基于三條紅線的上海市水資源平臺設(shè)計(jì)與特色

葉曉峰，王元珠，朱晨軼，張 帆

（上海市防汛信息中心，上海 200050）

基于三條紅線的上海市水資源平臺設(shè)計(jì)與特色

葉曉峰，王元珠，朱晨軼，張 帆

（上海市防汛信息中心，上海 200050）

近年來，水利部要求提高對水質(zhì)監(jiān)測項(xiàng)目的智能化平臺的打造，因此在水資源建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)的基礎(chǔ)上，提出基于三條紅線的水資源平臺設(shè)計(jì)。主要采用數(shù)據(jù)云技術(shù)，大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)設(shè)計(jì)，打造智能化、多級應(yīng)用、多模塊的平臺提供平臺化的服務(wù)特色，完成上海市水資源管理系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)與中央、相關(guān)流域水資源管理過程核心信息的互聯(lián)互通，同時也為其他水資源平臺建設(shè)提供有力的指導(dǎo)。

三條紅線；水資源；監(jiān)管平臺；統(tǒng)計(jì)上報(bào)

0 引言

2011 年中央 1 號文件《中共中央 國務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》[1]，要求加快水利改革，加強(qiáng)水量、水質(zhì)監(jiān)測，建設(shè)水資源管理系統(tǒng)，為強(qiáng)化監(jiān)督考核提供技術(shù)支撐。水利部下發(fā)《關(guān)于開展省級水資源管理系統(tǒng)建設(shè)工作的通知》[2]和《?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）水資源管理系統(tǒng)建設(shè)基本技術(shù)要求》，對水資源管理系統(tǒng)省級節(jié)點(diǎn)提出相關(guān)的技術(shù)要求。上海市 18 號文件精神和《上海市加快實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度試點(diǎn)方案》[3]也明確要求必須加快水資源管理系統(tǒng)的建設(shè)。在此基礎(chǔ)上，編制了《國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目上海市技術(shù)方案 （2012—2014 年）》（以下簡稱《技術(shù)方案》）[4]。國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目辦公室于 2012 年 9 月對《技術(shù)方案》進(jìn)行了審查，并下發(fā)了《關(guān)于印發(fā)國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目上海市技術(shù)方案（2012—2014 年）審查意見的通知》（以下簡稱《審查意見》）[5]。

國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)（2012—2014 年）上海市項(xiàng)目（以下簡稱上海市項(xiàng)目）主要包括取用水、水功能區(qū) 2 個監(jiān)控體系和水資源管理系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了對總頒證水量 99% 的取用水戶（不含火電和農(nóng)業(yè)用水戶）的實(shí)時監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)了對本市水功能區(qū) 100% 監(jiān)測，對全市重要飲用水水源地水質(zhì)100% 在線監(jiān)測，建成了基于云計(jì)算技術(shù)的上海市水資源管理系統(tǒng)。上海市項(xiàng)目順利通過水利部組織的技術(shù)評估，是全國首個通過技術(shù)評估工作的省市。該項(xiàng)目的建成進(jìn)一步完善了水資源三條紅線綜合管理體系，增強(qiáng)了水資源定量管理和對“三條紅線”的考核能力，為實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度提供了技術(shù)支撐，為此需要利用信息化的技術(shù)手段，進(jìn)行上海市水資源平臺的建設(shè)。

1 上海市水資源平臺設(shè)計(jì)架構(gòu)

1.1 設(shè)計(jì)思路

按照上海市水務(wù)信息化規(guī)劃，到 2025 年本市要基本建成 “智慧水網(wǎng)”，基本實(shí)現(xiàn)“智能感知、智能調(diào)度、智能決策、智能服務(wù)”的目標(biāo)[6]，為此構(gòu)建了上海市“水之云”基礎(chǔ)設(shè)施管理平臺，將移動化水資源應(yīng)用作為最重要的應(yīng)用部分先行建設(shè)。以用水總量、用水效率和納污總量為設(shè)計(jì)架構(gòu)的三條紅線，從硬件配置、數(shù)據(jù)庫、文件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)可靠性等方面，進(jìn)行系統(tǒng)模塊監(jiān)管平臺的總體設(shè)計(jì)。

對于目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)的研究，既要考慮系統(tǒng)運(yùn)行的性能又要保證基礎(chǔ)平臺建設(shè)的穩(wěn)定性和開放性。經(jīng)過綜合考慮，同時也根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的應(yīng)用需求，提出具有個性化特色的水資源平臺的設(shè)計(jì)，具體如圖 1 所示。本設(shè)計(jì)方案以模塊的內(nèi)聚性、耦合性、云平臺性為核心，采用 B/S Web 架構(gòu)，oracle 數(shù)據(jù)庫、C++ 開發(fā)語言設(shè)計(jì)。

上海市項(xiàng)目監(jiān)控管理系統(tǒng)可以有效實(shí)時地了解各行業(yè)單位對水資源的實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)的監(jiān)控及管理情況，便于及時直觀地了解整個上海市水環(huán)境的用水量、水質(zhì)、用水效率及納污情況；根據(jù)平臺的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息量，可以有效地整治異常數(shù)據(jù)，保證市民用水安全。

1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.2.1 用水總量系統(tǒng)

用水總量系統(tǒng)主要記錄各用水行業(yè)單位的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對用水總量的項(xiàng)目管理，主要功能模塊如下：

1）取水監(jiān)管模塊。主要是對取水信息的整合監(jiān)管，基本信息有用戶的單位名稱、取水戶編碼、累計(jì)審批水量、年度取水計(jì)劃、有效許可證及許可水量等。主要包括地表水取水、取水口管理，取水許可證管理，取水戶年取水計(jì)劃，企業(yè)（集團(tuán)）、區(qū)（縣）年度水量計(jì)劃下達(dá)，國家對上海市水量分配管理，上海市用水總量分配方案，取水戶取退水質(zhì)監(jiān)測，日常抄表及計(jì)量設(shè)施基本信息的管理，以及取水巡查執(zhí)法信息、許可審批和大用水戶管理。

2）規(guī)費(fèi)征收模塊。統(tǒng)計(jì)區(qū)縣年度和月份的抄表量、水資源費(fèi)用、已繳和未繳費(fèi)金額，主要包含建設(shè)項(xiàng)目水資源論證審批，水文水資源調(diào)查評價資質(zhì)、超采區(qū)評價成果、建設(shè)項(xiàng)目水資源論證資質(zhì)、專家?guī)斓鹊墓芾?，黃浦江上游、長江口特殊水情分配方案，水資源費(fèi)征收統(tǒng)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)，以及規(guī)劃水資源論證審批。

圖 1 國家水資源監(jiān)控管理平臺設(shè)計(jì)框架

3）地下水采灌模塊。統(tǒng)計(jì)各個公司的開采計(jì)劃、回灌計(jì)劃下發(fā)量，年度計(jì)劃下發(fā)總的取水戶，以及每年量的對比數(shù)據(jù)，主要包含地下水取水戶、取水口、采灌計(jì)劃和執(zhí)行情況的管理。

1.2.2 用水效率系統(tǒng)

主要包括以下功能模塊：

1）計(jì)劃用水模塊。統(tǒng)計(jì)各類產(chǎn)品的用水值及各行業(yè)單位的申請管理信息的填報(bào)信息等，主要包含用水定額標(biāo)準(zhǔn)和水價的管理、節(jié)水“三同時”受理事件查詢、水平衡測試用水戶信息、計(jì)劃用水戶基本信息、測試機(jī)構(gòu)基本信息管理、水平衡測試報(bào)告查詢、農(nóng)業(yè)節(jié)水樣點(diǎn)灌區(qū)、節(jié)水技術(shù)改造。

2）節(jié)水示范模塊。統(tǒng)計(jì)各行業(yè)單位的節(jié)水型基本、位置標(biāo)注、對應(yīng)的創(chuàng)建面積和時間等信息，主要包含節(jié)水型示范農(nóng)業(yè)園區(qū)、月度用水計(jì)劃調(diào)整、節(jié)水型學(xué)校（校區(qū)）、全年超計(jì)劃水費(fèi)，以及節(jié)水型小區(qū)、工業(yè)園區(qū)和企業(yè)（單位）。

1.2.3 納污總量系統(tǒng)

主要包括以下功能模塊：

1）飲用水源地保護(hù)模塊。統(tǒng)計(jì)各行業(yè)單位的納污控制方案個數(shù)、水質(zhì)目標(biāo)占用比及目標(biāo)等信息，主要包含水功能區(qū)、水質(zhì)控制斷面、納污總量控制方案等基本信息，以及水功能區(qū)評價和水文測站管理。

2）水功能區(qū)管理模塊。統(tǒng)計(jì)污水處理廠監(jiān)測數(shù)據(jù)和進(jìn)出口數(shù)量等信息，主要包含水功能區(qū)確界立碑、水源地、污水處理廠等基本信息，以及污水處理廠運(yùn)行監(jiān)測和河道生態(tài)整治等情況。

3）入河排污口監(jiān)管模塊。全市登記入河排污口、服務(wù)人口數(shù)量及排入水體名稱等信息，主要包含入河排污口登記，排水戶基本、監(jiān)測信息及違法記錄等的管理，以及排水許可受理審批、水污染突發(fā)事件、長江口鹽水入侵和應(yīng)急預(yù)案歸檔管理。

1.2.4 綜合管理系統(tǒng)

綜合管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對各行業(yè)單位的各功能模塊的規(guī)劃、決策、組織及管理的統(tǒng)籌管理，將靜態(tài)和動態(tài)的組織結(jié)構(gòu)相結(jié)合，監(jiān)督檢查各行業(yè)單位的有關(guān)交換數(shù)據(jù)、工作部署及重要事項(xiàng)的信息填報(bào)情況，包含行政執(zhí)法、統(tǒng)計(jì)核算、應(yīng)急管理、信息服務(wù)、資源調(diào)度和規(guī)劃管理等綜合管理系統(tǒng)。

2 上海市水資源平臺設(shè)計(jì)特色

2.1 設(shè)計(jì)多極化

上海市水資源平臺設(shè)計(jì)涵蓋用水總量、用水效率、納污總量的管理及信息服務(wù)和監(jiān)測考核等領(lǐng)域，系統(tǒng)功能不斷深化設(shè)計(jì)，多極化設(shè)計(jì)功能模塊如圖 2 所示，包括 5 個一級功能模塊、22 個二級功能模塊、75 個三級功能模塊和 180 個四級功能模塊。

圖 2 多極化設(shè)計(jì)功能模塊分類數(shù)

2.2 功能模塊化

上海市水資源管理系統(tǒng)基于云計(jì)算應(yīng)用服務(wù)形式，每個功能以模塊化形式展現(xiàn)給用戶，并能顯示相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信息，圍繞水資源三條紅線管理業(yè)務(wù)，每一個模塊就是一個業(yè)務(wù)管理功能，可實(shí)現(xiàn)主動推送水資源三條紅線年度情況，根據(jù)操作用戶所在部門和職位及操作頻率主動推送模塊，可通過拼音或漢字模糊搜索功能點(diǎn)及相關(guān)資源等功能。

2.3 推送智能化

上海市水資源管理系統(tǒng)根據(jù)用戶所在的部門和職位、用戶的操作頻率和業(yè)務(wù)的上下游關(guān)聯(lián)，智能推送給用戶最關(guān)注的功能模塊及其他用戶查詢的功能和相關(guān)的統(tǒng)計(jì)信息。整個系統(tǒng)功能模塊間數(shù)據(jù)流實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、相互關(guān)聯(lián)。

2.4 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化

結(jié)合上海市水務(wù)公共信息平臺和電子政務(wù)系統(tǒng)等現(xiàn)有信息平臺，基于水資源三條紅線業(yè)務(wù)管理，將取用水戶和水功能區(qū)管理的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化，將傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)提升為業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。

2.5 應(yīng)用移動化

為便于用戶隨時隨地檢索水資源管理數(shù)據(jù)，建設(shè)了移動端的水資源應(yīng)用，主動推送許可、監(jiān)測、水質(zhì)等統(tǒng)計(jì)類的水資源管理數(shù)據(jù)。同時建立了計(jì)量設(shè)施二維碼管理，每個監(jiān)測點(diǎn)的計(jì)量設(shè)施都貼有二維碼，只要用手機(jī)掃一掃，就能顯示相應(yīng)設(shè)施的屬性信息，這樣便于計(jì)量設(shè)施的運(yùn)維管理。

2.6 設(shè)施管理化

基于上海市水務(wù)信息化規(guī)劃要求，建設(shè)了“水之云”基礎(chǔ)設(shè)施管理平臺，利用云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)，在資源交付上，由傳統(tǒng)模式的 2～4 周轉(zhuǎn)變?yōu)樵骗h(huán)境模式下的 2～4 h，實(shí)現(xiàn)了從管理設(shè)備到資源的轉(zhuǎn)變，具有資源可聚合、可監(jiān)控、可視化的特性。

3 結(jié)語

上海市水資源平臺主要是基于“一個平臺、一個數(shù)據(jù)庫、一張地圖”水務(wù)一體化的理念和云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行建設(shè)的，主要利用已有的網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)及應(yīng)用系統(tǒng)等資源的水務(wù)信息化建設(shè)成果，以上海市水務(wù)公共信息平臺作為應(yīng)用支撐平臺，以上海市水務(wù)局電子政務(wù)作為應(yīng)用龍頭，逐步實(shí)現(xiàn)防汛、水資源、水環(huán)境、海洋等各應(yīng)用系統(tǒng)的有機(jī)集成。系統(tǒng)的四級功能模塊，可完成對市、區(qū)屬公共供水企業(yè)及一般工業(yè)取水單位 11 戶取水戶 23 個取水點(diǎn)的取水量的實(shí)時自動監(jiān)測；完善陳行、松浦和青草沙三大水源地的水質(zhì)在線監(jiān)測；水資源管理信息平臺，建成覆蓋市、區(qū)（縣）二級水資源管理系統(tǒng)，達(dá)到市、區(qū)（縣）二級水資源管理業(yè)務(wù)協(xié)同聯(lián)動的目標(biāo)，在系統(tǒng)應(yīng)用平臺中實(shí)現(xiàn)對實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)一匯聚調(diào)度，同時在應(yīng)用過程中也會緊緊結(jié)合業(yè)務(wù)需求，不斷完善系統(tǒng)功能模塊，更加有效地指導(dǎo)和管理業(yè)務(wù)建設(shè)，從而達(dá)到智能化的平臺指導(dǎo)。

[1] 中共中央，國務(wù)院. 中共中央 國務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定[A]. 北京：中共中央，國務(wù)院，2011.

[2] 中華人民共和國水利部. 關(guān)于開展省級水資源管理系統(tǒng)建設(shè)工作的通知（水資源〔2008〕281 號）[A]. 北京：中華人民共和國水利部，2008.

[3] 中華人民共和國水利部，上海市政府. 上海市加快實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度試點(diǎn)方案（水資源〔2012〕441 號）[A]. 上海：上海市政府，2012.

[4] 中華人民共和國水利部，上海市政府. 關(guān)于國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目上海市技術(shù)方案（水資源〔2012〕411 號）[A]. 上海：上海市政府，2012.

[5] 中華人民共和國水利部，上海市政府. 關(guān)于國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目上海市技術(shù)方案的審查意見通知（水資源〔2012〕542 號）[A]. 上海：上海市政府，2012.

[6] 中華人民共和國水務(wù)局，上海市政府. 關(guān)于上海市水務(wù)海洋信息化規(guī)劃（滬水務(wù)（海洋）〔2015〕78 號）[A].上海：上海市政府，2015.

Design and characteristics of national water resources platform based on three red lines

YE Xiaofeng, WANG Yuanzhu, ZHU Chenyi, ZHANG Fan
(Shanghai Flood Control Information Center, Shanghai 200050, China)

In recent years, the Ministry of Water Resources requests to improve the building of intelligent platform for water quality monitoring projects. Based on the water resources project construction, it proposes of water resource platform design based on three red line, mainly uses data cloud technology, large data platform architecture design,builds intelligent, multi-level applications, multi-module platform to provide platform service characteristics. It completes the construction of Shanghai water resources management system, realizes interoperability of water resources management process the core information between the central and the relevant river basin, provides a strong guide for other water resources platform also.

three red lines; water resources; regulatory platform; statistical report

TV213

A

1674-9405(2017)06-0069-04

10.19364/j.1674-9405.2017.06.014

2017-04-07

葉曉峰（1977-），男，江蘇蘇州人，工程師，主要從事上海市水務(wù)信息化規(guī)劃和項(xiàng)目管理工作。