水资源管理制度可视化应用

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1水资源管理现状

我国水资源管理制度建设有力地促进了社会经济的发展和人民生活水平的提高，保障了水资源的可持续利用，水资源管理工作逐渐完善，管理措施不断加强，对支撑社会经济发展方面发挥了至关重要的作用，取得了令人瞩目的成就;同时，也暴露出一些问题，如水资源管理投入不足，计量监控设施不足，法制、体制、机制以及管理能力等不适应严格管理制度的要求，还存在一些开发过度、用水低效、排放无序、处罚无力等不适应严格管理制度的现象，已成为经济社会可持续发展的重要制约因素［2－4］。要实行最严格的水资源管理制度，现状的水资源管理制度仍存在不足，主要包括:(1)体制不顺制约着水资源管理的发展;(2)水资源管理制度体系不够严密;(3)水资源管理的基础薄弱，考核指标可操作性差;(4)水资源管理监管执法存在难题;(5)现行制度没有充分体现社会管理的理念。因此，要解决水资源浪费、用水效率低下、水生态环境污染等问题，保障经济社会可持续发展，实行最严格的水资源管理制度十分紧迫。要确立实行最严格水资源管理制度的理念，充分认识到没有严格的水资源管理，经济社会可持续发展就难以为继。

2实施中的主要问题

实行最严格的水资源管理制度一经提出就引起了强烈的反响，其主体思想要落实“三条红线”，然而“三条红线”的划定也有一定的困难，而事实上供水工程的来水量、用户的用水量等内容都是不确定的，具有动态性，因此红线的划定是相当有难度的。最重要的是“三条红线”如何落实实施，如何通过控制指标的实时反馈，使管理部门快速反应，最快最有效地进行水资源管理。最严格的水资源管理制度如何落实?严格管理的考核指标如何分配?“三条红线”如何保障?如何使最严格的水资源管理制度落到实处?这一系列的问题都亟待解决。在现状水资源管理体制尚不完善的情况下，除要进一步完善管理制度，水资源管理责任制能否得到落实，如何将水资源管理中无法量化和偏软的指标进行有效考核，将虚化和弱化的管理责任制有效落实，强化水资源管理监管执法，使最严格的水资源管理制度顺利实施亟需一套有效的管理手段。

3支撑手段分析

传统的管理方式无论从精度还是效率上都无法满足现代水资源管理的要求，且有许多管理条块可操作性比较差，实行最严格的水资源管理制度需要提供快速准确的信息，达到水资源信息采集、传输、接收、分析评价和预测预报的现代化［5－7］。在此基础上，建立一套水资源管理的信息支撑平台，以综合支撑平台为基础，将水资源管理制度、水源监测和计量、水资源统计、水资源管理考核、水文化、科学理论与技术等非结构和结构化的内容进行综合管理，实现水资源管理的总量控制、效率控制和纳污能力控制，建立实行最严格的水资源管理制度的总体支撑。基于此，文章提出一种新的管理模式，采用由上而下的管理手段，将水资源用户的信息终端进行采集和传输，利用一套水资源管理的信息支撑平台进行严格管理，将严格水资源管理的方案、规定、条例、制度等内容可视化、流程化和规范化，以有效指导水资源的价值取向并进行快速反馈，形成连续不断反馈的动态管理过程。在此基础上，以综合支撑平台为纽带，落实“三条红线”的有效实施，促进水资源的合理配置与高效利用。

3.1平台的基本特点

实行最严格的水资源管理制度需要大量的数据信息支撑，包括:定性和定量信息、结构化和非结构化信息、个体和群体自组织的多样性以及信息的不完备性。因此在这样的情况下，要实现最严格的水资源管理的可操作性尚有很大的困难。因此，倘若要使建立的平台具有可操作性，必须具有以下特点:(1)能够将复杂问题简单化，非结构化的信息结构化，开展多信息的组织和融合，定性定量结合进行水资源管理的形式化描述，从多方面的定性认识，上升到定量认识，实现复杂问题特定条件下的相对简化，体现辩证思维和社会思维。(2)可以把分布数据变成信息，把不同层次的、多种领域的知识综合，把宏观研究和微观研究统一起来，快速提高共享、服务、规范化能力;在不断积累和发展的基础上，达到通用、同步和共同建设的目的，并能够进行快速的推广应用，相应的组件和主题要可视化、规范化，并方便保存、重用和积累。(3)按照从上到下的信息化建设和管理方向，先描述应用主题及流程图，再提出对应的、有针对性的发展建设的基础，以避免重复建设，并增加基础建设的利用率;模式的应用要通过组织、搭建，并不是按照功能开发的，同时要有行业标准支撑和相应的平台产品应用，是可以实际操作的应用模式，并能够针对突发事件可以快速组成应对系统。(4)按照从数据到信息、从信息到知识、从知识到智慧的方向，通过知识图把数据、信息及知识可视化，采用知识图来关联信息、组织应用过程中的信息、描述事件和应用主题。如水资源严格管理红线的对比、指标对照、合理配置等，直观、动态、可以变化，让管理具有操作性。(5)利用组件化技术和采用平台提供数据、信息、知识的综合集成。以主题为中心进行特定时空下的信息组织与问题描述，实现复杂问题的形式化、结构化和相对简单化，并应用综合集成支撑平台实现应用、会商研讨与决策服务，采用组合及综合的集成方式，通过分析比较、决策评价，可以获得满意或和谐的协商结论。(6)充分挖掘专家个体和专家群体在决策过程中经验知识、决策智慧和做人做事的道理，丰富、扩展和积累解决问题的能力(知识、经验和做法)，实现人与计算机的和谐结合，在综合集成服务平台环境下提供信息服务、知识服务和决策服务。

3.2主要技术支持［8，9］

(1)采用组件化技术对水利业务进行组件化、规范化和标准化，按照基于组件的软件开发方法进行水利业务组件的开发，通过Web服务的方式对组件进行，向用户提供服务。采用富客户端(RichClient)模式开发支持知识可视化的综合集成平台。(2)以面向服务的思想为指导，研究并构建水利业务应用组件库，便于组件库中组件的存贮、组织与管理。(3)用知识图来描述水信息应用的事件、主题、过程及相关知识是水利业务应用知识描述及可视化，采用中间件、网格、综合集成研讨厅等技术，构建的综合集成服务平台。(4)信息提供商在提供数据时，往往都是零散的、异构的数据，用户在应用时存在许多困难。利用SOA思想，可以把纷繁复杂的数据，组装成为灵活的、复杂的数据信息服务给用户使用。(5)采用“物理分散，逻辑集中，按需获取，分布处理，统一调度”的网格技术平台方案，是构建水利应用支持中心的关键技术，它以面向服务的体系结构(SOA)为基础，以服务能力描述、服务注册与发现、服务动态绑定、服务组合功能实现机制为核心，在虚拟的组织结构中，实现信息共享资源、可配置的动态信息服务、协同分布式支撑应用、知识化的集成决策服务。(6)建立平行系统运行的基本框架以及人工社会与实际社会相互作用的过程和协议。建立平行系统的多目标、多效能解决方案的评估体系。建立平行系统内部的反馈机制和对应的控制及自适应算法。建立基于摄动分析和序贯优化的平行系统的新型优化方法。利用计算实验对实际系统的组成与行为进行辨识和控制的方法。

3.3严格管理应用

3.3.1体现总量控制红线的水信息服务与供水管理控制

水资源信息服务包括水资源监测信息服务、水资源信息、水资源综合信息服务等。水资源信息服务是在信息采集传输系统采集信息的基础上，对数据信息进行展现、分析与整理，直观地反映水资源形势及开发利用状况。供水管理包括:水源地管理、地下水超采区管理、供水工程管理，以及供水行业管理等业务。水源地管理重点针对集中供水水源地(含水库、湖泊、江河和地下水水源地等，包括应急备用水源地)管理。实现对不同级别行政区、不同用水户、不同水资源分区的用水总量控制。

3.3.2体现用水效率控制红线的用水管理模块

以供水水源和用水户为基础，对用水户实时管理和用水水平实时评价，实现用水效率控制红线。用水管理包括:水资源论证管理、取水许可管理、水资源费征收使用管理、计划用水、节约用水以及用水水平分析等业务。

3.3.3体现水功能区限制纳污红线的排污口与水功能区污染控制模块

该模块主要包括水功能区管理、入河排污口管理、水生态系统保护与修复管理等业务。水功能区管理包括:已划定水功能区(包括地下水功能区)基本信息管理;污染物纳污总量控制管理;水体纳污容量控制方案管理等功能。实时监测排污口安装环境保护图形标志牌，排污计量装置、污染物在线监测装置及污染防治设施运行监控装置，进行排污口的登记造册，实施责任到户制度。同时，当污染物种类等发生变化或污染物排放超标时，可进行水功能区水质污染模拟分析，以便制定相应的应急预案。

3.3.4水资源管理业务模块

主要完成:(1)水资源调配管理。包括水资源规划管理、水资源调度业务处理等业务。(2)水资源统计管理。包括各类水资源信息的统计及等业务，主要是实现对水资源公报、水资源简报、水资源管理年报、水务管理年报、地下水通报、水质旬报等的管理。(3)用水户奖惩管理。对在实行最严格的水资源管理制度中超出“三条红线”控制的用户，根据具体情况自动分析惩罚措施，并对表现较好的用水户，自动分析奖励措施。

4结语

如何通过落实最严格的水资源管理制度，实现水资源的合理开发、可持续利用，为经济社会的可持续发展提供支撑，是一个迫在眉睫、亟待解决的问题。实行最严格的水资源管理制度最重要的是落实实施，文章提出一种新的管理模式，将最严格的水资源管理制度的“三条红线”、方案、规定、条例、制度等内容可视化、流程化和规范化，将定性和定量信息、结构化和非结构化信息、个体和群体自组织的多样性以及信息的不完备性进行融合，以有效指导水资源的价值取向并进行快速反馈，形成连续不断反馈的动态管理过程，有助于实行最严格的水资源管理制度的反馈和交互，具体有动态适应性、通用性和可操作性，特别是可视化的人机交互管理界面是决策分析的重要表现，丰富的用户界面和操作方式，能够将信息、知识和智慧完美结合。最终以综合支撑平台为纽带，建立针对“三条红线”的有效管理实施模块。最严格的水资源管理制度为提高水资源利用效率、可持续发展提供了有力的支撑，但就目前而言，缺乏相关的机制研究，需要研究有效的初始水权分配机制、有效的补偿与激励机制以及广泛的社会参与机制等水资源配置及管理机制;同时，实行最严格的水资源管理制度也需要对监测、计量、统计、考核等保障体系和对策措施进行更加深入的研究。

作者：张建龙1解建仓2工作单位：1.山西省水利建设开发中心2.西安理工大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室