王惟一

(遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000)

1 工程概述

大伙房水庫(kù)輸水工程(東水西調(diào))是從鴨綠江支流渾江的桓仁水庫(kù)尾水經(jīng)85.33 km輸水隧洞自流到渾河支流蘇子河調(diào)入渾河的大伙房水庫(kù)，經(jīng)大伙房水庫(kù)調(diào)節(jié)后，向遼寧省中部地區(qū)的沈陽(yáng)市、撫順市、遼陽(yáng)市、鞍山市、盤錦市、營(yíng)口市、大連市等7座城市提供生活和工業(yè)用水，以及改善渾河、太子河流域水環(huán)境和部分改善農(nóng)業(yè)供水條件的跨流域調(diào)水工程，工程設(shè)計(jì)引水流量70 m3/s，多年平均引水量17.86億m3。大伙房水庫(kù)輸水工程建設(shè)完成將極大緩解遼寧省中南部地區(qū)缺水現(xiàn)狀。

2 系統(tǒng)需求分析

2.1 服務(wù)對(duì)象

城市群水資源監(jiān)控決策系統(tǒng)的建設(shè)是為遼寧省中部城市群的水權(quán)制度建設(shè)和實(shí)現(xiàn)“總量控制、定額管理”目標(biāo)提供技術(shù)支撐。從用戶角度方面，系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象(也即系統(tǒng)的用戶)主要包括政府水行政主管部門、取用水戶、科研及規(guī)劃設(shè)計(jì)部門、政府相關(guān)職能部門和社會(huì)公眾。從具體的系統(tǒng)使用層次角度方面，系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象包括面向大伙房輸水工程的三個(gè)層次如圖1所示。(1)遼寧省水行政主管部門(水利廳信息中心或水資源處)。(2)大伙房輸水工程的運(yùn)行管理部門，即遼寧省潤(rùn)中公司。(3)7個(gè)受水城市的水行政主管部門，其中大連市還未供水為計(jì)劃線路。因此，服務(wù)對(duì)象業(yè)務(wù)需求是系統(tǒng)建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)和基礎(chǔ)。

圖1 水資源監(jiān)控決策支持系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象示意圖

2.2 系統(tǒng)功能

以服務(wù)對(duì)象進(jìn)行決策支持功能需求分析，系統(tǒng)主要包括水資源的實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、預(yù)報(bào)、管理、調(diào)度以及預(yù)警[1]等功能需求。

(1)水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)。水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)是對(duì)某一地區(qū)或流域水資源的數(shù)量、質(zhì)量、時(shí)空分布特征、開發(fā)利用條件、開發(fā)利用現(xiàn)狀和供需發(fā)展趨勢(shì)作出的分析評(píng)價(jià)；確定水資源存在的問(wèn)題，展望水資源開發(fā)利用前景，合理開發(fā)利用和保護(hù)水資源，達(dá)到以水資源可持續(xù)利用支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展目的。

(2)水資源實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。水資源預(yù)測(cè)是以水資源學(xué)為基礎(chǔ)，利用數(shù)據(jù)分析等手段，對(duì)某一地區(qū)或流域未來(lái)特定時(shí)期內(nèi)水資源所做的估算推測(cè)。分析預(yù)測(cè)某一地區(qū)或流域未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)降雨量及其可能形成的地表水、地下水資源量、水質(zhì)和水資源需求預(yù)測(cè)等。

(3)水資源實(shí)時(shí)管理。借助水資源實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)成果，通過(guò)采用決策支持系統(tǒng)的思想建立起來(lái)的水資源管理模型專家?guī)?，提出水資源管理決策方案，為水資源中長(zhǎng)期的分配與管理[2]提供決策。

(4)水資源實(shí)時(shí)調(diào)度。水資源實(shí)時(shí)調(diào)度就是根據(jù)上述評(píng)價(jià)結(jié)果，充分協(xié)調(diào)水與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、環(huán)境等要素的關(guān)系通過(guò)預(yù)先制定的調(diào)度方案，對(duì)當(dāng)前的水資源進(jìn)行合理配置，實(shí)現(xiàn)水資源合理利用，為水資源與之相適應(yīng)的調(diào)度決策提供依據(jù)。

(5)水資源實(shí)時(shí)預(yù)警。水資源實(shí)時(shí)預(yù)警是通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)給出的上述各環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)成果，結(jié)合水資源現(xiàn)狀和城市供水需求，針對(duì)可能出現(xiàn)的水資源問(wèn)題給予示警，有效降低水資源安全可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)和危害[3]。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)

根據(jù)中部城市群這一區(qū)域社會(huì)和經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃，構(gòu)建面向政府、企業(yè)和公眾的水資源監(jiān)控管理決策支持體系，為主管部門、運(yùn)行管理單位等提供科學(xué)決策參考。

3.1 決策流程設(shè)計(jì)

水資源監(jiān)控決策支持系統(tǒng)核心是水資源合理調(diào)配決策過(guò)程，屬事前決策、風(fēng)險(xiǎn)決策和群體決策的過(guò)程[4]。為實(shí)現(xiàn)水資源合理配置目標(biāo)、掌握水資源供需形勢(shì)的發(fā)展變化，要進(jìn)行動(dòng)態(tài)水情、雨情、污染狀況等水資源自然信息的接收、收集與處理，也要對(duì)水資源工程情況以及生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展信息進(jìn)行收集處理；對(duì)水資源綜合分析和評(píng)價(jià)，確定水資源及其開發(fā)利用形勢(shì)和存在的問(wèn)題，為水資源實(shí)時(shí)管理、調(diào)度方案的制定提供決策依據(jù)。決策過(guò)程主要包括情報(bào)活動(dòng)階段、評(píng)價(jià)活動(dòng)階段、預(yù)報(bào)活動(dòng)階段、決策活動(dòng)階段、實(shí)施活動(dòng)階段和后評(píng)估階段[5]等6個(gè)階段如圖2所示。

圖2 決策過(guò)程工作流程示意圖

3.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)及功能設(shè)計(jì)

水資源決策支持系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架主要分為控制層、功能層、執(zhí)行層、支撐層四個(gè)層次。

控制層主要是指直接與用戶交互的層面如圖3所示，主要面向政府用戶、企業(yè)用戶和公眾用戶，包括提供門戶網(wǎng)站、應(yīng)用平臺(tái)、移動(dòng)應(yīng)用等交互方式。

功能層是水資源監(jiān)控決策支持系統(tǒng)的核心，以數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析為依托，實(shí)現(xiàn)水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、實(shí)時(shí)調(diào)度、評(píng)估與會(huì)商四大功能，為決策者提供決策依據(jù)和支撐。功能層根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需求劃分，每一個(gè)子系統(tǒng)均與實(shí)際的模型庫(kù)、專家?guī)旌椭R(shí)庫(kù)相對(duì)應(yīng)，形成結(jié)構(gòu)、功能和信息流程都相對(duì)獨(dú)立的應(yīng)用功能。

執(zhí)行層分別由水資源數(shù)量評(píng)價(jià)、質(zhì)量評(píng)價(jià)、開發(fā)利用評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、管理調(diào)度、會(huì)商評(píng)估等9個(gè)功能級(jí)的專業(yè)子系統(tǒng)組成如圖4所示。

支撐層是指提供統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)和運(yùn)行環(huán)境，為決策支持系統(tǒng)平臺(tái)各業(yè)務(wù)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(yùn)行平臺(tái)。如硬件服務(wù)環(huán)境(服務(wù)器、會(huì)商顯示硬件、計(jì)算機(jī)硬件等)、軟件服務(wù)(計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行平臺(tái)、系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)、數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)等)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)(外部網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)等)環(huán)境、數(shù)據(jù)服務(wù)(按數(shù)據(jù)屬性和業(yè)務(wù)屬性，數(shù)據(jù)資源分為基礎(chǔ)類數(shù)據(jù)、專題類數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)等)環(huán)境、專家模型服務(wù)[6](專家?guī)臁⒛Ｐ蛶?kù)、知識(shí)庫(kù))環(huán)境等。

3.3 系統(tǒng)平臺(tái)開發(fā)

系統(tǒng)平臺(tái)采用C/S與B/S相結(jié)合模式開發(fā)，以數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析為依托，實(shí)現(xiàn)水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、實(shí)時(shí)調(diào)度、評(píng)估與會(huì)商四大功能的有機(jī)結(jié)合，為各子系統(tǒng)的整合提高統(tǒng)一框架支持，同時(shí)為遼寧省中部城市群水資源配置管理工程的建設(shè)成果展示、運(yùn)行等提供友好平臺(tái)，決策支持系統(tǒng)主界面見(jiàn)圖5所示。

圖4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)圖

圖5 決策支持系統(tǒng)主界面

4 結(jié) 語(yǔ)

遼寧省中部城市群水資源監(jiān)控決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)為遼寧省中部城市群城市水資源監(jiān)測(cè)與管理提供快速、高效、科學(xué)、合理的全要素技術(shù)支撐。同時(shí)，針對(duì)近年來(lái)遼寧省老工業(yè)基地振興，尤其是遼寧省中部城市群的崛起所面臨的新情況和新問(wèn)題，確保其經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展和供水安全、糧食安全及水生態(tài)環(huán)境安全的戰(zhàn)略要求提供了支持。針對(duì)不斷增長(zhǎng)的城市用水需求及積極推動(dòng)城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控建設(shè)，尚需深入的對(duì)城市水資源系統(tǒng)特征與城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理進(jìn)行分析與研究。城市水資源實(shí)時(shí)調(diào)度與管理涉及到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、自然與環(huán)境等方面，要統(tǒng)籌調(diào)度與管理地表水資源與地下水資源，通過(guò)多水源聯(lián)合調(diào)度充分發(fā)揮工程效益，制定統(tǒng)一的管理系統(tǒng)平臺(tái)，緩解供需矛盾，提高供水保證率，實(shí)現(xiàn)水務(wù)統(tǒng)一管理的科學(xué)化、信息化與自動(dòng)化，以實(shí)現(xiàn)水資源的合理開發(fā)利用和有效保護(hù)，提升不同時(shí)期國(guó)家和區(qū)域水資源安全保障能力。