劉東升

淺析界首市水資源管理系統(tǒng)

劉東升

GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）具有高效的空間數(shù)據(jù)管理和靈活的空間數(shù)據(jù)綜合分析能力，在眾多研究領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)縣級(jí)水資源管理系統(tǒng)的建立也起著重要支持作用。本文根據(jù)《界首市2010-2020水資源規(guī)劃》成果，提出基于GIS的界首市水資源管理系統(tǒng)解決方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)界首市水資源的綜合管理。

一、問(wèn)題的提出

水資源作為人類(lèi)社會(huì)生存和發(fā)展的基本條件，其綜合開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越受到重視。根據(jù)《界首市2010-2020水資源規(guī)劃》成果，安徽省界首市人均水資源量?jī)H為302m3，屬?lài)?yán)重缺水地區(qū)，界首市兼有資源性缺水和水質(zhì)性缺水。界首市地表水污染嚴(yán)重，境內(nèi)的主要河流潁河和泉河水質(zhì)多為Ⅳ類(lèi)以上，Ⅴ類(lèi)和劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)的時(shí)段約占全年50%左右。界首市中深層地下水長(zhǎng)期超采，2009年底中心城區(qū)中深層地下水靜水位埋深達(dá)41.0m。在界首市水資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中存在地表水資源可利用量不足、水資源的有效利用率低、水環(huán)境生態(tài)形勢(shì)嚴(yán)峻、水資源配置不盡合理等問(wèn)題，如何完善目前界首市水資源管理體制，解決水資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中存在的上述問(wèn)題，成為當(dāng)前界首市水行政管理部門(mén)的當(dāng)務(wù)之急。

二、界首市水資源管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

構(gòu)建界首市水資源（地下水、地表水、地?zé)崴┙y(tǒng)一管理的地理信息平臺(tái)，建立完善的數(shù)據(jù)查詢及管理體系。應(yīng)用GIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)組織及管理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)界首市水資源空間分布、河流、塘壩、水文站、雨量站等的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的交互查詢；實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源歷史數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的查詢及管理；建立較為完善的水資源業(yè)務(wù)處理模式，如建立取水許可審批流程、排污口設(shè)置審批流程及水資源費(fèi)征收臺(tái)賬，實(shí)現(xiàn)水資源管理部門(mén)的無(wú)紙化辦公。實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化的水資源公報(bào)及水資源年報(bào)生成功能，實(shí)現(xiàn)水資源業(yè)務(wù)報(bào)表生成及打印輸出等功能。建立對(duì)中心城區(qū)地下水漏斗區(qū)和地?zé)崴莫?dú)立管理模塊。

三、系統(tǒng)平臺(tái)

界首市水資源管理GIS系統(tǒng)的支撐平臺(tái)包括硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)。硬件平臺(tái)主要是常規(guī)微機(jī)系統(tǒng)及一些外部數(shù)字化設(shè)備；軟件平臺(tái)是指一些通用的GIS軟件產(chǎn)品。該系統(tǒng)采用桌面地理信息系統(tǒng)MAPINFO，它是由美國(guó)MAPINFO公司推出的GIS軟件。作為一類(lèi)特殊的GIS平臺(tái)軟件，MAPINFO軟件有著自己的特色：內(nèi)置關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了電子地圖與數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)連接和雙向查詢；MAPINFO的電子地圖中，沒(méi)有拓?fù)潢P(guān)系的定義，而是通過(guò)提供新的地理運(yùn)行符和面向?qū)ο蟮膱D形結(jié)構(gòu)，使傳統(tǒng)GIS中的地圖分析和圖形處理功能得以實(shí)現(xiàn)。MAPINFO提供了能讓用戶開(kāi)發(fā)和使MAPINFO自動(dòng)化的MAPBASIC語(yǔ)言，可使用戶進(jìn)一步方便地開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的MAPINFO界面，并且具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)工具和良好的兼容性，可方便地實(shí)現(xiàn)MAPINFO與其他應(yīng)用程序的連接。

四、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

界首市水資源管理GIS系統(tǒng)主要具備兩方面的功能，即地理信息基礎(chǔ)平臺(tái)和業(yè)務(wù)管理功能。

1.地理信息基礎(chǔ)平臺(tái)

系統(tǒng)能夠完成水資源空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的處理及查詢，對(duì)水資源數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及分析，如繪制餅狀圖、柱狀圖及折線圖等；各種地圖及水資源圖件的繪制及生成工作。地理信息基礎(chǔ)平臺(tái)是界首市水資源管理系統(tǒng)的工作基礎(chǔ)，平臺(tái)包括以下子系統(tǒng)：

（1）降水分析子系統(tǒng)。根據(jù)界首市界首站、胡集站、光武站及周邊的臨泉站和太和站過(guò)去50多年的降水觀測(cè)站資料，建立了降水量空間數(shù)據(jù)庫(kù)，采用時(shí)間序列變點(diǎn)分析法，建立的數(shù)學(xué)模型對(duì)未來(lái)降水及旱澇災(zāi)害情況進(jìn)行了預(yù)報(bào)。

（2）地表水子系統(tǒng)。地表水?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)包括水系的分布、塘壩面積及庫(kù)容、河流長(zhǎng)度、主要觀測(cè)站點(diǎn)水位及徑流量、地表水供水工程的供水能力、供水量，地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、地表水污染源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)資料等。建立界首市地表水?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建界首市地表水質(zhì)污染擴(kuò)散數(shù)學(xué)模型，實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)地表水資源開(kāi)發(fā)利用情況，系統(tǒng)分析地表水資源的開(kāi)發(fā)潛力，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地表水水質(zhì)污染事件的擴(kuò)散規(guī)律和影響范圍，為合理開(kāi)發(fā)和有效保護(hù)水資源提供決策依據(jù)。

（3）地下水子系統(tǒng)。地下水?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)包括長(zhǎng)觀井基本情況、長(zhǎng)觀井變動(dòng)情況、長(zhǎng)觀井類(lèi)型、長(zhǎng)觀井觀測(cè)類(lèi)、長(zhǎng)觀井地下水類(lèi)型、長(zhǎng)觀井歷史監(jiān)測(cè)資料和實(shí)測(cè)資料、水井分布專(zhuān)題圖、主要地下水用水戶的開(kāi)采量和用水量、自來(lái)水公司及農(nóng)飲井水質(zhì)監(jiān)測(cè)歷史和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。在充分了解界首市區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的條件下，建立區(qū)域剖分節(jié)點(diǎn)和邊界節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并在長(zhǎng)期觀測(cè)井中選取了36個(gè)建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)，井位分布在剖分節(jié)點(diǎn)上。地下水流為非均質(zhì)各向異性介質(zhì)中的準(zhǔn)三維達(dá)西流，采用有限元方法對(duì)地下水資源進(jìn)行數(shù)值模擬和評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)模型與數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)對(duì)接、參數(shù)自動(dòng)擬合。通過(guò)數(shù)值模擬，將全市分為如干個(gè)亞區(qū)，并給出各分區(qū)的水文地質(zhì)參數(shù)。通過(guò)降水量、地下水位、開(kāi)采量數(shù)據(jù)庫(kù)的及時(shí)更新，GWS系統(tǒng)可以自動(dòng)分析和判斷，隨時(shí)查詢、預(yù)報(bào)地下水位，提供與水資源相關(guān)的各種信息，并有水位預(yù)警設(shè)置。持續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)地下水位持續(xù)下降、降落漏斗不斷擴(kuò)大、地面塌陷、地面沉降及水環(huán)境問(wèn)題等，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的結(jié)果，建立地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)及相應(yīng)的災(zāi)害分布圖，并與地下水開(kāi)采水位分布圖進(jìn)行疊加，圈定地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的地點(diǎn)及危害程度，在此基礎(chǔ)上提出了地質(zhì)災(zāi)害防治的具體措施。隨著地?zé)崴Y源開(kāi)發(fā)利用的加速發(fā)展，系統(tǒng)將預(yù)留地?zé)崴?dú)立管理模塊。

2.業(yè)務(wù)管理功能

針對(duì)水資源管理部門(mén)日常所接觸的行政審批業(yè)務(wù)建立了取水許可管理子系統(tǒng)、水費(fèi)管理子系統(tǒng)及取水計(jì)量管理子系統(tǒng)。

（1）取水許可管理子系統(tǒng)。用于管理取水許可論證資質(zhì)單位及取水許可證等資料的管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)其資料的查詢、更新及維護(hù)等功能；另外，針對(duì)界首市水資源管理部門(mén)的取水許可審批流程，建立了從申請(qǐng)、受理、審查、決定到告知的一站式服務(wù)。

（2）水費(fèi)管理子系統(tǒng)。在水資源費(fèi)用征收管理中，系統(tǒng)自動(dòng)將取水許可證登記表中的基本用戶信息轉(zhuǎn)入到水資源費(fèi)用管理的臺(tái)賬中，同時(shí)提取取水用戶對(duì)應(yīng)的取水計(jì)量數(shù)據(jù)，借助于取水用戶信息中的用途獲取水費(fèi)交納標(biāo)準(zhǔn)中的水價(jià)定額，最終獲取不同取水用戶的繳費(fèi)數(shù)額，系統(tǒng)將按預(yù)定的繳費(fèi)通知單的格式，自動(dòng)將制定用戶的繳費(fèi)通知單打印出來(lái)。經(jīng)水費(fèi)征收人員進(jìn)行通知，系統(tǒng)將取水用戶的繳費(fèi)流程逐一登記，對(duì)于收到繳費(fèi)通知單無(wú)回應(yīng)、申請(qǐng)緩繳未批準(zhǔn)或申請(qǐng)緩繳批準(zhǔn)后，預(yù)期內(nèi)仍未繳的用戶，系統(tǒng)可以繪制水資源費(fèi)催繳通知單，對(duì)于收到催繳通知單后仍未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)繳納水費(fèi)者，系統(tǒng)將該類(lèi)用戶匯總，可打印用戶名單移交其他機(jī)關(guān)。

（3）取水計(jì)量管理子系統(tǒng)。系統(tǒng)在充分考慮了對(duì)原有計(jì)量管理系統(tǒng)的兼容，通過(guò)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)接口，將原有的取水計(jì)量系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)直接讀取到新的系統(tǒng)中來(lái)，對(duì)取水用戶信息進(jìn)行管理。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著界首市水資源短缺危機(jī)的日益凸現(xiàn)，開(kāi)發(fā)基于GIS界首市水資源管理信息系統(tǒng)的需求越來(lái)越迫切。該系統(tǒng)的建成能有效地整合界首市水資源資料，減少在收集、整理、查找過(guò)程中由于人為因素對(duì)資料造成的損壞，極大提高管理者的工作效率，提高了查詢的精度，提高了分析、決策等工作的技術(shù)水平，使得管理更加科學(xué)化、規(guī)范化和系統(tǒng)化

安徽省界首市水務(wù)局水資源管理辦公室 233000）