一、基本情況

阜陽城坐落在潁、泉河交匯處，年水資源總量約35.64億立方米，其中地表水源量21.05億立方米，地下水資源量19.93億立方米，重復(fù)計算水量5.34億立方米，人均占有量約400立方米，為全省人均占有量的三分之一，全國人均占有量的五分之一。長期以來，阜陽市城區(qū)工業(yè)用水和居民生活用水都以開采中深層地下水為主，日開采量10萬立方米左右，是允許開采量6.8萬立方米的1.5倍。由于長期超量開采中深層地下水，形成了以阜陽城區(qū)為中心達1200平方千米的水位降落漏斗區(qū)，地面沉降范圍超過410平方千米，最大地面沉降量達1508毫米。因此，加強阜陽市水資源監(jiān)管能力建設(shè)刻不容緩。

2013年實行最嚴格水資源管理制度以來，全省范圍內(nèi)不斷加強水資源監(jiān)控能力提升建設(shè)，而加強水資源計量監(jiān)控設(shè)施建設(shè)，實時掌握來水、取水、用水和排水動態(tài)，保證第一手信息的準確性、科學(xué)性和精細化，是阜陽市最嚴格水資源管理的基礎(chǔ)和技術(shù)保障。基于各級水資源建設(shè)要求，將阜陽市境內(nèi)地表水年取水量在100萬立方米以上或地下水年取水量在30萬立方米以上的取用水戶納入省級建設(shè)范疇；阜陽市境內(nèi)地表水年取水量在50立方米以上或地下水年取水量在15萬立方米以上的取用水戶納入市級建設(shè)范疇。目前，依托安徽省水資源取用水國控監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)項目，阜陽市已初步實現(xiàn)對全市境內(nèi)4處國控取水戶取水點及150余處城區(qū)水資源非農(nóng)業(yè)取水點建設(shè)。為全市各級水資源管理部門實時掌握市轄區(qū)內(nèi)重要取水戶的取水動態(tài)，進一步加強水資源管理提供了基礎(chǔ)資料和技術(shù)支撐，取得了較好的效果。

為了進一步加強全市水資源監(jiān)控能力建設(shè)和拓展取水戶取水在線監(jiān)測的范圍，擬在已建監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進一步拓展建設(shè)范圍，在地域上拓展為全市各縣區(qū)，規(guī)模上拓展至地表水年取水量在10 萬立方米以上或地下水年取水量在5萬立方米以上的取用水戶，建設(shè)完成后，將為水資源開采特別是地下水開采監(jiān)管提供依據(jù)。

二、建設(shè)思路

阜陽市水資源實時監(jiān)控建設(shè)遵循“統(tǒng)一標準、資源共享、城鄉(xiāng)結(jié)合、分布實施”的建設(shè)思路。按照國家技術(shù)規(guī)范和省級水資源監(jiān)控建設(shè)技術(shù)標準，保障新建系統(tǒng)與已建系統(tǒng)的兼容性；充分利用前期項目已建的平臺軟硬件資源及取水戶已建的計量設(shè)備資源，在已有建設(shè)基礎(chǔ)上拓展創(chuàng)新，避免重復(fù)建設(shè)；在開展城市水資源取水監(jiān)測的基礎(chǔ)上，開展農(nóng)村取用水大戶監(jiān)測，保障監(jiān)測的全面性；優(yōu)先建設(shè)省管和市管重點取用水戶在線監(jiān)測，并實現(xiàn)“邊建邊用”，確保系統(tǒng)發(fā)揮效益。

三、建設(shè)技術(shù)路線

在省級方案的統(tǒng)一技術(shù)要求下，利用已建的阜陽市水資源取用水監(jiān)測平臺，在全省水資源監(jiān)測技術(shù)標準下開展阜陽市水資源取水監(jiān)控建設(shè)。系統(tǒng)主要由信息采集、傳輸網(wǎng)絡(luò)、存儲管理、業(yè)務(wù)應(yīng)用以及應(yīng)用交互五個層面和信息安全體系構(gòu)成，組網(wǎng)方式為星型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。監(jiān)測點建設(shè)方案采用“一點雙發(fā)”的方式，即監(jiān)測點傳輸系統(tǒng)同步向省監(jiān)測中心和市監(jiān)測中心發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)共享的方式從省水利廳監(jiān)控平臺共享至水利部，實現(xiàn)三級貫通?？h級水行政部門通過授權(quán)訪問的方式訪問各自轄區(qū)內(nèi)取水計量情況。阜陽市水資源取水監(jiān)測技術(shù)框架示意圖見圖1。

1.信息采集

信息采集主要完成對各取水點的實時取水量、點下信息采集。為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和準確性，并且有效避免數(shù)據(jù)傳輸過程中的擁堵現(xiàn)象，實時監(jiān)測信息的采集主要采取定時召測的方式。監(jiān)測中心服務(wù)器通過GPRS無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，采集頻次按1小時間隔定時輪詢的機制完成對各個取水點實時取水量信息的召測工作。監(jiān)測點同時支持短信模式，可以接受短信激活，向監(jiān)測中心主動上報實時取水?dāng)?shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集。

2.傳輸網(wǎng)絡(luò)

由于該項目建設(shè)的監(jiān)測點主要為取水監(jiān)測點取水量及取水點水位數(shù)據(jù)，傳輸?shù)男畔⒘髁勘容^小，因此優(yōu)先選擇公共移動通信GPRS進行數(shù)據(jù)無線傳輸并以GSM-SMS作為備用信道。GPRS無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的組建采用“公網(wǎng)專線”的方式來實現(xiàn)，將采集到的數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸至監(jiān)測中心服務(wù)器。各級水資源監(jiān)測平臺可通過已建防汛抗旱骨干數(shù)據(jù)專網(wǎng)進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的共享與交換。

3.存儲管理

利用已建的阜陽市水資源監(jiān)控中心平臺，實現(xiàn)接收各取水戶現(xiàn)場采集傳來的實時取水量信息。數(shù)據(jù)存儲管理平臺負責(zé)管理數(shù)據(jù)存儲和備份設(shè)備、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的物理存儲管理和安全管理，并為存儲體系提供備份與恢復(fù)策略，保證數(shù)據(jù)的安全。為保證水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)信息實時性、準確性、可靠性、安全性的需求，并考慮水資源管理單位的業(yè)務(wù)特點、管理風(fēng)險、技術(shù)實施、投資等因素，建議采用以下系統(tǒng)存儲方案。

（1）存儲方式

遵循統(tǒng)一技術(shù)標準，統(tǒng)一運行環(huán)境以及統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，建立市級數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，用于存儲、管理本市的水資源取水監(jiān)測數(shù)據(jù)、取水戶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及水資源管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)庫建設(shè)標準需與省級平臺保持一致，確保平臺間數(shù)據(jù)共享。

涉及水利系統(tǒng)其他部門，以及外系統(tǒng)監(jiān)測的涉水信息存儲原則上仍存儲在原有系統(tǒng)中，當(dāng)水資源業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)需要訪問該數(shù)據(jù)的時候，通過交換服務(wù)進行數(shù)據(jù)訪問。水資源監(jiān)測業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)加工形成的二次成果，存儲在水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)庫中。

（2）存儲設(shè)備要求

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用雙機熱備以保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性和業(yè)務(wù)連續(xù)性。需支持磁盤陣列、磁帶庫等多種存儲備份設(shè)備。在線數(shù)據(jù)存儲采用一臺SAS磁盤存儲設(shè)備，離線數(shù)據(jù)存儲采用一臺SATA磁盤存儲設(shè)備。交換機作為中間層設(shè)備，采用兩臺作為冗余雙網(wǎng)配置，任何一臺故障都不會影響對磁盤存儲的讀寫。

存儲設(shè)備采用SAN技術(shù)架構(gòu)。為了盡量避免數(shù)據(jù)的丟失和系統(tǒng)故障，保證磁盤存儲設(shè)備的安全性和可靠性，存儲設(shè)備必須系統(tǒng)無單點故障，確保不間斷的業(yè)務(wù)運行；同時，為滿足應(yīng)用系統(tǒng)的擴展和數(shù)據(jù)容量的增長，磁盤存儲設(shè)備必須具備良好的擴展能力。

（3）省市水資源平臺數(shù)據(jù)共享

水資源監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的主要內(nèi)容有省級和地市級兩類水資源管理信息平臺，省級水資源監(jiān)控管理平臺已經(jīng)建成，阜陽市建成市級監(jiān)控平臺后需要提供數(shù)據(jù)訪問API接口，供省級水資源監(jiān)控系統(tǒng)訪問，實現(xiàn)與省級系統(tǒng)平臺的兼容，最終要實現(xiàn)省市兩級平臺信息的資源整合，互聯(lián)互通、信息共享利用。新建阜陽市水資源信息監(jiān)測系統(tǒng)需利用應(yīng)用支撐軟件，建立數(shù)據(jù)共享交換系統(tǒng)。數(shù)據(jù)交換共享系統(tǒng)為各應(yīng)用系統(tǒng)提供標準的API調(diào)用，并通過消息中間件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

4.業(yè)務(wù)應(yīng)用

提供統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)和運行環(huán)境，為水資源應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)提供通用應(yīng)用服務(wù)和集成服務(wù)，為資源整合和信息共享提供運行平臺。實現(xiàn)水資源信息各項業(yè)務(wù)應(yīng)用管理、信息發(fā)布以及應(yīng)用交互功能。

為了方便部署、運行和管理整個水資源監(jiān)控系統(tǒng)，需要在各類商業(yè)應(yīng)用支撐軟件的基礎(chǔ)上構(gòu)建水資源監(jiān)控業(yè)務(wù)功能組件，分別處理水資源監(jiān)控管理的各項業(yè)務(wù)。水資源實時監(jiān)測信息管理、水資源業(yè)務(wù)信息管理、應(yīng)用交互及信息發(fā)布管理以及水資源監(jiān)控后臺管理這四大業(yè)務(wù)功能組件根據(jù)水資源監(jiān)控的主要業(yè)務(wù)需求而建立，共同構(gòu)成了水資源監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用層。

（1）水資源實時監(jiān)測信息管理

水資源實時監(jiān)測信息管理應(yīng)用提供了各個取水點取水量信息的動態(tài)在線監(jiān)測、監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等功能，可以瀏覽各取水點的實時監(jiān)測取水信息和查詢歷史取水量統(tǒng)計信息。

（2）水資源業(yè)務(wù)信息管理

水資源業(yè)務(wù)信息管理主要服務(wù)于水資源管理各項日常業(yè)務(wù)處理，包含取水許可管理、水資源費征收使用管理、水資源論證管理、計劃用水與節(jié)水管理、水源地管理、地下水取水工程管理以及統(tǒng)計管理等領(lǐng)域。

（3）水資源應(yīng)用交互管理

應(yīng)用交互管理實現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用的入口統(tǒng)一，提高業(yè)務(wù)人員效率，方便公眾參與水資源監(jiān)督管理，并提供面向水資源管理業(yè)務(wù)人員的水資源業(yè)務(wù)應(yīng)用門戶和面向社會公眾的水資源信息服務(wù)門戶。

（4）水資源監(jiān)控后臺管理

水資源監(jiān)控后臺管理提供了系統(tǒng)用戶權(quán)限管理、密碼設(shè)置、取水點信息管理、菜單維護等功能。

5.應(yīng)用交互

阜陽市水資源監(jiān)控平臺開發(fā)按照“一級部署、三級應(yīng)用”的策略，采用權(quán)限分配的方式，平臺用戶同時兼顧市級用戶、縣區(qū)用戶、鄉(xiāng)鎮(zhèn)及相關(guān)水行政管理單位用戶，針對不同的服務(wù)對象設(shè)置相關(guān)訪問權(quán)限，滿足不同用戶的需求。

四、主要建設(shè)內(nèi)容

1.取水監(jiān)測點建設(shè)

阜陽市目前雖已完成150余處取水監(jiān)測點建設(shè)，但監(jiān)測站點主要分布于阜陽市城區(qū)內(nèi)，對于各縣區(qū)及最基層地區(qū)的取水均未監(jiān)測，難以為全市水資源取水、用水總體情況提供監(jiān)管依據(jù)。因此，需要在此基礎(chǔ)上以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位，對規(guī)模以上取水點進行全面監(jiān)測。

2.地下水監(jiān)測點建設(shè)

地下水開采管理是阜陽市水資源管理面臨的最嚴峻問題之一，地下水長期超采嚴重制約了水資源的可持續(xù)發(fā)展。掌握全市各區(qū)域代表點的地下水位情況是合理規(guī)劃地下水開發(fā)利用，合理分配人民生活、生產(chǎn)用水的必要基礎(chǔ)。因此需在全市人口集中區(qū)、生產(chǎn)集中區(qū)分別選取代表點進行地下水位監(jiān)測建設(shè)。

3.水資源監(jiān)管平臺完善

隨著最嚴格水資源管理的不斷深化，水資源管理朝著精細化管理邁進，依靠人工管理的模式已無法跟上時代的需求。依托互聯(lián)網(wǎng)+、云計算、人工智能等先進技術(shù)的發(fā)展，給水資源管理帶來了先進的技術(shù)手段，運用先進技術(shù)，對現(xiàn)有水資源取水管理平臺進行升級，建立水資源預(yù)警模塊，實現(xiàn)取水超采預(yù)警、地下水位預(yù)警等，為水資源的管理提供智能決策分析系統(tǒng)。

五、建設(shè)管理

1.數(shù)據(jù)統(tǒng)計

統(tǒng)計各取用水戶的月取水量信息、季度取水量信息、年取水量信息，為各級相關(guān)部門提供取用水量報表數(shù)據(jù)。

2.系統(tǒng)巡查

定期巡查并統(tǒng)計各監(jiān)測點運行狀況，記錄站點故障信息，及時分析故障原因并對損壞監(jiān)測點進行維護，或反饋給運行維護小組。

3.監(jiān)測設(shè)備維護

巡查監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并維護監(jiān)測設(shè)備，保證監(jiān)測設(shè)備的正常運行。

4.數(shù)據(jù)核查

定期抽檢抽查用戶的用水量，進行行業(yè)比對分析，發(fā)現(xiàn)異常，及時給予處理，保障數(shù)據(jù)的有效性。

六、結(jié)語

隨著阜陽市水資源地下水水位的不斷下降及水污染程度不斷加深，人民生活、生產(chǎn)水平提高與水資源開發(fā)利用之間的矛盾日益凸顯。利用先進信息化技術(shù)，實現(xiàn)對阜陽市水資源的自動監(jiān)管，為最嚴格水資源管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對促進阜陽市人水和諧發(fā)展大有裨益