水资源管理信息系统

水资源是自然资源的重要组成部分，人类社会可持续发展的基础条件，随着人口和社会的迅速发展，出现了用水资源短缺，废污水排放不断增加，水环境急剧恶化等许多问题。水资源管理信息系统可以满足水资源管理中对复杂用水过程，不同用水目标、不稳定的自然来水条件、水体承载能力等及时作出科学决策的需求。

水资源管理信息系统是一个综合业务系统，涉及数据采集加工和决策，系统分为水资源调度管理和水环境监测与管理两大系统。水资源调度管理系统侧重于水资源的管理，水量的计算和分配，用水过程的管理；水环境监测与管理系统侧重于水体的承载能力计算，水环境质量监测，纳污能力分析，污染源管理和事务处理。

功能结构见下图：


水资源调度管理系统

★ 旱情、墒情监测子系统：通过遥感、遥测手段采集 旱情、墒情数据，建立旱情、墒情分析模型，对的土壤的旱情、墒情进行监测、分析和综合评价，为水资源优化配置提供依据。

★ 地下水动态监测子系统：根据地下水长观井的水位、水量、水质和地下水利用情况等实时遥测数据，建立地下水运动模型、地表水和地下水转化模型，地下水位及其变化作出反映并对区域水量平衡进行分析和评价。

★ 引水口水量监测子系统：对引水口的实时引水流量、日均引水流量、累积引水量等引水信息进行实时监测和传输。

★ 需水量统计：对农业用水、工业用水、生活用水和生态用水，分别建立相应的需水预测模型进行计算。

★ 调度方案自动生成子系统：通过年度 流域可供水量计算模型和调度方案自动生成模型体系的运算，得到各种不同的年度流域可供分配方案和水量调度方案集及其计算结果，从而为调度方案的最终确定提供支撑。系统显示流域降水、月旬径流预报结果、水库前期蓄水量、水质等实时信息以及用水计划、水库运行计划和水库特征、灌区作物灌溉定额、流域可供水量分配方案等背景资料，将计算结果以图形、表格的形式进行显示，并对部分重要结果实现三维模拟仿真显示。

★ 方案评估子系统：系统通过设计合理的人机交互界面，实现对各种方案的分类入库存储和调出、修改、删除等操作，对于优选出的实施方案，可根据方案计算结果直接生成固定规格的调度文件。对系统自动生成月、旬水量调度方案并进行综合分析评价，供调度部门选用作决策支持。

★ 水量调度信息查询子系统：在地理信息系统（GIS）平台基础上实现各类基础信息、水量调度辅助信息、调度方案指标与运行实况信息等进行快速便捷的查询与直观清晰的显示。基础信息包括流域综合信息、工程信息等；水调辅助信息包括雨水情及水质信息、非汛期气象云图信息、各灌区旱情信息、重要文档信息等；水调方案运行实况包括实施方案信息、水库运行信息、引退水信息等。

★ 水量调度业务处理子系统：实现以下水调业务处理主要功能的自动化处理，包括业务文件生成、传输、存储和统计查询的全面自动化。

★ 水闸远程控制及监视：该系统采用先进成熟的工业控制技术、计算机技术、传感技术和数据及视频传输技术，实现了水闸的自动精确启闭，各种水情、水文、流量信息的采集、处理和存储，以及全天候、多方位水闸现场图像的数字传输与实时监控。为水资源调度和管理提供了可靠的实施手段和决策依据。

★ 用水单位及用户信息子系统：系统包括基础数据维护、用水单位及用户数据录人、打印设置等，其功能主要是完成对具体取水口的描述，将用水用户和放水系统联系起来。

★ 用水计划子系统：包括用水申请、自动配水、配水计划查看、下达计划等，可根据供水能力，在短时间内完成配水过程，输出包括取水口名称、起止时间、相应流量及配水记录。

★ 用水统计子系统：主要对某次用水的实际运行过程和实测数据进行统计，为及时调整用水计划提供依据，且便于放水结束后进行用水总结。在录 入有关数据后，系统可自动进行用水统计汇总，自动生成用水日报、周报、季报、年报等统计报表。

★ 水费征收管理子系统：系统使用IC卡对水费征收过程进行管理，用户提前在IC卡上存入用水费用，然后到取水口申请放水，并能查询用水清单。

★ 用水进度子系统：系统可以用曲线图、柱状图和饼状图展示用户的用水进度。

水环境监测与管理系统

★ 水环境数据采集系统：水环境自动监测技术是一个集分析仪器、取水、监视控制及数据处理和传输的系统工程，包括采水单元、配水单元、分析单元、监视控制单元、数据传输设备以及其他辅助设施等。主要对水中的温度、pH、电导率、浊度、溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数等常规参数进行多时段定时或24小时不间断连续监测。系统的外部扩展端口，可以根据需要随时增加对总有机碳、总磷、总氮等多种参数的监测，所有的检测结果通过各种通讯方式向检测中心实时和其他授权单位传输。

★ 水环境信息查询子系统：对各个采集点或者水功能区域进行实时或者历史水质信息查询。

★ 水质分析评价子系统：系统根据选定的评价参数、评价标准、评价方法等对水质状况进行统计、分析、评价，为领导掌握水质状况提供科学依据。

★ 水资源质量预警预报子系统：根据水质水量信息采样点的密度和时空分布，水质水量信息的误差限度和监测值的准确度、精密度限制，通过对信息源的数据自动处理，对超标的数据，自动报警。直观反映未来一个时段水质变化情况，模拟和分析未来水质变化趋势，并提供发生地点及影响范围的各种用水情况，为管理决策提供科学依据。

★ 水体承载能力分析子系统：在获取水量预报信息的基础上，并根据河段的水功能区要求及环境容量和水质模型推算污染物的排放总量,计算不同河段及时段的水环境承载能力。

★ 纳污总量分析子系统：按确定的水质目标，根据河流的特征及水流特点，依据水体稀释和污染物自净规律，通过水质数学模型，计算功能区能够最大容纳的污染物量，确定水域纳污能力，并根据河段的水功能区要求及环境容量和水质模型推算污染物的排放总量。

★ 纳污总量分配管理子系统：根据最优化模型、经济效益分析，利用水质模型及环境容量模型，反推出各河段的纳污量，并将允许的纳污总量分配到可管理的单元。

★ 入河污染物总量监督管理子系统：系统根据河流的特征及水流特点，通过水质数学模型，计算河道的环境容量，确定水域纳污能力；并根据河段的水功能区要求及环境容量和水质模型推算污染物的排放总量；根据批准的流域水资源保护规划和水量调度方案，编制不同的水量旬、月污染物总量控制计划；通过对污染源的排放量及排污浓度，污水处理设施的处理率、投资价格和运行费用曲线等，得出最优化的消减量方案，从而编制年度污染物总量排放方案。最终达到预测水域纳污能力，提出的该水域的限制排污总量意见或排污计划。

★ 水功能区监督管理子系统：系统利用水质模型，提出用水缓冲区划分方案，利用计算消减量来划分缓冲区范围长度；对供水水源地提出保护措施优化方案，通过对污染源的治理、污染源搬迁，排污口及取水口优化调整等费用曲线，计算得出既达到目标费用又最低的优化方案 。

★ 污染事件管理子系统：把水污染事件发生的地点、时间、水质情况、排污口和水体图像等信息存如数据库，运用基于GIS的专家决策支持系统，在最短时间内追踪污染源，查明污染成分，确定污染可能影响的区域范围以及可能污染的严重程度等级，预测其发展趋势，制定可行的处理方案，评估可能产生的后果 。