北京市水资源监控系统分析与设计

赵 柘

（北京市水务信息管理中心，100038，北京）

一、北京市水资源监控管理现状

为提高水资源管理现代信息化水平和综合能力，实现水资源管理向动态化、精细化、定量化和科学化转变，北京市水务局水资源处早在2008年就组织开展了水资源管理系统实施方案的编制工作，2013年又编制了《国家水资源监控能力建设项目省（自治区、直辖市）技术方案（2012—2014年）》。通过多年建设，北京市已具备较为完善的水资源信息采集、骨干网络、信息应用平台和业务应用系统，在水资源管理方面发挥了很大作用，但也存在一些问题和不足。

1.水资源信息采集管理分散

自2004年北京市水务局成立以来，涉水事务归口统一管理，但相关水信息采集、处理和管理并未纳入统一管理范围，如城区供水归属自来水集团、污水处理厂归属排水集团管理等。近年北京市相继开展了信息自动化采集和一些信息化管理系统建设工作，但仍然存在信息采集方式不一致、上报不及时、上报手段多样、统计口径不统一，以及专业管理有交叉、相同信息重复上报不同部门等问题。

2.信息系统建设有待整合和完善

北京市水务局及下属单位、各区县水务局已建立不少与水资源管理业务相关的系统，如北京市防汛抗旱及水资源指挥调度中心决策支持系统、北京市水务统计管理系统、水资源基础信息管理系统、北京市节水信息管理系统等，由于各系统是在不同时期、由不同单位分别开发建设的，客观存在以下问题。

①建设标准不一，系统整合困难。由于建设时间、服务对象、建设标准等不同，各业务系统相对独立，水平也参差不齐，如进行系统整合非常困难。

②缺乏统一的水资源管理平台。已建应用系统往往业务条块分割，信息内容不全，信息统计口径不一致，信息系统重复建设，检索方式单一，统计分析方法简单。没有统一的水资源管理平台，就无法为日常的水资源管理提供有效的信息化支撑。

③信息资源不能有效共享。信息资源过于分散导致其利用率不高，虽然通过建设水务共享交换平台，实现了成果性水资源数据的汇聚，但难以支撑并实现水资源业务精细化管理。

④决策支持水平有待提高。已建应用系统缺少成熟的数学模型来对水资源信息进行综合性分析、评价和预测，难以为水资源规划、配置、调度和应急管理提供科学依据。

⑤未实现对“三条红线”管理的信息化支撑。2011年中央一号文件明确提出实行最严格的水资源管理制度，确立水资源开发利用控制、用水效率控制、水功能区限制纳污“三条红线”。而已建水资源管理方面的应用系统并未实现对“三条红线”管理的信息化支撑。

⑥区县信息化系统建设不完善。各区县国家水资源监控能力建设推进程度不一，管理水平差别较大，当前信息化水平不能满足水资源业务管理的需要，区县级水资源监控能力建设急需加强和完善，信息自动监测、采集、上报和共享等功能普遍需要加强。

二、水资源监控系统需求分析

1.系统用户角色分析

北京市水资源监控系统涉及全市水务管理部门，按照工作岗位划分为不同的角色，角色登录仅需在系统业务管理相关的功能部分，其他数据展示部分无需登录。角色可分为局领导、相关处室领导、相关处室人员、系统管理员四类，详细介绍如下：

①局领导：全部水资源相关功能的查看与管理功能。

②相关处室领导：负责水资源数据的审核及上报。

③相关处室人员：负责水资源相关数据的填报及维护。

④系统管理员：主要负责权限管理、机构管理、用户管理、角色管理、日志管理、数据库维护和故障维护等操作。系统管理员具有最高权限，可以对其他用户进行权限授予和撤销等。

2.应用门户展示需求分析

北京市水资源监控系统需要有统一的门户首页，以实现综合数据展示、用户登录、各系统之间的跳转等。应用门户应展现的内容包括系统导航、水资源总量监测信息、降水量监测信息、供水监测信息、用水监测信息、污水处理监测信息、水环境保护监测信息、地下水保护监测信息、“三条红线”信息、考核评分信息、区县考核结果等。

3.信息服务需求分析

（1）监测信息服务

监测信息服务主要是针对具体监测对象，从微观监测层面对各对象采集的信息提供运行情况监视和监测信息查询服务，同时提供各对象的基础信息查询和展示功能。本模块开发内容主要包括地表水水源地、地下水水源地、应急水源地、地下水超采区、自来水厂、用水大户、水功能区、污水处理厂、水生态等九个部分的综合展现与分析；集成内容主要包括出入境水情、河湖水情、京密引水渠三个部分的水情综合展现与分析。

（2）综合信息服务

综合信息服务主要通过应用集成方式对水资源配置管理系统一期、二期工程建设中的水资源量“日清月结”和水资源关键指标分析这两部分内容进行集成，并根据业务需求对水资源关键指标分析模块进行完善，从而实现各类水资源信息的汇总统计、综合展示、对比分析等功能。

水资源量“日清月结”模块通过来水、供水、用水、排水、再生水回用等各阶段的水量信息 “日清月结”功能，从宏观到微观、由浅入深地展示北京市水资源配置现状。“水资源关键指标分析”模块利用详实的宏观统计数据，通过展现指标体系的各项指标值并分析其变化趋势，反映出全市水资源状态、供需压力、用水水平以及水资源开发利用与社会经济的关系，为全市水资源宏观分析提供帮助。

（3）“三条红线”监督与预警服务

“三条红线”监督与预警服务主要是围绕水资源配置、节约和保护，确立水资源管理“三条红线”，同时搭建最严格水资源管理制度 “三条红线”考核技术支撑框架体系，建立水资源管理责任制和考核制度，确保水资源管理目标的实现。本模块开发内容主要包括用水总量控制管理、用水效率控制管理、水功能区限制纳污管理和“三条红线”管理考核四个部分。

4.业务管理需求分析

业务管理子系统将整合和集成原有系统，形成统一的业务管理界面。业务管理系统首页主要包括待办事项、控制指标、文件信息、常用模块、主要业务统计信息。界面设计要简洁直观、布局合理，应根据水资源管理的特点，合理安排界面结构，并要保持界面风格与已有系统的一致性。展示方式应采用列表、图形等多种形式。首页展示涵盖公共首页、水资源处首页、节水办公室首页、供水处首页、排水处首页、建管处首页等，以满足各业务系统的个性需求。

水影响评价业务为北京市与全国其他地区不同的业务需求。水影响评价管理设计主要针对行政许可批复后的水影响评价审批情况管理模块及监督管理模块。审批情况管理主要是对水行政主管部门及其授权机构负责对建设项目行政许可批复后的管理，以及对已批复项目进行台账管理和相关统计分析。监督管理主要是对行政许可审批通过的项目进行项目后期的建设监督管理，包括建设期监管管理、项目验收管理、项目后评估管理三个部分。

5.调配决策支持需求分析

调配决策支持系统属于原有系统，要建设统一的水资源监控体系，就需要集成原有的水资源综合调配决策支持系统，其功能包括北京市水资源评价、水资源开发利用、水源地纳污能力分析、应急水源地供水能力分析等。

6.应急管理需求分析

应急管理子系统与决策支持子系统相同，以集成原有系统的方式完成。系统功能包括应急事件处理、应急预案综合发布和修订、涉水事件应急指挥调度、应急视频会商等。

三、水资源监控系统设计

为提高北京市水资源管理能力与水平，实现水资源管理全流程在线管理，进一步加强水资源公众信息服务，在整合现有水资源管理系统的基础上，进行北京市水资源监控系统的设计完善。

1.体系建设总体框架

北京市水资源监控管理体系由北京市水资源监控中心（北京市水务局水资源管理处室）、水管单位及区县水资源管理部门 （包括自来水集团和排水集团）和乡镇水管部门或水管站、监测站点等构成，自上而下形成三级层次。其中，下面两个层次为数据采集和报送主体，北京市水务局水资源监控中心 （北京市水务局水资源管理处室）和区县水务局为业务应用主体；各水管单位、区县水务局和两大集团为信息收集、汇总和审核主体，同时承担向上一级报送的任务；其下属站所为信息采集、传输和报送主体。

因此，系统的信息采集和传输主要部署在站、所层，业务应用主要部署在水资源管理处室和区县管理部门，而信息汇总、审核则主要部署在水管单位、两大集团和区县水务局。

2.平台总体架构

北京市水资源监控管理系统要实时掌握规模以上取用水户、水功能区及城市饮用水水源地、对水功能区有较大影响的入河排污口等的水量水质信息，动态掌握全市水资源及其开发利用基本信息，监督全市取水许可、水资源论证、计划用水、节约用水、入河排污等水资源管理制度的执行，动态掌握各区县“三条红线”考核指标完成情况，实现取水许可、水资源论证、计划用水、节约用水、入河排污口设置等业务的在线处理，开展全市水资源调配业务处理，对水资源应急事件作出应急反应和决策支持，实现与其他业务系统的数据交换，成为全市水资源信息发布平台，具有水资源信息快速汇总、准确统计、上下互通、科学分析、便捷查询、及时上报、报表打印等功能，实现动态管理和规范管理，提升水务人员工作效率，建设和谐协同的工作环境，逐步实现水资源精细化、一体化管理。水资源监控管理系统包括硬件设施、支撑软件和应用系统三部分，平台总体架构如图1所示。理监督考核和支撑保障管理等五大类功能模块。第三包“业务管理系统”主要通过水利部统一的三级通软44个模块实现，同时可根据北京市的具体业务需求进行定制和二次开发。

图1 北京市水资源监控管理系统平台总体架构

3.各子系统设计

（1）应用门户子系统

应用门户子系统主要包括“水资源概况”和“考核”两大模块，水资源概况主要展现水资源总量、降水量、供水量、用水量、污水处理、水资源保护和地下水保护等信息；考核主要展现“三条红线”、考核评分和区县评分结果等信息。系统对具体监测对象的监测信息进行综合展现，对“三条红线”的执行情况和考核评分结果进行综合展现。

（2）信息服务子系统

信息服务子系统包括监测信息服务、综合信息服务、“三条红线”监督与预警服务三个模块。

（3）业务管理子系统

北京市水资源监控系统涵盖用水总量控制管理、用水效率控制管理、水功能区限制纳污控制管理、水资源管

四、结 语

北京市水资源监控系统建设完成后，可以为全市水行政主管部门、取用水户、社会公众、科研及规划设计部门和政府相关职能部门提供一个有效的技术平台，实现水资源各业务流程的全过程管理，提高水资源管理水平，为实现信息化、定量化、科学化的水资源管理提供手段和技术支撑。

[1]刘涛.水务综合信息管理系统的设计与实现[D].长春：吉林大学，2015.

[2]洪敏慎.水务专业网格化管理系统方案研究与实施[D].上海：上海交通大学，2015.

[3]陈刚.基于SSH的J2EE开发平台研究与应用[D].成都：四川师范大学，2007.