水资源管理信息化系统设计与实践

2014-09-05张国栋

黑龙江水利科技 2014年11期

关键词：排污口水资源水质

张国栋

(齐齐哈尔市水资源管理处，黑龙江齐齐哈尔 161005)

水资源管理信息化系统设计与实践

张国栋

(齐齐哈尔市水资源管理处，黑龙江齐齐哈尔 161005)

根据水资源管理业务的特点，综合利用地理信息系统、决策支持系统、集成发布等技术，建设了既能满足水行政主管部门日常管理需求，又符合社会公众对相关信息需求的水资源管理信息化系统，实现了水资源信息发布与水资源业务处理的协同管理。系统能够使管理部门迅速、直观、有效地掌握水资源变化信息，促进水资源管理工作的信息化、规范化和集成化。

水资源管理；三条红线；信息系统；WebGIS；管理应用

面对日益严峻的水资源形势，2011年中央一号文件提出了“实行最严格的水资源管理制度”，核心是建立“三条红线”，即用水总量、用水效率和纳污总量的有效控制。文章从水资源管理业务需求出发，充分利用信息技术手段，基本建立了符合实际应用要求的水资源管理信息系统，并对该系统主要功能进行了分析。

1 系统总体设计

1.1 需求分析

从水资源业务管理需求出发，系统应该覆盖水源地管理、水功能区管理、水资源论证管理、取水许可管理、水资源费征收管理、节约用水管理、入河排污口管理和水务综合管理等方面的内容。系统应该能够面向不同层次的使用者，实现从水源、供水、取水、排水等过程中各种水资源信息的处理、共享和交换，既提高水行政主管部门的管理效率与服务水平，又满足社会公众对相关信息的需求[1]。

1.2 总体框架

根据上述业务需求实际，结合水资源专业模型技术，综合运用联机事务处理技术、地理信息系统、决策支持系统等技术，通过建立统一的水资源数据库中心和覆盖水行政主管部门监管、业务协同、信息共享和发布系统，使得不同用户能够迅速、直观、有效的掌握和处理水资源相关的信息。系统总体框架如图1所示，其中水资源基本信息服务是基于互联网建立的面向社会公众的公共信息门户，及时发布水资源相关信息，提供办事服务受理窗口，提高公众参与和监督水资源管理的渠道；水资源综合业务管理应用是建立在综合数据库的基础之上，主要服务于水行政主管部门人员的日常业务处理；水资源综合数据库包括水资源监测信息接收处理，政务信息、行业管理信息，以及元数据进行汇总整合，通过数据交换层为各级应用提供数据共享[2]。

图1 水资源管理系统总体框架

1.3 关键技术

系统设计遵循J2EE标准规范，采用B/S多层体系结构，分为用户层、WEB层、业务层和数据层。①用户层是系统程序逻辑入口点，用户在客户端启动浏览器后，从WEB服务器中下载WEB层中的静态HTML页面或由JSP或Servlet动态生成的HTML页面，用户层使用的技术主要有Javascript、HTML、XML、JavaApplet等。②WEB层即WEB服务层，在J2EE规范定义的WEB服务层由JSP、Servlets等构成，这些基本元素在组装过程中通过打包来创建WEB组件，WEB组件运行在WEB容器中，来响应用户层的请求，完成请求调度控制等工作。系统中将使用Spring的MVC作为WEB层框架。③业务层主要起到对各类原始数据进行业务处理，是系统中业务逻辑的核心所在。通过业务规则层对系统中各类数据运算、逻辑运算进行封装，使得系统的偶合度降低，进而提高系统在不同环境中的复用程度。业务逻辑是否合理，数据计算是否准确，与此部分密切相关。④数据层细分为数据访问层和数据存储层。数据访问层主要用来为业务层提供其运算所必须的各类业务数据。数据存储层是整个系统的基础，该层中的表格或视图往往对应于数据库中的各类数据表或具体业务中所的各类对象。数据层的作用主要是为业务规则层提供各类数据的实体，以方便业务层进行各类业务数据的计算。

2 系统主要功能与应用实践

2.1 水资源基本信息服务

水资源基本信息服务模块主要通过 WebGIS 的方式展示数据库中的实时监测数据，动态显示遥测站降水量、主要江河湖库监测点的水位等水资源量信息，重要饮用水源地与水功能区水质水量监测信息，不同类型取水户的取水量监测信息，重要入河排污口的主要污染物浓度与排放量监测信息等，并实现自动更新功能。例如：①将遥测站的位置与雨量值显示在地图上，可以选择生成指定时段内的雨量等值线，直观显示雨量的空间分布状况；②将饮用水源地的地理位置与实时水质监测数据在电子地图上显示，以不同颜色代表不同的水质类别，并可以选择显示某一水源在不同时间段的水质变化趋势等，直观的显示纳入本系统实时监测的水源地水质状况；③对取水户的取水量实时监测，显示不同类型取水户的取水水量值，选择显示特定时间段内某一取水户的取水总量，直观了解取水户的取水状况。

2.2 水资源业务管理应用

业务管理模块主要服务于水资源管理的各项日常工作，包括取水许可管理、建设项目水资源论证管理、水资源费征收管理、水源地管理、水功能区管理、节水管理、入河排污口管理等。例如：①取水许可管理包括取水许可网上办事、许可证查询、许可证维护等3个功能，主要实现取水户的取水申请、延续或变更申请的材料上报、受理、审批功能，并将审批结果提交到信息平台，供用户查询和维护；②水资源费征收管理包括查询取水户每月的实时数据和历史数据，根据水量对应系数的测算水资源费，实现应缴水资源费统计、应缴水资源费结算、拖欠公示和费用催缴等功能；③水功能区管理主要包括水功能区实时监测管理和水质自动评价两个功能，可以实现水功能区内水量、水位、水质监测数据查询，实现水功能区水质自动评价，并用表格、曲线图的方式进行描述分析；④入河排污口管理主要包括排污口设置审批与排污口基本资料录入、查询、维护功能，具体包括排污口设置单位审批材料上报、受理、审批功能，以及已有排污口基本情况地图显示功能。

2.3 预警与应急信息服务

预警与应急信息服务模块包括预警、应急预案管理和应急信息服务3部分。

其中，预警服务是对水资源管理信息进行查询，并对各种数据进行分析计算，根据业务规则，对超过正常范围的信息，发出预警消息。

应急预案管理是管理已制订的应急预案，实现预案的查询、修改、打印输出等功能，包括事故类型、预案等级、抢险物资仓库、抢险队伍、联系方式等。

应急信息服务是当发生重大水污染、地震等突发性事件时，为水资源应急管理提供信息查询、地图展示、数据统计、分析等信息服务，为水资源应急管理提供辅助决策支持。