王麗芹,龍海森,燕 鳳,朱 敏（河北省昌黎縣水務局，河北昌黎,066600）

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昌黎縣水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)應用研究

王麗芹,龍海森,燕 鳳,朱 敏
（河北省昌黎縣水務局，河北昌黎,066600）

摘要：針對昌黎縣內(nèi)目前水資源短缺、水污染日益嚴重、沿海地區(qū)海水倒灌以及水資源監(jiān)測技術(shù)、監(jiān)測方法和設備落后的現(xiàn)狀，文中對昌黎縣水資源監(jiān)控管理系統(tǒng)進行綜合研究，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對水量、水位以及水質(zhì)等進行實時監(jiān)控，為昌黎縣水資源的綜合開發(fā)和利用提供重要的決策依據(jù)。

關鍵詞：水資源；實時監(jiān)控；管理系統(tǒng)；建設

0　引言

當前，我國面臨著嚴重的淡水資源問題，導致這種現(xiàn)象的主要原因有兩方面，一是我國淡水資源儲量比較少，二是我國在經(jīng)濟社會發(fā)展的過程中，造成了十分嚴重的水污染。這不僅對我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展造成了不利影響，同時也對我國居民的正常生活帶來嚴重威脅。而我國的水資源管理水平距離發(fā)達國家還有很大差距，各省市縣區(qū)水資源監(jiān)控系統(tǒng)的建設還處于起步階段。

1　研究的目的和意義

通過地下水文勘察發(fā)現(xiàn)，昌黎縣擁有的地下的水資源總量約為2.01億立方米，占到全區(qū)水資源總量的3/4。全縣的人均水資源總量僅僅只有490立方米，這一數(shù)據(jù)遠遠低于我國的平均水平，也是全球極度缺水的地區(qū)。近年來，隨人口增長、經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)環(huán)境惡化以及用水計量設備和監(jiān)測方法落后、節(jié)水意識淡薄等因素影響，昌黎縣水資源短缺問題愈發(fā)突出，地下水位下降、水污染、飲水安全等問題比較突出，沿海地區(qū)出現(xiàn)了海水倒灌現(xiàn)象，淺層地下水受到海水侵蝕，直接影響到了群眾的生產(chǎn)生活。從我縣水資源管理水平來看，無論是基礎工作、管理手段、計量設施、監(jiān)測方法等都明顯落后，例如水位數(shù)據(jù)的采集，一般采用人工測繩監(jiān)測的方法，計量設施也僅限于普通機械水表，監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性難以保證。監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)默F(xiàn)代化水平比較低，由于受傳輸途徑的限制，導致許多企業(yè)的用水數(shù)據(jù)的實效性很差，對企業(yè)的用戶情況難以及時進行掌握，這對水資源的管理工作帶來了很大困難，導致水資源管理工作落后。信息處理方面，對原始數(shù)據(jù)信息沒有進行深度處理，一些數(shù)據(jù)大部分保存在紙張上，很難做到資源共享和信息的有效利用。指揮決策方面，缺乏可用的預測方案和計算機應用軟件，緊急情況下只能是憑經(jīng)驗進行指揮調(diào)度，很難做出最優(yōu)化的決策。

2011年中央的1號文件和中央水利工作會議明確要求實現(xiàn)最嚴格的水資源管理制度，并制定了針對水資源開發(fā)的利用控制、用水效率控制和用水功能卻限制納污的“三條紅線”。要抓緊開展水資源監(jiān)測、取用水信息獲取等關鍵技術(shù)或工藝設備的研發(fā)和推廣應用，逐步建立中央、流域和地方水資源監(jiān)控管理平臺，全面提高水資源監(jiān)控、預警和管理能力，推動傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利的轉(zhuǎn)變。

水資源在線監(jiān)控管理系統(tǒng)的建設，實時掌握昌黎縣工業(yè)企業(yè)用水情況和地下水位、水質(zhì)的動態(tài)變化情況，逐步實現(xiàn)對水資源的科學管理。項目建成后，將會充分落實水資源有償使用制度，通過價格杠桿作用，促使企業(yè)節(jié)約用水，提高水的重復利用率，為節(jié)約、保護、合理開發(fā)利用水資源提供技術(shù)支撐。

2　水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)應用研究的內(nèi)容

系統(tǒng)在進行設計的過程中主要是以現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡技術(shù)，以及現(xiàn)代通信技術(shù)為基礎，該系統(tǒng)能夠順利實現(xiàn)水資源信息的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸以及分析功能，能夠為決策者制定政策提供必要的依據(jù)，使決策者對區(qū)域水資源進行實時管理、合理調(diào)度，而且通過這一系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對水資源的遠程控制以及科學管理等工作，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)保護與水資源利用之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，推動水資源管理方法向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變。

2.1 水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要功能

該系統(tǒng)的主要功能可以具體劃分為以下幾個方面：水資源實時監(jiān)測、評價、預報和決策、實時管理以及實時決策（如圖1）。

該系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)水表和人工測繩等計量監(jiān)測方法落后的問題，采用數(shù)據(jù)遠傳處理器、超聲波水量傳感器、數(shù)據(jù)采集傳輸設備、數(shù)字液位傳感器、GPRS數(shù)據(jù)傳輸設備等實現(xiàn)水量和水位的自動監(jiān)測、實時傳輸，建立相應的資料庫，對監(jiān)測數(shù)據(jù)信息分析處理，具有高準確性和實用性。系統(tǒng)建設主要包括以下幾點：①水資源實時監(jiān)測系統(tǒng)基礎設施建設；②水資源信息服務平臺的建立；③水資源綜合數(shù)據(jù)庫的建立；④水資源決策支持系統(tǒng)的建立；⑤水資源網(wǎng)絡辦公自動化管理系統(tǒng)的建立。系統(tǒng)本身還具有很強的實用性和拓展性，以滿足不同用戶的需求，適應發(fā)展的需要，系統(tǒng)建成后將在全縣范圍內(nèi)運行。

2.2 系統(tǒng)建設的原則

為保障水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)充分發(fā)揮實效，在系統(tǒng)應用研究建設應用中遵循先進性與實用性、可靠性、可操作性相結(jié)合的原則，同時遵循“全面規(guī)劃、分步實施、試點先行、逐步擴展”的原則，根據(jù)昌黎縣水資源管理工作的具體現(xiàn)狀，能夠加強昌黎縣水資源管理工作，提高水資源管理的合理性和高效性。

2.3 系統(tǒng)建設的技術(shù)路線

2.3.1 方案設計：首先需要將昌黎縣境內(nèi)的地下水、水量、水質(zhì)等監(jiān)測點的設置進行合理規(guī)劃并進行科學布設，通過以太網(wǎng)進行在線管控平臺建設，依托現(xiàn)代傳感技術(shù)自動采集瞬時流量、累積流量、埋深、水位、水溫以及相關水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)等，將獲得的各種監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿Y源監(jiān)控中心，同時可以隨時通過軟件遠程召測水資源測控器各種測量數(shù)據(jù)、開關量的狀態(tài)和歷史記錄，為水資源管理和決策提供依據(jù)。

2.3.2 監(jiān)測站網(wǎng)布設：根據(jù)重點取用水戶和區(qū)域水資源的分布特點，進行監(jiān)控站點的選擇和布設，本著布局合理、投資最小、效益最高的原則選擇各個監(jiān)控點。水量監(jiān)控優(yōu)先選取用水量較大的用水戶，地下水位監(jiān)測點重點選取地下水集中開采區(qū)、超采區(qū)和沿海海水倒灌區(qū)，在監(jiān)測站點布設的過程中，需要根據(jù)地下水類型和水文地質(zhì)單元的分區(qū)情況，選擇適合監(jiān)測層位的取水井作為觀測井點，以保證監(jiān)測資料的代表性和可比性，逐步健全完善昌黎縣水資源監(jiān)控體系。

2.3.3 水資源的實時監(jiān)測。在進行系統(tǒng)設計的過程中，利用數(shù)字液位傳感器、自動監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)遠傳處理器等現(xiàn)代高科技設備，能夠通過遙測和網(wǎng)絡技術(shù)對監(jiān)測信息進行采集監(jiān)測。

2.3.4 對各類水資源信息進行存儲。在系統(tǒng)內(nèi)部建立水資源綜合信息數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)字、圖片等豐富的形式對昌黎縣區(qū)域內(nèi)所有的水資源監(jiān)測系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)進行存儲、管理，能夠確保數(shù)據(jù)的安全、可靠和一致性。

2.3.5 實時評價。根據(jù)系統(tǒng)獲取的各種監(jiān)測資源，及時對昌黎縣水資源進行實時評價，對不同行業(yè)的用水情況進行科學分析，對企業(yè)的用戶量以及節(jié)水工作進行實時監(jiān)控，對地下水位變化、水資源的開發(fā)程度和利用情況等工作任務進行實時評價。

2.3.6 實施決策和管理。根據(jù)該系統(tǒng)提供的水資源實時評價以及預報結(jié)果，制定出具體的水資源管理方案，為有關部門行使水資源管理功能提供科學的依據(jù)，為水資源開發(fā)和保護工作提供依據(jù)。

圖1　水資源實時監(jiān)控管理主要功能模塊

3　水資源遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)的效益分析

水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的應用，將有效地規(guī)范企業(yè)用水行為，提高用水計量的準確性、科學性，充分落實水資源有償使用制度，促進水資源費的足額征收，預計水資源費征收數(shù)額將提高3 到4倍；通過價格杠桿作用，促使企業(yè)節(jié)約用水，水的重復利用率由40%提高到70%；地下水位實時監(jiān)測系統(tǒng)的建設，全面、及時地掌握昌黎縣地下水動態(tài)變化情況，為保護地下水環(huán)境提供科學有效的依據(jù)。

水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的建設還可與防洪、水情、旱情、墑情等信息平臺共享，建立更加完善的現(xiàn)代化水務管理系統(tǒng)。

4　結(jié)語

文中分析了當前昌黎縣水資源管理工作中存在的問題。為了滿足昌黎縣經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，針對昌黎縣水資源的特點，具體設計了昌黎縣水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用現(xiàn)代自動化技術(shù)、計算機網(wǎng)絡技術(shù)以及人工智能技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)水資源數(shù)據(jù)的自動采集、信息數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡、信息處理數(shù)字化等目標，能夠為水資源管理工作決策提供支持。該系統(tǒng)能夠促進昌黎縣水資源管理工作的自動化和數(shù)字化，提高了水資源管理工作的工作水平和工作效率。

參考文獻

[1]朱翔，江霞,水資源實時監(jiān)控與管理系統(tǒng)建設的作用,中國水運,2015（3）：67-68.

[2]王學軍,賈中青,常興連,李海明,李英杰，水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)，山東科學,2005(3):68-70.

王麗芹，1974.3，女，漢，河北秦皇島市昌黎縣人，工程師，主要從事水資源管理和水利工程工作。

龍海森，1968.2，男，漢，河北省秦皇島市昌黎縣，工程師，主要從事水利工程工作。

燕鳳，1974.7，女，河北省秦皇島市昌黎縣，工程師，主要從事水利工程工作。

朱敏，1975.5，男，漢，河北省秦皇島市昌黎縣，工程師，主要從事水利工程工作。

Changli County, real-time monitoring of water resources applied research management system

Wang Liqin,Long Haisen,Yan Feng,Zhu Min
（Hebei Changli Conservancy Bureau,Hebei Changli,066600）

Abstract：In view of our caravan left changli county within the current water resources shortage,water pollution is increasingly serious flooding,coastal areas and water monitoring technology,monitoring method and the present situation of the poor equipment,real-time monitoring of water resources management system application research,through to the water,water level and water quality real time monitoring system construction,the realization of real-time management of water resources,for the reasonable development and effective utilization and protection of water resources to provide scientific basis.

Keywords：water resources;Real-time monitoring;Management system;The construction of

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