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流域水资源实时监控管理系统研究

来源:233网校 2008年7月21日

  3.3 水资源实时预报http://ks.examda.com

  水资源实时预报主要包括来水预报和需水预报两部分,来水预报又分为水量预报和水质预报。水量预报包括地表水资源量预报和地下水资源量预报,地表水资源量预报既可细分为当地水和外来水(包括引调水)预报,又可分为汛期径流预报和枯季(非汛期)径流预报。需水预报分为工业、农业、生活和生态环境需水量预报。

  (1)河川径流量实时预报。根据河川径流的形成机理和产流规律,将河川径流量实时预报分为汛期径流实时预报和枯季径流实时预报两种。汛期产汇流机制主要是超渗产流和蓄满产流、超渗与蓄满综合产流模式:而枯季径流主要是遵循流域的退水规律。因此,汛期径流实时预报模型与枯季径流实时预报模型是不同的,需要分别建立预报模型对汛期径流量和枯季径流量进行实时预报。

  (2)地下水资源量实时预报。首先分析地下水的形成规律和补给、径流、排泄条件,以及地下水的赋存规律;然后根据抽水试验等确定含水层的参数分区,并利用试验资料和长观资料确定有关水文地质参数;最后利用均衡法或数学模拟模型法,分析和预报地下水资源量、可开采量及地下水报考分布。

  (3)水质实时预报。利用获得的实时水质监测和污染物排放量等信息,通过所建立的水质实时预报模型,实时预报地下水与地表水水质状况、污染物类型、污染范围及污染程度,及时提供水资源污染态势等信息。

  (4)需水量实时预报。根据需水量预报要求,本次将需水门类分为生活、工业、农业、生态环境等四个一级类,每个一级类可以再分成若干个二级类和三级类。根据具体情况和需要,还可以再细分为四级类。根据上述分类方法,可比较容易地合并有关各需水项,获得需水量过程。

  3.4 水资源实时决策支持

  水资源实时决策包括水资源实时预报、水资源实时管理和调度,以及决策会商等。

  (1)水资源实时预报。对于水资源实时预报,尤其是汛期径流预报和需水预报,由于受到诸多非确定性因素的影响比较大,很难准确预报,因此需要专家的会商支持、吸收和借鉴领域专家的知识和经验,以便较准确地预报和确定未来的来水与需水过程等。

  (2)水资源实时管理。利用水资源实时评价和实时预报结果等,通过水资源实时管理模型计算,结合领域专家或决策者等积累的知识、经验和偏好,分水协议、水价政策的经济调节作用等进行综合分析,最后提出水资源的实时管理方案,为水资源的合理开发利用和保护等提供决策依据,为水行政主管部门科学地行使其监督和管理职能提供支持,以确保水资源的可持续利用。

  (3)水资源实时优化调度。通过前面制定的年度内水资源管理方案,确定水资源优化调度的规则和依据;根据各时段水资源的丰枯情况和污染态势,通过建立水资源优化调度模型,确定水资源实时调度方案。

  (4)水资源决策会商。决策会商是指通过对实时、历史和预报、管理与调度的各类信息进行重组和加工处理,为讨论和分析水资源的丰枯形势和污染态势,以及最终确定水资源实时管理和调度方案提供全面的支持。根据利用水资源实时管理模型和调度模型确定的若干管理、调度方案,以及提供的每一种方案的综合效益分析结果,领导决策层和领域专家,通过全面分析对比和协商、讨论,如认为其中一个方案合适则选择之,并付诸实施。如认为必须进一步做新的方案,则通过水资源实时管理、调度系统,计算和提出新的管理、调度预案,供决策者对新老方案进行对比和选择。

  总之,在面临重大的水资源决策时,决策会商机制显得非常重要,有关利益冲突的各方,可以根据所提供的各种预案,包括水资源实时预报方案、实时管理预案和实时调度预案,分析其优劣,进行协商,确定能为有关各方所接受的方案。

  3.5 远程自动控制

  控制可分为手工控制和自动控制、半自动控制等,主要是对重要的取水口和开采机井、引水闸门等的控制。根据需要和可能,有重点和有选择地建立一些远程自动控制系统是必要的,也是将来的一种发展方向。

  3.6 监控管理后评估

  为了不断改进和完善系统的各项功能,需要对系统的重点功能进行后评估。主要内容包括:针对水资源实时调度、管理方案的合理性、实施效果以及预报方案的准确性、控制情况等进行评估,重点分析导致调度、管理方案不合理和效益不好、预报不准确的原因等。

  最后,将研制的有关部分内容和功能模块进行集成,最终建立一套较完整的基于GIS的水资源实时监控管理系统,并进行试运行;通过系统的试运行不断进行修改和完善,最后正式交付使用,并保证系统能够稳定运行。

  4 结束语

  我国经过四五十年的不懈努力,无论在水利工程建设、水资源科学研究,还是在计算机、水文监测、通讯与网络技术和水资源管理体制、政策法规建设等方面,均取得了巨大成就。随着我国社会经济的高速发展和城市化进程的不断加快,水资源短缺和水污染问题已经越来越成为制约我国社会经济可持续发展的瓶颈,引起了我国各级政府的高度重视和社会各界的广泛关注。因此,水利部在新世纪来临之际调整了治水思路,提出了“资源水利、现代水利和可持续发展水利”的概念,要求把水资源开发利用与社会经济发展和生态环境保护紧密结合起来进行统筹规划与综合考虑,在重视水资源开发、利用、治理的同时,更加注重水资源的合理配置、节约和保护,切实改变过去“重建设、轻管理”的做法,要在重视工程措施的同时,特别强调和重视非工程措施,强调科学管理。相信随着国家经济实力的进一步增强和投资的不断加大,我国流域水资源实时监控管理系统一定会在两个省级(辽宁省和江苏省)和三个流域级(海河流域、黄河流域和太湖流域)试点、示范工作的带动下,逐步得到推广和完善,为我国水资源优化配置和科学管理真正提供一个强有力的工作平台。

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