吐魯番市地下水資源信息化管理淺析

徐偉偉

（吐魯番市水利科學研究所，新疆 吐魯番 838000）

1 引言

吐魯番市位于新疆維吾爾自治區(qū)東部，多年平均降雨量16.6 mm，多年平均蒸發(fā)量2845 mm，水資源總量12.6×108m3（其中入境水資源量4.0×108m3，占總量的37.74%），屬資源性缺水地區(qū)。按照《新疆地下水超采區(qū)劃定報告》，吐魯番盆地分布著吐魯番鄯善淺層地下水大型嚴重超采區(qū)和托克遜淺層地下水中型嚴重超采區(qū)，總面積2463 km2。全市現(xiàn)有機電井6893 眼，2018 年地下水取水量6.78×108m3（不含兵團221團），占年用水總量的55.3%。近年來，隨著缺水問題日趨嚴重及地下水超采引起的生態(tài)環(huán)境問題越發(fā)突出，各級政府對地下水資源管理問題更加重視，截止2018 年底，全市利用取水戶自籌資金及農(nóng)業(yè)水價綜合改革等項目資金，已累計安裝機電井智能計量監(jiān)控設施5530 臺，達到機電井總量的80.2%，但是總體運行管理效率仍然較低。因此，如何整合現(xiàn)有信息化設施提高吐魯番地下水資源開發(fā)利用管理水平，提升全市水資源管理能力，落實最嚴格水資源管理制度，是本文探索的主要內(nèi)容。

2 目前信息化管理存在的主要問題

2.1 智能計量監(jiān)控設施安裝標準不一，差異化較大

在機電井智能計量監(jiān)控設施實施過程中，沒有遵循統(tǒng)一的技術標準，各區(qū)縣在智能計量監(jiān)控設施安裝過程中各自為戰(zhàn)，按照設計單位意見和自身實際對智能計量監(jiān)控設施的計量精度、傳輸內(nèi)容等使用功能分別提出要求，區(qū)縣之間、廠家之間計量監(jiān)控設施的數(shù)據(jù)通訊等差異較大，不利于全面信息化的實施。

2.2 缺乏統(tǒng)一的信息管理平臺，系統(tǒng)整體決策支持能力不足

各級水利部門均使用智能計量監(jiān)控設施安裝企業(yè)提供的信息化管理系統(tǒng)，個別縣級水行政主管部門僅機電井智能計量監(jiān)控管理系統(tǒng)就同時運行達4 個以上，已有信息系統(tǒng)中，從數(shù)據(jù)采集、入庫和應用，形成各自獨立的渠道，系統(tǒng)之間相互獨立，信息資源得不到充分的共享，信息孤島現(xiàn)象嚴重。各業(yè)務、政務數(shù)據(jù)不能匯聚在統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺中；業(yè)務執(zhí)行層面缺乏管理預判能力，只能被動的處置問題和流程化處理業(yè)務；領導層面，缺乏信息的有效匯集和分析整理，無法利用現(xiàn)有信息系統(tǒng)進行有效的決策和管理預判，不能對上級領導和行政管理提供系統(tǒng)的決策支持。

2.3 智能計量監(jiān)控設施運行維護跟不上

由于各級水利部門缺少專項運行維護資金，且無維修智能計量監(jiān)控設施的專業(yè)性團隊和人才，缺少異常排查處理能力，無力及時維護和修繕。智能計量監(jiān)控設施儀器設備老化，不能及時更新；人為損壞現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，不能及時修復；致使能夠維持正常運行的監(jiān)測點數(shù)量不斷減少，部分地區(qū)有些部門監(jiān)測網(wǎng)絡曾一度萎縮。

3 信息化建設的主要措施

3.1 整合智能計量監(jiān)控設施

1）整合現(xiàn)有智能計量監(jiān)控設施。積極與智能計量監(jiān)控設施安裝企業(yè)進行溝通協(xié)調(diào)，要求其提供智能計量監(jiān)控設施數(shù)據(jù)通信傳輸協(xié)議，主要包括計量傳輸、調(diào)試維修、設備狀態(tài)、關停水泵、遠程充值反饋等數(shù)據(jù)協(xié)議。目前該項工作已全部完成。

2）明確新安裝智能計量監(jiān)控設施要求。新增安裝的智能計量監(jiān)控設施需支持遠程管理，支持實時在線、定時喚醒、調(diào)試維修三種工作模式，支持設備狀態(tài)、工作參數(shù)實時查詢功能，支持遠程充值及反饋功能，基本配置可遠程修改，要有一定存儲功能、避免網(wǎng)絡信號不穩(wěn)定后期集中傳輸。智能計量監(jiān)控設施數(shù)據(jù)通信傳輸要符合《水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約》的要求，支持GPRS、3G、4G 短消息通數(shù)據(jù)訊能力。

3.2 建設信息中心

1）建設數(shù)據(jù)資源中心。綜合考慮建設資金投入來源、取水許可發(fā)放、責任落實等因素，建設市級數(shù)據(jù)資源中心和區(qū)縣應用數(shù)據(jù)中心，按照誰建設、誰管理、誰負責的原則，避免在資金投入和后期維護管理上的扯皮。在數(shù)據(jù)傳輸管理上采用單發(fā)的方式，便于追根溯源，檢查問題來源。由區(qū)縣水行政主管部門負責發(fā)放取水許可證的由區(qū)縣負責督促落實智能計量監(jiān)控設施安裝，數(shù)據(jù)與區(qū)縣數(shù)據(jù)中心雙向互通，并及時單向推送至市級數(shù)據(jù)資源中心，保證數(shù)據(jù)資源中心的數(shù)據(jù)統(tǒng)一性和權威性；由市級水行政主管部門負責發(fā)放取水許可證的由市級負責督促落實智能計量監(jiān)控設施安裝，數(shù)據(jù)與市級數(shù)據(jù)資源中心雙向互通。數(shù)據(jù)流程見圖1。

圖1 數(shù)據(jù)流程示意圖

2）建設信息化平臺

籌集資金定向開發(fā)專用的地下水資源綜合信息管理平臺，具備以下主要管理功能。

（1）地下水取水工程一張圖管理?；诨A地理空間框架，建立地下水管理一張圖，能夠以服務調(diào)用的方式，利用百度、高德、天地圖公共服務平臺在線服務資源，結(jié)合本地發(fā)布的業(yè)務圖層數(shù)據(jù)。在一張圖上，要能夠直觀反應智能計量監(jiān)控設施分布及運行狀況、漏斗區(qū)分析，能夠點擊查詢單個機電井基本信息，位置坐標，異常故障情況數(shù)據(jù)結(jié)果統(tǒng)計等相關信息。

（2）取水許可信息管理。重點描述取水許可基本信息，建立取水許可和智能計量設施匹配關系。內(nèi)容主要包括行政區(qū)劃、計量設施測站編號、取水權人名稱、許可證編號、許可水量、經(jīng)緯度、取水用途、審批機關、法定代表人、聯(lián)系電話等基本信息；如果用途是農(nóng)業(yè)還應表明灌溉面積、主要作物等基本信息。

（3）計劃用水管理。全市機電井數(shù)量巨大，靠人工落實計劃用水管理難度較大。為更好的落實水利部關于印發(fā)《計劃用水管理辦法》，應通過智能化手段，批量實現(xiàn)計劃用水管理。在不超過本區(qū)域年度用水總量控制指標的前提下，按照統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、綜合平衡、留有余地的原則，核定用水單位的用水計劃，利用平臺數(shù)據(jù)處理優(yōu)勢，完成用水計劃的建議、核定、下達、調(diào)整及其相關自動化管理活動。計劃用水管理流程見圖2。

加權平均計劃用水量按照下式計算：加權平均計劃用水量=許可水量×0.6+多年平均監(jiān)測用水量×0.15+本年監(jiān)測用水量×0.25。

圖2 計劃用水操作流程示意圖

（4）充值收費管理。重點是全面提升水資源費征收管理水平，解放水政人員、財務人員壓力，結(jié)合移動支付手段，拉近與電力等行業(yè)的收費管理差距。開發(fā)專門的手機APP 查詢繳費平臺，實現(xiàn)遠程充值，取水戶下載手機APP 輸入機電井編號，利用微信、支付寶等現(xiàn)代支付手段進行網(wǎng)上支付，直接繳入銀行指定賬號，對計量設施進行遠程充值；或者到水行政主管部門規(guī)定的收費場所，由收費人員在平臺上輸入機電井編號進行現(xiàn)金繳納水資源費，繳入銀行指定賬號。收費過程中要嚴格貫徹水資源費超計劃累進加價制度。充值收費管理流程見圖3。

圖3 充值收費管理流程示意圖

（5）異常排查處理。建立異常排查處理機制，是保障智能信息化系統(tǒng)長久運行的重要措施。將去年同期取水而本時段未取水、同村同用途取水工程取水而本工程未取水、用水期連續(xù)5 天以上未取水、與多年平均或去年同期對比取水量浮動超過±10%的智能計量設施，判定為運行異常。運行異常的計量設施，在一張圖上顯示為橙色，由水政人員進行逐個排查梳理。對連續(xù)5 天未完成異常處理的，平臺自動形成異常情況報告，短信發(fā)送至市、區(qū)縣水利部門主要領導督辦處理。

（6）數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析處理。能夠?qū)Σ煌瑫r段單個取水設施、取水權人所有取水設施、村、鄉(xiāng)、區(qū)縣、市等不同行政區(qū)劃和工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、生態(tài)等不同類用水類別的用水量、收費等進行統(tǒng)計分析，為地下水資源管理提供決策依據(jù)。

（7）信息安全管理。因智能計量監(jiān)控設施和信息中心建設均涉及原始水量數(shù)據(jù)，且和水資源費征收密切相關，網(wǎng)絡采用政務網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)分離的方式，保證網(wǎng)絡安全；數(shù)據(jù)存儲采用異地全量備份的方式，建立備份機制，保證數(shù)據(jù)的安全性，在傳輸、交換過程中采用加密保護等信息安全措施，符合ISO27001信息安全管理體系要求，并委托專業(yè)機構對信息安全進行評估，并按照評估結(jié)果做好相關保護工作。

3.3 強化運行管理

1）積極完善相關政策。制定出臺相關政策，明確規(guī)定必須在取水口安裝符合國家標準和當?shù)厮Y源統(tǒng)一管理的遠程智能計量監(jiān)控設施，避免因缺少政策支持地下水取水單位和個人拒絕安裝規(guī)定的智能計量監(jiān)控設施，而難以實現(xiàn)地下水信息化管理。同時，水利部門應明文規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，在審批取水許可的同時，告知取水單位或個人智能計量監(jiān)控設施安裝要求，避免后期扯皮爭議。

2）組建社會化服務機構。目前水利部門無維修智能計量監(jiān)控設施的專業(yè)性團隊和人才，缺少異常排查處理能力。應通過招標或合作組建等方式，成立社會化、專業(yè)化的維修管護團隊，庫存?zhèn)淦穫浼?，及時跟進處理智能計量監(jiān)控設施相關問題，確保智能計量設施長期穩(wěn)定運行。

3）完善資金保障機制。將地下水資源信息化管理所需資金納入本級財政預算。從本級水資源費中拿出資金，專項用于數(shù)據(jù)中心維護、異常排查處理，智能計量監(jiān)控設施運行保障等支出。

4）建立責任追究機制。各級水利部門建立規(guī)章制度，對平臺運行不正常，異常處理不及時的相關人員給予處理。

4 結(jié)論與展望

4.1 結(jié)論

1）對計量監(jiān)測設施進行整合。積極與智能計量監(jiān)控設施安裝企業(yè)溝通協(xié)調(diào)，要求提供智能計量監(jiān)控設施數(shù)據(jù)通信傳輸協(xié)議，對現(xiàn)有智能計量監(jiān)控設施進行整合；同時，明確新安裝智能計量監(jiān)控設施通訊傳輸協(xié)議要求，確保全部計量設施滿足信息化管理要求。

2）建設信息中心。建設市、區(qū)縣兩級應用數(shù)據(jù)中心，定向開發(fā)專用的地下水資源綜合信息管理平臺，包括地下水取水工程一張圖、取水許可信息、計劃用水、充值收費、異常排查處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等模塊。同時，要按網(wǎng)絡信息安全管理要求，做好相關保護。

3）強化運行管理。制定出臺相關政策，明確智能計量監(jiān)控設施安裝要求。通過招標或合作組建等方式，成立社會化、專業(yè)化的維修管護團隊，庫存?zhèn)淦穫浼皶r跟進處理智能計量監(jiān)控設施相關問題。將地下水資源信息化管理所需資金納入本級財政預算。建立規(guī)章制度，對平臺運行不正常，異常處理不及時的相關人員給予處理。

4.2 展望

1）本文對通過招標或合作組建等方式，成立社會化、專業(yè)化的維修管護團隊的深入研究和認識不足。

2）吐魯番市極端最高氣溫49.6℃，40℃以上高溫可達50 d，為全國之冠，素有“火洲”之稱。同時，調(diào)查發(fā)現(xiàn)機電井普遍含沙量較大。因此，應選擇工作環(huán)境溫度-40℃～65℃耐暴曬和適應含沙量大的智能計量設施。