浅析界首市水资源管理系统

刘东升

浅析界首市水资源管理系统

刘东升

GIS（Geographic Information System，地理信息系统）具有高效的空间数据管理和灵活的空间数据综合分析能力，在众多研究领域得到了广泛应用，对县级水资源管理系统的建立也起着重要支持作用。本文根据《界首市2010-2020水资源规划》成果，提出基于GIS的界首市水资源管理系统解决方案，实现对界首市水资源的综合管理。

一、问题的提出

水资源作为人类社会生存和发展的基本条件，其综合开发利用越来越受到重视。根据《界首市2010-2020水资源规划》成果，安徽省界首市人均水资源量仅为302m3，属严重缺水地区，界首市兼有资源性缺水和水质性缺水。界首市地表水污染严重，境内的主要河流颍河和泉河水质多为Ⅳ类以上，Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的时段约占全年50%左右。界首市中深层地下水长期超采，2009年底中心城区中深层地下水静水位埋深达41.0m。在界首市水资源开发利用过程中存在地表水资源可利用量不足、水资源的有效利用率低、水环境生态形势严峻、水资源配置不尽合理等问题，如何完善目前界首市水资源管理体制，解决水资源开发利用过程中存在的上述问题，成为当前界首市水行政管理部门的当务之急。

二、界首市水资源管理信息系统的设计目标

构建界首市水资源（地下水、地表水、地热水）统一管理的地理信息平台，建立完善的数据查询及管理体系。应用GIS强大的空间数据组织及管理功能，实现对界首市水资源空间分布、河流、塘坝、水文站、雨量站等的空间数据与属性数据的交互查询；实现对水资源历史数据及实时监测数据的查询及管理；建立较为完善的水资源业务处理模式，如建立取水许可审批流程、排污口设置审批流程及水资源费征收台账，实现水资源管理部门的无纸化办公。实现半自动化的水资源公报及水资源年报生成功能，实现水资源业务报表生成及打印输出等功能。建立对中心城区地下水漏斗区和地热水的独立管理模块。

三、系统平台

界首市水资源管理GIS系统的支撑平台包括硬件平台和软件平台。硬件平台主要是常规微机系统及一些外部数字化设备；软件平台是指一些通用的GIS软件产品。该系统采用桌面地理信息系统MAPINFO，它是由美国MAPINFO公司推出的GIS软件。作为一类特殊的GIS平台软件，MAPINFO软件有着自己的特色：内置关系型数据库，实现了电子地图与数据库的自动连接和双向查询；MAPINFO的电子地图中，没有拓扑关系的定义，而是通过提供新的地理运行符和面向对象的图形结构，使传统GIS中的地图分析和图形处理功能得以实现。MAPINFO提供了能让用户开发和使MAPINFO自动化的MAPBASIC语言，可使用户进一步方便地开发专门的MAPINFO界面，并且具有强大的数据库访问工具和良好的兼容性，可方便地实现MAPINFO与其他应用程序的连接。

四、系统功能设计

界首市水资源管理GIS系统主要具备两方面的功能，即地理信息基础平台和业务管理功能。

1.地理信息基础平台

系统能够完成水资源空间数据与属性数据的处理及查询，对水资源数据进行统计及分析，如绘制饼状图、柱状图及折线图等；各种地图及水资源图件的绘制及生成工作。地理信息基础平台是界首市水资源管理系统的工作基础，平台包括以下子系统：

（1）降水分析子系统。根据界首市界首站、胡集站、光武站及周边的临泉站和太和站过去50多年的降水观测站资料，建立了降水量空间数据库，采用时间序列变点分析法，建立的数学模型对未来降水及旱涝灾害情况进行了预报。

（2）地表水子系统。地表水数据库包括水系的分布、塘坝面积及库容、河流长度、主要观测站点水位及径流量、地表水供水工程的供水能力、供水量，地表水水质监测数据、地表水污染源的实时监测资料等。建立界首市地表水数据库，构建界首市地表水质污染扩散数学模型，实时评价地表水资源开发利用情况，系统分析地表水资源的开发潜力，准确预测地表水水质污染事件的扩散规律和影响范围，为合理开发和有效保护水资源提供决策依据。

（3）地下水子系统。地下水数据库包括长观井基本情况、长观井变动情况、长观井类型、长观井观测类、长观井地下水类型、长观井历史监测资料和实测资料、水井分布专题图、主要地下水用水户的开采量和用水量、自来水公司及农饮井水质监测历史和实时监测数据等。在充分了解界首市区域地质、水文地质条件的条件下，建立区域剖分节点和边界节点数据库，并在长期观测井中选取了36个建立空间数据库，井位分布在剖分节点上。地下水流为非均质各向异性介质中的准三维达西流，采用有限元方法对地下水资源进行数值模拟和评价，实现了数学模型与数据库的自动对接、参数自动拟合。通过数值模拟，将全市分为如干个亚区，并给出各分区的水文地质参数。通过降水量、地下水位、开采量数据库的及时更新，GWS系统可以自动分析和判断，随时查询、预报地下水位，提供与水资源相关的各种信息，并有水位预警设置。持续跟踪监测地下水位持续下降、降落漏斗不断扩大、地面塌陷、地面沉降及水环境问题等，根据地质灾害调查的结果，建立地质灾害数据库及相应的灾害分布图，并与地下水开采水位分布图进行叠加，圈定地质灾害可能发生的地点及危害程度，在此基础上提出了地质灾害防治的具体措施。随着地热水资源开发利用的加速发展，系统将预留地热水独立管理模块。

2.业务管理功能

针对水资源管理部门日常所接触的行政审批业务建立了取水许可管理子系统、水费管理子系统及取水计量管理子系统。

（1）取水许可管理子系统。用于管理取水许可论证资质单位及取水许可证等资料的管理，实现对其资料的查询、更新及维护等功能；另外，针对界首市水资源管理部门的取水许可审批流程，建立了从申请、受理、审查、决定到告知的一站式服务。

（2）水费管理子系统。在水资源费用征收管理中，系统自动将取水许可证登记表中的基本用户信息转入到水资源费用管理的台账中，同时提取取水用户对应的取水计量数据，借助于取水用户信息中的用途获取水费交纳标准中的水价定额，最终获取不同取水用户的缴费数额，系统将按预定的缴费通知单的格式，自动将制定用户的缴费通知单打印出来。经水费征收人员进行通知，系统将取水用户的缴费流程逐一登记，对于收到缴费通知单无回应、申请缓缴未批准或申请缓缴批准后，预期内仍未缴的用户，系统可以绘制水资源费催缴通知单，对于收到催缴通知单后仍未在规定时间内缴纳水费者，系统将该类用户汇总，可打印用户名单移交其他机关。

（3）取水计量管理子系统。系统在充分考虑了对原有计量管理系统的兼容，通过开发数据接口，将原有的取水计量系统的实时数据直接读取到新的系统中来，对取水用户信息进行管理。

五、结语

随着界首市水资源短缺危机的日益凸现，开发基于GIS界首市水资源管理信息系统的需求越来越迫切。该系统的建成能有效地整合界首市水资源资料，减少在收集、整理、查找过程中由于人为因素对资料造成的损坏，极大提高管理者的工作效率，提高了查询的精度，提高了分析、决策等工作的技术水平，使得管理更加科学化、规范化和系统化

安徽省界首市水务局水资源管理办公室 233000）