新疆水資源用水總量控制集成

何雯雯

(新疆維吾爾自治區水資源中心，新疆 烏魯木齊 830000)

1 引言

新疆水資源管理工作經過多年的發展，已經形成了相對完善的水資源監管體系。通過國控水資源監控能力建設工程等項目的投入使用，初步構建起了新疆水利廳、廳屬流域管理單位、地州和縣為主體的四級水資源信息化監管支撐。形成了與實行最嚴格水資源管理制度相適應的水資源監控能力，但受項目投資規模、建設重點、建設條件等制約，還存在著業務應用監管范圍不足、現有水資源管理與調度相關系統及信息資源亟待整合等問題。

為進一步發揮全疆范圍內水利系統現有信息資源的作用與效能，實現疆內四級水利部門之間的業務協同工作，2020 年中旬，新疆水利廳實施了信息化資源整合共享項目(一期)的建設。項目提出整合水利廳直管1 個流域地表水信息資源和2 個地州地下水信息資源的建設目標。作為全疆水利信息化資源整合工作的重要組成部分和成果應用，項目可快速在全疆各地州和流域管理機構進行推廣。

新疆水資源用水總量控制集成項目在信息化資源整合共享項目(一期)的基礎上，構建新疆水資源地表水一級取水口和地下水取水井強監管體系，融合新疆水資源管理信息系統和八個地州水資源管理單位的取用水監測信息，實現對地州地表水一級取水口、地下水取水井基礎信息的統一整編、地表水和地下水取用水監測數據的接入，縣級以上用水單位取用水量的填報及核算統計。面向水利廳、地州和縣級以上管理單位提供用水總量控制數據的共享支撐，為新疆水資源管理信息系統等業務應用提供統一的用水總量控制數據服務。

2 水資源信息化現狀

新疆水利廳水資源管理工作涉及的已有系統包括國控水資源項目和中小河流監測預警系統。其中國控水資源項目項目部署在水利廳網絡信息中心，建設覆蓋14 個地州1244 個在線水量監測點，3 個水源地水質監測站，以及水資源監控信息平臺，為新疆水資源合理開發利用、優化配置和水環境保護、強化水資源管理監督考核和最嚴格水資源管理制度的實施提供了手段和技術支撐。中小河流監測預警系統部署在新疆水文局，提供了對全疆主要河流河道來水情況的監測和監視。

目前，新疆水利廳正在組織實施新疆水利廳信息化資源整合共享項目(一期)建設，內容包含整合哈密、昌吉、塔城、博州四個地州地表水及地下水取水監測數據。此外，烏魯木齊、吐魯番等地州都自建了地州級的水資源管理管理系統，全疆大部分地州均建設了井電雙控系統，實現了對地州地下水取水的監管。昌吉、哈密等地州還通過地州水利信息化資源整合項目，實現了各縣水資源管理等水利信息資源在地州的集成整合。

3 集成需求

為達到全疆用水總量控制的整體工作目標，通過信息化監管手段，新疆水資源用水總量控制集成需要實現:(1)取水紅線監管，需反映出全疆、各地州、縣每年取水總量的控制情況，取水量是否超取水的紅線指標，對超紅線用水的地州和縣進行預警提示。(2)地表水取水監管，需實現對全疆一級取水口的自動化監測用水量，人工填報用水量，核定后的地表水用水量的監管。(3)地下水取水監管，需實現對全疆取水井自動化監測用水量，人工填報地下水用水量，核定后地下水用水量的監管。(4)用水填報，開發用水紅線指標年填報、地表水及地下水用水統計數據填報功能。(5)用水核定，按照自動化監測數據和人工填報數據進行統計后的用水量數據，設置對比誤差范圍，對超誤差范圍的統計對比數據進行提示。此外，根據自動化監測數據和人工填報數據對比結果，提供人工核準用水量的功能。(6)采集數據監視，需對自動化監測數據的交換異常、人工填報完成情況情況進行統計匯總。

4 集成實現

新疆水資源用水總量控制集成項目從數據接入前基礎數據準備、數據接入實施、接入數據應用建設和支撐保障體系四方面開展工作。

4.1 數據接入前基礎數據準備

按照統一標準，對基礎數據進行整編和校核，使保證國控水資源項目和八個試點地州自建的地表水和地下水取水監測數據能夠正常接入和融合使用，基礎數據整編校核工作包括建立基礎數據清單、接入數據關系梳理、基礎屬性數據庫建設和基礎數據預處理四部分內容。

建立基礎數據清單，將國控水資源項目和各地州自建地表水一級取水口和地下水取水井數據進行按照統一標準進行整編，形成編碼格式統一、名稱上下級單位一致的數據名錄。

接入數據關系梳理，按照《水利對象分類與編碼總則》(SL/T 213-2020)對一級取水口和取水井進行統一編碼，通過編碼映射關系，將國控水資源項目一級取水口、各地州自建地表水一級取水口和井電雙控取水井編碼與統一的編碼進行關聯，確保接入的各類數據監測結果可進行融合計算操作。

基礎屬性數據庫建設，水利對象屬性數據庫存儲水利對象基礎信息，從基礎信息分類、基礎信息定義兩方面定義和描述水利對象屬性數據庫。自治區水資源用水總量控制集成涉及以下水利對象基礎信息:行政區劃基礎信息表、取水口基礎信息表、取水井基礎信息表。從標識和屬性兩個方面來搜集完善基礎信息資料。其中對象標識信息表達本體的存在性和唯一性。屬性則是該對象有可能存在的相關特征信息，如基本屬性、業務屬性、空間屬性和屬性的時相特征等。自治區水資源用水總量控制集成中相關水利對象基礎信息屬性見表1～表3。

表1 行政區劃屬性表定義

表2 取水口屬性表定義

表3 地下水取水井屬性表定義

4.2 數據接入實施

從各縣(流域機構)用水監管相關應用系統中接入一級取水口和取水機井監測水量數據。對于具備水利專網接入條件的縣(流域機構)，通過ETL 方式，將自建一級取水口和井電雙控取水井自動化監測用水量數據由各縣相關應用系統主動推入或被動拉入水利廳應用共享數據庫。對于不具備水利專網連通環境的縣，通過互聯網，采用國產網絡軟件加密算法(如SM 類算法)，將自建一級取水口和井電雙控取水井自動化監測用水量數據由各縣相關應用系統主動推入或被動拉入水利廳應用共享數據庫。

采用主動推入的方式時，項目施工方需向縣(流域機構)相關取用水監測系統提供資源整合共享數據庫中相關數據庫表結構說明和數據庫訪問方式。采用被動拉入的方式時，縣相關取用水監測系統需向項目施工方提供縣級系統中取用水監測相關的數據表結構說明和數據庫訪問方式。

圖1 未實施資源整合工作地州監測數據接入原理圖

4.3 接入數據應用建設

八地州數據用水監測數據接入后，按照水利廳資源整合工作統一的服務標準，開發用水監測數據處理服務和用水監管數據訪問服務。并在此基礎上，補充完善水利廳資源整合綜合信息門戶已建設的水資源管理模塊功能。同時，通過用水監管數據訪問服務為新疆水資源管理信息系統和水利部應用提供數據訪問接口。功能包括用水監測數據處理服務和用水監管數據訪問服務的開發和在水利廳資源整合綜合信息門戶中對水資源管理模塊的完善。具體功能結構圖見圖2。

圖2 接入數據應用建設工作的功能結構圖

應用建設基于水利廳資源整合綜合信息門戶開展。門戶系統目前采用“一級部署，三級應用”的方式，部署在水利廳云平臺上，面向水利廳、地州水利局和縣水利局的取用水總量控制工作提供應用支撐。

對于用水監管業務工作來說，水利廳用戶能夠訪問全疆各地州的各類取用水總量控制信息。地州用戶能夠訪問本地州及管轄縣的各類取用水總量控制信息，同時負責核定縣級單位地表水和地下水用水量信息。縣級用戶能夠訪問本縣各類取用水總量控制信息，并且負責按月填報縣地表水和地下水用水量。

4.4 支撐保障體系

支撐保障體系建設通過網絡環境、技術標準規范及管理辦法從技術和管理兩個維度來對水資源用水總量控制集成項目的建設、應用、運維進行約束，保證系統的正常運行，為水利廳、地州和縣級部門的用水總量控制工作提供有效的支撐。

系統在水利廳網絡信息中心云平臺進行部署，利用水利廳網絡信息中心已建計算資源和數據存儲資源和網絡安全體系，確保系統運行穩定和安全。

系統按照水利廳信息化資源整合的統一標準開展建設，此外，還需按照《水利對象分類與編碼總則》(SL/T 213-2020)等水利部標準的要求，編制《自治區水資源用水總量控制數據庫表結構與標識符》等自治區水資源信息化管理工作標準，指導規范新疆各地州今后新建用水總量控制工作相關的信息系統建設。

5 結語

各地州信息化項目分散建設，局部應用，造成信息孤島現象，水資源信息化資源分散，地州信息化數據資源不能互通，共享困難，制約了成果高效利用。新疆水資源用水總量控制集成項目，將形成跨地州和部門的綜合性水資源信息服務系統，從整體上對新疆水資源信息化管理工作提供決策支撐，形成跨部門和地州協同的工作機制。