CN102184490A - 城市水资源实时监控与管理系统及方法 - Google Patents

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CN102184490A
CN102184490A CN2011101402709A CN201110140270A CN102184490A CN 102184490 A CN102184490 A CN 102184490A CN 2011101402709 A CN2011101402709 A CN 2011101402709A CN 201110140270 A CN201110140270 A CN 201110140270A CN 102184490 A CN102184490 A CN 102184490A
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吴玉晓
贾美
王大正
刘润玉
王佩涛
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Abstract

本发明是一种城市水资源实时监控与管理方法和系统,该方法包括对城市水资源实时监控、城市水资源实时评价、城市水资源实时预报、城市水资源实时管理、城市水资源实时调度、城市水资源安全与实时预警,以及完成上述方法的系统设备,本发明将城市水资源系统进行科学分类以及综合分析,得到正确的城市水资源系统的构成及其相互关系,对城市水资源进行统一管理,建立统一的水资源监控中心系统平台,能够兼容新的水资源监控终端,从而实现统一的可持续发展的水资源管理系统。

Description

城市水资源实时监控与管理系统及方法
技术领域
[0001] 本发明属于水资源管理及监控技术,特别涉及在城市水资源的管理中,建立统一的水资源监控中心系统平台实现对城市水资源的科学管理。
背景技术
[0002] 以城市为单位进行整体的水资源管理,就需要对城市的整体水资源进行把握,通过城市水循环模拟模型就可以概化出本城市的进水、出水、水资源利用等信息,通过实时监控点,对城市的主要来水、用水、出水、水排放等进行统一的实时监控,可以分析出城市水资源的利用情况和利用率,从而为城市水资源的合理调配,强化水资源统一调度,完善水资源调度方案、应急调度预案和调度计划,为实现用水总量控制奠定基础。
[0003] 水资源系统是一个复杂的大系统,而人类活动最频繁、水资源问题最突出和水资源承载力最脆弱的城市水资源系统更是一个复杂的巨系统。要对这样一个系统进行分析、 调度以及管理,以城市为单位进行整体的水资源管理,就要对其进行概化和模拟。所谓对城市水资源管理进行概化和模拟,就是利用系统动力学中系统分析和系统仿真的思想,利用水量平衡与能量平衡的原理进行城市水资源系统分析与模拟。对城市的整体水资源进行把握,通过城市水循环模拟模型就可以概化出本城市的进水、出水、水资源利用等信息。
[0004] 图1是城市水资源循环系统示意图;如图所示,城市水资源系统由河流、湖泊、沼泽、湿地、地下水、水库、水源地、污水处理厂、用户等多种元素构成,具有整体性、层次性、目的性以及相互关联性的特点。按照有没有人类活动影响,城市水资源系统可分为天然水循环系统和人工侧支循环系统两部分构成,天然水循环系统主要包括大气水、地表水、地下水和土壤水构成,而人工侧支循环系统主要包括供水系统、用(耗)水系统与排水系统组成,按照空间层次又可分为地表水资源系统与地下水资源系统等,按照人类开发利用水资源的过程又可分为天然水源系统、供水系统、用水系统和排水系统等。城市水资源系统是与人类活动分不开的,没有纯粹的天然水循环系统,同时也没有脱离天然水循环系统的人工侧支水循环系统。因此,目前的完全按照一种划分办法是不可能把城市水资源系统进行科学分类的,需要综合分析城市水资源的各种分类,以期得到正确的城市水资源系统的构成及其相互关系。
[0005] 目前城市水资源管理系统存在的上述问题,为城市水资源统一管理带来巨大困难,是城市水资源系统深入发展的严重障碍。所以各地陆续提出整合各个独立的城市水资源管理系统,建立统一的水资源监控中心系统平台的需求,要求能兼容各种水资源监控终端,并能容易地扩展系统,以能够兼容新的水资源监控终端,从而实现统一的可持续发展的水资源管理系统。
发明内容
[0006] 有鉴于上述问题,本发明的目的是以城市水循环模拟系统为基础,通过实时监控点,对城市的主要来水、用水、出水、水排放等进行统一的实时监控,可以正确的分析出城市水资源的利用情况和利用率。
[0007] 为实现上述发明目的,本发明提出一种城市水资源实时监控与管理方法,所述方法包括:城市水资源实时监控、城市水资源实时评价、城市水资源实时预报、城市水资源实时管理、城市水资源实时调度、城市水资源安全与实时预警;其中,
所述城市水资源实时监控是利用水情自动监测、传输、数据存储以及自动控制技术手段,实现对城市水资源各种在线监测信息的采集、传输、存储、与远程控制;
所述城市水资源模拟是将复杂的水资源系统进行简化和概化,通过实验或计算机模拟方法对各种参数和系数进行率定,以水量平衡和能量平衡为基本规律,利用数学解析式或方程来模拟水资源的形成、转化、运移以及供、用、耗、排等各个环节,并通过计算机进行反演计算来实现水资源评价或预测;
所述城市水资源实时评价是在每一时段初,对评价区域内上一时段的水资源数量、质量及其时空分布特征,以及水资源开发利用状况进行实时分析和评价,确定水资源及其开发利用形势和存在的问题;
所述城市水资源实时预报是在某一时段末对区域内未来预报期内的水资源数量、质量以及水资源需求进行预报,确定未来预报期内水资源丰枯形势和污染态势,以及水资源需求状况;
所述城市水资源实时管理是利用水资源预报的结果,通过水资源实时管理模型,并结合专家或决策者积累的知识、经验以及分水协议进行综合分析,提出水资源实时管理方案, 指导水资源中长期的分配与管理;
所述城市水资源实时调度是根据实时评价以及实时预报的结果,通过预先制定的调度规则,对当前的水资源数量与质量状况以及需求情况进行水资源的合理配置,为城市供水、 用水和排水等提供决策依据;
所述城市水资源安全与实时预警是通过以上步骤获得的信息,对水资源安全进行综合评价,对可能出现的水危机和水问题进行实时的警报和预警,并根据事先制订的应急预案实施措施,以降低风险和危害。
[0008] 所述对水资源数量的实时预报分为地表水和地下水两部分,其中地表水资源量实时预报是将水库的入库径流量作为预报对象,地下水资源量实时预报是将城市集中供水水源地下水可开采量作为预报对象;
所述水资源质量的实时预报包括地表水水质与地下水水质两部分,其中地表水水质实时预报包括主要河流断面水质与水功能区水质两部分,地下水水质实时预报包括城市集中供水水源的水质;
所述水资源需求的实时预报是根据取水户类型上报用水计划和取水许可信息实时预报城市居民生活和工业、第三产业和生态环境需水量。
[0009] 所述城市水资源实时管理包括基础信息管理、远程实时监控与管理、水生态评价、 水生态展示及综合统计;
所述基础信息管理是对所涉及的对象以及被管理对象的相关事物的描述,提供对其相关属性的添加、删除、编辑功能,所述相关事物的相关属性具体包括:水源地基本信息、水库信息、监测站基本信息、水质信息、水位信息、水量信息、气象生态环境信息、组织机构信息、 监测设备基本信息、系统配置管理信息;所述远程实时监测与管理是使各个站点的测控终端始终在巡检水质、水位、水量、气象监测值,同时可定时上报各个监测点的监测数据,系统中的数据终端随时招测任意监测站点的当前监测数据,完成实时数据即时采集,实时监测并显示设备工作状态,对主动上报数据进行实时更新;
所述水生态实时评价是按照国家地面水环境质量标准的格式和内容,完成地表水环境质量评价,根据应实现的水域功能类别,选取相应类别标准,进行单因子评价,评价结果应说明水质达标情况,超标的应说明超标项目和超标倍数;对于丰、平、枯水期特征明显的水域,应分水期进行水质评价;针对不同水质指标的指标值确定水质的综合级别以及超标数, 超标率,超标倍数;在按照五级水质级别评价的基础上,对某一时刻不同级别的水质站点数进行统计,并计算百分比;水质评价结果输出进入水质评价数据库;
所述水生态展示及综合统计是对水生态监测点按日、按月、按季、按年或按指定的一段时间条件对每个监测项目同时绘出浓度图、趋势图、汇总图,支持包括最大、最小、平均、求和的比较和数据统计;针对各种统计分析结果,生成相应的报表,以及生成相应的曲线图、 饼图、直方图,同时在数据处理终端上显示系统数据、状态、趋势流程示意图。
[0010] 所述水生态实时评价还包括对突发性水污染事件的评价,根据事故发生地点和污染物的种类情况,对水污染造成的水质动态变化情况,利用巡测设备,对水污染事件发生的地点、时间、水质情况等进行动态跟踪监测,对数据结果进行水质实时评价。
[0011] 所述城市水资源实时监控包括依据省级水资源管理系统建设总体方案对实时监控点的设置和信息采集站网的分期布设,所述各种在线监测包括水源地监测、取用水监测、 水资源管理单元断面监测、水功能区监测、地下水超采区监测和水生态监测。
[0012] 所述城市水资源安全与实时预警还包括当水源地水质监测站点发出数据报警时, 及时收集报警信息,形成报警报表,并在实时发出短消息报警信号,同时根据设计好的应急预案提供应急方案;系统操作员立即查看当前的报警监测点、报警时间及数值信息或浏览历史发生的报警信息或为该监测点的连续报警数据生成趋势线或打印或输出该水质监测点的连续报警数据或按日、月份输出全部监测点的报警信息。
[0013] 本发明还提出一种城市水资源实时监控与管理系统,所述系统包括计量设备、信息采集模块、中心计算机、信息通讯设备和实时监控与管理模块;
所述计量设备包括水质监测设备、视频监测设备、流量监测设备和环境监测设备,采集涵盖水质、视频、环境数据在内的水文信息数据;
所述信息采集模块包括数据采集模块、存储模块、读/写卡模块、显示模块、备用电源模块、防雷击/防浪涌模块和接线端子;
所述中心计算机包括通讯服务器、应用服务器,水质在线监测信息中心用于安装软件系统,建立水质在线监测信息中心;
所述信息通讯设备为内嵌无线通讯模块在水文水资源测控终端中的无线通讯模块,所述水文水资源测控终端中的无线通讯模块将采集的前端仪表数据传输监测信息中心;
无线通讯模块可以通过GPRS\CDMA、短信、卫星通讯等方式进行数据传输。可以通过双信道互相备用的方式保证测控数据的完整。
[0014]
所述实时监控与管理模块包括基础信息管理子模块、远程实时监控与管理子模块、水生态评价子模块、水生态展示子模块和水生态综合统计子模块。
[0015] 所述基础信息管理子模块对所涉及的对象以及被管理对象的相关事物提供了对相关属性的添加、删除、编辑功能;
所述远程实时监测与管理子模块对系统各个站点的测控终端始终在巡检水质、水位、 水量、气象及其它监测值,同时可定时上报各个监测点的监测数据;
所述水生态实时评价子模块按照地面水环境质量标准完成地表水环境质量评价;根据应实现的水域功能类别,选取相应类别标准,进行单因子评价;
所述水生态展示综合统计子模块对水生态监测点按时间条件对每个监测项目同时绘出浓度图、趋势图、汇总图,支持比较和数据统计,针对各种统计分析结果,生成相应的报表,生成相应的曲线图、饼图、直方图,在数据处理终端上显示系统数据、状态、趋势流程示意图。
[0016] 通过比较可发现本发明的技术方案与现有技术区别,从而产生了较为明显的有益效果:本发明将城市水资源系统进行科学分类以及综合分析,得到正确的城市水资源系统的构成及其相互关系,对城市水资源进行统一管理,建立统一的水资源监控中心系统平台, 并能兼容各种水资源监控终端,容易地扩展系统,能够兼容新的水资源监控终端,从而实现统一的可持续发展的水资源管理系统。
附图说明
[0017] 图1是城市水资源循环系统示意图;
图2是城市水资源实时调度与管理基本框架图; 图3是城市水资源实时监控与管理系统示意图; 图4是本发明城市水资源模拟模型的一个实施例。
具体实施方式
[0018] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例并配合附图,对本发明进一步详细说明。
[0019] 图2是城市水资源实时调度与管理基本框架图;城市水资源实时调度与管理的主要构成部分包括:实时监控系统、城市水资源系统模拟、水资源实时评价、水资源实时预报、 水资源实时管理、水资源实时调度、城市水资源安全与实时预警。
[0020] 1、实时监控系统。信息监控系统主要利用先进的水情自动监测、传输(如遥感技术、GPRS信息传输技术)、数据存储以及自动控制技术,实现对城市水资源各种信息的采集、传输、存储与远程控制过程,这是实现前提和必要条件,没有及时准确的系统信息以及对决策结果的执行和控制,就不可能实现水资源的实时调度与管理。
[0021] 实时监控点的设置,根据水利部文件《关于开展省级水资源管理系统建设工作的通知》(水资源【2008】观1号)的规定,首先需要编制省级水资源管理系统建设总体方案,包括实时监控点的布置方案。对于在线监测信息的采集包括了水源地监测、取用水监测、水资源管理单元出入断面监测、水功能区监测、地下水超采区监测和水生态监测等。信息采集站网的布设依据省级水资源管理系统建设总体方案进行分期布设。
[0022] 2、城市水资源系统模拟。如前所述,城市水资源系统是一个复杂的巨系统,我们要对其进行控制和调度就必须掌握其内在的发展变化规律,了解各个水资源要素的内在联系。水资源的模拟模型就给我们提供了这样一个手段,他把复杂的水资源系统进行适当简化和概化,通过实验或计算机模拟等方法对各种参数和系数进行率定,以水量平衡和能量平衡为基本规律,利用数学解析式或方程来模拟水资源的形成、转化、运移以及供、用、耗、 排等各个环节,并通过计算机等现代技术进行反演计算来实现我们评价或预测的目的。城市水资源系统模拟包括水资源量的模拟、水质模拟以及供排水模拟等。它是我们作决策的前提和主要依据。
[0023] 3、水资源实时评价。水资源实时评价就是在每一时段初,对评价区域内上一时段的水资源数量、质量及其时空分布特征,以及水资源开发利用状况等进行实时分析和评价, 确定水资源及其开发利用形势和存在的问题。水资源实时评价的目的,一方面在于了解区域内现状下垫面条件下水资源的丰枯形势、污染态势和开发利用情况;另一方面为水资源的动态管理、量化管理和科学管理提供参考依据。主要包括水资源的数量评价、质量评价以及供用水评价等。
[0024] 4、水资源实时预报。水资源实时预报主要是指在某一时段末对区域内未来预报期内的水资源数量、质量以及水资源需求等进行预报,确定未来预报期内水资源丰枯形势和污染态势,以及水资源需求状况等。水资源实时预报包括水量预报、水质预报以及水资源需求(需水)预报三部分。水资源数量实时预报又分为地表水和地下水两部分,其中地表水资源量实时预报主要是将水库的入库径流量作为预报对象,地下水资源量实时预报主要是将城市集中供水水源地下水可开采量作为预报对象;水资源质量实时预报包括地表水水质与地下水水质两部分,其中地表水水质实时预报包括主要河流断面水质与水功能区水质两部分,地下水水质实时预报主要包括城市集中供水水源的水质;水资源需求实时预报主要根据取水户类型上报用水计划和取水许可等信息实时预报城市居民生活和工业、第三产业和生态环境需水量。
[0025] 5、水资源实时管理。水资源的实时管理就是利用水资源分期预报的成果,通过水资源实时管理模型,并结合专家或决策者等积累的知识、经验以及分水协议等进行综合分析,提出水资源实时管理方案,以指导水资源中长期的分配与管理。
[0026] 6、水资源实时调度。水资源的实时调度就是根据实时评价以及实时预报的结果, 通过预先制定的调度规则,对当前的水资源数量与质量状况以及需求情况进行水资源的合理配置,为城市供水、用水和排水等提供决策依据。
[0027] 7、城市水资源安全与实时预警。就是通过以上各个环节的计算结果,对水资源安全进行综合评价,对可能出现的水危机和水问题进行实时的警报和预警,并根据事先制订的应急预案实施相应的措施,以降低各种风险和危害。
[0028] 城市水资源实时监控与管理系统主要包括了实时监测、数据管理、实时评价、实时预报、实时管理与调度、实施与控制等内容。
[0029] 实时监测过程主要是对水文水资源相关的各种参数进行实时数据采集,这些参数包括了水情数据、水质信息、工情信息、供水信息、用水信息、排水监测、社会经济信息、灾情信息等,通过这些数据的实时采集可以获取水文水资源原始数据资料。
[0030] 实时监控获取的数据资料经过数据的管理形成可以进行评价的基础数据资料,数据管理的过程是数据加工和处理的过程,包括了实时监控数据和历史监控数据比对、水文基础数据整理入库、空间数据的整合等等。
[0031] 实时评价过程包括水质、水量的评价以及水资源开发利用评价等,通过实时监控数据、标准参考数据等进行实时评价,通过实时评价可以了解实时数据的运行情况是否平稳,关键监测指标参数是否合格。
[0032] 根据实时评价的结果,可以对水资源的数量、质量以及本地区的需水量进行实时预报。
[0033] 实时管理和调度是根据本地区水资源的基本配置方案,本地区的水权分配方案以及法律法规等内容,同时结合汛前、汛期、汛末管理方案,以及实时评价的结果,出台月的实时调度方案对本月的用水情况进行调度。
[0034] 实施与控制包括了远程控制和业务管理两部分。远程控制部分包括了取水控制、 排水控制和水利工程控制等内容。业务管理部分包括了取水许可、水资源费征收、节水管理、供水管理、排水管理、水资源公报及年报、风险分析及实时预警等内容。通过实施与控制可以更加有效地进行水资源的控制和管理,使水资源进行有效的利用,更好地为社会经济服务。
[0035] 图3是城市水资源实时监控与管理系统示意图;整个系统包括;
计量设备:计量设备主要以水质监测设备为主,辅以视频监测设备、流量监测设备、和环境监测设备。这四类监测设备将采集涵盖水质、视频、环境数据在内的多种水文信息数据,是水质在线监测系统信息的主要来源。
[0036] 采集设备:水文水资源测控终端是采集设备的重要组成部分,更是本系统的硬件核心,内含:数据采集模块、存储模块、读/写卡模块、显示模块、备用电源模块、防雷击/防浪涌模块、接线端子等。
[0037] 通讯设备:水文水资源测控终端内嵌我公司自主研发的无线通讯模块,负责将采集的前端仪表数据传输监测信息中心;无线通讯模块可以通过GPRS\CDMA、短信、卫星通讯等方式进行数据传输。可以通过双信道互相备用的方式保证测控数据的完整。
[0038] 中心计算机设备:包括通讯服务器、应用服务器等设备,用于安装软件系统。
[0039] 中心系统能够安全保护数据文件,进行数据的采集和管理,负责历史数据的存放和各种统计报表数据的处理。可以对仪器参数、工作状态进行监视,及时了解运行状况。可进行系统设置、管理和维护。系统应用软件功能主要包括以下几个方面:远程实时监控与管理子系统、水生态评价子系统、水生态展示子系统、水生态综合统计子系统
1)、基础信息管理子系统:对于本系统所涉及的对象以及被管理对象的相关事物的描述,提供了对相关属性的添加、删除、编辑等功能。具体包括:水源地基本信息、水库信息、监测站基本信息、水质信息、水位信息、水量信息、气象生态环境信息、组织机构信息、监测设备基本信息、系统配置管理描述等。
[0040] 2)、远程实时监测与管理子系统:系统各个站点的测控终端始终在巡检水质、水位、水量、气象及其它监测值,同时可定时(时间周期可在软件系统中任意设置)上报各个监测点的监测数据,系统中的数据终端可随时招测任意监测站点的当前监测数据。可完成实时数据即时采集;可实时监测并显示设备工作状态;对主动上报数据可进行实时更新。
[0041] 3)、水生态实时评价子系统:按照地面水环境质量标准(GB3838 — 2002)规定的格式和内容,完成地表水环境质量评价。根据应实现的水域功能类别,选取相应类别标准,进行单因子评价,评价结果应说明水质达标情况,超标的应说明超标项目和超标倍数;丰、平、 枯水期特征明显的水域,应分水期进行水质评价。针对不同水质指标的指标值确定水质的综合级别以及超标数,超标率,超标倍数。水质的级别一般分为五级。在水质级别评价的基础上,对某一时刻不同级别的水质站点数进行统计,并计算百分比。水质评价结果输出进入水质评价数据库。对突发性水污染事件,根据事故发生地点和污染物的种类情况,对水污染造成的水质动态变化情况,利用巡测设备,对水污染事件发生的地点、时间、水质情况等进行动态跟踪监测。
[0042] 4)、实时报警:当水源地水质监测站点发出数据报警时,能及时收集报警信息,形成报警报表,并在实时发出短消息报警信号(还包括其他各种有效的报警方式),同时可根据设计好的应急预案提供应急方案。在处理报警时,系统操作员可以立即查看当前的报警监测点、报警时间及数值等信息或浏览历史发生的报警信息或为该监测点的连续报警数据生成趋势线或打印或输出该水质监测点的连续报警数据或按日或月份输出全部监测点的报警信息。
[0043] 5)、水生态展示综合统计子系统:可对水生态监测点按时间条件(按日、按月、按季、按年、按指定的一段时间等)对每个监测项目同时绘出浓度图、趋势图、汇总图等多种方式,支持比较和数据统计(最大、最小、平均、求和等)。针对各种统计分析结果,除生成相应的报表外,根据需要还可生成相应的曲线图、饼图、直方图等,同时在三个数据处理终端上显示系统数据、状态、趋势流程示意图。
[0044] 图4是本发明城市水资源模拟模型的一个实施例。采用的是辽宁省朝阳市城市水资源模拟模型,该水资源模拟模型包括以下主要内容:
1、实时监测方面,对于地下水水位观测井进行实时监测,以西营子水位观测井为例, 在该观测井安装水文水资源测控装置,通过GPRS网络将实时监测数据传输到管理中心,随时获取实时水位数据。水位监测数据可以通过实时监测的方式实时获取,也可以通过人工录入的方式进行数据录入。
[0045] 2、实时评价,以阎王鼻子水库为例,通过水质自动监测点,将数据实时传输到管理中心,中心软件根据地面水环境质量标准(GB3838 - 2002)进行实时评价。
[0046] 3、实时预报,通过实时监测辽宁省朝阳市的各个取水户的用户信息,通过数据汇总,就可以获得用水信息的实际情况,同时根据历史同期的用水情况、近期用水的实际情况,以及取水户类型上报用水计划和取水许可等信息实时预报城市居民生活和工业、第三产业和生态环境需水量。
[0047] 4、实时管理和调度,利用水资源分期预报的成果,通过水资源实时管理模型,并结合专家或决策者等积累的知识、经验以及分水协议等进行综合分析,提出水资源实时管理方案,以指导水资源中长期的分配与管理。同时根据实时评价以及实时预报的结果,通过预先制定的调度规则,对当前的水资源数量与质量状况以及需求情况进行水资源的合理配置,为城市供水、用水和排水等提供决策依据,对用水户的用水情况进行合理分配,进行用水指标的量化和考核。
[0048] 5、实时预警,就是通过以上各个环节的计算结果,对辽宁省朝阳市水资源安全进行综合评价,对可能出现的水危机和水问题进行实时的警报和预警,并根据事先制订的应急预案实施相应的措施,以降低各种风险和危害。
[0049] 以上对本发明所提供的方法和系统进行了详细介绍,本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述。
[0050] 以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明, 凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1. 一种城市水资源实时监控与管理方法,其特征在于,所述方法包括:城市水资源实时监控、城市水资源实时评价、城市水资源实时预报、城市水资源实时管理、城市水资源实时调度、城市水资源安全与实时预警;其中,所述城市水资源实时监控是利用水情自动监测、传输、数据存储以及自动控制技术手段,实现对城市水资源各种在线监测信息的采集、传输、存储、与远程控制;所述城市水资源实时评价是在每一时段初,对评价区域内上一时段的水资源数量、质量及其时空分布特征,以及水资源开发利用状况进行实时分析和评价,确定水资源及其开发利用形势和存在的问题;所述城市水资源实时预报是在某一时段末对区域内未来预报期内的水资源数量、质量以及水资源需求进行预报,确定未来预报期内水资源丰枯形势和污染态势,以及水资源需求状况;所述城市水资源实时管理是利用水资源预报的结果,通过水资源实时管理模型,并结合专家或决策者积累的知识、经验以及分水协议进行综合分析,提出水资源实时管理方案, 指导水资源中长期的分配与管理;所述城市水资源实时调度是根据实时评价以及实时预报的结果,通过预先制定的调度规则,对当前的水资源数量与质量状况以及需求情况进行水资源的合理配置,为城市供水、 用水和排水等提供决策依据;所述城市水资源安全与实时预警是通过以上步骤获得的信息,对水资源安全进行综合评价,对可能出现的水危机和水问题进行实时的警报和预警,并根据事先制订的应急预案实施措施,以降低风险和危害。
2.根据权利要求1所述的城市水资源实时监控与管理方法,其特征在于,所述对水资源数量的实时预报分为地表水和地下水两部分,其中地表水资源量实时预报是将河道、水库的入库径流量作为预报对象,地下水资源量实时预报是将城市集中供水水源地下水可开采量作为预报对象;所述水资源质量的实时预报包括地表水水质与地下水水质两部分,其中地表水水质实时预报包括主要河流断面水质与水功能区水质两部分,地下水水质实时预报包括城市集中供水水源的水质;所述水资源需求的实时预报是根据取水户类型上报用水计划和取水许可信息实时预报城市居民生活和工业、第三产业和生态环境需水量。
3.根据权利要求1所述的城市水资源实时监控与管理方法,其特征在于,所述城市水资源实时管理包括基础信息管理、远程实时监控与管理、水生态评价、水生态展示及综合统计;所述基础信息管理是对所涉及的对象以及被管理对象的相关事物的描述,提供对其相关属性的添加、删除、编辑功能,所述相关事物的相关属性具体包括:水源地基本信息、水库信息、监测站基本信息、水质信息、水位信息、水量信息、气象生态环境信息、组织机构信息、 监测设备基本信息、系统配置管理信息;所述远程实时监测与管理是使各个站点的测控终端始终在巡检水质、水位、水量、气象监测值,同时可定时上报各个监测点的监测数据,系统中的数据终端随时招测任意监测站点的当前监测数据,完成实时数据即时采集,实时监测并显示设备工作状态,对主动上报数据进行实时更新;所述水生态实时评价是按照国家地面水环境质量标准的格式和内容,完成地表水环境质量评价,根据应实现的水域功能类别,选取相应类别标准,进行单因子评价,评价结果应说明水质达标情况,超标的应说明超标项目和超标倍数;对于丰、平、枯水期特征明显的水域,应分水期进行水质评价;针对不同水质指标的指标值确定水质的综合级别以及超标数, 超标率,超标倍数;在按照五级水质级别评价的基础上,对某一时刻不同级别的水质站点数进行统计,并计算百分比;水质评价结果输出进入水质评价数据库;所述水生态展示及综合统计是对水生态监测点按日、按月、按季、按年或按指定的一段时间条件对每个监测项目同时绘出浓度图、趋势图、汇总图,支持包括最大、最小、平均、求和的比较和数据统计;针对各种统计分析结果,生成相应的报表,以及生成相应的曲线图、 饼图、直方图,同时在数据处理终端上显示系统数据、状态、趋势流程示意图。
4.根据权利要求3所述的城市水资源实时监控与管理方法,其特征在于,所述水生态实时评价还包括对突发性水污染事件的评价,根据事故发生地点和污染物的种类情况,对水污染造成的水质动态变化情况,利用巡测设备,对水污染事件发生的地点、时间、水质情况等进行动态跟踪监测,对数据结果进行水质实时评价。
5.根据权利要求3所述的城市水资源实时监控与管理方法,其特征在于,所述城市水资源实时监控包括依据省级水资源管理系统建设总体方案对实时监控点的设置和信息采集站网的分期布设,所述各种在线监测包括水源地监测、取用水监测、水资源管理单元断面监测、水功能区监测、地下水超采区监测和水生态监测。
6.根据权利要求3所述的城市水资源实时监控与管理方法,其特征在于,所述城市水资源安全与实时预警还包括当水源地水质监测站点发出数据报警时,及时收集报警信息, 形成报警报表,并在实时发出短消息报警信号,同时根据设计好的应急预案提供应急方案; 系统操作员立即查看当前的报警监测点、报警时间及数值信息或浏览历史发生的报警信息或为该监测点的连续报警数据生成趋势线或打印或输出该水质监测点的连续报警数据或按日、月份输出全部监测点的报警信息。
7. 一种城市水资源实时监控与管理系统,其特征在于,所述系统包括计量设备、信息采集模块、中心计算机、信息通讯设备和实时监控与管理模块;所述计量设备包括水质监测设备、视频监测设备、流量监测设备和环境监测设备,采集涵盖水质、视频、环境数据在内的水文信息数据;所述信息采集模块包括数据采集模块、存储模块、读/写卡模块、显示模块、备用电源模块、防雷击/防浪涌模块和接线端子;所述中心计算机包括通讯服务器、应用服务器,水质在线监测信息中心用于安装软件系统,建立水质在线监测信息中心;所述信息通讯设备为内嵌无线通讯模块在水文水资源测控终端中的无线通讯模块,所述水文水资源测控终端中的无线通讯模块将采集的前端仪表数据传输监测信息中心;无线通讯模块可以通过GPRS\CDMA、短信、卫星通讯等方式进行数据传输,可以通过双信道互相备用的方式保证测控数据的完整,所述实时监控与管理模块包括基础信息管理子模块、远程实时监控与管理子模块、水生态评价子模块、水生态展示子模块和水生态综合统计子模块。
8.根据权利要求7所述的城市水资源实时监控与管理系统,其特征在于, 所述基础信息管理子模块对所涉及的对象以及被管理对象的相关事物提供了对相关属性的添加、删除、编辑功能;所述远程实时监测与管理子模块对系统各个站点的测控终端始终在巡检水质、水位、 水量、气象及其它监测值,同时可定时上报各个监测点的监测数据;所述水生态实时评价子模块按照地面水环境质量标准完成地表水环境质量评价;根据应实现的水域功能类别,选取相应类别标准,进行单因子评价;所述水生态展示综合统计子模块对水生态监测点按时间条件对每个监测项目同时绘出浓度图、趋势图、汇总图,支持比较和数据统计,针对各种统计分析结果,生成相应的报表,生成相应的曲线图、饼图、直方图,在数据处理终端上显示系统数据、状态、趋势流程示意图。
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