關于阜陽市水資源取水監管能力提升建設的探討

一、基本情況

阜陽城坐落在潁、泉河交匯處，年水資源總量約35.64億立方米，其中地表水源量21.05億立方米，地下水資源量19.93億立方米，重復計算水量5.34億立方米，人均占有量約400立方米，為全省人均占有量的三分之一，全國人均占有量的五分之一。長期以來，阜陽市城區工業用水和居民生活用水都以開采中深層地下水為主，日開采量10萬立方米左右，是允許開采量6.8萬立方米的1.5倍。由于長期超量開采中深層地下水，形成了以阜陽城區為中心達1200平方千米的水位降落漏斗區，地面沉降范圍超過410平方千米，最大地面沉降量達1508毫米。因此，加強阜陽市水資源監管能力建設刻不容緩。

2013年實行最嚴格水資源管理制度以來，全省范圍內不斷加強水資源監控能力提升建設，而加強水資源計量監控設施建設，實時掌握來水、取水、用水和排水動態，保證第一手信息的準確性、科學性和精細化，是阜陽市最嚴格水資源管理的基礎和技術保障。基于各級水資源建設要求，將阜陽市境內地表水年取水量在100萬立方米以上或地下水年取水量在30萬立方米以上的取用水戶納入省級建設范疇；阜陽市境內地表水年取水量在50立方米以上或地下水年取水量在15萬立方米以上的取用水戶納入市級建設范疇。目前，依托安徽省水資源取用水國控監測系統建設項目，阜陽市已初步實現對全市境內4處國控取水戶取水點及150余處城區水資源非農業取水點建設。為全市各級水資源管理部門實時掌握市轄區內重要取水戶的取水動態，進一步加強水資源管理提供了基礎資料和技術支撐，取得了較好的效果。

為了進一步加強全市水資源監控能力建設和拓展取水戶取水在線監測的范圍，擬在已建監測系統的基礎上，進一步拓展建設范圍，在地域上拓展為全市各縣區，規模上拓展至地表水年取水量在10 萬立方米以上或地下水年取水量在5萬立方米以上的取用水戶，建設完成后，將為水資源開采特別是地下水開采監管提供依據。

二、建設思路

阜陽市水資源實時監控建設遵循“統一標準、資源共享、城鄉結合、分布實施”的建設思路。按照國家技術規范和省級水資源監控建設技術標準，保障新建系統與已建系統的兼容性；充分利用前期項目已建的平臺軟硬件資源及取水戶已建的計量設備資源，在已有建設基礎上拓展創新，避免重復建設；在開展城市水資源取水監測的基礎上，開展農村取用水大戶監測，保障監測的全面性；優先建設省管和市管重點取用水戶在線監測，并實現“邊建邊用”，確保系統發揮效益。

三、建設技術路線

在省級方案的統一技術要求下，利用已建的阜陽市水資源取用水監測平臺，在全省水資源監測技術標準下開展阜陽市水資源取水監控建設。系統主要由信息采集、傳輸網絡、存儲管理、業務應用以及應用交互五個層面和信息安全體系構成，組網方式為星型網絡拓撲結構。監測點建設方案采用“一點雙發”的方式，即監測點傳輸系統同步向省監測中心和市監測中心發送監測數據，數據可通過數據共享的方式從省水利廳監控平臺共享至水利部，實現三級貫通?？h級水行政部門通過授權訪問的方式訪問各自轄區內取水計量情況。阜陽市水資源取水監測技術框架示意圖見圖1。

1.信息采集

信息采集主要完成對各取水點的實時取水量、點下信息采集。為保證數據傳輸的實時性和準確性，并且有效避免數據傳輸過程中的擁堵現象，實時監測信息的采集主要采取定時召測的方式。監測中心服務器通過GPRS無線傳輸網絡，采集頻次按1小時間隔定時輪詢的機制完成對各個取水點實時取水量信息的召測工作。監測點同時支持短信模式，可以接受短信激活，向監測中心主動上報實時取水數據，實現數據的自動采集。

2.傳輸網絡

由于該項目建設的監測點主要為取水監測點取水量及取水點水位數據，傳輸的信息流量比較小，因此優先選擇公共移動通信GPRS進行數據無線傳輸并以GSM-SMS作為備用信道。GPRS無線傳輸網絡的組建采用“公網專線”的方式來實現，將采集到的數據通過無線方式傳輸至監測中心服務器。各級水資源監測平臺可通過已建防汛抗旱骨干數據專網進行監測數據的共享與交換。

3.存儲管理

利用已建的阜陽市水資源監控中心平臺，實現接收各取水戶現場采集傳來的實時取水量信息。數據存儲管理平臺負責管理數據存儲和備份設備、數據庫服務器及網絡基礎設施，實現對數據的物理存儲管理和安全管理，并為存儲體系提供備份與恢復策略，保證數據的安全。為保證水資源監測數據信息實時性、準確性、可靠性、安全性的需求，并考慮水資源管理單位的業務特點、管理風險、技術實施、投資等因素，建議采用以下系統存儲方案。

（1）存儲方式

遵循統一技術標準，統一運行環境以及統一數據結構，建立市級數據存儲系統，用于存儲、管理本市的水資源取水監測數據、取水戶基礎數據及水資源管理業務數據等，數據庫建設標準需與省級平臺保持一致，確保平臺間數據共享。

涉及水利系統其他部門，以及外系統監測的涉水信息存儲原則上仍存儲在原有系統中，當水資源業務應用系統需要訪問該數據的時候，通過交換服務進行數據訪問。水資源監測業務應用系統加工形成的二次成果，存儲在水資源監測數據庫中。

（2）存儲設備要求

數據庫服務器采用雙機熱備以保證系統運行的穩定性、可靠性和業務連續性。需支持磁盤陣列、磁帶庫等多種存儲備份設備。在線數據存儲采用一臺SAS磁盤存儲設備，離線數據存儲采用一臺SATA磁盤存儲設備。交換機作為中間層設備，采用兩臺作為冗余雙網配置，任何一臺故障都不會影響對磁盤存儲的讀寫。

存儲設備采用SAN技術架構。為了盡量避免數據的丟失和系統故障，保證磁盤存儲設備的安全性和可靠性，存儲設備必須系統無單點故障，確保不間斷的業務運行；同時，為滿足應用系統的擴展和數據容量的增長，磁盤存儲設備必須具備良好的擴展能力。

（3）省市水資源平臺數據共享

水資源監控系統建設的主要內容有省級和地市級兩類水資源管理信息平臺，省級水資源監控管理平臺已經建成，阜陽市建成市級監控平臺后需要提供數據訪問API接口，供省級水資源監控系統訪問，實現與省級系統平臺的兼容，最終要實現省市兩級平臺信息的資源整合，互聯互通、信息共享利用。新建阜陽市水資源信息監測系統需利用應用支撐軟件，建立數據共享交換系統。數據交換共享系統為各應用系統提供標準的API調用，并通過消息中間件來實現數據交互。

4.業務應用

提供統一的技術架構和運行環境，為水資源應用系統建設提供通用應用服務和集成服務，為資源整合和信息共享提供運行平臺。實現水資源信息各項業務應用管理、信息發布以及應用交互功能。

為了方便部署、運行和管理整個水資源監控系統，需要在各類商業應用支撐軟件的基礎上構建水資源監控業務功能組件，分別處理水資源監控管理的各項業務。水資源實時監測信息管理、水資源業務信息管理、應用交互及信息發布管理以及水資源監控后臺管理這四大業務功能組件根據水資源監控的主要業務需求而建立，共同構成了水資源監控系統的業務應用層。

（1）水資源實時監測信息管理

水資源實時監測信息管理應用提供了各個取水點取水量信息的動態在線監測、監測歷史數據查詢、數據統計分析等功能，可以瀏覽各取水點的實時監測取水信息和查詢歷史取水量統計信息。

（2）水資源業務信息管理

水資源業務信息管理主要服務于水資源管理各項日常業務處理，包含取水許可管理、水資源費征收使用管理、水資源論證管理、計劃用水與節水管理、水源地管理、地下水取水工程管理以及統計管理等領域。

（3）水資源應用交互管理

應用交互管理實現相關應用的入口統一，提高業務人員效率，方便公眾參與水資源監督管理，并提供面向水資源管理業務人員的水資源業務應用門戶和面向社會公眾的水資源信息服務門戶。

（4）水資源監控后臺管理

水資源監控后臺管理提供了系統用戶權限管理、密碼設置、取水點信息管理、菜單維護等功能。

5.應用交互

阜陽市水資源監控平臺開發按照“一級部署、三級應用”的策略，采用權限分配的方式，平臺用戶同時兼顧市級用戶、縣區用戶、鄉鎮及相關水行政管理單位用戶，針對不同的服務對象設置相關訪問權限，滿足不同用戶的需求。

四、主要建設內容

1.取水監測點建設

阜陽市目前雖已完成150余處取水監測點建設，但監測站點主要分布于阜陽市城區內，對于各縣區及最基層地區的取水均未監測，難以為全市水資源取水、用水總體情況提供監管依據。因此，需要在此基礎上以鄉鎮為單位，對規模以上取水點進行全面監測。

2.地下水監測點建設

地下水開采管理是阜陽市水資源管理面臨的最嚴峻問題之一，地下水長期超采嚴重制約了水資源的可持續發展。掌握全市各區域代表點的地下水位情況是合理規劃地下水開發利用，合理分配人民生活、生產用水的必要基礎。因此需在全市人口集中區、生產集中區分別選取代表點進行地下水位監測建設。

3.水資源監管平臺完善

隨著最嚴格水資源管理的不斷深化，水資源管理朝著精細化管理邁進，依靠人工管理的模式已無法跟上時代的需求。依托互聯網+、云計算、人工智能等先進技術的發展，給水資源管理帶來了先進的技術手段，運用先進技術，對現有水資源取水管理平臺進行升級，建立水資源預警模塊，實現取水超采預警、地下水位預警等，為水資源的管理提供智能決策分析系統。

五、建設管理

1.數據統計

統計各取用水戶的月取水量信息、季度取水量信息、年取水量信息，為各級相關部門提供取用水量報表數據。

2.系統巡查

定期巡查并統計各監測點運行狀況，記錄站點故障信息，及時分析故障原因并對損壞監測點進行維護，或反饋給運行維護小組。

3.監測設備維護

巡查監測設備運行狀態，及時發現并維護監測設備，保證監測設備的正常運行。

4.數據核查

定期抽檢抽查用戶的用水量，進行行業比對分析，發現異常，及時給予處理，保障數據的有效性。

六、結語

隨著阜陽市水資源地下水水位的不斷下降及水污染程度不斷加深，人民生活、生產水平提高與水資源開發利用之間的矛盾日益凸顯。利用先進信息化技術，實現對阜陽市水資源的自動監管，為最嚴格水資源管理提供數據基礎，對促進阜陽市人水和諧發展大有裨益