京津地區重要水源地水資源實時監控系統開發與運用研究
摘要(yao)：我(wo)國(guo)北(bei)方地(di)區近(jin)些(xie)年來(lai)持(chi)續干(gan)旱，北(bei)京(jing)、天津城(cheng)市嚴重(zhong)缺水(shui)(shui)(shui)(shui)，通過建(jian)設京(jing)津地(di)區重(zhong)要(yao)水(shui)(shui)(shui)(shui)源地(di)實時(shi)監(jian)控系統，對(dui)主(zhu)要(yao)供水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)庫水(shui)(shui)(shui)(shui)雨(yu)情信息、兩(liang)省市地(di)下(xia)水(shui)(shui)(shui)(shui)分布信息、地(di)表水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質水(shui)(shui)(shui)(shui)量信息進行(xing)全面(mian)監(jian)控，建(jian)立水(shui)(shui)(shui)(shui)資源調度(du)決策系統，可(ke)有效的緩解京(jing)津地(di)區供水(shui)(shui)(shui)(shui)緊張的局面(mian)，對(dui)解決我(wo)國(guo)城(cheng)市供水(shui)(shui)(shui)(shui)問題做了一個有益的嘗試。
關(guan)鍵詞：水源(yuan)地(di)；水資源(yuan)；實時監控；研究(jiu)
近(jin)年來我(wo)國(guo)水(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)(zi)源(yuan)短缺的(de)(de)(de)(de)(de)問題日漸突出，尤其是我(wo)國(guo)北方地(di)區，以嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)(de)制約(yue)和(he)影響到(dao)經濟的(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)和(he)人民(min)的(de)(de)(de)(de)(de)生活質量的(de)(de)(de)(de)(de)提高。目前國(guo)家(jia)在大(da)力提倡節水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)同時，修建了包括“南水(shui)(shui)(shui)(shui)北調”、“引灤入津”在內的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)量跨(kua)流域引水(shui)(shui)(shui)(shui)工程，有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)緩解(jie)了城(cheng)(cheng)市(shi)供水(shui)(shui)(shui)(shui)緊張(zhang)的(de)(de)(de)(de)(de)局面。但通(tong)過(guo)工程措施(shi)調水(shui)(shui)(shui)(shui)投資(zi)(zi)大(da)、工期(qi)長、輸水(shui)(shui)(shui)(shui)損失(shi)大(da)、調入水(shui)(shui)(shui)(shui)量有(you)限不利于短期(qi)解(jie)決(jue)城(cheng)(cheng)市(shi)缺水(shui)(shui)(shui)(shui)問題。通(tong)過(guo)建立城(cheng)(cheng)市(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)地(di)水(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)(zi)源(yuan)實(shi)(shi)時監控系統，有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)監控地(di)表水(shui)(shui)(shui)(shui)和(he)地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)量和(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)質、通(tong)過(guo)科學的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)(zi)源(yuan)預報調度，實(shi)(shi)現水(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)(zi)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)高效(xiao)使用，可有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)緩解(jie)城(cheng)(cheng)市(shi)供水(shui)(shui)(shui)(shui)緊張(zhang)的(de)(de)(de)(de)(de)狀況。
１ 京津(jin)地區水資源現狀
據統(tong)計目(mu)前我國(guo)600多個城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)中，400多個城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)存在供水(shui)(shui)不足(zu)的情(qing)況。嚴重缺(que)(que)水(shui)(shui)的城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)達(da)100個。城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)缺(que)(que)水(shui)(shui)量(liang)達(da)60億m３。并且水(shui)(shui)污(wu)染嚴重，50％的地(di)下水(shui)(shui)被(bei)污(wu)染，90％以上的城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)水(shui)(shui)域污(wu)染嚴重。北京市(shi)水(shui)(shui)資源短(duan)缺(que)(que)嚴重。年均水(shui)(shui)資源可利用(yong)量(liang)(50%保(bao)證(zheng)率(lv))只有(you)41億m３，人均水(shui)(shui)資源量(liang)不足(zu)300 m３，水(shui)(shui)資源和(he)水(shui)(shui)環境(jing)(jing)的承載能力都已開發到了(le)極限。天(tian)津(jin)(jin)本地(di)自(zi)產水(shui)(shui)人均水(shui)(shui)資源量(liang)僅為(wei)160m３，居全國(guo)各(ge)省市(shi)之末，加上引(yin)灤水(shui)(shui)和(he)入境(jing)(jing)水(shui)(shui)人均水(shui)(shui)資源量(liang)為(wei)380 m３。由(you)于天(tian)津(jin)(jin)是水(shui)(shui)資源極度(du)短(duan)缺(que)(que)，國(guo)家不得不赤(chi)巨資多次引(yin)黃(huang)濟津(jin)(jin)，確(que)保(bao)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)供水(shui)(shui)。
２ 工程建設由來
京(jing)津(jin)地(di)(di)區(qu)是我國經(jing)濟、文化中心，具有(you)十分(fen)重要的(de)(de)(de)戰略地(di)(di)位。由于經(jing)濟的(de)(de)(de)快(kuai)速發展(zhan)和(he)人口的(de)(de)(de)增加(jia)(jia)，水(shui)資(zi)(zi)(zi)源(yuan)短(duan)缺的(de)(de)(de)矛(mao)盾日(ri)益突出(chu)，長期(qi)以來(lai)地(di)(di)表(biao)水(shui)過度開發，地(di)(di)下水(shui)嚴重超(chao)采(cai)，造(zao)成了(le)一系列的(de)(de)(de)生態危(wei)機，目前在(zai)充分(fen)利(li)(li)用(yong)(yong)現有(you)水(shui)利(li)(li)工程(cheng)的(de)(de)(de)基礎上，利(li)(li)用(yong)(yong)一系列高科技手段，建立京(jing)津(jin)地(di)(di)區(qu)重要水(shui)源(yuan)地(di)(di)水(shui)資(zi)(zi)(zi)源(yuan)實(shi)(shi)時監控(kong)系統，實(shi)(shi)現增加(jia)(jia)水(shui)庫可(ke)供水(shui)量、提高水(shui)資(zi)(zi)(zi)源(yuan)的(de)(de)(de)利(li)(li)用(yong)(yong)率、改善(shan)水(shui)生態環境的(de)(de)(de)目標(biao)。
2002年(nian)4月，海河水(shui)(shui)利委員(yuan)會根(gen)據水(shui)(shui)利部的(de)統(tong)一安排和(he)部署，在(zai)國內專家的(de)大(da)力支持和(he)指導下，在(zai)流域內有關省市和(he)協作(zuo)單位(wei)的(de)共同努力下，經過多次的(de)討論和(he)修改(gai)，編制完成了《京津地區重要(yao)水(shui)(shui)源地水(shui)(shui)資源實(shi)時監控系統(tong)項(xiang)目建(jian)議書(shu)》，并(bing)于８月份(fen)完成了《京津地區重要(yao)水(shui)(shui)源地水(shui)(shui)資源實(shi)時監控系統(tong)第一期工程(cheng)實(shi)施方案》。該工程(cheng)總(zong)投資2992萬元，分(fen)三批投資，三年(nian)完成。
３ 系統建設目標
密(mi)(mi)(mi)云水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)為(wei)北京市(shi)的(de)主(zhu)要供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)，潘(pan)家(jia)口(kou)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)、大(da)黑汀水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)為(wei)天(tian)津市(shi)的(de)主(zhu)要供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)。一期工程建(jian)立覆蓋(gai)密(mi)(mi)(mi)云水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)、潘(pan)家(jia)口(kou)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)、大(da)黑汀水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)庫(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)區(qu)和(he)上游地(di)(di)區(qu)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)雨情信息(xi)(xi)(xi)監(jian)(jian)測網、水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量監(jian)(jian)測網和(he)覆蓋(gai)京津地(di)(di)區(qu)（含廊坊）的(de)1.8萬km2地(di)(di)下(xia)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)信息(xi)(xi)(xi)監(jian)(jian)測網，以及(ji)覆蓋(gai)上述地(di)(di)區(qu)的(de)信息(xi)(xi)(xi)采(cai)集系統(tong)、信息(xi)(xi)(xi)傳輸(shu)系統(tong)、和(he)信息(xi)(xi)(xi)網絡系統(tong)、利(li)用信息(xi)(xi)(xi)技術，實(shi)現對(dui)密(mi)(mi)(mi)云水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)、潘(pan)大(da)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)、京津地(di)(di)下(xia)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)等(deng)重要水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源地(di)(di)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質信息(xi)(xi)(xi)的(de)自動采(cai)集、實(shi)時(shi)傳輸(shu)、分項處理、遠程控制。同時(shi)通過密(mi)(mi)(mi)云水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)和(he)潘(pan)家(jia)口(kou)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)(ku)預報(bao)調度等(deng)手段，有(you)效增加可(ke)供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量，初步實(shi)現保障京津地(di)(di)區(qu)城市(shi)供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)安(an)全(quan)，改(gai)善水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)生態環(huan)境(jing)的(de)目(mu)的(de)。
４ 工(gong)程主要建設(she)內容(rong)
京津地(di)區重要水源地(di)水資(zi)源實時監控系(xi)統(tong)一期工程在(zai)充分利用現有工程的基(ji)礎上，考(kao)慮今后的發展(zhan)趨勢，建成以(yi)GIS 為平(ping)臺，虛擬現實為表現手(shou)段，信(xin)息采集系(xi)統(tong)為基(ji)礎，通訊及信(xin)息網絡為紐帶(dai)，數據庫為核(he)心，輔助決策支持系(xi)統(tong)和監控系(xi)統(tong)為應(ying)用的綜合信(xin)息系(xi)統(tong)。
系(xi)(xi)(xi)統主要由(you)信息(xi)采集系(xi)(xi)(xi)統、信息(xi)傳輸系(xi)(xi)(xi)統、信息(xi)網絡系(xi)(xi)(xi)統、數據庫系(xi)(xi)(xi)統、工(gong)程監控系(xi)(xi)(xi)統、輔助決策支(zhi)持系(xi)(xi)(xi)統等(deng)六部分組成。
５ 主要工程建設
５.1 信息采(cai)集系統
信(xin)息(xi)(xi)(xi)采(cai)(cai)集系統(tong)建設是實現京(jing)津地(di)區(qu)重要(yao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源地(di)實時監(jian)控(kong)系統(tong)的基礎，主要(yao)任務是實時采(cai)(cai)集區(qu)域內(nei)各(ge)類水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)雨(yu)情(qing)信(xin)息(xi)(xi)(xi)、地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)信(xin)息(xi)(xi)(xi)和(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質信(xin)息(xi)(xi)(xi)，并(bing)通(tong)過多種通(tong)訊方式(shi)將采(cai)(cai)集的各(ge)類信(xin)息(xi)(xi)(xi)傳送到分中心和(he)信(xin)息(xi)(xi)(xi)處理中心，為(wei)整(zheng)個系統(tong)提供基礎、準(zhun)確(que)、可(ke)靠的數據。實現京(jing)津地(di)區(qu)重要(yao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源地(di)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質的實時監(jian)控(kong)及(ji)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源的控(kong)制調(diao)度(du)，掌握京(jing)津地(di)區(qu)污染物排放總(zong)量(liang)(liang)，和(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質變化趨勢(shi)及(ji)地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)變化情(qing)況(kuang)。為(wei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源優化配(pei)置提供及(ji)時、可(ke)靠、準(zhun)確(que)的信(xin)息(xi)(xi)(xi)來(lai)源。本(ben)項目利用北京(jing)分中心、天(tian)津分中心對現有遙測站信(xin)息(xi)(xi)(xi)進行實時采(cai)(cai)集。
5.1.1 水雨情采集
密(mi)云水(shui)(shui)庫(ku)水(shui)(shui)雨情(qing)信息采集：密(mi)云水(shui)(shui)庫(ku)1960年建成(cheng)，控制流域(yu)面積15788 km2，水(shui)(shui)雨情(qing)遙(yao)測(ce)(ce)系統布設(she)中(zhong)心站1個，分中(zhong)心3個，中(zhong)繼站3個，遙(yao)測(ce)(ce)站33個，目前投入運用的有２３個遙(yao)測(ce)(ce)站。
潘大水(shui)(shui)庫水(shui)(shui)雨情信息采(cai)集：潘家口水(shui)(shui)庫1980年(nian)建(jian)成，控制流(liu)域面積(ji)33700 km2，水(shui)(shui)雨情遙(yao)測系統布設中(zhong)心站(zhan)(zhan)１個(ge)(ge)，中(zhong)繼站(zhan)(zhan)5個(ge)(ge)，遙(yao)測站(zhan)(zhan)35個(ge)(ge)，目(mu)前投(tou)入運用(yong)的有(you)25個(ge)(ge)遙(yao)測站(zhan)(zhan)。
5.1.2 地下水信息采集
地(di)下水(shui)(shui)信(xin)息主要利(li)用現(xian)有(you)746眼(yan)覆蓋京津(jin)（含廊坊(fang)）地(di)區1.8 km2的地(di)下水(shui)(shui)監測(ce)井網實(shi)施地(di)下水(shui)(shui)的實(shi)時采集(ji)。其中(zhong)建設278眼(yan)監測(ce)井具有(you)自動采集(ji)功能，其中(zhong)128眼(yan)監測(ce)井具有(you)自動傳(chuan)輸(shu)功能。同時對北京市、天津(jin)市地(di)下水(shui)(shui)管理中(zhong)心(xin)部分傳(chuan)輸(shu)設備進行更新。本次(ci)規劃新建60眼(yan)地(di)下水(shui)(shui)監測(ce)井。
5.1.3 水量水質(zhi)信(xin)息采集
一(yi)期工程主要建設(she)３個自(zi)(zi)動(dong)水(shui)(shui)(shui)質水(shui)(shui)(shui)量監(jian)測站(zhan)，包括密云水(shui)(shui)(shui)庫上(shang)游戴(dai)營(ying)自(zi)(zi)動(dong)監(jian)測站(zhan)、潘家口水(shui)(shui)(shui)庫自(zi)(zi)動(dong)監(jian)測站(zhan)、官(guan)廳水(shui)(shui)(shui)庫上(shang)游響水(shui)(shui)(shui)堡(bao)自(zi)(zi)動(dong)監(jian)測站(zhan)。戴(dai)營(ying)、響水(shui)(shui)(shui)堡(bao)自(zi)(zi)動(dong)監(jian)測站(zhan)以列入(ru)《２１世紀初期首都水(shui)(shui)(shui)資源可持(chi)續利用規劃》實(shi)施(shi)，目前已(yi)建設(she)完成，投入(ru)運行。本(ben)項(xiang)目只建設(she)潘家口水(shui)(shui)(shui)庫壩上(shang)水(shui)(shui)(shui)質自(zi)(zi)動(dong)監(jian)測站(zhan)。
5.1.4 信(xin)息傳輸方式
海(hai)委監控中(zhong)(zhong)心負責(ze)全部信息(xi)的(de)收集和處理。其他主(zhu)要(yao)信息(xi)分(fen)(fen)別傳(chuan)輸到北京(jing)分(fen)(fen)中(zhong)(zhong)心、北京(jing)市(shi)水利局分(fen)(fen)中(zhong)(zhong)心、天(tian)津市(shi)分(fen)(fen)中(zhong)(zhong)心、和潘家口(kou)水庫分(fen)(fen)中(zhong)(zhong)心。
密(mi)云水(shui)(shui)庫、潘家口水(shui)(shui)庫水(shui)(shui)雨情信息(xi)通過計(ji)(ji)算機(ji)廣域網傳輸(shu)到海(hai)委；地下水(shui)(shui)信息(xi)通過自動(dong)采集監(jian)測站經網絡(luo)傳送到北京、天津分(fen)中(zhong)心；水(shui)(shui)質水(shui)(shui)量信息(xi)其中(zhong)戴營自動(dong)監(jian)測站信息(xi)通過衛星和(he)電話(hua)線路傳送到北京分(fen)中(zhong)心，潘家口水(shui)(shui)庫站通過計(ji)(ji)算機(ji)網絡(luo)傳輸(shu)到潘家口分(fen)中(zhong)心。
5.2 信(xin)息(xi)傳輸系統(tong)
信(xin)(xin)息傳輸(shu)系統主要(yao)功能是(shi)開(kai)通(tong)海(hai)委監(jian)控中(zhong)(zhong)(zhong)心至(zhi)控制(zhi)分中(zhong)(zhong)(zhong)心和分中(zhong)(zhong)(zhong)心、遙測中(zhong)(zhong)(zhong)心站(zhan)到(dao)分中(zhong)(zhong)(zhong)心的信(xin)(xin)息傳輸(shu)通(tong)道。該通(tong)道能達(da)到(dao)數據、視(shi)頻、語(yu)音的多(duo)種信(xin)(xin)息的實時(shi)傳輸(shu)。為信(xin)(xin)息傳輸(shu)提(ti)供一個寬(kuan)帶(dai)、高(gao)效的骨(gu)干傳輸(shu)網絡。主要(yao)建設(she)工程(cheng)包括(kuo)連接(jie)海(hai)委監(jian)控中(zhong)(zhong)(zhong)心至(zhi)４個分中(zhong)(zhong)(zhong)心；潘家口水庫到(dao)大黑汀(ting)水庫局域網工程(cheng)；武(wu)清站(zhan)（海(hai)委到(dao)水利(li)部(bu)SDH線(xian)路）到(dao)通(tong)訊站(zhan)（天津水利(li)局到(dao)于橋水庫PDH線(xian)路）PDH線(xian)路建設(she)。
5.2.1 海委到(dao)潘家口分中心站線(xian)路(lu)
本段線路租(zu)用(yong)中(zhong)國(guo)電(dian)信公網光纖線路（包括兩端(duan)終端(duan)設備），租(zu)用(yong)帶寬(kuan)為２ⅹ２Mbps。其中(zhong)2兆用(yong)于(yu)視頻(pin)數據的傳輸，另(ling)外2兆用(yong)于(yu)電(dian)視會議系統(tong)數據傳輸。
5.2.2 潘家口水庫(ku)、大(da)黑汀水庫(ku)局域網工(gong)程
將(jiang)潘(pan)(pan)家(jia)口水庫到(dao)大黑汀水庫的數字光纜線路升級到(dao)100Mbps，建設潘(pan)(pan)家(jia)口水庫骨干(gan)網(wang)和大黑汀水庫骨干(gan)網(wang)。
5.2.3 武(wu)清(qing)水利局到(dao)通訊站PDH線路(lu)
開通(tong)武清(qing)水(shui)(shui)利(li)局(ju)到(dao)通(tong)訊(xun)站的(de)微波線路，實現海委、水(shui)(shui)利(li)部、北京市(shi)水(shui)(shui)利(li)局(ju)、天津市(shi)水(shui)(shui)利(li)局(ju)的(de)網絡互聯。
5.3 信息網絡系統(tong)
信(xin)息(xi)網(wang)絡系(xi)統(tong)是京津地(di)區重要水源地(di)水資源實時監控(kong)的(de)(de)信(xin)息(xi)交換(huan)的(de)(de)硬件平臺(tai)，利(li)用信(xin)息(xi)傳(chuan)輸系(xi)統(tong)實現信(xin)息(xi)的(de)(de)及時、快速的(de)(de)傳(chuan)輸。主要建設海委監控(kong)中心到北(bei)京分(fen)(fen)(fen)(fen)中心、潘家口分(fen)(fen)(fen)(fen)中心、北(bei)京市水利(li)局分(fen)(fen)(fen)(fen)中心、天津市水利(li)局分(fen)(fen)(fen)(fen)中心的(de)(de)計算機廣域(yu)網(wang)。完善(shan)海委監控(kong)中心、北(bei)京分(fen)(fen)(fen)(fen)中心的(de)(de)局域(yu)網(wang)工程。
5.3.1 廣域網工程
海委(wei)監控中心(xin)到(dao)４個分中心(xin)信息傳輸距(ju)離(li)長，網絡結(jie)構采用樹(shu)型拓撲(pu)結(jie)構。系(xi)統可(ke)靠性(xing)強。在設(she)備的(de)(de)選(xuan)擇上達到(dao)滿(man)足目前及(ji)以后一(yi)段時間(jian)內應用的(de)(de)要(yao)求(qiu)，又要(yao)考慮到(dao)設(she)備的(de)(de)更(geng)新換(huan)代。所選(xuan)擇的(de)(de)設(she)備是當(dang)今(jin)主流設(she)備，普及(ji)程度高，能夠提(ti)供模塊化的(de)(de)服務(wu)，以便于(yu)今(jin)后的(de)(de)擴展(zhan)。
5.3.2 局域網工程(cheng)
海委監控(kong)中心(xin)局域網(wang)工程，是(shi)數據存(cun)儲、傳輸(shu)控(kong)制、網(wang)絡管(guan)理、應用系統后臺(tai)服務(wu)及遠程會商(shang)與調度(du)的(de)平(ping)臺(tai)，是(shi)整(zheng)個網(wang)絡骨干系統的(de)核心(xin)。網(wang)絡工程為千兆(zhao)以(yi)太網(wang)。
5.3.3 網絡管理及網絡安(an)全
京津地(di)區重要水源(yuan)地(di)水資(zi)源(yuan)實時監控系統整體網絡(luo)結(jie)構(gou)由(you)于地(di)域分散(san)，因(yin)此采用集中和分散(san)的管理(li)模式(shi)，海委網絡(luo)中心全面負責整個網絡(luo)的監測、管理(li)和運行。
網絡系統(tong)傳(chuan)輸的是水(shui)雨情、水(shui)質水(shui)量、水(shui)資源(yuan)管理等(deng)重要信息(xi)，數(shu)據安(an)全(quan)尤為重要。
在工程中主要考慮的安全(quan)措施包括：路由器地址(zhi)屏蔽、數(shu)據(ju)加密、安裝(zhuang)入侵監測軟件、配置防火墻、完善管理制度等措施，確保網絡安全(quan)。
5.4 數據庫系統
目(mu)前海河流域(yu)結(jie)合不同(tong)的(de)項目(mu)建設(she)了較為齊全的(de)數據庫(ku)，水源(yuan)地(di)項目(mu)對已有(you)數據庫(ku)進(jin)行(xing)完善、補充(chong)和調整。同(tong)時新建一批(pi)滿足(zu)決策支持系統需要的(de)基(ji)本數據庫(ku)。
5.4.1 數據庫結構
結(jie)合實時(shi)(shi)監控(kong)系(xi)統的(de)特點，數(shu)據(ju)(ju)(ju)庫采用集中和分布相(xiang)結(jie)合的(de)方式，靜(jing)態數(shu)據(ju)(ju)(ju)庫集中管理，動態數(shu)據(ju)(ju)(ju)庫分布存儲。海委監控(kong)中心(xin)數(shu)據(ju)(ju)(ju)庫，存放和管理整(zheng)個(ge)實時(shi)(shi)數(shu)據(ju)(ju)(ju)和相(xiang)關歷史數(shu)據(ju)(ju)(ju)以(yi)及空(kong)間(jian)數(shu)據(ju)(ju)(ju)。４個(ge)分中心(xin)建立實時(shi)(shi)數(shu)據(ju)(ju)(ju)庫，管理各自的(de)實時(shi)(shi)數(shu)據(ju)(ju)(ju)。
5.4.2 數據庫要求
層次分明布局合理，數(shu)據(ju)結構化、規(gui)范化、標準(zhun)化，具有獨立性(xing)和(he)擴(kuo)展性(xing)、共享(xiang)數(shu)據(ju)的一(yi)致性(xing)和(he)正確性(xing)，穩定(ding)安全(quan)性(xing)，和(he)其他數(shu)據(ju)庫(ku)兼容(rong)性(xing)。
5.4.3 數據庫運(yun)行(xing)環(huan)境(jing)
硬件(jian)環境：海委監控(kong)中心配(pei)備空間數據(ju)庫(ku)服務(wu)器(qi)２臺(tai)，其他數據(ju)服務(wu)器(qi)４臺(tai)。各分中心配(pei)備服務(wu)器(qi)一臺(tai)。
軟(ruan)(ruan)件(jian)環境：海委監(jian)控(kong)中心(xin)采用ORCLE9i 數據庫管理(li)軟(ruan)(ruan)件(jian)。各分(fen)中心(xin)采用Microsoft SQL Server 2000 數據庫管理(li)軟(ruan)(ruan)件(jian)。
5.5 工程監控系統
監(jian)(jian)控(kong)(kong)系(xi)(xi)(xi)統包括(kuo)引灤(luan)樞紐監(jian)(jian)控(kong)(kong)系(xi)(xi)(xi)統和(he)監(jian)(jian)控(kong)(kong)中心大屏幕系(xi)(xi)(xi)統兩部分(fen)
5.5.1 引灤樞紐(niu)工程監控(kong)系統
利用(yong)先進的工程(cheng)視頻(pin)(pin)遠程(cheng)監(jian)控技術，對引灤樞紐工程(cheng)進行視頻(pin)(pin)監(jian)視，以數據文本、圖(tu)形(xing)圖(tu)像、音頻(pin)(pin)視頻(pin)(pin)等媒體形(xing)式，表現工程(cheng)的運(yun)行信息(xi)。
對潘大(da)水庫大(da)壩、泄(xie)水建筑(zhu)物(wu)、電(dian)廠及附(fu)屬設(she)備(bei)、管理區(qu)等安裝視頻采(cai)(cai)集設(she)備(bei)，其(qi)中(zhong)潘家口地區(qu)安裝47個(ge)攝(she)像采(cai)(cai)集點、3個(ge)獨立的(de)監(jian)控(kong)集群和(he)4個(ge)監(jian)控(kong)中(zhong)心。大(da)黑汀(ting)地區(qu)安裝了41個(ge)攝(she)像采(cai)(cai)集點、2個(ge)獨立的(de)監(jian)控(kong)集群和(he)1個(ge)監(jian)控(kong)中(zhong)心。同時建設(she)潘家口水庫、大(da)黑汀(ting)水庫、海委(wei)監(jian)控(kong)中(zhong)心的(de)三方會議(yi)系(xi)統(tong)。
5.5.2 引灤樞(shu)紐閘門(men)監控(kong)系統
對潘家口18個表(biao)孔(kong)閘(zha)(zha)門(men)、大黑(hei)汀(ting)水庫28孔(kong)表(biao)孔(kong)閘(zha)(zha)門(men)、大黑(hei)汀(ting)５孔(kong)分(fen)水閘(zha)(zha)門(men)，安裝自動(dong)控(kong)制設(she)備(bei)，并建設(she)潘家口水庫、大黑(hei)汀(ting)水庫控(kong)制中心，實現(xian)對上述閘(zha)(zha)門(men)的遠程自動(dong)控(kong)制。
5.5.3 監控中心系統
在海委監(jian)控(kong)中心和潘家口(kou)水(shui)(shui)庫監(jian)控(kong)中心建(jian)設大屏幕投影墻。它(ta)作為計算機網絡系統的一個(ge)數(shu)據顯示(shi)終端、同時又是異地會(hui)商的終端，也是綜合信息查詢(xun)、水(shui)(shui)資(zi)源調度(du)指揮(hui)中心。
海委監控中(zhong)心建設２ⅹ３TOSHIBA DLP 大屏(ping)幕(mu)投(tou)影單元和(he)會(hui)議(yi)系統。潘(pan)家口(kou)水庫監控中(zhong)心建設２ⅹ２TOSHIBA DLP 大屏(ping)幕(mu)投(tou)影單元和(he)會(hui)議(yi)系統。
5.6 輔助決策(ce)支持系(xi)統
包括管理平(ping)臺、地下水(shui)動態管理模(mo)型、水(shui)質(zhi)預測分析系(xi)(xi)統(tong)、水(shui)庫預報(bao)調度系(xi)(xi)統(tong)等(deng)。
5.6.1 管理平臺
管理(li)平臺是京(jing)津(jin)地區重要(yao)水源(yuan)地水資源(yuan)實時監控(kong)系統(tong)的最終(zhong)所用功(gong)能的顯示界(jie)(jie)面。將實現信(xin)息(xi)采集、數(shu)據傳輸(shu)、計算機(ji)網絡、數(shu)據庫系統(tong)、各種應用系統(tong)的有機(ji)結合(he)。并提供友好的人(ren)機(ji)交(jiao)互(hu)界(jie)(jie)面。
5.6.2 地下水(shui)管理系統
建(jian)立地下水動態模擬模型，對地下水實時監測數據進行分析，掌握(wo)地下水變化規律。
5.6.3水質預測(ce)分析系統
實現(xian)對京津地區重要水(shui)(shui)源地水(shui)(shui)質(zhi)信(xin)息、評價結果及水(shui)(shui)質(zhi)趨(qu)勢預測，對水(shui)(shui)污染(ran)事故(gu)及時(shi)分析、預警預報。本(ben)項目確定(ding)對潘家(jia)口(kou)水(shui)(shui)庫進行(xing)重點分析研究。
5.6.4 水庫預報調度(du)系統
一(yi)期工程主要建(jian)設(she)、完善(shan)潘家口水(shui)(shui)(shui)庫、密(mi)云水(shui)(shui)(shui)庫預報(bao)調(diao)度系統。建(jian)設(she)潘家口水(shui)(shui)(shui)庫枯水(shui)(shui)(shui)期徑流(liu)預報(bao)調(diao)度模型(xing)。
6 工程建設的主要特點
6.1 涉及專業(ye)眾多
京津水(shui)源(yuan)地實(shi)時監控(kong)項目(mu)不同一般的信(xin)息化(hua)項目(mu)，涉及到(dao)水(shui)文、水(shui)資(zi)源(yuan)、通訊、水(shui)質、水(shui)環(huan)境、建(jian)筑、計算(suan)機(ji)、網絡、工業(ye)自動(dong)控(kong)制、視頻等眾多領(ling)域。本系(xi)統科(ke)技含量高，建(jian)設難(nan)度大。將眾多領(ling)域內(nei)的高科(ke)技成(cheng)果運(yun)用到(dao)水(shui)利行(xing)(xing)業(ye)在國(guo)內(nei)也(ye)是首次，經過(guo)試運(yun)行(xing)(xing)，各(ge)個系(xi)統能有機(ji)的通過(guo)管理(li)平臺連接在一起(qi)，運(yun)行(xing)(xing)安全可(ke)靠。
6.2 建設(she)及監測區域廣
一(yi)期工程(cheng)(cheng)主要(yao)監測(ce)密云水(shui)庫和潘家口水(shui)庫的(de)(de)(de)水(shui)雨情信(xin)息、京津地區的(de)(de)(de)地下水(shui)信(xin)息，主要(yao)河(he)道和水(shui)庫的(de)(de)(de)水(shui)質信(xin)息，將(jiang)形(xing)成(cheng)海委(wei)到(dao)５個(ge)監控分中心(xin)的(de)(de)(de)物理連接網(wang)絡。建設及監測(ce)面積達1.8萬km2，由于工程(cheng)(cheng)建設地域跨(kua)省市、管(guan)理跨(kua)不(bu)同的(de)(de)(de)行政部門，工程(cheng)(cheng)建設的(de)(de)(de)管(guan)理及協凋難(nan)度大。
6.3 施工難度大
潘家口水庫及大黑汀水庫視(shi)頻監控系統(tong)，由于地域范圍廣、環(huan)境條件差(cha)，施(shi)工難度(du)大。
潘、大水(shui)(shui)庫(ku)閘門監控(kong)系統要求安裝(zhuang)精度高(gao)、安全系數高(gao)，系統建設(she)較(jiao)為復雜。潘家口水(shui)(shui)庫(ku)水(shui)(shui)質自動監測(ce)站取(qu)水(shui)(shui)設(she)施由于取(qu)水(shui)(shui)高(gao)程變化大，取(qu)水(shui)(shui)設(she)施安裝(zhuang)調試困難(nan)。
6.4 軟件開發起點高
本系(xi)統中(zhong)軟(ruan)件開發占(zhan)有一定比(bi)例，輔(fu)助決策支持系(xi)統中(zhong)主要水文、水資源軟(ruan)件已(yi)涉(she)及到(dao)目前(qian)的最前(qian)沿領域，系(xi)統精度有了較大的提高、實用性增強、操作(zuo)更加快捷方便。
7 系統建設的主要(yao)經驗
7.1 加強工程管理(li)確保工程質(zhi)量
各項目(mu)(mu)建(jian)設嚴(yan)格執行(xing)(xing)基建(jian)程(cheng)序，實行(xing)(xing)項目(mu)(mu)法(fa)人制(zhi)、招投標(biao)制(zhi)、工(gong)程(cheng)監(jian)理(li)制(zhi)。確保工(gong)程(cheng)的(de)質(zhi)(zhi)量和(he)資金的(de)高效使用。明(ming)確項目(mu)(mu)法(fa)人，主要工(gong)程(cheng)全部公(gong)開招標(biao)，聘請天(tian)津(jin)市華朔(shuo)水(shui)利(li)(li)工(gong)程(cheng)監(jian)理(li)公(gong)司(si)為本(ben)項目(mu)(mu)的(de)監(jian)理(li)。水(shui)利(li)(li)部水(shui)利(li)(li)工(gong)程(cheng)質(zhi)(zhi)量監(jian)督總站海(hai)河流域分(fen)站對整(zheng)個工(gong)程(cheng)進行(xing)(xing)了全程(cheng)質(zhi)(zhi)量監(jian)督。
7.2 合理工程項目(mu)劃分
本系統涉(she)及領域多(duo)，因此(ci)合(he)理項目(mu)劃(hua)分(fen)對提(ti)高工(gong)(gong)程建設水(shui)平(ping)至關重要。項目(mu)開工(gong)(gong)前項目(mu)辦(ban)結合(he)工(gong)(gong)程特(te)點制定(ding)了較為合(he)理的項目(mu)劃(hua)分(fen)。本工(gong)(gong)程按工(gong)(gong)程性(xing)質劃(hua)分(fen)為8個單(dan)位工(gong)(gong)程、29個分(fen)布(bu)工(gong)(gong)程、75個單(dan)元工(gong)(gong)程。
7.3 完(wan)善質量監控體系
水(shui)利信息化(hua)項目由于涉及的(de)領域多，目前(qian)沒有一套完備(bei)的(de)質(zhi)(zhi)量管理體系和驗收(shou)標(biao)(biao)準(zhun)，為(wei)此，項目辦結合(he)有關標(biao)(biao)準(zhun)編制了(le)“京津(jin)地(di)區重(zhong)要(yao)水(shui)源地(di)水(shui)資源實時監控(kong)系統質(zhi)(zhi)量驗收(shou)評(ping)定標(biao)(biao)準(zhun)”，和“京津(jin)地(di)區重(zhong)要(yao)水(shui)源地(di)水(shui)資源實時監控(kong)系統工(gong)程建設(she)外觀質(zhi)(zhi)量驗收(shou)評(ping)定標(biao)(biao)準(zhun)”，確保了(le)工(gong)程建設(she)質(zhi)(zhi)量。
7.4 嚴格組織驗收
對(dui)單(dan)元工(gong)(gong)程(cheng)、分(fen)布(bu)工(gong)(gong)程(cheng)、單(dan)位工(gong)(gong)程(cheng)的驗收，嚴(yan)格(ge)按照有關(guan)標準和合同(tong)要求執行。施工(gong)(gong)管理(li)及監理(li)人員在施工(gong)(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)嚴(yan)把質量關(guan)，及時提出問題及修(xiu)改意見。
7.5 認真組織培訓(xun)工(gong)作(zuo)
對每(mei)個完工項目制定了詳(xiang)細(xi)的培訓計劃，使(shi)管理(li)人員從(cong)原理(li)、性能(neng)上做(zuo)到了解；在維護、使(shi)用上做(zuo)到熟煉掌握。確保系統效益(yi)的正常發揮。
8 系統建(jian)設的(de)主要問題(ti)及建(jian)議
8.1 信息(xi)采集難度大
對(dui)(dui)(dui)京津地區實(shi)時地下水信息(xi)、水質(zhi)信息(xi)的采(cai)集，資料的保證率有待(dai)進(jin)一步(bu)的提高及加強。需建立起一套完整的信息(xi)采(cai)集管理辦法，對(dui)(dui)(dui)地下水信息(xi)要(yao)做到及時準(zhun)確的采(cai)集和傳(chuan)輸，對(dui)(dui)(dui)自動(dong)水質(zhi)監測(ce)站的數據要(yao)實(shi)現即時采(cai)集，對(dui)(dui)(dui)水質(zhi)觀測(ce)數據要(yao)確定時間定時上傳(chuan)。
8.2 信息傳輸帶寬不夠(gou)
海委到潘家(jia)口水庫的(de)光纖線(xian)路(lu)目(mu)前為２ⅹ２兆，在同時進行多路(lu)信(xin)息(xi)傳(chuan)輸(shu)(shu)時帶(dai)(dai)寬不夠，建議增(zeng)加(jia)帶(dai)(dai)寬，或增(zeng)加(jia)部分衛(wei)星線(xian)路(lu)傳(chuan)輸(shu)(shu)。如果開通潘家(jia)口水庫到天津市于橋水庫的(de)微波線(xian)路(lu)，帶(dai)(dai)寬問題(ti)可基本解決。
8.3 提(ti)高(gao)專(zhuan)業管理軟件(jian)的科技水平
地下(xia)(xia)水(shui)(shui)模型及(ji)水(shui)(shui)質預測模型為本(ben)次開發項目(mu)的(de)難(nan)點，隨著科技技術水(shui)(shui)平的(de)發展，建議要加強對(dui)其的(de)研究。研究分析地下(xia)(xia)水(shui)(shui)演變(bian)規律(lv)和河道(dao)水(shui)(shui)庫水(shui)(shui)質變(bian)化規律(lv)，對(dui)地下(xia)(xia)水(shui)(shui)和水(shui)(shui)質變(bian)化有更加深刻的(de)認識，更好的(de)服務(wu)于水(shui)(shui)資源調(diao)度管理。
8.4 加強系統功能
本(ben)系統(tong)(tong)中(zhong)只對目前(qian)京津主要水(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)(yuan)地(di)(di)水(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)實(shi)施監控，對北(bei)京市、天津市的需水(shui)(shui)(shui)(shui)狀況和未來用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)趨勢沒有分(fen)析(xi)，尤其是(shi)2008年“南水(shui)(shui)(shui)(shui)北(bei)調”水(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)進入北(bei)京、天津后，水(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)供(gong)需會發生變化。因此(ci)需增(zeng)加用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)析(xi)預(yu)測功能(neng)，增(zeng)加京津地(di)(di)區水(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)調度(du)決策支持和京津兩省市聯合調度(du)決策支持的內容(rong)，使本(ben)系統(tong)(tong)成為(wei)不(bu)僅能(neng)實(shi)時監控水(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)，又具有分(fen)析(xi)預(yu)測用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)需求(qiu)的京、津地(di)(di)區水(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)決策支持系統(tong)(tong)。
8.5 系統運行維(wei)護問題
系(xi)統投入運(yun)行(xing)以后(hou)，涉及使用(yong)(yong)的(de)單(dan)位較(jiao)多，應建立起(qi)一(yi)(yi)套(tao)完(wan)整的(de)運(yun)行(xing)管理辦法和(he)運(yun)行(xing)制(zhi)度(du)，做到(dao)專(zhuan)(zhuan)門(men)部門(men)管理、專(zhuan)(zhuan)人管理，確保(bao)系(xi)統的(de)正常運(yun)行(xing)。本系(xi)統沒有考慮(lv)后(hou)期系(xi)統運(yun)行(xing)管理費(fei)用(yong)(yong)，這樣會給管理單(dan)位帶(dai)來一(yi)(yi)定的(de)負擔，尤其是硬件系(xi)統維護費(fei)用(yong)(yong)較(jiao)高，為確保(bao)系(xi)統的(de)正常運(yun)行(xing)，建議每(mei)年籌集一(yi)(yi)部分資金用(yong)(yong)于運(yun)行(xing)管理。
8.6 盡快安(an)排二期工(gong)程的實(shi)施
本(ben)項目一(yi)期工(gong)(gong)程只(zhi)監控的(de)地(di)表水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)庫只(zhi)有潘家口水(shui)(shui)(shui)庫和密(mi)云水(shui)(shui)(shui)庫，應盡快安排包括北京市官廳水(shui)(shui)(shui)庫、天津市于橋水(shui)(shui)(shui)庫等重要水(shui)(shui)(shui)源水(shui)(shui)(shui)庫的(de)實時(shi)監控項目（二期工(gong)(gong)程）的(de)實施。確保今(jin)京津地(di)區水(shui)(shui)(shui)資源的(de)高效利用，使其發揮更(geng)大的(de)作用。
9 結語
京津地(di)(di)區(qu)重(zhong)(zhong)要水(shui)(shui)源地(di)(di)水(shui)(shui)資源實時監控系(xi)統(tong)是(shi)水(shui)(shui)利部的(de)一(yi)個試點工(gong)程，也是(shi)水(shui)(shui)利信(xin)息化建設的(de)一(yi)個重(zhong)(zhong)點工(gong)程，此項工(gong)程的(de)投入使(shi)用(yong)可有效地(di)(di)提(ti)高京津地(di)(di)區(qu)城(cheng)市供水(shui)(shui)的(de)保證率和水(shui)(shui)利自動(dong)化管(guan)理水(shui)(shui)平。水(shui)(shui)利信(xin)息化建設屬于剛剛起步階段，缺乏一(yi)定的(de)經驗，需(xu)要在今后的(de)工(gong)作(zuo)中(zhong)進(jin)一(yi)步總(zong)結提(ti)高。今后需(xu)對本系(xi)統(tong)進(jin)行進(jin)一(yi)步的(de)完善，要加強對系(xi)統(tong)的(de)后期維護工(gong)作(zuo)，使(shi)其發揮應有的(de)作(zuo)用(yong)，對全國類似水(shui)(shui)源地(di)(di)水(shui)(shui)資源實時監控工(gong)程起到重(zhong)(zhong)要的(de)參考(kao)作(zuo)用(yong)。
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