經濟、文化中心和交通樞紐。齊齊哈爾市轄7區1市8縣，全市土地面積424 69 km2，其中平原區面積39 349.5 km2，占總面積92.7%，豐富的自然資源為全市發展工、農、林、牧、漁業生產提供了有利條件。

市區域屬中溫帶大陸性季風氣候，冬季嚴寒漫長，夏季溫熱降雨集中，秋季短促早霜，春季干燥多風。全市年平均氣溫2.1℃ ～5.5℃，夏季最高氣溫41.6℃，冬季最低氣溫達-42.2℃，年溫差大;多年平均降水量454.2 mm，變化在400～530 mm，年內分配不均，降水量主要集中在6～8月，占全年降水量的69.2%;多年平均蒸發量839.2 mm，變化在670～1 060 mm，汛前枯水期4～6月蒸發最大，約占全年43% ～48%。全年日照時數2 750～2 900 h，無霜期為100～160 d，江河封凍天數為130～180 d，凍土深度為2.0～2.3 m。

本市河流屬松花江水系，大小河流174條，湖泡859個。嫩江干流由北縱貫本市，樹枝狀發育的嫩江水系布滿全市，其中發源于大興安嶺東側的嫩右主要支流有諾敏河、阿倫河、音河、雅魯河和兒河等，發源于小興安嶺西側的嫩左主要支流有訥謨爾河、烏裕爾河、雙陽河、及呼蘭河支流通肯河，統稱“一江九河”。

嫩江流域跨黑龍江省、吉林省和內蒙古自治區的6個市（盟）、26 個市、縣（旗），全長1 370 km，干流長975 km，流域總面積29.7萬km2，省內流域面積87 346.3 km2，齊齊哈爾市境內流域面積12 442.9 km2，境內長度400 km。嫩江流域現已建成大型水庫5座，中、小型蓄水工程分別為28、174座，嫩江干流的尼爾基水庫已投入使用。除此之外，為解決大慶油田用水和松嫩平原的農業灌溉用水以及人民生活用水、環境用水問題，從70年代初開始，建成了北部、中部和南部三個引嫩工程。隨著工農業生產的發展，對嫩江流域的水資源科學開發與合理利用以及與城市用水的合理配置問題日見突出。

2 水資源管理現狀及存在的主要問題

齊齊哈爾市已經全面實現了城鄉取水、供水、節水、排水和治污等水務工作一體化管理，徹底解決了多年來存在的地下水與地表水無法統一調配、水質管理與水量管理、城市供水與鄉村供水相分離、河道管理與水資源保護不銜接等突出矛盾。

實施了取水許可證制度和水資源費征收制度，實行了?。ㄓ茫┧偭靠刂坪投~管理制度，開展水資源評價、水資源綜合規劃等大量基礎性工作，全市水資源管理進入了綜合管理階段。但與全市社會經濟發展的要求相比，齊齊哈爾市的水資源管理存在許多不足之處，主要表現在?。ㄓ茫┧畡討B缺乏有效的計量管理和監測監控措施，取（用）水量底數不清，水資源費征收率低，水資源統一調度滯后和水資源管理部門實時監控力度不足等突出問題。主要表現在以下幾個方面：

1）信息采集方面，數據采集一直沿用人工方法，現場儀表數據的準確性，可靠性難以保證。信息傳輸也是沿用人工或電話，傳輸時間和準確度不能保證，時效性差，遠不能滿足水資源管理的要求。

2）在信息處理方面，對原始信息數據沒有進行深度加工處理，信息資源開發嚴重不足，一些寶貴信息資源大部分保存在紙張上難以共享，信息得不到有效的利用，不能給最終的決策提供直觀有用信息，嚴重影響水資源科學管理、統一調度、合理配置的需要。

3）在指揮決策調度方面，目前對全市水資源監測、取供水監測、排污監測、水量調配等都是人工方式，缺乏可用的預測方案或模型及計算機應用軟件，緊急情況下只能是憑經驗進行指揮調度，很難作出最優化的決策。

3 水資源實時監控與管理系統系統總體框架設計

齊齊哈爾市水資源實時監控與管理系統由信息采集傳輸系統、計算機網絡系統、監控中心、綜合數據庫、業務應用系統、信息服務系統、業務管理系統和決策支持系統等組成。系統各組成部分之間的無縫連接和密切配合共同組成齊齊哈爾市水資源實時監控與管理系統，為實現齊齊哈爾市實時監控、科學管理和統一調度提供支撐和工作平臺。系統總體結構框架如圖1所示。

圖1 水資源實時監控與調度管理系統總體結構框架圖

4 水資源遠程實時監控與管理系統建設的主要內容

齊齊哈爾市水資源實時監控系統與管理系統主要目標是打造《齊齊哈爾市水務數據化》，建設與數字城市相同步數據化平臺、網絡平臺和應用平臺為基本框架，以信息資源數字化、信息傳輸網絡化、信息技術應用普及化為標志。立足于重點研究和解決齊齊哈爾市防洪和興利統一調度，地表水和地下水聯合運用管理問題，實現水資源優化配置和統一管理，保障齊齊哈爾市水資源優化配置和科學管理，從而支持該區域社會經濟的可持續發展，同時追求最佳的環境效益、社會效益和經濟效益。

4.1 建設水資源實時監控系統與管理系統基礎措施

包括建立地表水信息、地下水信息、水質信息、供水信息、排水信息、圖像信息等等的信息采集、傳輸系統及相關的計算機網絡系統，水資源實時監控中心環境的建設、建立水資源信息監控平臺等。根據水資源實時監控管理的需要，合理地布設監測網絡，合理設置監測站（點）、監測井及觀測斷面，采用自動監測儀器、數字影像和音頻采集以及人工巡測等方式獲取各類水資源監測數據信息。對于自動采集儀器，其信息采集的頻率和測次應能夠進行程序和控制，并與通信傳輸系統相連接，實現網絡化的監測信息遠程自動傳輸。經過初步分析處理之后，存入系統綜合數據庫，提供給數據分析、信息服務、業務管理和決策支持、遠程監控等各項功能系統使用。

4.2 建立水資源信息服務平臺

基于WebGIS平臺，綜合運用各種編程技術，實現B/S結構的流域水資源信息服務，方便水資源管理者實時通過網絡以電子地圖、文本、圖像、數字等各種方式快捷、靈活、直觀地獲取水文、氣象、水資源、水環境和相關水資源動態狀況的實時資料、歷史資料和分析成果。通過網絡地理信息系統、遙感、三維動態的技術表現方式，實現各種信息快速直觀地在線查詢服務。

4.3 建立業務管理平臺

水資源業務應用系統主要服務于水資源管理的各項日常業務處理。其中從業務類別方面區分，水資源業務管理系統涵蓋取水許可管理、水資源費征收使用管理、水資源論證管理、水功能區管理、計劃用水與節水管理、水源地管理、入河排污口管理、水資源調配管理，以及水資源信息統計管理及發布等，實現以上業務處理過程的電子化、網絡化，以提高業務人員工作效率，構建協同工作的環境，逐步實現水資源的一體化管理。從功能角度而言，業務管理系統主要表現為是一個聯機事務處理系統，服務于業務人員的日常操作處理。

4.4 建立水資源決策支持系統

綜合運用COMGIS、計算機網纖通訊設施、數據庫、模型庫、方法庫、知識庫、文本庫、GIS系統、系統運行平臺和設計開發工具等，建立C/S結構的齊齊哈爾市水資源決策支持系統，實現流域水資源的實時監測、實時水資源評價、實時來水預報、實時需水預測，輔助進行水資源的實時管理和實時調度，以提供流域水資源優化配置、水庫實時調度和水資源保護等輔助決策方案。

4.5 建立水資源綜合數據庫

為實現齊齊哈爾市水資源信息的共享服務，建立基于網絡信息服務平臺的水資源綜合數據庫，綜合存儲各種實時氣象、水情、旱情、供（用）水、水利工程運行狀況等監測信息，存儲實時監測數據及水資源評價成果。

5 結論

齊齊哈爾市水資源實時監控與管理系統必將為城市水資源管理從傳統水利向現代水利、可持續發展水利轉變的新的治水思路，用水利信息化促進水利現代化。在水利建設各項活動中更加重視對水資源的節約、保護和配置，堅持科學治水的方針，充分發揮現代科學技術特別是高新技術對水資源管理的重要作用，不斷利用高新技術改造傳統水利行業提高水利的科技含量。為提高城市的水務管理能力，及時掌握各用水戶實時取用水量、污水排放量、各水源地蓄水量、來水量以及供用水預測、預報結果，以便及時作出科學決策，進行水資源優化調配提供技術支撐和工作平臺，促進和保障水資源與社會經濟、生態環境之間的協調發展。

[1]董偉，魏偉，姜志偉.山東黃河引黃涵閘遠程監控系統設計探析[J]. 南水北調與水利科技，2009，7（4）：136-138.