漳卫南局水资源监控能力建设技术方案介绍

于伟东

（海河水利委员会漳卫南运河管理局，山东德州253009）

漳卫南局水资源监控能力建设技术方案介绍

于伟东

（海河水利委员会漳卫南运河管理局，山东德州253009）

根据国家水资源监控能力建设二期规划（2016—2018年），漳卫南局水资源监控能力建设技术方案以实现水资源管理重要指标的可监测、可监控、可考核为目标，充分整合漳卫南局水资源信息化资源，采用先进的通信和计算机技术，建设和完善漳卫南运河取水口、入河排污口和重要断面的监测站网，建设覆盖干流主要控制断面的水情自动测报系统，建立漳卫南运河水资源监控管理信息平台，全面提高水资源监控和管理能力，为落实最严格水资源管理制度提供管理和技术支撑。

漳卫南局；水资源监控；最严格水资源管理制度

1　背景

漳卫南运河位于海河流域南部，为海河水利委员会漳卫南运河管理局（以下简称漳卫南局）管辖的重要省际边界河流，水资源匮乏，供需矛盾突出，水环境问题严重。20世纪80年代以来，随着人口的增长和经济社会的快速发展，漳卫南运河水资源供需矛盾日益突出，水资源开发利用率高达88%，随着国家地下水压采治理政策出台，流域内有关地区因实行地下水压采，地表水供水需求明显增加，沿河争抢、过度引蓄河水现象增多，上下游争水矛盾加剧，水资源配置和监督管理任务进一步加重。与此同时，由于历史原因，水资源计量监测水平低、监控手段缺乏，水资源监测、计量、信息能力无法满足落实最严格水资源管理制度的需要。2015年水利部确定漳卫南局为加快实施最严格水资源管理制度示范点，在实施最严格水资源管理制度、加快水资源监控能力建设、强化水资源统一配置与调度等方面给予大力支持，并在国家水资源监控能力建设项目（二期）中安排，全面强化水资源监控能力和信息化水平，为提高水资源管理和保护水平、加快落实最严格水资源管理制度提供技术支撑。

2　建设目标

以实现水资源管理重要指标的可监测、可监控、可考核为目标，建设和完善漳卫南运河取水口、入河排污口和重要断面的监测站网，建设覆盖干流主要控制断面的水情自动测报系统，建立漳卫南运河水资源监控管理信息平台，全面提高水资源监控和管理能力，实现对重要取水口、入河排污口的水量在线监测，为水资源管理和保护提供业务支撑。

3　建设原则

3.1统筹安排，突出重点

在国家水资源监控能力建设项目（一期）经验和成果的基础上，针对漳卫南运河流域水资源管理特点，按照漳卫南局提出的“实现三大转变、建设五大支撑”工作思路，依托现有水利信息化建设条件，统筹安排，注重实效，有针对性地开展项目建设。

3.2总体规划，分步实施

从漳卫南局实际管理需求出发，统筹做好总体规划。在加强水资源在线监测能力建设前提下，配套必要巡测设备；保持水资源管理专用平台相对独立性的同时，协调设计好与其他相关系统信息共享和交换的关系。同时，根据管理需求，优先安排重要紧迫的建设内容，分步推进项目建设。

3.3充分整合，共享利用

本项目所有的信息化基础设施都必须按资源共享的原则建设和应用，充分利用漳卫南局现有各种监测设施及信息化系统，结合本次建设内容，强化漳卫南运河流域水资源基础信息的统一采集、优化配置、集中管理和共享利用，发挥其最大效能。

4　总体框架

漳卫南运河流域水资源监控管理信息平台依托已建的基础设施和信息化系统进行建设，包括信息采集与传输、计算机网络、数据资源、应用支撑、业务应用系统5个层面，并以水资源监控中心和视频接收中心站为运行场所，以系统安全体系、标准规范体系为保障，为漳卫南局及其二级局、海委、水利部和社会公众提供服务，系统总体框架如图1所示。

图1　系统总体框架

4.1信息采集与传输

利用在线监测与人工巡测相结合的方式，采集取水口、入河排污口、重要支流断面、水功能区、省界断面的水量、水质信息。

4.2通信与网络

利用公网与微波相结合的通信方式，将采集到的监测信息传输至数据接收中心站。

4.3数据资源

充分整合已有的数据资源，遵循国家水资源监控能力建设项目颁发的项目建设标准，构建数据库，将平台所有的数据资源进行统一管理。

4.4应用支撑

遵循SOA体系，搭建应用支撑平台，实现数据库与业务应用系统之间的松耦合，提高系统的运行效率。

4.5业务应用系统

根据漳卫南局水资源管理需求，建设应用系统，为业务人员进行水情监视、水质预测、水资源调度、闸坝管理等业务提供基础支撑。

4.6监控会商环境

为漳卫南局业务人员监控流域内水资源动态变化、调度决策分析等提供场所，同时为监测站点的视频接收、视频设备控制、视频信息查看等提供处理场所。

4.7系统安全体系

根据漳卫南局机房安全现状，利用其他项目建设的成果，形成符合信息化系统等级保护要求的系统安全体系，保证系统的数据、应用等方面的安全。

4.8标准规范体系

遵循国家标准、行业标准和国家水资源监控能力建设项目标准，确保系统建设的规范性，可以与其他信息化系统进行数据共享和应用整合，提高系统的应用效能。

5　建设任务

5.1取用水监测体系

目前，漳卫南局管理范围内取水口共颁发取水许可证120套，其中地表水104套、地下水16套，累计年许可水量45 176.6万m3，其中地表水45 155万m3（农业用水38 735万m3、城市生活用水6 420万m3）、地下水21.6万m3。2014年，漳卫南局建立重点监控名录（漳政资〔2014〕8号），确定岳城水库民有渠等34处取水口为重点监督取水口，其中包括23处年许可取水量超100万m3的取水口以及11处许可取水量较小但经常取水且位置较重要（或敏感）的取水口，累计年许可取水量44 004万m3，占年总许可取水量的97.4%。本项目确定列入重点监控名录的34个重要取水户（包括14个引水闸、20个扬水站）建立在线监测系统，实现取水量在线监测，其中15个具备视频监视条件、取水位置敏感且重要的取水户建立视频监视系统，实现取水实时监控，并配置1套便携式电波流速枪、1套便携式直读流速仪、5套便携式水位计等巡测设备，辅助取水口的水量监督监测。

5.2入河排污口监测体系

根据漳卫南运河流域入河排污口的排污情况，选取5个典型的重要入河排污口作为试点，利用GPRS、卫星、4G网络、专网等方式将监测信息、视频信息传输至中心站，建立水量在线监测、视频监控系统，实现排污口的污水排放情况实时监控，结合排污口水质巡测，实现漳卫南运河重要入河排污口的排污监督。

5.3水情自动测报系统

建立重要支流安阳河、汤河口水位、流量在线监测系统及视频监视系统，实现安阳河和汤河的水位流量实时监控；建设岳城水库水情自动测报系统，36个水位、雨量遥测站和岳城水库管理局信息接收中心站，实现岳城水库以上漳河流域水雨情信息自动测报，为岳城水库的水资源配置和调度管理提供支撑；通过优化和整合，建设覆盖干流主要控制断面的水情自动测报系统，完善流域水情自动测报系统，实现漳卫南运河水情、雨情信息的实时接收和预报，为漳卫南运河水资源调度提供基础支撑。

5.4漳卫南局水资源监控管理信息平台

充分整合漳卫南局信息和网络资源，建立漳卫南运河水资源监控管理信息平台，包括计算机网络、数据资源、应用支撑、业务应用、应用交互、监控会商环境、系统安全等。搭建水资源监控管理信息平台，建设数据库及业务应用系统，初步实现漳卫南运河流域的水量水质综合服务，为提高水资源监管能力和优化水资源配置提供辅助决策支持。

5.5计算机网络

利用漳卫南局政务外网，实现漳卫南局水资源监控管理信息平台与海河流域水资源监控管理信息平台间信息的互联互通。

5.6数据资源

按照国家水资源监控能力数据库建设标准规范，收集整理漳卫南运河的取水口、入河排污口、水闸等相关基础信息、监测信息、空间信息、业务信息，建设基础数据库、监测数据库、空间数据库、业务数据库、决策数据库、元数据库，实现水资源数据资源的统一管理，同时利用数据同步的方式接入已建的水雨情数据，支撑水资源调度管理。

5.7应用支撑

建设支撑平台，搭建统一的技术框架，利用虚拟化技术，实现资源的优化配置，支撑漳卫南局信息管理平台现代化。

5.8业务应用系统

建设业务应用门户、水资源信息服务、水情业务系统、水质预测预警系统、水资源调度管理系统，整合水闸自动调度系统，为漳卫南运河流域水资源管理和决策提供技术支持。

5.9监控会商环境

建设漳卫南局水资源监控中心，提供获取所有相关业务信息、进行决策分析预测、召开视频会议的环境与场所。同时，在二级局建立视频接收中心站，接收管辖范围内的取水户、入河排污口、重要断面的视频信息，实现历史视频信息的远程调用，局机关通过访问各直属局的视频控制系统来查看及调用视频信息。建设漳卫南局水资源监控中心，对水资源管理信息进行集中监控；在基层河务局建设视频监控接收中心站，实现取水口、入河排污口视频监控。

6　系统集成方案

6.1系统集成边界

漳卫南运河流域水资源监控管理信息平台的系统集成是对系统内部各功能子系统、现有和拟建的其他系统的集成，以保证系统各部分更好地协调工作，实现系统建设的总目标。

6.2系统集成设计

6.2.1集成技术

与已建系统、拟建系统的集成分为数据层面和应用层面。集成技术，如图2所示。

图2　集成技术示意

数据层面主要是利用数据采集工具通过数据库访问、直接读取数据文件的方式实现数据集成。对于数据库开放的系统，通过数据层面实现系统集成。

应用层面主要是通过页面抓取、访问应用接口、Web服务等方式实现系统集成。其中，页面抓取就是获取系统界面的数据，通过后台程序分析执行，将有用的数据提取分离出来；访问应用程序接口即API接口，是一组定义、程序及协议的集合，通过API接口实现软件之间的相互通信。对于数据库未开放、数据库表结构不明确的系统，通过应用层面实现系统集成。

6.2.2集成内容

（1）漳卫南运河子流域知识管理（KM）系统。利用数据同步的方式，获取漳卫南运河子流域知识管理（KM）系统中的重要雨量站、河道水文站、闸坝水文站、水库水文站、地表水水质站监测的日降雨量、水位、流量、水质状况等信息。

（2）漳卫南局水情系统。利用数据同步的方式，获取漳卫南局水情系统60个雨量站、23个河道水文站的实时监测信息。

（3）与海河流域水资源监控管理信息平台的集成。利用数据同步的方式，从海河流域水资源监控管理信息平台中获取漳卫南局管辖范围内的取水许可证、入河排污口设置等方面的相关资料，同时将漳卫南运河流域内重要取水户取水、入河排污口、水功能区、省界断面等方面的监测信息上报至海河流域水资源监控管理信息平台。

6.3系统部署与配置

为降低系统的开发维护难度、节省开发费用和设备投资费用、避免传输过程中的不安全因素，系统集中部署在漳卫南局，视频接收中心站部署在直属二级局，通过专线和微波的方式实现漳卫南局与直属二级局之间的平台访问、视频数据共享。对于已建测站，水资源信息通过人工填报或自动接入的方式接入系统；对于新建测站，水资源信息采集设备布设在监测对象所在地，通过自动接入的方式接入系统；对于来源于海河流域水资源监控管理信息平台的信息，通过数据同步的方式进行数据交换。系统部署及各级系统网络连通关系，如图3所示。

图3　系统部署及各级系统网络连通关系

7　实施计划

本项目从2016年开始实施，分3年完成。2016年，进行引水闸、部分扬水站的水位在线监测系统，安阳河、汤河自动测流系统的建设；2017年，进行其余扬水站在线监测体系，巡测设备采购，水资源监控管理信息平台，水资源监控中心的建设；2018年，进行取水户视频监视体系，入河排污口水位在线监测、视频监视系统，岳城水库水文自动测报系统，水资源监控管理信息平台，视频接收中心站的建设。

TV213.4；TP277.2

A

1004-7328（2016）05-0032-04

10.3969/j.issn.1004-7328.2016.05.011

2016—08—25

于伟东（1968—），男，博士，教授级高级工程师，主要从事水资源规划、管理和保护及相关研究工作。