葉曉峰，王元珠，朱晨軼，張 帆

（上海市防汛信息中心，上海 200050）

基于三條紅線的上海市水資源平臺設計與特色

葉曉峰，王元珠，朱晨軼，張 帆

（上海市防汛信息中心，上海 200050）

近年來，水利部要求提高對水質監(jiān)測項目的智能化平臺的打造，因此在水資源建設項目建設的基礎上，提出基于三條紅線的水資源平臺設計。主要采用數(shù)據云技術，大數(shù)據平臺架構設計，打造智能化、多級應用、多模塊的平臺提供平臺化的服務特色，完成上海市水資源管理系統(tǒng)建設，實現(xiàn)與中央、相關流域水資源管理過程核心信息的互聯(lián)互通，同時也為其他水資源平臺建設提供有力的指導。

三條紅線；水資源；監(jiān)管平臺；統(tǒng)計上報

0 引言

2011 年中央 1 號文件《中共中央 國務院關于加快水利改革發(fā)展的決定》[1]，要求加快水利改革，加強水量、水質監(jiān)測，建設水資源管理系統(tǒng)，為強化監(jiān)督考核提供技術支撐。水利部下發(fā)《關于開展省級水資源管理系統(tǒng)建設工作的通知》[2]和《?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）水資源管理系統(tǒng)建設基本技術要求》，對水資源管理系統(tǒng)省級節(jié)點提出相關的技術要求。上海市 18 號文件精神和《上海市加快實施最嚴格水資源管理制度試點方案》[3]也明確要求必須加快水資源管理系統(tǒng)的建設。在此基礎上，編制了《國家水資源監(jiān)控能力建設項目上海市技術方案 （2012—2014 年）》（以下簡稱《技術方案》）[4]。國家水資源監(jiān)控能力建設項目辦公室于 2012 年 9 月對《技術方案》進行了審查，并下發(fā)了《關于印發(fā)國家水資源監(jiān)控能力建設項目上海市技術方案（2012—2014 年）審查意見的通知》（以下簡稱《審查意見》）[5]。

國家水資源監(jiān)控能力建設（2012—2014 年）上海市項目（以下簡稱上海市項目）主要包括取用水、水功能區(qū) 2 個監(jiān)控體系和水資源管理系統(tǒng)建設，實現(xiàn)了對總頒證水量 99% 的取用水戶（不含火電和農業(yè)用水戶）的實時監(jiān)測，實現(xiàn)了對本市水功能區(qū) 100% 監(jiān)測，對全市重要飲用水水源地水質100% 在線監(jiān)測，建成了基于云計算技術的上海市水資源管理系統(tǒng)。上海市項目順利通過水利部組織的技術評估，是全國首個通過技術評估工作的省市。該項目的建成進一步完善了水資源三條紅線綜合管理體系，增強了水資源定量管理和對“三條紅線”的考核能力，為實行最嚴格水資源管理制度提供了技術支撐，為此需要利用信息化的技術手段，進行上海市水資源平臺的建設。

1 上海市水資源平臺設計架構

1.1 設計思路

按照上海市水務信息化規(guī)劃，到 2025 年本市要基本建成 “智慧水網”，基本實現(xiàn)“智能感知、智能調度、智能決策、智能服務”的目標[6]，為此構建了上海市“水之云”基礎設施管理平臺，將移動化水資源應用作為最重要的應用部分先行建設。以用水總量、用水效率和納污總量為設計架構的三條紅線，從硬件配置、數(shù)據庫、文件設計和系統(tǒng)可靠性等方面，進行系統(tǒng)模塊監(jiān)管平臺的總體設計。

對于目前計算機系統(tǒng)架構技術的研究，既要考慮系統(tǒng)運行的性能又要保證基礎平臺建設的穩(wěn)定性和開放性。經過綜合考慮，同時也根據實際項目的應用需求，提出具有個性化特色的水資源平臺的設計，具體如圖 1 所示。本設計方案以模塊的內聚性、耦合性、云平臺性為核心，采用 B/S Web 架構，oracle 數(shù)據庫、C++ 開發(fā)語言設計。

上海市項目監(jiān)控管理系統(tǒng)可以有效實時地了解各行業(yè)單位對水資源的實時和歷史數(shù)據的監(jiān)控及管理情況，便于及時直觀地了解整個上海市水環(huán)境的用水量、水質、用水效率及納污情況；根據平臺的統(tǒng)計數(shù)據信息量，可以有效地整治異常數(shù)據，保證市民用水安全。

1.2 設計內容

1.2.1 用水總量系統(tǒng)

用水總量系統(tǒng)主要記錄各用水行業(yè)單位的數(shù)據，實現(xiàn)對用水總量的項目管理，主要功能模塊如下：

1）取水監(jiān)管模塊。主要是對取水信息的整合監(jiān)管，基本信息有用戶的單位名稱、取水戶編碼、累計審批水量、年度取水計劃、有效許可證及許可水量等。主要包括地表水取水、取水口管理，取水許可證管理，取水戶年取水計劃，企業(yè)（集團）、區(qū)（縣）年度水量計劃下達，國家對上海市水量分配管理，上海市用水總量分配方案，取水戶取退水質監(jiān)測，日常抄表及計量設施基本信息的管理，以及取水巡查執(zhí)法信息、許可審批和大用水戶管理。

2）規(guī)費征收模塊。統(tǒng)計區(qū)縣年度和月份的抄表量、水資源費用、已繳和未繳費金額，主要包含建設項目水資源論證審批，水文水資源調查評價資質、超采區(qū)評價成果、建設項目水資源論證資質、專家?guī)斓鹊墓芾恚S浦江上游、長江口特殊水情分配方案，水資源費征收統(tǒng)計、標準，以及規(guī)劃水資源論證審批。

圖 1 國家水資源監(jiān)控管理平臺設計框架

3）地下水采灌模塊。統(tǒng)計各個公司的開采計劃、回灌計劃下發(fā)量，年度計劃下發(fā)總的取水戶，以及每年量的對比數(shù)據，主要包含地下水取水戶、取水口、采灌計劃和執(zhí)行情況的管理。

1.2.2 用水效率系統(tǒng)

主要包括以下功能模塊：

1）計劃用水模塊。統(tǒng)計各類產品的用水值及各行業(yè)單位的申請管理信息的填報信息等，主要包含用水定額標準和水價的管理、節(jié)水“三同時”受理事件查詢、水平衡測試用水戶信息、計劃用水戶基本信息、測試機構基本信息管理、水平衡測試報告查詢、農業(yè)節(jié)水樣點灌區(qū)、節(jié)水技術改造。

2）節(jié)水示范模塊。統(tǒng)計各行業(yè)單位的節(jié)水型基本、位置標注、對應的創(chuàng)建面積和時間等信息，主要包含節(jié)水型示范農業(yè)園區(qū)、月度用水計劃調整、節(jié)水型學校（校區(qū)）、全年超計劃水費，以及節(jié)水型小區(qū)、工業(yè)園區(qū)和企業(yè)（單位）。

1.2.3 納污總量系統(tǒng)

主要包括以下功能模塊：

1）飲用水源地保護模塊。統(tǒng)計各行業(yè)單位的納污控制方案個數(shù)、水質目標占用比及目標等信息，主要包含水功能區(qū)、水質控制斷面、納污總量控制方案等基本信息，以及水功能區(qū)評價和水文測站管理。

2）水功能區(qū)管理模塊。統(tǒng)計污水處理廠監(jiān)測數(shù)據和進出口數(shù)量等信息，主要包含水功能區(qū)確界立碑、水源地、污水處理廠等基本信息，以及污水處理廠運行監(jiān)測和河道生態(tài)整治等情況。

3）入河排污口監(jiān)管模塊。全市登記入河排污口、服務人口數(shù)量及排入水體名稱等信息，主要包含入河排污口登記，排水戶基本、監(jiān)測信息及違法記錄等的管理，以及排水許可受理審批、水污染突發(fā)事件、長江口鹽水入侵和應急預案歸檔管理。

1.2.4 綜合管理系統(tǒng)

綜合管理系統(tǒng)實現(xiàn)對各行業(yè)單位的各功能模塊的規(guī)劃、決策、組織及管理的統(tǒng)籌管理，將靜態(tài)和動態(tài)的組織結構相結合，監(jiān)督檢查各行業(yè)單位的有關交換數(shù)據、工作部署及重要事項的信息填報情況，包含行政執(zhí)法、統(tǒng)計核算、應急管理、信息服務、資源調度和規(guī)劃管理等綜合管理系統(tǒng)。

2 上海市水資源平臺設計特色

2.1 設計多極化

上海市水資源平臺設計涵蓋用水總量、用水效率、納污總量的管理及信息服務和監(jiān)測考核等領域，系統(tǒng)功能不斷深化設計，多極化設計功能模塊如圖 2 所示，包括 5 個一級功能模塊、22 個二級功能模塊、75 個三級功能模塊和 180 個四級功能模塊。

圖 2 多極化設計功能模塊分類數(shù)

2.2 功能模塊化

上海市水資源管理系統(tǒng)基于云計算應用服務形式，每個功能以模塊化形式展現(xiàn)給用戶，并能顯示相應的統(tǒng)計信息，圍繞水資源三條紅線管理業(yè)務，每一個模塊就是一個業(yè)務管理功能，可實現(xiàn)主動推送水資源三條紅線年度情況，根據操作用戶所在部門和職位及操作頻率主動推送模塊，可通過拼音或漢字模糊搜索功能點及相關資源等功能。

2.3 推送智能化

上海市水資源管理系統(tǒng)根據用戶所在的部門和職位、用戶的操作頻率和業(yè)務的上下游關聯(lián)，智能推送給用戶最關注的功能模塊及其他用戶查詢的功能和相關的統(tǒng)計信息。整個系統(tǒng)功能模塊間數(shù)據流實現(xiàn)互聯(lián)互通、相互關聯(lián)。

2.4 業(yè)務數(shù)據化

結合上海市水務公共信息平臺和電子政務系統(tǒng)等現(xiàn)有信息平臺，基于水資源三條紅線業(yè)務管理，將取用水戶和水功能區(qū)管理的業(yè)務數(shù)據化，將傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)提升為業(yè)務管理系統(tǒng)。

2.5 應用移動化

為便于用戶隨時隨地檢索水資源管理數(shù)據，建設了移動端的水資源應用，主動推送許可、監(jiān)測、水質等統(tǒng)計類的水資源管理數(shù)據。同時建立了計量設施二維碼管理，每個監(jiān)測點的計量設施都貼有二維碼，只要用手機掃一掃，就能顯示相應設施的屬性信息，這樣便于計量設施的運維管理。

2.6 設施管理化

基于上海市水務信息化規(guī)劃要求，建設了“水之云”基礎設施管理平臺，利用云計算技術架構，在資源交付上，由傳統(tǒng)模式的 2～4 周轉變?yōu)樵骗h(huán)境模式下的 2～4 h，實現(xiàn)了從管理設備到資源的轉變，具有資源可聚合、可監(jiān)控、可視化的特性。

3 結語

上海市水資源平臺主要是基于“一個平臺、一個數(shù)據庫、一張地圖”水務一體化的理念和云計算技術進行建設的，主要利用已有的網絡通信、數(shù)據及應用系統(tǒng)等資源的水務信息化建設成果，以上海市水務公共信息平臺作為應用支撐平臺，以上海市水務局電子政務作為應用龍頭，逐步實現(xiàn)防汛、水資源、水環(huán)境、海洋等各應用系統(tǒng)的有機集成。系統(tǒng)的四級功能模塊，可完成對市、區(qū)屬公共供水企業(yè)及一般工業(yè)取水單位 11 戶取水戶 23 個取水點的取水量的實時自動監(jiān)測；完善陳行、松浦和青草沙三大水源地的水質在線監(jiān)測；水資源管理信息平臺，建成覆蓋市、區(qū)（縣）二級水資源管理系統(tǒng)，達到市、區(qū)（縣）二級水資源管理業(yè)務協(xié)同聯(lián)動的目標，在系統(tǒng)應用平臺中實現(xiàn)對實時和歷史數(shù)據的統(tǒng)一匯聚調度，同時在應用過程中也會緊緊結合業(yè)務需求，不斷完善系統(tǒng)功能模塊，更加有效地指導和管理業(yè)務建設，從而達到智能化的平臺指導。

[1] 中共中央，國務院. 中共中央 國務院關于加快水利改革發(fā)展的決定[A]. 北京：中共中央，國務院，2011.

[2] 中華人民共和國水利部. 關于開展省級水資源管理系統(tǒng)建設工作的通知（水資源〔2008〕281 號）[A]. 北京：中華人民共和國水利部，2008.

[3] 中華人民共和國水利部，上海市政府. 上海市加快實施最嚴格水資源管理制度試點方案（水資源〔2012〕441 號）[A]. 上海：上海市政府，2012.

[4] 中華人民共和國水利部，上海市政府. 關于國家水資源監(jiān)控能力建設項目上海市技術方案（水資源〔2012〕411 號）[A]. 上海：上海市政府，2012.

[5] 中華人民共和國水利部，上海市政府. 關于國家水資源監(jiān)控能力建設項目上海市技術方案的審查意見通知（水資源〔2012〕542 號）[A]. 上海：上海市政府，2012.

[6] 中華人民共和國水務局，上海市政府. 關于上海市水務海洋信息化規(guī)劃（滬水務（海洋）〔2015〕78 號）[A].上海：上海市政府，2015.

Design and characteristics of national water resources platform based on three red lines

YE Xiaofeng, WANG Yuanzhu, ZHU Chenyi, ZHANG Fan
(Shanghai Flood Control Information Center, Shanghai 200050, China)

In recent years, the Ministry of Water Resources requests to improve the building of intelligent platform for water quality monitoring projects. Based on the water resources project construction, it proposes of water resource platform design based on three red line, mainly uses data cloud technology, large data platform architecture design,builds intelligent, multi-level applications, multi-module platform to provide platform service characteristics. It completes the construction of Shanghai water resources management system, realizes interoperability of water resources management process the core information between the central and the relevant river basin, provides a strong guide for other water resources platform also.

three red lines; water resources; regulatory platform; statistical report

TV213

A

1674-9405(2017)06-0069-04

10.19364/j.1674-9405.2017.06.014

2017-04-07

葉曉峰（1977-），男，江蘇蘇州人，工程師，主要從事上海市水務信息化規(guī)劃和項目管理工作。