水资源保护信息化建设研究

刘晓艳

（中国水利水电科学研究院,北京 100044）

1 水资源保护信息化现状

从我国水利信息化的总体水平来看，经过多年的不懈努力，目前已基本建成覆盖全国水利系统的水利信息网络，重点建设了防汛指挥系统、水利政务信息系统、水资源管理决策支持系统等应用系统，初步形成了信息化领域较为完善的政策法规、标准规范和体制机制框架，具有一定的向全社会提供准确、及时、有效水利基础信息服务的能力。具体到水资源保护相关工作领域，近年来全国范围内开展了流域与区域以及城市水资源管理系统建设，在黄河水量统一调度、塔里木河生态调水、应对太湖蓝藻爆发等重大水资源保护与管理活动中发挥了重要作用。各流域机构也普遍建立了流域水资源保护管理系统。如长江流域内19个省(自治区、直辖市)的水环境监测中心开展了长期的水质监测工作。目前已有520多个主要监测站,近700个监测断面,基本覆盖了流域地表水体。长江流域水资源保护局在此基础上建立了流域水质数据库,多年来获取了大量上述监测数据和信息,累计入库数据1 500多万个。

2 信息化建设存在的问题及目标任务

当前，水资源保护信息化建设既面临难得机遇，也面对严峻挑战，还存在一些突出问题和薄弱环节，主要体现在：

一是总体上缺乏统一的规划和明确的发展目标。主管部门对信息化建设的重视程度和推进力度有待提高，信息化建设定位不清、目标不明，水资源保护规划和水利信息化规划中也都缺乏水资源保护信息化的专项内容。传统的水资源保护信息化工作，大多以水质监测与评价信息系统为主，而水功能区管理、入河排污口管理等管理层面的信息化建设明显滞后，不能满足快速发展的水资源保护工作的需要。

二是信息化基础设施仍很薄弱。在信息采集方面,采集手段落后,自动监测、移动监测以及遥感监测力量不足，难以获取实时管理信息。采集标准多为水文方面的监测规范，水环境监测指标体系不完善。在信息传输方面，缺乏畅通的传输渠道。在应用系统建设方面，虽然数据库系统虽然已经起步，但与其它信息系统和数据库之间相互访问难以实现，没有形成全国范围的应用系统，决策支持体系也尚未建立,管理信息资源共享性不足,处理突发性水污染事故机动能力和应急能力差。

三是水资源保护信息化水平总体较低。信息技术在水资源保护中的整体应用水平不高，信息化对水资源保护工作的支撑和带动作用不够明显。水资源保护数据资源的数字化程度普遍较低，且保存较为分散，数据的利用率及共享力较低。水资源保护信息资源和地理空间信息资源缺乏整合。信息化建设过程中还存在不少弊端，如建设水平低、重复建设情况严重、技术开发及应用水平低、已建成系统的兼容性较差等等。

从实践工作需要来看，新时期水资源保护信息化建设的目标任务，简要概括起来就是要采取现代化科技手段，广泛应用数据库、网络等计算机技术，实现水质信息采集、传输与快速处理的现代化和自动化，对信息资源进行收集、整理并实现互连互通、资源共享，加强对重点区域和重点对象以及突发性水污染事故的监控等。通过上述信息化建设，加强各级水行政主管部门和流域管理机构之间的相互联系,全面提升水资源保护行政管理的水平，增强决策的科学性和准确性,提高快速反应能力。

3 水资源保护信息化体系的完善

为实现水资源保护信息化建设的规范化、体系化和科学化，结合近年来的实践经验，对完善水资源保护信息化体系提出如下建议：

一是要从强化组织领导，加大资金投入，抓好队伍建设等方面，加快促进水资源保护与信息化工作的深度融合。要重视加强水资源保护信息的规范化及其标准化建设，尽快制定满足全国水质监测和评价需要的水质信息采集、传输和管理的标准,建立完善全国水质监测和评价信息系统。

二是进一步加快信息化基础设施的建设。水资源保护信息化体系主要包括信息采集、数据传输、数据库、应用系统和信息服务系统等部分。在信息采集方面，要多管齐下，通过常规监测、省界监测、水量调度监测、实时监测（包含自动监测站网和移动实验室）、入河排污口监测、供水水源地水质监测以及遥感监测等监测站点完成。数据传输主要依托计算机网和公共信息网，实现各级水行政主管部门和流域机构之间的连接，要进一步拓展网络的覆盖范围，扩展网络的互联带宽，满足数据交换、视频信息传输和语音通信等要求,不断完善水资源保护信息网络。在数据库建设方面，结合中央、流域、省各级水利数据中心建设，构建水资源保护数据统一的存储与管理平台和标准化、规范化的数据库体系,主要包括水质监测数据库、文件资料数据库、图形信息数据库等，其中水质监测数据是整个数据库的核心组成部分。应用系统主要包括监测管理系统和监督管理系统两部分，前者主要完成来自实验室、自动监测站、移动实验室等的数据处理，在综合数据库的支持下,进行监测站资料的统计、整编、分析和水环境状况评价等，可分别对常规监测、省界监测、水量调度监测等不同业务,不同服务对象、不同技术要求,进行不同的数据处理分析；后者由总量控制监督管理、水功能区管理、排污口管理、水污染预警预测等子系统组成。信息服务系统一般由信息检索查询、图表生成、多媒体显示和信息发布等组成。通过以上环节的建设,实现各业务应用系统与决策支持的无缝连接，从而整体提高水资源保护的工作效率。

三是推动实施国家水资源监控能力建设项目。根据水资源管理“三条红线”目标制定和实施的实践需求，需要建立与之相适应的水资源监控能力体系。

四是加强科技创新，加快新技术应用。加大信息化开发力度，结合高端科学技术，加快水资源保护信息化的进程。开展遥感技术和低空遥感技术在水资源保护中的应用研究,尤其是遥感技术在水资源监测和水资源生态、环境调查中的分析评价中的应用研究；在重要江河流域规划建立水质遥感监测区，利用遥感技术，定性探测污染排放源，结合地面观测分析查明污染状况,并对污染情况的发展趋势进行预测，为水污染治理提供科学的技术支持。加强移动实验室卫星定位系统建设，针对污染事故调查和入河排污口巡测，通过移动实验室进行实时水质数据采集,配合数字地图，利用卫星地面定位，将监测数据和水污染事故发生地的经纬度坐标数据等传送到处理中心，并在综合数据库的支持下,对污染事故发生、发展的过程以及影响范围作出科学评价,使管理部门能够随时掌握事故发展动态，为调查和处理污染事故提供决策依据。开展水质模型与GIS的集成研究，综合分析采集到的地理信息、数据信息、图像和视频等信息,通过应用软件构建虚拟工作环境,模拟水污染的变化趋势。积极探索物联网在水资源保护业务中应用，实时感知“水多”、“水少”、“水脏”，采用云计算等新技术，开展水资源保护信息化资源的整合，将更多的计算、服务和应用作为一种公共设施提供共享。

［1］周绍江，苏海.长江流域水资源保护信息化建设与发展［J］.人民长江，2009（4）.

［2］李东亚等.黄河水资源保护信息化建设［J］.人民黄河，2002（5）.

［3］程晓冰，石玉波.推进水资源信息化建设，提升水资源管理水平［J］.中国水利 2007（1）.