專利名稱：城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水資源管理及監(jiān)控技術(shù)，特別涉及在城市水資源的管理中，建立統(tǒng)一的水資源監(jiān)控中心系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市水資源的科學(xué)管理。
背景技術(shù)：
以城市為單位進(jìn)行整體的水資源管理，就需要對(duì)城市的整體水資源進(jìn)行把握，通過城市水循環(huán)模擬模型就可以概化出本城市的進(jìn)水、出水、水資源利用等信息，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控點(diǎn)，對(duì)城市的主要來水、用水、出水、水排放等進(jìn)行統(tǒng)一的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以分析出城市水資源的利用情況和利用率，從而為城市水資源的合理調(diào)配，強(qiáng)化水資源統(tǒng)一調(diào)度，完善水資源調(diào)度方案、應(yīng)急調(diào)度預(yù)案和調(diào)度計(jì)劃，為實(shí)現(xiàn)用水總量控制奠定基礎(chǔ)。
水資源系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，而人類活動(dòng)最頻繁、水資源問題最突出和水資源承載力最脆弱的城市水資源系統(tǒng)更是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)。要對(duì)這樣一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析、 調(diào)度以及管理，以城市為單位進(jìn)行整體的水資源管理，就要對(duì)其進(jìn)行概化和模擬。所謂對(duì)城市水資源管理進(jìn)行概化和模擬，就是利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中系統(tǒng)分析和系統(tǒng)仿真的思想，利用水量平衡與能量平衡的原理進(jìn)行城市水資源系統(tǒng)分析與模擬。對(duì)城市的整體水資源進(jìn)行把握，通過城市水循環(huán)模擬模型就可以概化出本城市的進(jìn)水、出水、水資源利用等信息。
圖1是城市水資源循環(huán)系統(tǒng)示意圖；如圖所示，城市水資源系統(tǒng)由河流、湖泊、沼澤、濕地、地下水、水庫(kù)、水源地、污水處理廠、用戶等多種元素構(gòu)成，具有整體性、層次性、目的性以及相互關(guān)聯(lián)性的特點(diǎn)。按照有沒有人類活動(dòng)影響，城市水資源系統(tǒng)可分為天然水循環(huán)系統(tǒng)和人工側(cè)支循環(huán)系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，天然水循環(huán)系統(tǒng)主要包括大氣水、地表水、地下水和土壤水構(gòu)成，而人工側(cè)支循環(huán)系統(tǒng)主要包括供水系統(tǒng)、用(耗)水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)組成，按照空間層次又可分為地表水資源系統(tǒng)與地下水資源系統(tǒng)等，按照人類開發(fā)利用水資源的過程又可分為天然水源系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、用水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)等。城市水資源系統(tǒng)是與人類活動(dòng)分不開的，沒有純粹的天然水循環(huán)系統(tǒng)，同時(shí)也沒有脫離天然水循環(huán)系統(tǒng)的人工側(cè)支水循環(huán)系統(tǒng)。因此，目前的完全按照一種劃分辦法是不可能把城市水資源系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)分類的，需要綜合分析城市水資源的各種分類，以期得到正確的城市水資源系統(tǒng)的構(gòu)成及其相互關(guān)系。
目前城市水資源管理系統(tǒng)存在的上述問題，為城市水資源統(tǒng)一管理帶來巨大困難，是城市水資源系統(tǒng)深入發(fā)展的嚴(yán)重障礙。所以各地陸續(xù)提出整合各個(gè)獨(dú)立的城市水資源管理系統(tǒng)，建立統(tǒng)一的水資源監(jiān)控中心系統(tǒng)平臺(tái)的需求，要求能兼容各種水資源監(jiān)控終端，并能容易地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)，以能夠兼容新的水資源監(jiān)控終端，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的可持續(xù)發(fā)展的水資源管理系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是以城市水循環(huán)模擬系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控點(diǎn)，對(duì)城市的主要來水、用水、出水、水排放等進(jìn)行統(tǒng)一的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以正確的分析出城市水資源的利用情況和利用率。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出一種城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理方法，所述方法包括城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控、城市水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、城市水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、城市水資源實(shí)時(shí)管理、城市水資源實(shí)時(shí)調(diào)度、城市水資源安全與實(shí)時(shí)預(yù)警；其中，
所述城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控是利用水情自動(dòng)監(jiān)測(cè)、傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及自動(dòng)控制技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市水資源各種在線監(jiān)測(cè)信息的采集、傳輸、存儲(chǔ)、與遠(yuǎn)程控制；
所述城市水資源模擬是將復(fù)雜的水資源系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化和概化，通過實(shí)驗(yàn)或計(jì)算機(jī)模擬方法對(duì)各種參數(shù)和系數(shù)進(jìn)行率定，以水量平衡和能量平衡為基本規(guī)律，利用數(shù)學(xué)解析式或方程來模擬水資源的形成、轉(zhuǎn)化、運(yùn)移以及供、用、耗、排等各個(gè)環(huán)節(jié)，并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行反演計(jì)算來實(shí)現(xiàn)水資源評(píng)價(jià)或預(yù)測(cè)；
所述城市水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)是在每一時(shí)段初，對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)上一時(shí)段的水資源數(shù)量、質(zhì)量及其時(shí)空分布特征，以及水資源開發(fā)利用狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和評(píng)價(jià)，確定水資源及其開發(fā)利用形勢(shì)和存在的問題；
所述城市水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)是在某一時(shí)段末對(duì)區(qū)域內(nèi)未來預(yù)報(bào)期內(nèi)的水資源數(shù)量、質(zhì)量以及水資源需求進(jìn)行預(yù)報(bào)，確定未來預(yù)報(bào)期內(nèi)水資源豐枯形勢(shì)和污染態(tài)勢(shì)，以及水資源需求狀況；
所述城市水資源實(shí)時(shí)管理是利用水資源預(yù)報(bào)的結(jié)果，通過水資源實(shí)時(shí)管理模型，并結(jié)合專家或決策者積累的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)以及分水協(xié)議進(jìn)行綜合分析，提出水資源實(shí)時(shí)管理方案， 指導(dǎo)水資源中長(zhǎng)期的分配與管理；
所述城市水資源實(shí)時(shí)調(diào)度是根據(jù)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)以及實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的結(jié)果，通過預(yù)先制定的調(diào)度規(guī)則，對(duì)當(dāng)前的水資源數(shù)量與質(zhì)量狀況以及需求情況進(jìn)行水資源的合理配置，為城市供水、 用水和排水等提供決策依據(jù)；
所述城市水資源安全與實(shí)時(shí)預(yù)警是通過以上步驟獲得的信息，對(duì)水資源安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)可能出現(xiàn)的水危機(jī)和水問題進(jìn)行實(shí)時(shí)的警報(bào)和預(yù)警，并根據(jù)事先制訂的應(yīng)急預(yù)案實(shí)施措施，以降低風(fēng)險(xiǎn)和危害。
所述對(duì)水資源數(shù)量的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)分為地表水和地下水兩部分，其中地表水資源量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)是將水庫(kù)的入庫(kù)徑流量作為預(yù)報(bào)對(duì)象，地下水資源量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)是將城市集中供水水源地下水可開采量作為預(yù)報(bào)對(duì)象；
所述水資源質(zhì)量的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)包括地表水水質(zhì)與地下水水質(zhì)兩部分，其中地表水水質(zhì)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)包括主要河流斷面水質(zhì)與水功能區(qū)水質(zhì)兩部分，地下水水質(zhì)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)包括城市集中供水水源的水質(zhì)；
所述水資源需求的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)是根據(jù)取水戶類型上報(bào)用水計(jì)劃和取水許可信息實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)城市居民生活和工業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和生態(tài)環(huán)境需水量。
所述城市水資源實(shí)時(shí)管理包括基礎(chǔ)信息管理、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理、水生態(tài)評(píng)價(jià)、 水生態(tài)展示及綜合統(tǒng)計(jì)；
所述基礎(chǔ)信息管理是對(duì)所涉及的對(duì)象以及被管理對(duì)象的相關(guān)事物的描述，提供對(duì)其相關(guān)屬性的添加、刪除、編輯功能，所述相關(guān)事物的相關(guān)屬性具體包括水源地基本信息、水庫(kù)信息、監(jiān)測(cè)站基本信息、水質(zhì)信息、水位信息、水量信息、氣象生態(tài)環(huán)境信息、組織機(jī)構(gòu)信息、 監(jiān)測(cè)設(shè)備基本信息、系統(tǒng)配置管理信息；所述遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理是使各個(gè)站點(diǎn)的測(cè)控終端始終在巡檢水質(zhì)、水位、水量、氣象監(jiān)測(cè)值，同時(shí)可定時(shí)上報(bào)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)終端隨時(shí)招測(cè)任意監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的當(dāng)前監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)即時(shí)采集，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并顯示設(shè)備工作狀態(tài)，對(duì)主動(dòng)上報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新；
所述水生態(tài)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)是按照國(guó)家地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的格式和內(nèi)容，完成地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，根據(jù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的水域功能類別，選取相應(yīng)類別標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行單因子評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)說明水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況，超標(biāo)的應(yīng)說明超標(biāo)項(xiàng)目和超標(biāo)倍數(shù)；對(duì)于豐、平、枯水期特征明顯的水域，應(yīng)分水期進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)；針對(duì)不同水質(zhì)指標(biāo)的指標(biāo)值確定水質(zhì)的綜合級(jí)別以及超標(biāo)數(shù)， 超標(biāo)率，超標(biāo)倍數(shù)；在按照五級(jí)水質(zhì)級(jí)別評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，對(duì)某一時(shí)刻不同級(jí)別的水質(zhì)站點(diǎn)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算百分比；水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果輸出進(jìn)入水質(zhì)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)；
所述水生態(tài)展示及綜合統(tǒng)計(jì)是對(duì)水生態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)按日、按月、按季、按年或按指定的一段時(shí)間條件對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目同時(shí)繪出濃度圖、趨勢(shì)圖、匯總圖，支持包括最大、最小、平均、求和的比較和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；針對(duì)各種統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，生成相應(yīng)的報(bào)表，以及生成相應(yīng)的曲線圖、 餅圖、直方圖，同時(shí)在數(shù)據(jù)處理終端上顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)、狀態(tài)、趨勢(shì)流程示意圖。
所述水生態(tài)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)還包括對(duì)突發(fā)性水污染事件的評(píng)價(jià)，根據(jù)事故發(fā)生地點(diǎn)和污染物的種類情況，對(duì)水污染造成的水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化情況，利用巡測(cè)設(shè)備，對(duì)水污染事件發(fā)生的地點(diǎn)、時(shí)間、水質(zhì)情況等進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)測(cè)，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行水質(zhì)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)。
所述城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控包括依據(jù)省級(jí)水資源管理系統(tǒng)建設(shè)總體方案對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置和信息采集站網(wǎng)的分期布設(shè)，所述各種在線監(jiān)測(cè)包括水源地監(jiān)測(cè)、取用水監(jiān)測(cè)、 水資源管理單元斷面監(jiān)測(cè)、水功能區(qū)監(jiān)測(cè)、地下水超采區(qū)監(jiān)測(cè)和水生態(tài)監(jiān)測(cè)。
所述城市水資源安全與實(shí)時(shí)預(yù)警還包括當(dāng)水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)發(fā)出數(shù)據(jù)報(bào)警時(shí)， 及時(shí)收集報(bào)警信息，形成報(bào)警報(bào)表，并在實(shí)時(shí)發(fā)出短消息報(bào)警信號(hào)，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)好的應(yīng)急預(yù)案提供應(yīng)急方案；系統(tǒng)操作員立即查看當(dāng)前的報(bào)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)、報(bào)警時(shí)間及數(shù)值信息或?yàn)g覽歷史發(fā)生的報(bào)警信息或?yàn)樵摫O(jiān)測(cè)點(diǎn)的連續(xù)報(bào)警數(shù)據(jù)生成趨勢(shì)線或打印或輸出該水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的連續(xù)報(bào)警數(shù)據(jù)或按日、月份輸出全部監(jiān)測(cè)點(diǎn)的報(bào)警信息。
本發(fā)明還提出一種城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括計(jì)量設(shè)備、信息采集模塊、中心計(jì)算機(jī)、信息通訊設(shè)備和實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理模塊；
所述計(jì)量設(shè)備包括水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備、視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備、流量監(jiān)測(cè)設(shè)備和環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，采集涵蓋水質(zhì)、視頻、環(huán)境數(shù)據(jù)在內(nèi)的水文信息數(shù)據(jù)；
所述信息采集模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊、存儲(chǔ)模塊、讀/寫卡模塊、顯示模塊、備用電源模塊、防雷擊/防浪涌模塊和接線端子；
所述中心計(jì)算機(jī)包括通訊服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器，水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)信息中心用于安裝軟件系統(tǒng)，建立水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)信息中心；
所述信息通訊設(shè)備為內(nèi)嵌無線通訊模塊在水文水資源測(cè)控終端中的無線通訊模塊，所述水文水資源測(cè)控終端中的無線通訊模塊將采集的前端儀表數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測(cè)信息中心；
無線通訊模塊可以通過GPRS\CDMA、短信、衛(wèi)星通訊等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?？梢酝ㄟ^雙信道互相備用的方式保證測(cè)控?cái)?shù)據(jù)的完整。

所述實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理模塊包括基礎(chǔ)信息管理子模塊、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理子模塊、水生態(tài)評(píng)價(jià)子模塊、水生態(tài)展示子模塊和水生態(tài)綜合統(tǒng)計(jì)子模塊。
所述基礎(chǔ)信息管理子模塊對(duì)所涉及的對(duì)象以及被管理對(duì)象的相關(guān)事物提供了對(duì)相關(guān)屬性的添加、刪除、編輯功能；
所述遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理子模塊對(duì)系統(tǒng)各個(gè)站點(diǎn)的測(cè)控終端始終在巡檢水質(zhì)、水位、 水量、氣象及其它監(jiān)測(cè)值，同時(shí)可定時(shí)上報(bào)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
所述水生態(tài)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)子模塊按照地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)完成地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)；根據(jù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的水域功能類別，選取相應(yīng)類別標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行單因子評(píng)價(jià)；
所述水生態(tài)展示綜合統(tǒng)計(jì)子模塊對(duì)水生態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)按時(shí)間條件對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目同時(shí)繪出濃度圖、趨勢(shì)圖、匯總圖，支持比較和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，針對(duì)各種統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，生成相應(yīng)的報(bào)表，生成相應(yīng)的曲線圖、餅圖、直方圖，在數(shù)據(jù)處理終端上顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)、狀態(tài)、趨勢(shì)流程示意圖。
通過比較可發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)區(qū)別，從而產(chǎn)生了較為明顯的有益效果本發(fā)明將城市水資源系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)分類以及綜合分析，得到正確的城市水資源系統(tǒng)的構(gòu)成及其相互關(guān)系，對(duì)城市水資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，建立統(tǒng)一的水資源監(jiān)控中心系統(tǒng)平臺(tái)， 并能兼容各種水資源監(jiān)控終端，容易地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)，能夠兼容新的水資源監(jiān)控終端，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的可持續(xù)發(fā)展的水資源管理系統(tǒng)。


圖1是城市水資源循環(huán)系統(tǒng)示意圖；
圖2是城市水資源實(shí)時(shí)調(diào)度與管理基本框架圖； 圖3是城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理系統(tǒng)示意圖； 圖4是本發(fā)明城市水資源模擬模型的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例并配合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖2是城市水資源實(shí)時(shí)調(diào)度與管理基本框架圖；城市水資源實(shí)時(shí)調(diào)度與管理的主要構(gòu)成部分包括實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、城市水資源系統(tǒng)模擬、水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、 水資源實(shí)時(shí)管理、水資源實(shí)時(shí)調(diào)度、城市水資源安全與實(shí)時(shí)預(yù)警。
1、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。信息監(jiān)控系統(tǒng)主要利用先進(jìn)的水情自動(dòng)監(jiān)測(cè)、傳輸(如遙感技術(shù)、GPRS信息傳輸技術(shù))、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及自動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市水資源各種信息的采集、傳輸、存儲(chǔ)與遠(yuǎn)程控制過程，這是實(shí)現(xiàn)前提和必要條件，沒有及時(shí)準(zhǔn)確的系統(tǒng)信息以及對(duì)決策結(jié)果的執(zhí)行和控制，就不可能實(shí)現(xiàn)水資源的實(shí)時(shí)調(diào)度與管理。
實(shí)時(shí)監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置，根據(jù)水利部文件《關(guān)于開展省級(jí)水資源管理系統(tǒng)建設(shè)工作的通知》(水資源2008觀1號(hào))的規(guī)定，首先需要編制省級(jí)水資源管理系統(tǒng)建設(shè)總體方案，包括實(shí)時(shí)監(jiān)控點(diǎn)的布置方案。對(duì)于在線監(jiān)測(cè)信息的采集包括了水源地監(jiān)測(cè)、取用水監(jiān)測(cè)、水資源管理單元出入斷面監(jiān)測(cè)、水功能區(qū)監(jiān)測(cè)、地下水超采區(qū)監(jiān)測(cè)和水生態(tài)監(jiān)測(cè)等。信息采集站網(wǎng)的布設(shè)依據(jù)省級(jí)水資源管理系統(tǒng)建設(shè)總體方案進(jìn)行分期布設(shè)。
2、城市水資源系統(tǒng)模擬。如前所述，城市水資源系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，我們要對(duì)其進(jìn)行控制和調(diào)度就必須掌握其內(nèi)在的發(fā)展變化規(guī)律，了解各個(gè)水資源要素的內(nèi)在聯(lián)系。水資源的模擬模型就給我們提供了這樣一個(gè)手段，他把復(fù)雜的水資源系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化和概化，通過實(shí)驗(yàn)或計(jì)算機(jī)模擬等方法對(duì)各種參數(shù)和系數(shù)進(jìn)行率定，以水量平衡和能量平衡為基本規(guī)律，利用數(shù)學(xué)解析式或方程來模擬水資源的形成、轉(zhuǎn)化、運(yùn)移以及供、用、耗、 排等各個(gè)環(huán)節(jié)，并通過計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行反演計(jì)算來實(shí)現(xiàn)我們?cè)u(píng)價(jià)或預(yù)測(cè)的目的。城市水資源系統(tǒng)模擬包括水資源量的模擬、水質(zhì)模擬以及供排水模擬等。它是我們作決策的前提和主要依據(jù)。
3、水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)。水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)就是在每一時(shí)段初，對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)上一時(shí)段的水資源數(shù)量、質(zhì)量及其時(shí)空分布特征，以及水資源開發(fā)利用狀況等進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和評(píng)價(jià)， 確定水資源及其開發(fā)利用形勢(shì)和存在的問題。水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)的目的，一方面在于了解區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀下墊面條件下水資源的豐枯形勢(shì)、污染態(tài)勢(shì)和開發(fā)利用情況；另一方面為水資源的動(dòng)態(tài)管理、量化管理和科學(xué)管理提供參考依據(jù)。主要包括水資源的數(shù)量評(píng)價(jià)、質(zhì)量評(píng)價(jià)以及供用水評(píng)價(jià)等。
4、水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)主要是指在某一時(shí)段末對(duì)區(qū)域內(nèi)未來預(yù)報(bào)期內(nèi)的水資源數(shù)量、質(zhì)量以及水資源需求等進(jìn)行預(yù)報(bào)，確定未來預(yù)報(bào)期內(nèi)水資源豐枯形勢(shì)和污染態(tài)勢(shì)，以及水資源需求狀況等。水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)包括水量預(yù)報(bào)、水質(zhì)預(yù)報(bào)以及水資源需求(需水)預(yù)報(bào)三部分。水資源數(shù)量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)又分為地表水和地下水兩部分，其中地表水資源量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)主要是將水庫(kù)的入庫(kù)徑流量作為預(yù)報(bào)對(duì)象，地下水資源量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)主要是將城市集中供水水源地下水可開采量作為預(yù)報(bào)對(duì)象；水資源質(zhì)量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)包括地表水水質(zhì)與地下水水質(zhì)兩部分，其中地表水水質(zhì)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)包括主要河流斷面水質(zhì)與水功能區(qū)水質(zhì)兩部分，地下水水質(zhì)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)主要包括城市集中供水水源的水質(zhì)；水資源需求實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)主要根據(jù)取水戶類型上報(bào)用水計(jì)劃和取水許可等信息實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)城市居民生活和工業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和生態(tài)環(huán)境需水量。
5、水資源實(shí)時(shí)管理。水資源的實(shí)時(shí)管理就是利用水資源分期預(yù)報(bào)的成果，通過水資源實(shí)時(shí)管理模型，并結(jié)合專家或決策者等積累的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)以及分水協(xié)議等進(jìn)行綜合分析，提出水資源實(shí)時(shí)管理方案，以指導(dǎo)水資源中長(zhǎng)期的分配與管理。
6、水資源實(shí)時(shí)調(diào)度。水資源的實(shí)時(shí)調(diào)度就是根據(jù)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)以及實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的結(jié)果， 通過預(yù)先制定的調(diào)度規(guī)則，對(duì)當(dāng)前的水資源數(shù)量與質(zhì)量狀況以及需求情況進(jìn)行水資源的合理配置，為城市供水、用水和排水等提供決策依據(jù)。
7、城市水資源安全與實(shí)時(shí)預(yù)警。就是通過以上各個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算結(jié)果，對(duì)水資源安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)可能出現(xiàn)的水危機(jī)和水問題進(jìn)行實(shí)時(shí)的警報(bào)和預(yù)警，并根據(jù)事先制訂的應(yīng)急預(yù)案實(shí)施相應(yīng)的措施，以降低各種風(fēng)險(xiǎn)和危害。
城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理系統(tǒng)主要包括了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)管理、實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、實(shí)時(shí)管理與調(diào)度、實(shí)施與控制等內(nèi)容。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過程主要是對(duì)水文水資源相關(guān)的各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，這些參數(shù)包括了水情數(shù)據(jù)、水質(zhì)信息、工情信息、供水信息、用水信息、排水監(jiān)測(cè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息、災(zāi)情信息等，通過這些數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集可以獲取水文水資源原始數(shù)據(jù)資料。
實(shí)時(shí)監(jiān)控獲取的數(shù)據(jù)資料經(jīng)過數(shù)據(jù)的管理形成可以進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，數(shù)據(jù)管理的過程是數(shù)據(jù)加工和處理的過程，包括了實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和歷史監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)比對(duì)、水文基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理入庫(kù)、空間數(shù)據(jù)的整合等等。
實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)過程包括水質(zhì)、水量的評(píng)價(jià)以及水資源開發(fā)利用評(píng)價(jià)等，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)據(jù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，通過實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)可以了解實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的運(yùn)行情況是否平穩(wěn)，關(guān)鍵監(jiān)測(cè)指標(biāo)參數(shù)是否合格。
根據(jù)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)的結(jié)果，可以對(duì)水資源的數(shù)量、質(zhì)量以及本地區(qū)的需水量進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。
實(shí)時(shí)管理和調(diào)度是根據(jù)本地區(qū)水資源的基本配置方案，本地區(qū)的水權(quán)分配方案以及法律法規(guī)等內(nèi)容，同時(shí)結(jié)合汛前、汛期、汛末管理方案，以及實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)的結(jié)果，出臺(tái)月的實(shí)時(shí)調(diào)度方案對(duì)本月的用水情況進(jìn)行調(diào)度。
實(shí)施與控制包括了遠(yuǎn)程控制和業(yè)務(wù)管理兩部分。遠(yuǎn)程控制部分包括了取水控制、 排水控制和水利工程控制等內(nèi)容。業(yè)務(wù)管理部分包括了取水許可、水資源費(fèi)征收、節(jié)水管理、供水管理、排水管理、水資源公報(bào)及年報(bào)、風(fēng)險(xiǎn)分析及實(shí)時(shí)預(yù)警等內(nèi)容。通過實(shí)施與控制可以更加有效地進(jìn)行水資源的控制和管理，使水資源進(jìn)行有效的利用，更好地為社會(huì)經(jīng)濟(jì)服務(wù)。
圖3是城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理系統(tǒng)示意圖；整個(gè)系統(tǒng)包括；
計(jì)量設(shè)備計(jì)量設(shè)備主要以水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備為主，輔以視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備、流量監(jiān)測(cè)設(shè)備、和環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備。這四類監(jiān)測(cè)設(shè)備將采集涵蓋水質(zhì)、視頻、環(huán)境數(shù)據(jù)在內(nèi)的多種水文信息數(shù)據(jù)，是水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息的主要來源。
采集設(shè)備水文水資源測(cè)控終端是采集設(shè)備的重要組成部分，更是本系統(tǒng)的硬件核心，內(nèi)含數(shù)據(jù)采集模塊、存儲(chǔ)模塊、讀/寫卡模塊、顯示模塊、備用電源模塊、防雷擊/防浪涌模塊、接線端子等。
通訊設(shè)備水文水資源測(cè)控終端內(nèi)嵌我公司自主研發(fā)的無線通訊模塊，負(fù)責(zé)將采集的前端儀表數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測(cè)信息中心；無線通訊模塊可以通過GPRS\CDMA、短信、衛(wèi)星通訊等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?？梢酝ㄟ^雙信道互相備用的方式保證測(cè)控?cái)?shù)據(jù)的完整。
中心計(jì)算機(jī)設(shè)備包括通訊服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器等設(shè)備，用于安裝軟件系統(tǒng)。
中心系統(tǒng)能夠安全保護(hù)數(shù)據(jù)文件，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和管理，負(fù)責(zé)歷史數(shù)據(jù)的存放和各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表數(shù)據(jù)的處理?？梢詫?duì)儀器參數(shù)、工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，及時(shí)了解運(yùn)行狀況?？蛇M(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置、管理和維護(hù)。系統(tǒng)應(yīng)用軟件功能主要包括以下幾個(gè)方面遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理子系統(tǒng)、水生態(tài)評(píng)價(jià)子系統(tǒng)、水生態(tài)展示子系統(tǒng)、水生態(tài)綜合統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)
1)、基礎(chǔ)信息管理子系統(tǒng)對(duì)于本系統(tǒng)所涉及的對(duì)象以及被管理對(duì)象的相關(guān)事物的描述，提供了對(duì)相關(guān)屬性的添加、刪除、編輯等功能。具體包括水源地基本信息、水庫(kù)信息、監(jiān)測(cè)站基本信息、水質(zhì)信息、水位信息、水量信息、氣象生態(tài)環(huán)境信息、組織機(jī)構(gòu)信息、監(jiān)測(cè)設(shè)備基本信息、系統(tǒng)配置管理描述等。
2)、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理子系統(tǒng)系統(tǒng)各個(gè)站點(diǎn)的測(cè)控終端始終在巡檢水質(zhì)、水位、水量、氣象及其它監(jiān)測(cè)值，同時(shí)可定時(shí)(時(shí)間周期可在軟件系統(tǒng)中任意設(shè)置)上報(bào)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)終端可隨時(shí)招測(cè)任意監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的當(dāng)前監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)?？赏瓿蓪?shí)時(shí)數(shù)據(jù)即時(shí)采集；可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并顯示設(shè)備工作狀態(tài)；對(duì)主動(dòng)上報(bào)數(shù)據(jù)可進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。
3)、水生態(tài)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)子系統(tǒng)按照地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838 — 2002)規(guī)定的格式和內(nèi)容，完成地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。根據(jù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的水域功能類別，選取相應(yīng)類別標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行單因子評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)說明水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況，超標(biāo)的應(yīng)說明超標(biāo)項(xiàng)目和超標(biāo)倍數(shù)；豐、平、 枯水期特征明顯的水域，應(yīng)分水期進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)。針對(duì)不同水質(zhì)指標(biāo)的指標(biāo)值確定水質(zhì)的綜合級(jí)別以及超標(biāo)數(shù)，超標(biāo)率，超標(biāo)倍數(shù)。水質(zhì)的級(jí)別一般分為五級(jí)。在水質(zhì)級(jí)別評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，對(duì)某一時(shí)刻不同級(jí)別的水質(zhì)站點(diǎn)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算百分比。水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果輸出進(jìn)入水質(zhì)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)突發(fā)性水污染事件，根據(jù)事故發(fā)生地點(diǎn)和污染物的種類情況，對(duì)水污染造成的水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化情況，利用巡測(cè)設(shè)備，對(duì)水污染事件發(fā)生的地點(diǎn)、時(shí)間、水質(zhì)情況等進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)測(cè)。
4)、實(shí)時(shí)報(bào)警當(dāng)水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)發(fā)出數(shù)據(jù)報(bào)警時(shí)，能及時(shí)收集報(bào)警信息，形成報(bào)警報(bào)表，并在實(shí)時(shí)發(fā)出短消息報(bào)警信號(hào)(還包括其他各種有效的報(bào)警方式)，同時(shí)可根據(jù)設(shè)計(jì)好的應(yīng)急預(yù)案提供應(yīng)急方案。在處理報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)操作員可以立即查看當(dāng)前的報(bào)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)、報(bào)警時(shí)間及數(shù)值等信息或?yàn)g覽歷史發(fā)生的報(bào)警信息或?yàn)樵摫O(jiān)測(cè)點(diǎn)的連續(xù)報(bào)警數(shù)據(jù)生成趨勢(shì)線或打印或輸出該水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的連續(xù)報(bào)警數(shù)據(jù)或按日或月份輸出全部監(jiān)測(cè)點(diǎn)的報(bào)警信息。
5)、水生態(tài)展示綜合統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)可對(duì)水生態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)按時(shí)間條件(按日、按月、按季、按年、按指定的一段時(shí)間等)對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目同時(shí)繪出濃度圖、趨勢(shì)圖、匯總圖等多種方式，支持比較和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(最大、最小、平均、求和等)。針對(duì)各種統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，除生成相應(yīng)的報(bào)表外，根據(jù)需要還可生成相應(yīng)的曲線圖、餅圖、直方圖等，同時(shí)在三個(gè)數(shù)據(jù)處理終端上顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)、狀態(tài)、趨勢(shì)流程示意圖。
圖4是本發(fā)明城市水資源模擬模型的一個(gè)實(shí)施例。采用的是遼寧省朝陽(yáng)市城市水資源模擬模型，該水資源模擬模型包括以下主要內(nèi)容
1、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方面，對(duì)于地下水水位觀測(cè)井進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以西營(yíng)子水位觀測(cè)井為例， 在該觀測(cè)井安裝水文水資源測(cè)控裝置，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾碇行?，隨時(shí)獲取實(shí)時(shí)水位數(shù)據(jù)。水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方式實(shí)時(shí)獲取，也可以通過人工錄入的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入。
2、實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，以閻王鼻子水庫(kù)為例，通過水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)焦芾碇行?，中心軟件根?jù)地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838 - 2002)進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)。
3、實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)遼寧省朝陽(yáng)市的各個(gè)取水戶的用戶信息，通過數(shù)據(jù)匯總，就可以獲得用水信息的實(shí)際情況，同時(shí)根據(jù)歷史同期的用水情況、近期用水的實(shí)際情況，以及取水戶類型上報(bào)用水計(jì)劃和取水許可等信息實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)城市居民生活和工業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和生態(tài)環(huán)境需水量。
4、實(shí)時(shí)管理和調(diào)度，利用水資源分期預(yù)報(bào)的成果，通過水資源實(shí)時(shí)管理模型，并結(jié)合專家或決策者等積累的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)以及分水協(xié)議等進(jìn)行綜合分析，提出水資源實(shí)時(shí)管理方案，以指導(dǎo)水資源中長(zhǎng)期的分配與管理。同時(shí)根據(jù)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)以及實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的結(jié)果，通過預(yù)先制定的調(diào)度規(guī)則，對(duì)當(dāng)前的水資源數(shù)量與質(zhì)量狀況以及需求情況進(jìn)行水資源的合理配置，為城市供水、用水和排水等提供決策依據(jù)，對(duì)用水戶的用水情況進(jìn)行合理分配，進(jìn)行用水指標(biāo)的量化和考核。
5、實(shí)時(shí)預(yù)警，就是通過以上各個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算結(jié)果，對(duì)遼寧省朝陽(yáng)市水資源安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)可能出現(xiàn)的水危機(jī)和水問題進(jìn)行實(shí)時(shí)的警報(bào)和預(yù)警，并根據(jù)事先制訂的應(yīng)急預(yù)案實(shí)施相應(yīng)的措施，以降低各種風(fēng)險(xiǎn)和危害。
以上對(duì)本發(fā)明所提供的方法和系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理方法，其特征在于，所述方法包括城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控、城市水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、城市水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、城市水資源實(shí)時(shí)管理、城市水資源實(shí)時(shí)調(diào)度、城市水資源安全與實(shí)時(shí)預(yù)警；其中，所述城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控是利用水情自動(dòng)監(jiān)測(cè)、傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及自動(dòng)控制技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市水資源各種在線監(jiān)測(cè)信息的采集、傳輸、存儲(chǔ)、與遠(yuǎn)程控制；所述城市水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)是在每一時(shí)段初，對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)上一時(shí)段的水資源數(shù)量、質(zhì)量及其時(shí)空分布特征，以及水資源開發(fā)利用狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和評(píng)價(jià)，確定水資源及其開發(fā)利用形勢(shì)和存在的問題；所述城市水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)是在某一時(shí)段末對(duì)區(qū)域內(nèi)未來預(yù)報(bào)期內(nèi)的水資源數(shù)量、質(zhì)量以及水資源需求進(jìn)行預(yù)報(bào)，確定未來預(yù)報(bào)期內(nèi)水資源豐枯形勢(shì)和污染態(tài)勢(shì)，以及水資源需求狀況；所述城市水資源實(shí)時(shí)管理是利用水資源預(yù)報(bào)的結(jié)果，通過水資源實(shí)時(shí)管理模型，并結(jié)合專家或決策者積累的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)以及分水協(xié)議進(jìn)行綜合分析，提出水資源實(shí)時(shí)管理方案， 指導(dǎo)水資源中長(zhǎng)期的分配與管理；所述城市水資源實(shí)時(shí)調(diào)度是根據(jù)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)以及實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的結(jié)果，通過預(yù)先制定的調(diào)度規(guī)則，對(duì)當(dāng)前的水資源數(shù)量與質(zhì)量狀況以及需求情況進(jìn)行水資源的合理配置，為城市供水、 用水和排水等提供決策依據(jù)；所述城市水資源安全與實(shí)時(shí)預(yù)警是通過以上步驟獲得的信息，對(duì)水資源安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)可能出現(xiàn)的水危機(jī)和水問題進(jìn)行實(shí)時(shí)的警報(bào)和預(yù)警，并根據(jù)事先制訂的應(yīng)急預(yù)案實(shí)施措施，以降低風(fēng)險(xiǎn)和危害。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理方法，其特征在于，所述對(duì)水資源數(shù)量的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)分為地表水和地下水兩部分，其中地表水資源量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)是將河道、水庫(kù)的入庫(kù)徑流量作為預(yù)報(bào)對(duì)象，地下水資源量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)是將城市集中供水水源地下水可開采量作為預(yù)報(bào)對(duì)象；所述水資源質(zhì)量的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)包括地表水水質(zhì)與地下水水質(zhì)兩部分，其中地表水水質(zhì)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)包括主要河流斷面水質(zhì)與水功能區(qū)水質(zhì)兩部分，地下水水質(zhì)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)包括城市集中供水水源的水質(zhì)；所述水資源需求的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)是根據(jù)取水戶類型上報(bào)用水計(jì)劃和取水許可信息實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)城市居民生活和工業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和生態(tài)環(huán)境需水量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理方法，其特征在于，所述城市水資源實(shí)時(shí)管理包括基礎(chǔ)信息管理、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理、水生態(tài)評(píng)價(jià)、水生態(tài)展示及綜合統(tǒng)計(jì)；所述基礎(chǔ)信息管理是對(duì)所涉及的對(duì)象以及被管理對(duì)象的相關(guān)事物的描述，提供對(duì)其相關(guān)屬性的添加、刪除、編輯功能，所述相關(guān)事物的相關(guān)屬性具體包括水源地基本信息、水庫(kù)信息、監(jiān)測(cè)站基本信息、水質(zhì)信息、水位信息、水量信息、氣象生態(tài)環(huán)境信息、組織機(jī)構(gòu)信息、 監(jiān)測(cè)設(shè)備基本信息、系統(tǒng)配置管理信息；所述遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理是使各個(gè)站點(diǎn)的測(cè)控終端始終在巡檢水質(zhì)、水位、水量、氣象監(jiān)測(cè)值，同時(shí)可定時(shí)上報(bào)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)終端隨時(shí)招測(cè)任意監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的當(dāng)前監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)即時(shí)采集，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并顯示設(shè)備工作狀態(tài)，對(duì)主動(dòng)上報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新；所述水生態(tài)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)是按照國(guó)家地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的格式和內(nèi)容，完成地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，根據(jù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的水域功能類別，選取相應(yīng)類別標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行單因子評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)說明水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況，超標(biāo)的應(yīng)說明超標(biāo)項(xiàng)目和超標(biāo)倍數(shù)；對(duì)于豐、平、枯水期特征明顯的水域，應(yīng)分水期進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)；針對(duì)不同水質(zhì)指標(biāo)的指標(biāo)值確定水質(zhì)的綜合級(jí)別以及超標(biāo)數(shù)， 超標(biāo)率，超標(biāo)倍數(shù)；在按照五級(jí)水質(zhì)級(jí)別評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，對(duì)某一時(shí)刻不同級(jí)別的水質(zhì)站點(diǎn)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算百分比；水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果輸出進(jìn)入水質(zhì)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)；所述水生態(tài)展示及綜合統(tǒng)計(jì)是對(duì)水生態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)按日、按月、按季、按年或按指定的一段時(shí)間條件對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目同時(shí)繪出濃度圖、趨勢(shì)圖、匯總圖，支持包括最大、最小、平均、求和的比較和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；針對(duì)各種統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，生成相應(yīng)的報(bào)表，以及生成相應(yīng)的曲線圖、 餅圖、直方圖，同時(shí)在數(shù)據(jù)處理終端上顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)、狀態(tài)、趨勢(shì)流程示意圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理方法，其特征在于，所述水生態(tài)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)還包括對(duì)突發(fā)性水污染事件的評(píng)價(jià)，根據(jù)事故發(fā)生地點(diǎn)和污染物的種類情況，對(duì)水污染造成的水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化情況，利用巡測(cè)設(shè)備，對(duì)水污染事件發(fā)生的地點(diǎn)、時(shí)間、水質(zhì)情況等進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)測(cè)，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行水質(zhì)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理方法，其特征在于，所述城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控包括依據(jù)省級(jí)水資源管理系統(tǒng)建設(shè)總體方案對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置和信息采集站網(wǎng)的分期布設(shè)，所述各種在線監(jiān)測(cè)包括水源地監(jiān)測(cè)、取用水監(jiān)測(cè)、水資源管理單元斷面監(jiān)測(cè)、水功能區(qū)監(jiān)測(cè)、地下水超采區(qū)監(jiān)測(cè)和水生態(tài)監(jiān)測(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理方法，其特征在于，所述城市水資源安全與實(shí)時(shí)預(yù)警還包括當(dāng)水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)發(fā)出數(shù)據(jù)報(bào)警時(shí)，及時(shí)收集報(bào)警信息， 形成報(bào)警報(bào)表，并在實(shí)時(shí)發(fā)出短消息報(bào)警信號(hào)，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)好的應(yīng)急預(yù)案提供應(yīng)急方案； 系統(tǒng)操作員立即查看當(dāng)前的報(bào)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)、報(bào)警時(shí)間及數(shù)值信息或?yàn)g覽歷史發(fā)生的報(bào)警信息或?yàn)樵摫O(jiān)測(cè)點(diǎn)的連續(xù)報(bào)警數(shù)據(jù)生成趨勢(shì)線或打印或輸出該水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的連續(xù)報(bào)警數(shù)據(jù)或按日、月份輸出全部監(jiān)測(cè)點(diǎn)的報(bào)警信息。
7.一種城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括計(jì)量設(shè)備、信息采集模塊、中心計(jì)算機(jī)、信息通訊設(shè)備和實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理模塊；所述計(jì)量設(shè)備包括水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備、視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備、流量監(jiān)測(cè)設(shè)備和環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，采集涵蓋水質(zhì)、視頻、環(huán)境數(shù)據(jù)在內(nèi)的水文信息數(shù)據(jù)；所述信息采集模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊、存儲(chǔ)模塊、讀/寫卡模塊、顯示模塊、備用電源模塊、防雷擊/防浪涌模塊和接線端子；所述中心計(jì)算機(jī)包括通訊服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器，水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)信息中心用于安裝軟件系統(tǒng)，建立水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)信息中心；所述信息通訊設(shè)備為內(nèi)嵌無線通訊模塊在水文水資源測(cè)控終端中的無線通訊模塊，所述水文水資源測(cè)控終端中的無線通訊模塊將采集的前端儀表數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測(cè)信息中心；無線通訊模塊可以通過GPRS\CDMA、短信、衛(wèi)星通訊等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可以通過雙信道互相備用的方式保證測(cè)控?cái)?shù)據(jù)的完整，所述實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理模塊包括基礎(chǔ)信息管理子模塊、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理子模塊、水生態(tài)評(píng)價(jià)子模塊、水生態(tài)展示子模塊和水生態(tài)綜合統(tǒng)計(jì)子模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其特征在于， 所述基礎(chǔ)信息管理子模塊對(duì)所涉及的對(duì)象以及被管理對(duì)象的相關(guān)事物提供了對(duì)相關(guān)屬性的添加、刪除、編輯功能；所述遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理子模塊對(duì)系統(tǒng)各個(gè)站點(diǎn)的測(cè)控終端始終在巡檢水質(zhì)、水位、 水量、氣象及其它監(jiān)測(cè)值，同時(shí)可定時(shí)上報(bào)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；所述水生態(tài)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)子模塊按照地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)完成地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)；根據(jù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的水域功能類別，選取相應(yīng)類別標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行單因子評(píng)價(jià)；所述水生態(tài)展示綜合統(tǒng)計(jì)子模塊對(duì)水生態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)按時(shí)間條件對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目同時(shí)繪出濃度圖、趨勢(shì)圖、匯總圖，支持比較和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，針對(duì)各種統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，生成相應(yīng)的報(bào)表，生成相應(yīng)的曲線圖、餅圖、直方圖，在數(shù)據(jù)處理終端上顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)、狀態(tài)、趨勢(shì)流程示意圖。
全文摘要
本發(fā)明是一種城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理方法和系統(tǒng)，該方法包括對(duì)城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控、城市水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、城市水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、城市水資源實(shí)時(shí)管理、城市水資源實(shí)時(shí)調(diào)度、城市水資源安全與實(shí)時(shí)預(yù)警，以及完成上述方法的系統(tǒng)設(shè)備，本發(fā)明將城市水資源系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)分類以及綜合分析，得到正確的城市水資源系統(tǒng)的構(gòu)成及其相互關(guān)系，對(duì)城市水資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，建立統(tǒng)一的水資源監(jiān)控中心系統(tǒng)平臺(tái)，能夠兼容新的水資源監(jiān)控終端，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的可持續(xù)發(fā)展的水資源管理系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G06Q50/00GK102184490SQ201110140270
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者吳玉曉, 賈美, 王大正, 劉潤(rùn)玉, 王佩濤 申請(qǐng)人:北京奧特美克科技發(fā)展有限公司