水资源实时监控系统试点建设综述
随着经济社会的发展，我国水资源问题特别是水资源短缺的问题日益突出，对水资源进行合理开发、高效利用、优化配置、全面节约、有效保护和综合治理，已成为一项重要的战略任务。加强水资源管理，从根本上解决我国水资源问题，首先必须实现水资源管理的信息化和现代化。２００１年４月，正式启动的水资源实时监控系统试点建设表明，我国水资源管理信息化、现代化建设又迈出了坚实的一步。第一批试点单位有水利部黄河水利委员会、水利部海河水利委员会、水利部太湖流域管理局、江苏省水利厅、辽宁省水利厅。为保证试点建设顺利进行，成立了由海委牵头的技术协作组，由１０多位专家组成项目咨询专家组。一、水资源实时监控系统试点建设启动的意义水资源实时监控系统试点建设的启动，是新形势下推进水利现代化建设的一项重要举措，是实现由传统水利向现代水利转变的需要，是实现水资源优化配置和科学管理的需要，是水行政主管部门实现政府职能转变和提高决策水平的需要，是实现资源共享、促进国民经济协调发展的需要。水资源实时监控系统是以信息技术为基础，运用各种高新科技手段，对流域或区域的水资源及相关的大量信息进行实时采集、传输及管理；以现代水资源管理理论为基础，以计算机技术为依托对流域或区域的水资源进行实时监测、优化配置和科学调度；以远程自动控制技术为依托对流域或区域的重要水利工程进行控制操作。在系统建设中，有效和实时的数据是实现水资源优化配置的基础和前提；数学模型是水资源实时监控系统的决策工具；系统本身还要求具有拓展性和兼容性，以适应发展的需要，并满足不同用户的需求。水资源实时监控系统的核心是实现水资源的优化配置，保障水资源的可持续利用，并以水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展。系统的功能就是实现水资源优化配置手段现代化。二、水资源实时监控系统试点建设的特点水资源实时监控系统建设是一项复杂的系统工程，涉及面广、综合性强。项目启动时，水利部就对系统建设提出明确要求：一是统一规划、分步实施、试点示范、全面推进；二是坚持先进性与适用性结合，注重高新技术的应用，坚持高起点；三是积极借鉴国外成功的经验，注重引进与自主开发相结合；四是充分利用已有的工作基础和相关行业的信息资源，建立规范的信息库，实现优势互补，资源共享；五是紧密结合生产实际，注重发挥科研机构、高等院校的优势，鼓励跨行业、跨领域的联合攻关；六是建立良好的运行管理机制和制度。试点建设启动以来，各试点单位按照要求，在系统建设方面大胆探索，稳步推进。１．统筹规划，注重实效水资源实时监控系统试点建设的特点之一，就是各试点单位均将系统建设作为水利信息化建设的重要内容，结合本流域或区域的特点和实际情况，制订了具体的系统建设规划和实施方案。规划方案从实际出发，在建设内容安排上，充分考虑现有工作基础、系统目标需求，针对本流域或区域的经济发展水平和水资源管理中的重点问题，进行系统设计，制订分期实施计划，确保试点建设顺利进行。２．明确目标，协同攻关第一批参加试点的各单位分别以流域和区域为单元，以需求为导向，建设水资源实时监控系统，探求我国水资源实现流域和区域管理的最佳模式和途径。由于目前我国缺乏可供借鉴的成功经验，信息化的基础较差，加上系统复杂，技术难度大，涉及面广，系统建设的标准体系也尚未建立，所以，系统建设过程中的技术交流和协同攻关非常必要。项目启动以来，协作组定期活动，已举办了两次会议。会议期间，各试点单位进行广泛交流，项目咨询专家组专家直接参与，对系统建设中出现的关键技术问题进行咨询研讨。各试点单位在建设过程中也广泛吸取各方面的经验，与国内外专家及有关科研院所进行合作。试点建设充分体现了开拓创新、协同攻关的精神。３．加强管理，认真实施从５家试点单位项目进展情况来看，对系统建设管理都非常重视，从机构和体制上均给予保障，从制度建设上予以加强。海委提出水利基建工作要实现四个一流，即一流的设计、一流的施工、一流的管理、一流的质量。系统建设实行“四制”。黄委还成立了黄河水资源实时监控系统建设项目管理办公室，太湖流域管理局、江苏省水利厅、辽宁省水利厅也成立了相应的机构负责实施和管理。三、水资源实时监控系统试点建设取得初步成效１．黄河流域水资源实时监控系统黄河的水量调度以及黄河的水资源问题举世关注。黄河水资源实时监控系统建设以落实国家要求的统一分配水量，实行流量断面控制，省（自治区）负责用水配水，重要取水口和骨干水库进行统一调度为总体工作思路；以“统一规划、分步实施、急用优先、发挥效益”为原则，立足于黄河治理和流域水资源管理，从黄河水量调度管理系统建设入手，建设内容纳入“数字黄河”工程，采取“重点突破，整体推进”。一期工程以水量调度高科技、信息化和现代化为目标，对引黄涵闸实施远程自动化监控，建设低水测验设施，加紧建设黄河总调度中心。第一座数字化水文站——黄河花园口水文站投入使用，加快了水文信息传递的速度，对测站测验管理和水资源管理及调度提供了强有力的支持。作为黄河水资源保护监测中心信息采集的重要手段，首座全数字水质自动监测站已于２００２年４月建成并稳定运行。黄河上中游径流中长期预报系统一期工程研究、开发工作完成，在整个非汛期开展流域性的旬、月和径流总量预报，为全河段水量统一调度提供依据。２．海河流域水资源实时监控系统海河流域选择京津地区重要水源地作为水资源实时监控系统项目区。采取试点示范，整体推进。系统建设充分利用已有的建设成果，同时考虑今后的发展趋势，以ＧＩＳ为平台，虚拟现实为表现手段，信息采集系统为基础，通信及计算机网络为纽带，数据库系统为核心，决策支持和工程监控为目的。提出项目建设与即将实施的南水北调新水源，实现多水源的水资源优化配置，为区域水资源管理和流域信息化建设提供模式和经验。目前，已完成海委监控中心主体工程、海委至潘家口水库光纤电路建设，以“数字潘家口水库”为核心的空间数据库建设，完成在线数据采集处理、综合信息查询与管理、信息反馈与发布等系统的设计开发及应用系统的软件集成，京津地区地下水动态管理模型子系统建设也正按计划进行。３．太湖流域水资源实时监控系统太湖流域水资源实时监控系统将利用网络、计算机、自动化控制等现代化技术，初步实现水利工程远程监控与调度管理；以引江济太和防汛调度为应用实例，为中心数据库建设提供标准，为水资源决策支持系统的应用模型整合提供示范。已初步建成望亭水利枢纽的计算机监控系统，正在实施太浦闸应急监控系统和修复望虞河常熟水利枢纽泵站控制系统。４．江苏省苏北地区水资源配置监控调度系统该系统是江苏省“十五”水利信息化建设的重点工程，也是区域水资源管理和配置的典型工程。在江苏已建大运河监测调度系统，徐州、连云港水情遥测系统、水文数据库、防汛指挥系统的基础上，兼顾南水北调东线工程。系统建设总目标为：建设覆盖江水北调工程系统供水范围，具有先进技术水平和充分拓展性能，集信息采集传输、优化调度和自动监控为一体的水利现代化系统。为苏北地区水资源优化配置、高效利用和水环境保护提供调度运行决策支持；为建立适应社会主义市场经济要求的供水体系提供信息、计量及管理支持。充分发挥江水北调工程系统的作用，使其成为经济社会可持续发展的重要支撑。整个项目将分两阶段实施。第一阶段的各子项目均已签订合同，进入施工阶段。５．辽宁省中部地区水资源优化配置调度系统该系统是辽宁省水利管理现代化建设的重要组成部分。其总体结构包括信息采集系统，信息传输系统，数据处理与信息综合管理系统，水资源管理调度决策系统。以太子河流域为试点进行水资源优化配置关键技术研究，同时，建设省水资源优化配置中心及网络平台等。建设过程中，在“统一规划、总体设计、有序实施、突出实效”的基础上，坚持“谁受益、谁建设”的原则，调动各部门和单位的积极性。四、水资源实时监控系统试点建设任重道远按照水利部的部署，要用３～５年时间完成试点建设工作，并在试点的基础上，总结经验，示范推广，任务非常艰巨。曾有人把建立数字地球称之为人类认识地球的第三次飞跃，是重大技术的突破口。水资源实时监控系统建设作为水利现代化建设的重要基础项目，虽然经过一年多的试点建设，取得了显著的成效，但要实现多源信息的数字化、空间结构化、网络化和标准化，还有许多问题需要在建设过程中逐步探索和解决。首先，系统建设要在准确定位和统一建设原则的前提下，处理好近期目标和远期目标的关系、新旧信息系统的关系、先进与适用的关系、建设与管理的关系。其次，加强标准化建设。第三，实现资源的充分共享。第四，高度重视信息安全。第五，进一步加强技术交流等。在水资源日益紧缺，水的问题愈来愈突出的今天，我们期待着水资源实时监控系统试点建设早日完成，在全国范围进行推广，尽快实现水资源管理的现代化，以水资源的可持续利用，推动我国经济社会的可持续发展。（