楊四海 高坤

摘 要：水是一種珍貴的資源，包括地表水和地下水。隨著人口持續(xù)增長，經(jīng)濟(jì)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)與生活中淡水資源的使用問題日益突出，水資源已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。因此，實(shí)行水資源監(jiān)測(cè)及管理是水行政管理部門獲取水資源信息的重要手段，為合理化用水調(diào)配決策、節(jié)約用水、應(yīng)急管理提供數(shù)據(jù)支持，是執(zhí)行水資源管理制度的基礎(chǔ)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和Internet的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)運(yùn)用信息化技術(shù)監(jiān)測(cè)和管理水資源的數(shù)據(jù)信息?；诮K省水行政管理部門對(duì)水資源監(jiān)測(cè)的要求，系統(tǒng)地介紹了水資源取用水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)的過程。

關(guān)鍵詞：水資源監(jiān)測(cè);水資源管理;分析與設(shè)計(jì)

運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、水資源數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)庫建設(shè)及查詢技術(shù)等建立水資源取用水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提供水資源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息、基礎(chǔ)信息和水資源的業(yè)務(wù)信息。根據(jù)監(jiān)測(cè)采集到的數(shù)據(jù)類別，形成不同狀況的曲線圖和柱狀圖，形象直觀，有助于快速排查取用水監(jiān)測(cè)的故障及異常情況，以達(dá)到節(jié)約水資源、合理化用水的目的。

1 ? ?緒論

目前人口眾多、水資源減少且時(shí)空分布不均衡，人們用水的形式比較粗放和浪費(fèi)，且水源的污染也較為嚴(yán)重，使得淡水資源更為緊缺。江蘇省建立健全水資源取用水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)全省市縣各級(jí)生產(chǎn)單位農(nóng)業(yè)與非農(nóng)用水的審批和信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，走信息化管理的道路，使水資源管理科學(xué)化、定量化，讓水資源得到合理配置和永續(xù)利用。

建立水資源監(jiān)測(cè)、水資源信息采集管理、水資源信息統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)庫群和應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)線上用水許可申請(qǐng)和審批，推進(jìn)市縣各級(jí)機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)單位的線上辦公，實(shí)現(xiàn)信息共享，提高政務(wù)公開及網(wǎng)上辦事的效率，充分整合供水、取水、用水信息，為管理人員提供高效的管理手段，以更好地為社會(huì)公眾服務(wù)[1-3]。

2 ? ?系統(tǒng)分析

分別從機(jī)構(gòu)職能、需求、業(yè)務(wù)流程等方面對(duì)水資源取用水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能進(jìn)行分析，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等[4]。

2.1 ?機(jī)構(gòu)職能分析

省級(jí)水資源管理處主要承擔(dān)的職能有：承擔(dān)實(shí)施最嚴(yán)格的水資源管理制度相關(guān)工作，指導(dǎo)開展水資源有償使用工作;組織水資源承載能力監(jiān)測(cè)預(yù)警工作;組織編制并發(fā)布省水資源公報(bào);指導(dǎo)水量分配工作并監(jiān)督實(shí)施，指導(dǎo)河湖生態(tài)流量水量管理;組織編制水資源保護(hù)規(guī)劃，指導(dǎo)飲用水水源保護(hù)有關(guān)工作，按規(guī)定核準(zhǔn)飲用水源地設(shè)置;負(fù)責(zé)地下水開發(fā)利用和地下水資源管理和保護(hù)，組織指導(dǎo)地下水超采區(qū)綜合治理等。

依靠成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子辦公平臺(tái)，搭建一套專業(yè)、科學(xué)、可靠的水資源取用水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，建立用水業(yè)務(wù)網(wǎng)上辦理取水許可申請(qǐng)及審批、用水計(jì)劃上報(bào)及下達(dá)、取用水信息統(tǒng)計(jì)等日常業(yè)務(wù)的網(wǎng)上辦理通道，并對(duì)水資源信息、用水量信息、水位信息、故障及異常信息等進(jìn)行全面、快速、準(zhǔn)確無誤的采集，統(tǒng)一入庫進(jìn)行高效的管理，為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供有效的數(shù)據(jù)信息，也為領(lǐng)導(dǎo)決策分析提供基礎(chǔ)。

系統(tǒng)應(yīng)具有實(shí)用性、穩(wěn)定性、安全性、易操作性、可擴(kuò)展性及開放性。系統(tǒng)的實(shí)用性、穩(wěn)定性和安全性是保障系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，要充分考慮貼近現(xiàn)實(shí)的管理規(guī)范及管理流程，采用先進(jìn)的硬件平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，建立防火墻，采用加密傳輸技術(shù)，完善權(quán)限設(shè)置及定期定時(shí)備份，保證系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定和安全性。系統(tǒng)采用美觀大方、簡單直觀的操作界面，建立強(qiáng)大的數(shù)據(jù)內(nèi)在聯(lián)系，方便用戶統(tǒng)計(jì)查詢操作。系統(tǒng)的功能、模塊、數(shù)據(jù)等應(yīng)具有可擴(kuò)展性，以方便日后功能的定制和重組，且留有數(shù)據(jù)接口的功能，以便于根據(jù)需要與其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交互。

2.2 ?業(yè)務(wù)流程分析

系統(tǒng)包含水資源的用水許可申請(qǐng)審批、數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)檢測(cè)等部分。對(duì)于需要取用水的單位和用戶，必須申請(qǐng)取水許可，在申請(qǐng)通過并取得取水許可證后方可用水。當(dāng)用水單位的信息、用水量及用水方式發(fā)生變化時(shí)，必須申請(qǐng)取水許可變更，取水許可證的有效期為3年，有效期到期之前要進(jìn)行取水許可展期申請(qǐng)，用水單位和用水戶根據(jù)實(shí)際用水情況繳納水資源費(fèi)。

水資源取用水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在各監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝監(jiān)測(cè)終端設(shè)備，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，借助移動(dòng)公司的平臺(tái)無線傳輸數(shù)據(jù)，將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，并通過數(shù)據(jù)交換的方式傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析、查詢，為水資源信息管理工作提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

3 ? ?系統(tǒng)設(shè)計(jì)

水資源取用水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是依據(jù)取水許可制度及用水管理規(guī)定建設(shè)而成的。系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、運(yùn)維管理、基礎(chǔ)資料等模塊組成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹如下。

3.1 ?總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體框架分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)庫層、應(yīng)用系統(tǒng)層、用戶層。數(shù)據(jù)采集層：實(shí)現(xiàn)用水單位的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)類型、水量、水位數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。數(shù)據(jù)庫層：綜合存儲(chǔ)水資源取用水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等，是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心。應(yīng)用系統(tǒng)層：實(shí)現(xiàn)水資源基礎(chǔ)信息管理、報(bào)表管理、數(shù)據(jù)交換、在線監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)查詢、取用水許可申請(qǐng)審批等業(yè)務(wù)功能[5]。用戶層：系統(tǒng)面向各類用戶。

3.2 ?系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)功能包括數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、運(yùn)維管理、基礎(chǔ)資料等，選擇部分功能設(shè)計(jì)介紹如下。數(shù)據(jù)采集模塊主要包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、實(shí)時(shí)采集、水量數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)等部分。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：根據(jù)不同的日期、測(cè)站類型，篩選統(tǒng)計(jì)出市縣各個(gè)用水單位日月年用水量數(shù)據(jù)，并形成柱狀圖。實(shí)時(shí)采集：根據(jù)行政區(qū)域、測(cè)站類型、在線狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)等一系列條件，實(shí)時(shí)采集各個(gè)用水單位的用水量信息及站點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，異常站點(diǎn)可實(shí)行再次召測(cè)。水量數(shù)據(jù)：根據(jù)行政區(qū)域、關(guān)鍵字、測(cè)站類型、運(yùn)行狀態(tài)、時(shí)間等一系列條件統(tǒng)計(jì)，查到各個(gè)站點(diǎn)的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息、運(yùn)行狀態(tài)、日用水量、月用水量及年用水量數(shù)據(jù)信息，并可根據(jù)需要將數(shù)據(jù)信息導(dǎo)出系統(tǒng)。水位數(shù)據(jù)：根據(jù)行政區(qū)域、關(guān)鍵字、運(yùn)行狀態(tài)、時(shí)間等一系列條件統(tǒng)計(jì)查詢出各個(gè)站點(diǎn)的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息、運(yùn)行狀態(tài)、日水位、月水位及年水位數(shù)據(jù)信息，根據(jù)需要將數(shù)據(jù)信息導(dǎo)出系統(tǒng)。測(cè)站的信息包括測(cè)站的基本信息、運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、成果數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)圖片、巡查記錄、故障異常等信息。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)模塊主要包括狀態(tài)統(tǒng)計(jì)、故障異常、終端報(bào)警、運(yùn)行日志等部分。運(yùn)維管理模塊主要包括日用水量異常、月用水量異常、故障測(cè)站、巡查管理、變更查詢、運(yùn)維考核等部分。基礎(chǔ)資料模塊主要包括用戶賬號(hào)、測(cè)站管理、站點(diǎn)注冊(cè)、運(yùn)行維護(hù)單位查詢、角色設(shè)置、故障異常類別設(shè)置、分中心設(shè)置、鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)置、行政區(qū)設(shè)置、UIM卡管理等部分。

3.3 ?數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫作為水資源取用水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心和數(shù)據(jù)管理中心，設(shè)計(jì)及支撐環(huán)境應(yīng)保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的獨(dú)立性、安全性、數(shù)據(jù)的正確性和一致性、操作系統(tǒng)的無關(guān)性及支持高并發(fā)性。

數(shù)據(jù)庫中的表結(jié)構(gòu)與程序要做到相對(duì)獨(dú)立，一方的變化不影響另一方的執(zhí)行，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)錄入、存儲(chǔ)與調(diào)用必須保持高度的一致性和正確性，且系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)按照要求進(jìn)行定期的數(shù)據(jù)備份，盡量做到絕對(duì)安全。由于系統(tǒng)面向多層次多用戶，大量的數(shù)據(jù)被采集到系統(tǒng)中，同時(shí)數(shù)據(jù)管理、信息決策等也需要數(shù)據(jù)支撐，數(shù)據(jù)庫必須支持高并發(fā)性，這樣才能不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。隨著需求的不斷變化，在不變動(dòng)數(shù)據(jù)庫的前提下，可以對(duì)軟硬件進(jìn)行升級(jí)更新。

水資源取用水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫可以分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫等。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)信息;歷史數(shù)據(jù)庫主要存儲(chǔ)歷史上的水量、水位信息，包括日、月、年的水資源所有信息;基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫主要存儲(chǔ)測(cè)站及測(cè)點(diǎn)的一些基本信息，包括申請(qǐng)審批、變更及設(shè)備故障異常等信息。

4 ? ?結(jié)語

利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進(jìn)的管理手段，進(jìn)行水資源取用水系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和信息化管理，打通了各市縣用水單位和水行政管理單位的溝通渠道，也為水資源的合理分配、利用和決策分析提供了數(shù)據(jù)支撐。

[參考文獻(xiàn)]

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Analysis and design of water access monitoring system

Yang Sihai1， Gao Kun2

（1. Jiangsu Time Science and Technology Co. Ltd.， Nanjing 210029， China; 2.Nanjing Branch of Jiangsu Survey and Design Institute of Water Resources Co. Ltd.， Nanjing 210029， China）

Abstract：Water is a precious resource， including surface water and groundwater. With the continuous growth of population and the expansion of economic scale， the use problem of fresh water resources in production and life is becoming more and more prominent， and water resources have become an important factor restricting the sustainable development of economy and society. Therefore， the implementation of water resources monitoring and management is an important means for water resources administration departments to obtain water resources information. It provides data support for rational water allocation decision， water conservation and emergency management， and is the basis for the implementation of water resources management system. Along with the development of computer technology and Internet， information technology is used to monitor and manage the data information of water resources. Based on the requirement of water resources monitoring by provincial water administration department of Jiangsu Province， the process of water access monitoring system analysis and design is systematically introduced.

Key words：water resources monitoring; water resources management; analysis and design