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1、1 数据资源管理平台设计数据资源管理平台设计1.1 需求分析需求分析1.1.1 数据需求数据需求1.1.1.1 数据分析数据分析XX 省水资源管理系统业务涉及的信息资源包括信息采集和信息共享。信息采集按获取方式应分为仪器自动在线监测和非在线监测两种采集范畴。以共享方式获取的其他信息获取(包括水文、水资源保护部门负责采集的实时水雨情、水质监测数据)，属于信息共享范畴。信息采集传输应充分利用现代化科技成果，通过对信息采集和传输基础设施设备的改造和建设，配置适合当地水资源特性的仪器设备。 信息采集传输的设备选型与配置应充分考虑当地的水文、气候特征、供电条件和环境安全等因素。（1）在线监测信息对象在线
2、监测信息对象包括：水源地、取用水、行政边界河流控制断面、地下水超采区以及水功能区水量水质信息。监测规模、监测手段和监测代价的衡量要应充分考虑当地的经济发展水平、经济承受能力、设站技术可行性和运行维护便捷性。水源地监测：包括地表水水源地(水库、江河、湖泊等水体)和地下水水源地。应按照先列入水利部公布的全国重要饮用水水源地名录的水源地、大中型水库水源地，后其它饮用水水源地的顺序安排布设。取用水监测：包括重点取水口水量水质监测。按照先取水环节后排水环节、先集中用水户后分散用水户顺序安排；取水量级考虑先重点用水户后一般用水户、同等取水量级先第二、三产业用水户后第一产业用水户顺序安排；同时兼顾设站条件通
3、盘考虑。水资源管理单元出入断面监测：包括省际、地市际以及县际边界河流控制断面。按照先地市际边界河流控制断面监测后县际边界河流控制断面的监测，水资源管理单元逐级细化、控制能力逐步加强的思路顺序建设。水功能区监测：按照XX 省水功能区规划的部署，按照先保护、保留、缓冲、饮用水源等重要水功能区水质监测、后其余水功能区水质监测、入河排污口监测的原则布设。地下水超采区监测：包括地下水水位、水质监测。按照先禁采区限采区、后地下水集中开采区、先平原区后山丘区的顺序安排布设。水生态监测：重点区域和水域水生态监测。按照先水利部水生态系统保护与修复试点后其它区域的顺序安排布设。社会用水户、水源地、水资源管理单元出
4、入断面、水功能区、地下水水量水质监测点的布设应在充分利用既有水文观测站网络的基础上统筹规划，有些观测面监测可通过上下游监测点观测数据内插方式满足，有些可通过既有测站增加观测项的方式满足。（2）新设监测点的工作方式新设水量监测点选用应答自报兼容的工作方式。按照“无人值守、有人看守、定期巡检”的运行维护机制实施信息采集作业。对不适宜设置全自动监测点的地方，亦可按有人值守模式配置设备、设点观测。1）流量监测对采用直接流量监测方式的信息采集点，由采集端设备直接采集流量瞬时值，并存储在本地记录单元；对采取水位监测方式的采集点，采集、记录、传输的均是水位信息，并参照水文测验规范定期对采集端实施水位流量关系
5、率定，尤其是平、枯水位流量关系的率定，在信息接收端利用水位流量关系将采集的水位信息转换成时段采集量或过流量信息。采集端设备按照 15 分钟采集一次瞬时值。2）水质监测对新设水质监测点采用定期巡测、人工取用、室内分析化验方式开展监测工作；对已建立水质自动监测设施的监测点，采用增加其报信设施的方式进行汇接和功能升级。对确需要设置自动水质监测点的地方应审慎选择建设自动水质建设设施。水质监测不同采集方式分别规定的监测间隔和记录周期不同。（3）监测点的采集频次在正常工作状态下的采集频次按照：单纯以水资源管理应用需求布设的各类水量信息采集自动站点，支持旬周期用水调度业务按 6 小时间隔报信；支持月周期用水
6、调度业务按 12 小时间隔报信；支持季度周期用水调度业务按 24小时间隔报信，人工监测点均按 24 小时间隔报信。多用途信息采集站点报信间隔超过水资源管理需要的，应比照同站点完成水量信息描述时段的归一化。报信间隔不能满足水资源管理需要的应比照专用站点调整信息报送间隔。社会用水户取水口、水源地、入河排污口、行政边界河流控制断面、水功能区的水质监测，根据工作规范和实际要求实施采集频次。突发应急状态下的采集频次按照：固定站的水量、水质监测报信工作机制均可临时调整为 1 小时间隔。在固定观测不能满足要求时，可动态设立移动监测点，对水量、水质进行跟踪监测。（4）时空基准系统工作统一采用北京时间作为标准计
7、时基准，日界统一为北京时间 8 时，水资源信息采集站点每日首次报信时间遵从水文或防汛部门规定的每日首次报信时间即 8 时为准。位置描述使用全球定位系统 GPS 和具有我国自主知识产权的北斗导航定位系统对水资源信息采集站点的坐标定位，统一采用2000 地心坐标系统纬度坐标进行位置描述。已有数据应逐步过渡到 2000 地心坐标系。绝对高程基准采用 1985 黄海高程基准，对确需采用地方基准或相对基准进行水位观测的测站，进行地表水水体水位流量关系转换时，应在其预处理环节先行滤除因高程基准不统一导致的测验误差。（5）在线监测信息传输方式在线监测信息传输指将采集站获得的水资源信息通过有线或无线信道送至系
8、统接收端的传输过程。对于水资源信息采集共用部门采集设施和传输通道的，应遵从既有传输方式和传输路径。在国家防汛抗旱指挥系统工程已覆盖的信息采集区域的新设站，应加入该系统。对于其覆盖不到的区域确需新建传输通道的，各省可根据当地公网实际状况和采集传输系统建设、运行维护的经济性要求综合权衡，在保障信息传输适度安全的前提下，选择适宜的公共通信信道进行信息传输组网。目前可供选择的采集通信资源主要有：中国移动通用无线分组业务(GSMGPRS)； 中国联通无线扩频通信技术(CDMA)；中国移动短消息业务(GSMSMS)；公共电话网(PSTN)；北斗通信卫星短消息；同步通信卫星；海事通信卫星短消息；超短波技术：
9、微波技术等。在选择通信方式时，在同一个系统中不宜使用多种通信方式，仅在某些信息采集点首选通信方式不能覆盖时可另选通信方式。部分重要站点可设计备用传输通道，并考虑突发事件发生时的应急信息传输，满足应急监测的需求。1.1.1.2 数据分类分析数据分类分析水资源管理系统涉及数据主要包括以下几种：（1）在线监测数据）在线监测数据图表 1.4-1 在线监测数据来源需建数据库名称数据来源说明城市饮用水水源工程监测数据库地表水水源地水量来源于实时水雨情库；地下水水源地水量来源于地下水数据库取用水监测数据库地表水取水口水量，来源于取水口水量在线监测系统；地表水取水口水质即地表水水源地水质。地下水取水口水量、水
10、质均来源于生产性地下水井在线采集系统本系统新建数据库水功能区监测数据库入河排污口监测水量，水功能区监测均来源于入河排污口和水功能区在线监测系统行政边界河流监测数据库水量来源于实时水雨情数据库地下水超采区监测数据库来源于地下水超采区在线监测系统旱情监测数据库来源于水文部门实时水雨情数据库即现有实时水雨情数据库水质数据库来源于水文部门这些数据均由XX 省水文局管理，直接使用，没有数据库建设任务。（2）业务管理数据）业务管理数据对于业务管理和决策分析支持，同一业务管理数据库应存储省、地市、县三级水资源管理部门产生的业务信息，根据不同的管理层级，业务管理信息不尽相同，同时省、地市、县级信息之间有一定的
11、关系。根据需求，对水源地数据库相关数据中的城镇地下水水源地进行调查测量，并对城镇地下水水源地开发利用状况进行评价，并录入相应数据库中。具体数据内容为：1）地形测量）地形测量利用已调查的城镇地下水源地资料，确定工作区范围。通过对地下水源地地形的测量，实现以下两个目的：测量比例尺确定为 1:10000，测量面积为大型水源地 30km2,中型水源地为 15km2，小型水源地为 5km2。测量内容包括区域地形、生产井、监测孔高程、坐标测量等。2）地下水源地开发利用状况评价）地下水源地开发利用状况评价地下水源地开发利用状况评价包括水量、水质现状评价和供水可持续性评价等三个方面。水量评价根据地下水源地开采
12、量的大小、水文地质资料完整程度和水文地质条件的复杂程度，采用解析法或数值法对地下水源区的补排量进行计算。进行地下水源区的开发利用程度和供水水量的安全性等方面综合评价。对于大型的地下水源地，采用数值法进行补排量的平衡计算，并对该水源区进行不同开采量进行模拟预测，对该水源的开发潜力及可能出现的问题进行评价。建立地下水资源管理与规划模型。对于中、小型地下水源地，采用解析法进行补给量的计算，并根据地下水动态监测资料，对该水源的水量合理性进行评价。水质评价利用已有调查资料，进行水源地水质状况评价。地下水水质评价标准采用国家标准地下水质量标准（GB/T 1484893） 。采用单项组分评价和综合评价相结合
13、的评价方法。将地下水水源地水质指标分为一般化学指标或细菌学指标、毒理学、放射性指标和地方特定项目 4 大类。一般理化指标或细菌学指标，对人体健康影响较小或可通过净水厂传统处理方法去除，这一类指标按地下水水质标准的 5 类进行评价，并将其类水标准值的上限值确定为地下水水质控制标准。毒理学和放射性指标作为一类，按生活饮用水卫生标准进行达标评价。根据现状水质和对地下水源区及其周边环境的调查结果，对地下水源地现状水质安全性进行评价，对地下水源地水质安全趋势进行预测。供水可持续性评价在地下水源地用现状评价的基础上，根据区域的水文地质条件及水源地周边地下水开发利用现状，对现状城镇地下水源的可开采量进行分析
14、计算，对地下水源供水可持续性进行研究。（3）基础数据）基础数据基础数据来源如下表所示。图表 1.4-1 基础信息数据来源需建数据库数据来源水利工程数据库防汛抗旱指挥调度系统，直接使用，没有建设任务水资源评价数据库将现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入给排水数据库将现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入水环境数据库将现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入水文数据库来源于省水文局，直接使用，没有建设任务气象数据库防汛抗旱指挥调度系统，直接使用，没有建设任务社会经济数据库防汛抗旱指挥调度系统，直接使用，没有建设任务旱灾数据库防汛抗旱指挥调度系统，直接使用，没有建设任务
15、水环境灾数据库将现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入（3）空间数据库、多媒体数据）空间数据库、多媒体数据空间数据库的建设需要购买空间基础数据。多媒体数据库，将现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入。（4）决策支持数据）决策支持数据表表 1.1-3 决策支持库数据决策支持库数据数据库名称信息来源决策分析库需要 需要软件开发构建式模型库需要软件开发预案方案库将现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入专家知识库将现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入1.1.1.3 数据流向分析数据流向分析XX 水资源管理系统数据来源复杂，业务管理单位包括省水利厅水资源处、省水
16、文系统、地市水资办、县水资办各级管理单位、全省各市县、相关流域机构及专业水文气象单位等。数据库内容包括了水文监测、综合办公、水情监测、取用水监测以及基础空间信息、视频、图像等各类媒体信息。系统基本数据流向图如下图所示：厅水资源处济南水资办青岛水资办淄博水资办枣庄水资办德州水资办菏泽水资办省水文系统监测站水文监 测站县水资 办监测站县水资 办监测站县水资 办新建监 测站监测站县水资 办监测站县水资 办监测站县水资 办、水利部、流 域管理机构省厅其他业 务科室XX 省水资源管理系统数据流向图1.1.1.4 数据量分析数据量分析数据量是确定数据存储平台模式与规模的重要依据，通过对整个系统现有数据量、数据增量、数据分布等的分析，最终确定数据存储与管理体系的建设模式、建设规模。水资源管理系统的各类数据可分为结构化数据（如水雨情数据、供水工程基本信息及水质监测数据等）和非结构化数据（如供水工程监控视频数据、办公文档、电子地图数据等）两类，水资源管理系统的结构化数据主要包括：水资源管理业务处理数据、水利工程实时监控数据、水文站
