阜阳市水资源实时监测系统设计与研究
时间：2023-05-30 08:35:30 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
郭荣
（安徽省阜阳市水资源管理处 阜阳 236000）
水资源实时监测系统建设，是国家水利自动化设施建设的重要组成部分。饮用水作为一类用途最为重要的饮用水源，目前在水量及资源管理方面存在着诸多问题，人民群众饮用水安全已受到严重威胁，水资源管理工作俨然成为国计民生的重中之重。
阜阳市地处安徽省西北部，面积10118.17km2，辖3 区4 县1 市，根据2022 年8 月阜阳市水环境质量月报，2022 年8 月份阜阳市集中饮用水源地取水量为846.0 万m3，达标水量为846.0 万m3。其中地表水源取水量为738.0 万m3，达标水量为738.0 万m3；
地下水源取水量为108.0 万m3，达标水量为108.0 万m3。目前阜阳市水资源管理工作仍然存在着用水效率偏低、用水结构不合理、江河枯水加剧、季节性缺水严重、水资源管理工作依然薄弱等问题。因此水资源实时监测系统建设是实现水源与供水联合调度，建立快速反应机制和风险管理体系的必然要求。通过建设阜阳市水资源实时监测系统，对阜阳市境内取用水量达到一定规模的取水户进行取水实时计量，并将实时监测数据发送至安徽省水资源取水信息在线监控平台，为阜阳市水利局实时掌握取水户动态用水信息，合理优化水资源配置提供强有力的支撑。
依托安徽省国控水资源在线监测项目以及阜阳市市控项目建设，阜阳市现已完成了371 处取水户监测点的建设。阜阳市取用水监测点的监测数据远程发送至省水资源监控平台，省水资源监控平台分配了阜阳市级、县级应用权限和取水企业访问权限，阜阳市各级水利行政部门工作人员可通过登陆平台，实时获取取水户的用水、取水信息，为阜阳市水资源管理工作提供了基础数据资料。
3.1 总体框架设计
为了体现阜阳市水利局业务管理的特点，水资源实时监测系统采用分层进行建设，监测系统主要由基础数据采集层、信息传输网络层、数据存储管理层、监测业务应用层以及应用系统交互组成，系统总体框架图如图1 所示。
图1 总体框架图
3.1.1 基础信息采集层
基础信息采集层主要完成对阜阳市境内已建的取水户水资源监测点实时取用水信息进行采集，信息获取方式包括实时监测信息自动采集、间接监测信息外部交换以及人工录入取用水监测信息等。
3.1.2 信息传输网络层
信息传输网络层主要将基础信息采集层获取的监测信息远程传输至安徽省水资源监测数据中心的服务器内，另外监测信息通过专线、公共网络和防汛骨干网等传输方式，实现省、市、县三级水资源实时监控数据信息的共享和交换。
3.1.3 数据存储管理层
数据存储管理层包括数据库管理系统、数据库备份系统以及数据库存储系统。本着充分整合资源，节约经费的精神，利用已建设的安徽省水资源监控平台，新建水资源监测数据库，从而实现存储阜阳市已建的取水户实时监测数据。
3.1.4 监测业务应用层
监测业务应用层主要实现对采集到的实时监测数据进行信息发布和报表分析统计等。
3.1.5 应用系统交互层安徽省水资源监控平台划分各级用户使用权限，用户通过登陆平台获取相应的数据信息。
3.2 数据采集方案
水资源及相关数据是城市水资源管理必不可少的科学依据，信息采集与传输在水资源实时监测系统中具有十分重要的地位，是支撑系统运行的信息基础。取水户监测站点由取水信息采集设备和实时数据传输系统构成，取水信息采集设施将采集到的实时监测数据通过数据传输系统远传至安徽省水资源监测数据中心的服务器内。实时在线传输系统结构如图2 所示。
图2 实时在线采集传输系统结构图
3.2.1 采集信息内容
水资源实时监测系统主要完成对取用水监测信息的采集，包括规模以上取水户的实时取水量、时段取水量等信息。
3.2.2 信息采集方式
根据监测对象的监测特点可将监测信息按获取渠道分为在线监测的实时数据和基础数据两类。其中实时信息是指监测过程中产生的瞬时数据、累积数据等，基础信息是指监测点的地理位置、所属企业等属性信息。
根据阜阳市水资源实时在线监测与管理的需要，科学布设监测网络，合理设置监测站点和监测设施，采用实时在线监测数据采集、外部交互间接监测数据采集以及人工录入等方式获取水资源相关监测信息。
3.3 组网方案设计
水资源取水监测站计量数据直接通过GPRS模块无线传输至安徽省水资源监控平台，安徽省水资源监控平台的信息接收处理设备主要由信息接收服务器和存储管理服务器组成。信息接收服务器内装有信息采集接收软件，负责接收取水监测点远传过来的实时取用水数据，并对数据进行提取、过滤和转换等一系列的处理，将接收过来的数据信息转换为水资源监测数据标准存储格式后录入安徽省水资源监控平台数据库。
3.4 与安徽省水资源监测平台对接方案
阜阳市水资源在线监测站要与已建成的省级系统资源进行合理整合，充分利用已建系统在信息采集和远程传输方面已有的硬件基础设施，兼容扩充现有采集与管理系统软件平台功能，以更加合理、充分、科学、高效地实现系统资源的整合。完成全省水资源的标准管理与数据统一，主要包括以下几个方面：
（1）目前阜阳市部分用水企业尚未完成取水计量设施的安装工作。下一步重点针对未安装或所安装取水计量设施不符合规范要求的用水企业开展取水计量设施的安装改造工作。
（2）信息采集与传输控制设备在信息采集与传输系统建设方面，阜阳市系统的建设过程中应按照全省对水资源监控设备的规范要求，完成其他未安装信息采集遥测终端设备的用水企业的相应终端设备的安装工作，采用的监测设备核心部件：RTU 需通过安徽省水利厅水资源管理技术服务中心平台兼容性测试。
（3）对数据库基础系统进行数据整合优化，必须从数据库开始，阜阳市水资源取水实时监测与管理系统预采用的是Oracle 大型数据库。
（4）规范与标准要实现系统有效的整合，需采用一致的数据信息编码、数据信息标准，从而达到数据传输与标准转换的目标，只有采用统一标准的数据信息编码，数据信息才能够高效率地进行传输，才能完成比较协调完整的系统整合，最终实现系统的统一，满足水资源管理业务需求。
本文立足于实际，根据用户需求及相关水利管理部门对水资源实时监测系统的建设要求，建设了阜阳市水资源实时监测系统。阜阳市水资源实时监测系统通过实时掌握取水监测站点实时水量信息，动态掌握辖区水资源及其开发利用基本信息，及时发现问题，有利于“三条红线”考核指标的完成。阜阳市水资源实时监测系统的建成，将进一步提高全市水资源管理科学化、精细化和实时化，全面提高基层水利部门工作效率
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