范文一：水资源管理信息系统

水资源管理信息系统

一、前言

随着社会经济的不断发展，水资源问题变得日趋突出，主要表现在五个方面：一是防洪标准普遍偏低；二是点源污染和面源污染逐年加大，污水处理水平低，江湖水质日趋恶化；三是地下水资源量不足；四是局部地下水超采，地面下沉；五是一直存在着水资源不能统一管理和水资源不能合理配置以及水价偏低等问题。水资源问题已在较大程度上影响了一个地区社会经济的发展，成为该地区社会经济可持续发展的一个制约因素。因此，必须加强对水资源的科学管理，通过水资源的优化配置，满足经济社会发展对水资源的需求，通过实现水资源可持续利用，支撑经济社会可持续发展。

水资源管理信息系统（WRMIS ）的开发，是在整理分析现有资料的基础上，综合运用计算机、水文水资源、地理信息系统、网络通信等多方面技术，将基础信息的管理、区域水资源规划、局部地表与地下水运动的数值模拟、图形显示等融为一体，集成水资源管理信息系统，实现基本信息查询、水量水质计算、污染物的监测与控制、水环境评价等功能，为水资源的科学管理、合理配置等决策提供技术支持服务。

水资源管理信息系统是个复杂的综合系统，包括管理信息系统（MIS ）、地理信息系统（GIS ）、决策支持系统（DSS ）、办公自动化（OA ）等。

为更好实现水资源管理系统的预定目标和功能，建成一个适用、先进、高效、可靠的水资源管理信息化、现代化的平台，系统开发应遵循以下原则：

1．适用性与先进性并重原则

在适用的前提下力求先进，把水资源管理过程中的新思想、新方法融入到系统的开发中，真正做到数据与图形相融合、GIS 与数学模型相结合，把科学计算的结构通过三维情景表现和动态显示的形式直观表现。

2．开放性原则

水资源管理信息系统建设不是一蹴而就，而是分阶段逐步实施的。因此，本系统采用开放式结构，在软硬件方面，保证具有良好的扩展性，以便今后系统不断地升级完善。

3．标准化原则

系统的硬件建设、数据库开发、代码编码、计算方法、分析评价、系统集成等均将采用标准化方法。有国家、行业标准或规范的，都将严格执行，没有标准或规范的，采用通用做法。

4．易学易用易维护原则

系统最终是为用户服务的。系统开发应考虑不同层次的用户，设计友好的系统界面，使其操作直观、简便，易维护。

二、系统设计与开发

1. 系统特色

1.1实用性，兼容性，可扩展性强。随着规划进程展开新资料的不断补充，系统数据可以逐步的得到充实。

1.2支持图形对象和对象属性的双向查询，支持地图漫游和属性到地图的查询。

1.3根据规划中各专题需要编译生成各专项现状，规划专题图。

1.4根据规划专题需要提供资料查询及报表生成。

1.5系统制图打印灵活方便，可按规范比例尺/标准图幅打印，也可任意图副和可见范围。

1.6界面友好，操作简单灵活。功能组织条块合理，层次清楚。

2. 设计目标

开发水资源管理软件的主要目的是在利用GIS 系统中使用者可以通过点击视图通过table 和链接的图表等来了解此处的水资源情况, 能够将资料的积累、查询自动化。此外, 可以在ArcGIS 中venue 语言编程对输入的水质检测项进行评价和对输入的水资源量进行计算可以得出当地水资源量的供需状况。有了此项功能使此软件的功能有了亮点， 不只是一个便于存贮和快速查询的数据库式的软件, 而是可以提供新的数据和对决策提供理论依据的比较全面的软件。

3. 功能模块设计

3.1数据输入。在输入时首先对所需要的主题的图层进行输入, 本软件主要输入图层主要包含有行政区图层、水库图层、岩溶井图层、钻孔图层、长观井分布图层等5个主要图层。在每个的图层的属性表中输入该图层图元的基本数据, 基本数据主要包括地质库、地表水库和地下水文库的基础资料其中在地质库中主要的输入资料有统一地层表, 钻孔的孔径及类型、钻孔水文地质实验、区域水文地质专题图, 在地表水库中主要输入径流及各大、中、小型水库的基本情况

及水库分布图, 在地下水文库中主要输入长观井类型、长观井地下水类型、长观井实测资料、长观井使用类型、水井分布专题图等。另外将已收集到的水质情况和评价结果附于上述各个内容框架中, 使用者可以随时了解和查询当地的水质情况。管理者可以采用直接在属性表格(Table) 中输入视图(View) 中所显示的对象的属性, 也可以在Excel 等软件中输入, 然后将其转化为本系统支持的表格类型(即DBASE 和INFO 格式) 然后将表格添加到所需图层。

3.2查询结果显示。可以通过点击地图中任意图元, 实现图元信息查询。

3. 3对现状的判断分析。目前在判断方面主要体现在对水质分析的评价和水资源供需量平衡的判断, 在水质分析中主要检测项目有色、嗅和味、肉眼可见物、PH 、总硬度、硫酸盐、氯化物、高锰酸盐指数、氨氮、挥发性酚类、阴离子合成洗涤剂、硝酸盐等, 使用者可以通过点击水质判断按钮输入对新水样进行测定后的各检测项目的值, 进而由系统给出对此水样的评价结果,

判断过程是通

过Arcview 中的Avenue 语言编程实现。水资源供需平衡主要是对来用水进行计算的一个功能, 通过输入地表径流、地下水量、三产用水、生态用水等得出当地水资源的平衡情况, 进而对水库蓄水及三产等用水水量的分配提供理论的依据。见下图显示水资源供需平衡的计算流程。

3.4结果显示。结果显示使用者可以通过视图了解查询区域的大概位置, 点击视图中查询区域, 可以由table 显示出此处的详细情况。点击水质评价和供需平衡按钮, 则分别显示出水质评价等级和水资源平衡情况。

4. 系统实现

在本系统中数据库的数据格式主要有文本数据，文档资料，excel 表格，DWG 、mapinfo 格式图形数据，相片，影响数据等。根据系统对海量数据以及空间数据的存贮与管理需求，我们选择SQL Server作为数据库管理系统，实现对空间数据与非空间数据的统一存贮，两者通过ID 标识建立连接关系。由于数据来源，形式复杂，格式不一，因此对数据收集与整理入库必须统一规划、分步实施。对于现有的已电子化的数据优先入库；已整理好的，以硬拷贝的形式存在的，需要以手工方式进行输入的在数据输入软件开发完成后进行入库；需要进行整理，需要花费大量的时间、财力的数据，根据情况进行收集、整理、录入、入库；系统运行急需的数据优先整理、录入、入库。

对于规划成果按照不同数据格式按照不同数据格式的要求入库。将经检查

无误的数据按照系统规定的数据组织方式，自动生成专题图库和属性数据库，将图形和属性关联，获得满足需要的数据，进行入库。具体流程如图所示：

4.1 水系与水利工程信息系统显示和查询

水系与水利工程规划是在对现状水系调查基础上，分析存在的问题，综合考虑防洪排涝、水资源配置、水环境保护、水运等方面要求，确定骨干河网布局，进行河道功能划分和断面及两侧控制规划。拟定河道疏浚、河道整治方案。对湖泊提出规划、整治方案。对湖泊提出规划、整治方案，提出镇、村级河道规划原则。水系与水利工程信息系统中可以查询到水系现状，规划成果等，还可以查询水利设施分布图，河道水运规划成果图等，河道信息可查询河流的名称，起讫地点，级别，长度，功能定位，断面等，还可以查询水利设施的属性数据。

4.2 水资源信息系统信息显示与查询

根据水资源综合规划成果，可以查询水资源优化配置方案、特殊干旱年、

连续枯水年和突发事件应急对策及预防措施等。

水资源信息系统可以查询和显示雨量站，水位站，蒸发站的分布，水功能区划，水利分区水资源平衡分析，地下水资源量，可开采量，水资源总量，用水现状，用水预测等信息。

4.3水环境信息系统显示和查询

水环境信息系统可以查询和显示水环境的功能区划、污水处理厂分布、管网分布，生活和农业工业污染源的分布、水环境监测水位流量、水质数据，还可以查询水质评价成果，河道水环境的容量等。

4.4水生态水景观水文化信息系统显示和查询

水生态、水景观、水文化信息系统的主要展示了水景观位置、湿地保护区的分布、水旅游线路图、涉水公园规划、水景观带湿地保护区的分布、重要文物古迹的分布等。根据水生态、水景观、水文化规划的成果，系统可显示和查询生态建设的指标体系与目标、水生态系统保护分布与管理措施、水景观规划空间格局和建设方案等。

4.5 防洪排涝信息系统显示和查询

防洪排涝信息系统中可以查询防洪分区、圩区分布、水闸分布及其功能，防洪治涝标准、现状和不同水平年工况下各防洪分区的防洪排涝能力、骨干河网控制水位表，根据防洪排涝规划成果可以查询和显示防洪排涝工程方案和非工程方案。

三、结语

水资源综合规划信息和管理系统以先进的 GIS技术、数据库技术、计算机网络技术为基础，以地区主要环境信息和空间信息为核心，利用 GIS 技术对水资源、水环境、水生态、水文化、水景观等要素进行综合分析，通过强大的信息处理功能，使得所有查询及分析结果以地图、文本、图表等方式可视化、直观、生动地显示出来，是一个集易用性、交互性、开放性、可扩充性、智能化等优点于一身的水资源综合规划管理专业支持系统。本系统不仅为地区水资源综合规划的资料整编、各专题交流协调成果展示提供了一个理想的平台，而且为地区的水资源综合管理打下了良好的基础，为水务一体化科学管理和决策提 供先进的科学手段。

本系统不仅为地区水资源综合规 划的资料整编、各专题交流协调成果展示提供了一个理想的平台，而且为地区的水资源综合管理打下了良好的基础，为水务一体化科学管理和决策提供先进的科学手段。运用该软件大大降低了管理者简单的机械似劳动, 并有效地整合了当地的水资源资料, 减少了在收集、整理、查找过程中由于人为因素对资料造成的损坏, 提高了管理者的工作效率, 提高了查询的精度, 提高了分析、决策等工作的技术水平。使得管理更加科学化, 直观化和系统化。

范文二：流域水资源管理信息系统

科技信息

SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION 2012年 第 33期 水资源是影响国民经济发展 , 人民生活水平提高的重要因素 , 水

资源管理是一项信息量大 , 涉及面广 , 内容复杂的工程 。 近年来 , 随着

经济的发展 , 社会的进步 , 水资源管理的广度得到拓展 , 深度得到进一

步加强 , 对水资源信息的及时性和准确性的要求也逐步提高 , 传统的

利用人工进行信息采集和数据统计分析的水资源管理方式已不能满

足需求 。 为进一步提高水资源管理的精度和效率 , 可以利用计算机网

络技术 、 信息采集技术实现了水资源信息的自动采集 、 水情的预警预

报 、 水量调度的自动控制 , 为水资源的优化配置和管理提供了技术支

持 。

1系统开发思路

根据实际业务需要 , 结合当前软 、 硬件条件 , 充分考虑经济预算 ,

进行系统开发的可行性研究 ; 组织相关业务部门和信息技术部门反复

讨论分析系统需求 , 确定系统的开发构架 , 决定系统的开发平台 , 进行

系统的初步设计 ; 组织相关人员对初步设计成果讨论论证 ; 进行系统

的详细设计 , 确定系统开发模块 ; 进行系统集成与调试 , 系统测试成功

后 , 即可投入运行 。 图 1为系统的开发流程图 。

图 1系统的开发流程图

2系统实现功能

水资源管理信息系统可实现以下功能 :

2.1信息采集和查询功能 。 能够通过一定的技术手段 (如 3S 技术 ) 进

行空间和属性数据的采集 , 通过扫描仪 、 键盘等数字化仪器将数据录

入计算机 , 并提供信息查询功能 。

2.2显示与控制功能 。 利用 GIS 的图像处理功能对图层进行控制 , 如

放大和缩小 , 快速定位 , 标注名称 , 改变图层的颜色 、 进行图层剪裁 、 拼

接 , 完成多层数据的叠加 。

2.3数据管理功能 。 将所有数据按照特定格式存储和检索 , 可进行数

据转换 , 实现系统数据统一和数据的实时 、 动态更新 。

2.4分析统计功能 。 可以按水利分类对社会经济 、 居民生活 、 水文 、 工

情 、 土壤等属性数据和空间数据进行专题统计 、 分析和计算 。

2.5系统管理功能 。 可设定系统各级管理员权限 , 改变系统参数等 ,

保证系统安全运行 。

2.6数据输出功能 。 将需要的信息以报表 、 文本 、 图像等形式通过显

示器或打印机输出 。

3系统结构框架

根据水资源管理的业务需求 , 水资源管理系统主要由以下子系统

构成 :基础地理信息子系统 、 水量调度管理子系统 、 水生态环境保护管

理子系统 。 图 2为系统结构框架图 。

3.1基础地理信息子系统

基础地理信息子系统是在计算机的支持下 , 获取的基础地理信息

数据 , 并对其进行分析 、 管理 、 存贮 、 输出 、 查询和编辑 , 构建数据传输

网络体系 , 建立基础地理信息数据库 , 为流域水资源管理提供基础地 理信息服务的子系统 。 3.2水量调度管理子系统 水量调度管理是通过水库蓄水 、 已知来水 、 用户需水的信息的采 集 , 将可供水量在需水用户间合理分配 。 水量调度在满足农业 、 工业 、 生活需水的同时 , 还要满足防凌安全要求 。 根据以上业务需求 , 将水量 调度管理子系统分为来水预测预报模块 , 需水分析预测模块 、 引水退 水远程监控模块 、 方案预案编制模块 、 应急调度管理模块 。 来水预测预报模块主要是对来水进行频率分析和预报 , 具有预报 与计算 、 成果分析 、 信息查询等功能 , 为制定水调方案提供支持 。 需水分析预测模块主要是预测用户的需水量 , 对农田 、 工业及生 活需水进行分析评估 , 对各单元需水情况进行汇总 。 引水退水远程监控模块 , 主要是实现各级管理单位对涵闸现地站 的引水信息和运行情况实施监控 、 监视和监测 , 实现涵闸的远程控制 , 对涵闸引水流量进行自动调整 。 方案预案编制模块包括旬水量调度预案编制管理 、 月水量调度预 案编制管理 、 年水量调度预案编制管理 。 方案编制采用现行水量调度 方案编制 、 自适应水量调度方案编制 、 适度优化方案编制三种方案编 制方法 。 应急调度管理模块包括防洪险情应急调度方案管理 、 水质险情应 急调度方案管理 、 运行险情应急调度方案管理 、 安全险情应急调度方 案管理 。 3.3水生态环境保护管理子系统 水生态环境保护管理子系统是指在水环境调查和监测的基础上 , 通过计算机技术和通信技术 , 实现水生态环境数据的采集 、 处理 、 存 储 、 分析 、 维护 , 提高了水环境信息的时效性与准确性 , 为流域经济发 展规划提供决策依据 。 它主要包括水环境基础信息模块 、 实时水质监 测模块 、 水质评估与预测模块 、 仿真模拟模块 。 水环境基础信息模块主要提供流域社会环境 、 人文地理 、 经济发 展等信息 , 用图像 、 图形 、 文字等形式表述沿黄地区的自然生态环境概 况 , 监测网点及排污口分布情况 、 水体功能现状等 。 (下转第 471页 ) 流域水资源管理信息系统研究

陈 洁 魏竹明

(山东黄河河务局供水局济南供水分局 山东 济南 250032)

【 摘 要 】 水 资 源管 理是 一 项 信 息 量 大 , 涉 及 面 广 , 内容 复 杂 的工程 。 近 年 来 , 随 着 经济 的发展 , 社 会 的 进 步 , 水 资 源管 理 的 广 度 得 到 拓 展 , 深 度 得 到进 一步 加 强 , 对 水 资 源 信 息 的 及 时 性和 准 确 性 的 要 求 也 逐 步提 高 , 传 统 的利 用 人工 进 行 信 息 采 集 和 数 据 统计分 析 的水 资 源管 理 方式 已 不能 满 足 需 求 。 可以利 用计算 机 网 络 技 术 、 信 息 采 集 技 术实 现 了水 资 源 信 息 的 自 动 采 集 、 水 情 的 预 警 预 报 、 水 量 调 度 的 自 动 控制 。 本文 尝 试 将 建 设 一个 集 水 量 调 度 管 理 、 水 生 态 环境 保 护 为一体的水 资 源管 理 系统 。

【 关键词 】 水 资 源管 理 ; 水 量 调 度 ; 水 生 态 环境 保

护

图 2

系统结构框架 ○ 资源管理 ○ 416

范文三：水资源管理信息系统

水资源管理信息系统

---系统目标---

水资源管理信息系统适用于水务部门对地下水、地表水的水量、水位和水质进行监测，有助于水务局掌握本区域水资源现状、水资源使用情况、加强水资源费回收力度、实现对水资源正确评价、合理调度及有效控制的目的。

---系统组成---

◆ 监控中心：

主要硬件：服务器、数据专线、路由器等。

主要软件：操作系统软件、数据库软件、水资源遥测监测系统软件、防火墙软件 ◆ 通信网络：中国移动公司GPRS 无线网络。

◆ 终端设备：水资源测控终端、无线抄表器。

◆ 测量设备：水表、流量计、水位计、雨量计、水质计等。

---系统拓扑图

---

---系统功能---

◆水资源管理信息系统由多个子系统组成，可分别并入水资源信息化管理系统。 ◆ 系统功能模块化设计，满足不同客户需求。

◆ 中心监控与管理软件采用B/S结构，支持局域网和INTERNET 网上浏览、操作。 ◆ 操作者级别不同，系统授予的权限不同。

◆ 被授权用户可在网络上查询水量、水质、设备状态、供电状态等数据。

◆ 系统支持远程控制禁止/允许用水户取水。

◆ 系统支持自动控制禁止/允许用水户取水。

◆ 支持本公司水资源测控终端，兼容其他厂家测控终端。

◆ 系统支持主动问询和主动上报方式，上报时间间隔可设置。

◆ 系统支持省、市、区县三级管理模式。

◆ 中心数据库可存储所有监测数据、报警数据、操作数据。

◆ 系统支持设备管理、收费管理、设备参数远程设置。

◆ 系统支持GIS 地理信息系统。

◆ 系统支持IC 卡售水和远程充值。

◆ 系统预留与其它系统的数据接口。

◆ 系统支持监测数据、报警数据、操作数据的记录、统计、分析、对比、输出、打印。 ◆ 系统支持生成历史数据曲线。

◆ 测控终端支持多个监控中心监测。

◆ 系统采用GPRS 无线通信方式，支持其它通信方式。

◆ 系统支持UDP 、TCP/IP通信协议。

◆ 系统软件支持不同厂家生产的测控终端。

◆ 测控终端支持不同厂家生产的脉冲水表、流量计、水质计、水位计等计量测量设备。 ◆ 测控终端具备现场数据采集、数据存储、数据显示、远程告警等功能。

◆ 测控终端具备自动控制/远程控制用水单位禁止/允许取水功能。

◆ 测控终端支持远程维护。

---系统特点---

◆ 该系统通过了国家水利部水资源监测数据传输规约（SZY206-2012）检测。

◆ 稳定可靠：该系统专门为水务部门设计，专业性强，在全国已批量使用，具有很高的可靠性。

◆ 技术先进：该系统集计算机技术、软件技术、IC 卡技术、GPRS 通信技术、测控技术、计量技术于一体，国内处于先进水平。

◆ 实用性强：水务部门可实时掌控本地区水资源状况，加强水资源费回收力度，合理调度使用水资源。

◆ 灵活性好：针对不同的需求选择软件功能模块、测控终端、计量测量设备。 ---终端选用---

◆ 远程监控自备井、取水泵站时，根据所监测内容选配水资源测控终端；新建取水点推荐使用智能水泵启动柜。

◆ 只监测水位、水质，现场有供电条件，选用水资源测控终端；无供电条件，加装太阳能电池板和蓄电池，或采用电池供电无线抄表器。

◆ 只读取流量信息，数据上报频率要求高时选用水资源测控终端；上报频率要求不高时选用电池供电无线抄表器。

---计量测量设备选用---

◆根据需要测量内容和投资计划选用计量、测量设备。

◆信号输出建议使用：串口、脉冲、4-20mA 标准型号。

◆ 现场无供电条件时，建议选用电池供电计量、测量设备。

---软件展示---

范文四：水资源管理信息系统

水资源管理信息系统

水资源是自然资源的重要组成部分，人类社会可持续发展的基础条件，随着人口和社会的迅速发展，出现了用水资源短缺，废污水排放不断增加，水环境急剧恶化等许多问题。水资源管理信息系统可以满足水资源管理中对复杂用水过程，不同用水目标、不稳定的自然来水条件、水体承载能力等及时作出科学决策的需求。

水资源管理信息系统是一个综合业务系统，涉及数据采集加工和决策，系统分为水资源调度管理和水环境监测与管理两大系统。水资源调度管理系统侧重于水资源的管理，水量的计算和分配，用水过程的管理;水环境监测与管理系统侧重于水体的承载能力计算，水环境质量监测，纳污能力分析，污染源管理和事务处理。

功能结构见下图:

水资源调度管理系统

旱情、墒情监测子系统:通过遥感、遥测手段采集 旱情、墒情数据，建立旱情、墒情分析模?

型，对的土壤的旱情、墒情进行监测、分析和综合评价，为水资源优化配置提供依据。

? 地下水动态监测子系统:根据地下水长观井的水位、水量、水质和地下水利用情况等实时遥测数据，建立地下水运动模型、地表水和地下水转化模型，地下水位及其变化作出反映并对区域水量平衡进行分析和评价。

? 引水口水量监测子系统:对引水口的实时引水流量、日均引水流量、累积引水量等引水信息进行实时监测和传输。

? 需水量统计:对农业用水、工业用水、生活用水和生态用水，分别建立相应的需水预测模型进行计算。

? 调度方案自动生成子系统:通过年度 流域可供水量计算模型和调度方案自动生成模型体系的运算，得到各种不同的年度流域可供分配方案和水量调度方案集及其计算结果，从而为调度方案的最终确定提供支撑。系统显示流域降水、月旬径流预报结果、水库前期蓄水量、水质等实时信息以及用水计划、水库运行计划和水库特征、灌区作物灌溉定额、流域可供水量分配方案等背景资料，将计算结果以图形、表格的形式进行显示，并对部分重要结果实现三维模拟仿真显示。

? 方案评估子系统:系统通过设计合理的人机交互界面，实现对各种方案的分类入库存储和调出、修改、删除等操作，对于优选出的实施方案，可根据方案计算结果直接生成固定规格的调度文件。对系统自动生成月、旬水量调度方案并进行综合分析评价，供调度部门选用作决策支持。

1

? 水量调度信息查询子系统:在地理信息系统(GIS)平台基础上实现各类基础信息、水量调度辅助信息、调度方案指标与运行实况信息等进行快速便捷的查询与直观清晰的显示。基础信息包括流域综合信息、工程信息等;水调辅助信息包括雨水情及水质信息、非汛期气象云图信息、各灌区旱情信息、重要文档信息等;水调方案运行实况包括实施方案信息、水库运行信息、引退水信息等。

? 水量调度业务处理子系统:实现以下水调业务处理主要功能的自动化处理，包括业务文件生成、传输、存储和统计查询的全面自动化。

? 水闸远程控制及监视:该系统采用先进成熟的工业控制技术、计算机技术、传感技术和数据及视频传输技术，实现了水闸的自动精确启闭，各种水情、水文、流量信息的采集、处理和存储，以及全天候、多方位水闸现场图像的数字传输与实时监控。为水资源调度和管理提供了可靠的实施手段和决策依据。

? 用水单位及用户信息子系统:系统包括基础数据维护、用水单位及用户数据录人、打印设置等，其功能主要是完成对具体取水口的描述，将用水用户和放水系统联系起来。

? 用水计划子系统:包括用水申请、自动配水、配水计划查看、下达计划等，可根据供水能力，在短时间内完成配水过程，输出包括取水口名称、起止时间、相应流量及配水记录。

? 用水统计子系统:主要对某次用水的实际运行过程和实测数据进行统计，为及时调整用水计划提供依据，且便于放水结束后进行用水总结。在录 入有关数据后，系统可自动进行用水统计汇总，自动生成用水日报、周报、季报、年报等统计报表。

? 水费征收管理子系统:系统使用IC卡对水费征收过程进行管理，用户提前在IC卡上存入用水费用，然后到取水口申请放水，并能查询用水清单。

? 用水进度子系统:系统可以用曲线图、柱状图和饼状图展示用户的用水进度。

水环境监测与管理系统

? 水环境数据采集系统:水环境自动监测技术是一个集分析仪器、取水、监视控制及数据处理和传输的系统工程，包括采水单元、配水单元、分析单元、监视控制单元、数据传输设备以及其他辅助设施等。主要对水中的温度、pH、电导率、浊度、溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数等常规参数进行多时段定时或24小时不间断连续监测。系统的外部扩展端口，可以根据需要随时增加对总有机碳、总磷、总氮等多种参数的监测，所有的检测结果通过各种通讯方式向检测中心实时和其他授权单位传输。

? 水环境信息查询子系统:对各个采集点或者水功能区域进行实时或者历史水质信息查询。

2

? 水质分析评价子系统:系统根据选定的评价参数、评价标准、评价方法等对水质状况进行统计、分析、评价，为领导掌握水质状况提供科学依据。

水资源质量预警预报子系统:根据水质水量信息采样点的密度和时空分布，水质水量信息的误?

差限度和监测值的准确度、精密度限制，通过对信息源的数据自动处理，对超标的数据，自动报警。直观反映未来一个时段水质变化情况，模拟和分析未来水质变化趋势，并提供发生地点及影响范围的各种用水情况，为管理决策提供科学依据。

? 水体承载能力分析子系统:在获取水量预报信息的基础上，并根据河段的水功能区要求及环境容量和水质模型推算污染物的排放总量,计算不同河段及时段的水环境承载能力。

? 纳污总量分析子系统:按确定的水质目标，根据河流的特征及水流特点，依据水体稀释和污染物自净规律，通过水质数学模型，计算功能区能够最大容纳的污染物量，确定水域纳污能力，并根据河段的水功能区要求及环境容量和水质模型推算污染物的排放总量。

? 纳污总量分配管理子系统:根据最优化模型、经济效益分析，利用水质模型及环境容量模型，反推出各河段的纳污量，并将允许的纳污总量分配到可管理的单元。

? 入河污染物总量监督管理子系统:系统根据河流的特征及水流特点，通过水质数学模型，计算河道的环境容量，确定水域纳污能力;并根据河段的水功能区要求及环境容量和水质模型推算污染物的排放总量;根据批准的流域水资源保护规划和水量调度方案，编制不同的水量旬、月污染物总量控制计划;通过对污染源的排放量及排污浓度，污水处理设施的处理率、投资价格和运行费用曲线等，得出最优化的消减量方案，从而编制年度污染物总量排放方案。最终达到预测水域纳污能力，提出的该水域的限制排污总量意见或排污计划。

? 水功能区监督管理子系统:系统利用水质模型，提出用水缓冲区划分方案，利用计算消减量来划分缓冲区范围长度;对供水水源地提出保护措施优化方案，通过对污染源的治理、污染源搬迁，排污口及取水口优化调整等费用曲线，计算得出既达到目标费用又最低的优化方案 。

? 污染事件管理子系统:把水污染事件发生的地点、时间、水质情况、排污口和水体图像等信息存如数据库，运用基于GIS的专家决策支持系统，在最短时间内追踪污染源，查明污染成分，确定污染可能影响的区域范围以及可能污染的严重程度等级，预测其发展趋势，制定可行的处理方案，评估可能产生的后果 。

3

范文五：水资源管理信息系统

水资源管理信息系统的设计与实现

0. 背景介绍

在水资源管理工作中, 需要收集大量的与水资源有关信息资料, 这些信息资料是水资源管理和决策的重要依据。水资源具有动态分布和动态变化的特点, 其开发利用涉及气象、水文、地质、水文地质、环境、土地利用及社会经济等多方面的因素, 各因素的时空变化及其相互关系的信息量十分庞大。传统的信息管理方法, 在技术上越来越不适应现代水资源管理的需要。地理信息系统(Geographic Information System, GIS) 是在计算机软硬件支持下, 能够实现信息采集、贮存、管理、分析、处理及输出的技术系统。地理信息系统的一个显著特征是它能够实现对空间数据的分析、处理和管理。GIS 除了具有存储管理属性数据的能力外, 还具有存储管理表征空间定位和拓扑关系数据的能力。GIS 的这些特点正适合对水资源信息资料的管理。该软件就是对水资源的资料整合及其变化趋势进行跟踪。引入GIS 软件后, 可以使文字资料与其地理位置连接起来, 使水资源的资料在管理上, 可以非常形象的了解一个地区的地形地貌和水资源情况, 使得管理更加科学化、直观化、系统化、准确化, 也可以提高工作效率。将GIS 应用于水资源的管理作成一软件模型, 把一个地区的资料整合起来, 可为及时掌握当地的水资源时空分布、水资源的开发、利用、治理、配置、节约和保护等提供优质服务并建设布局合理、功能齐全、技术先进、反应快速的水资源信息系统工程。

1. 水资源管理信息系统需求分析

1.1系统现状分析 水资源管理信息系统是面向用户的，有其特定的目的。具有明确而固定任务的用户希望借助水资源管理信息系统实现现有工作业务的现代化与自动化，改善水资源管理数据采集、分析、表示方法及过程。部分工作任务确定和固定，且有大量业务有待拓展与发展的用户，需要建立水资源管理系统来开拓他们的工作，对水资源管理系统的需求和水资源管理系统的要求只能是部分已知。由于水资源各项管理工作的不同要求，导致了用户对于水资源管理系统的需求是未知的或是可变的。可将目前国内水资源管理信息系统的主要用户，大致分为三种类型，即：水资源基层生产管理部门、水资源科研人员、水资源管理信息系统科研和教学部门。

1.2 本软件的系统需求

基于当地水资源有关部门的要求, 本软件的评价子系统主要由质库、地表水库、地下水文库三部分组成, 地质库部分由地层, 构造类型、统一地表层、钻孔基本情况分布图、钻孔孔径、钻遇地层钻遇含水层、钻孔水文地质实验和区域水文地质专题图; 地表水库部分由径流和水库组成; 地下水文库部分由长观井基本情况、长观井变动情况、长观井类型、长观井观测类、长观井地下水类型、长观井实测资料和水井分布专题图; 水资源评价的工作目的是为显示水资源状况为后续的宏观工作决策做准备, 需要大量的水文实测基础数据, 是各类流域规划工作的基础。检测子系统主要是水质检测部分包括水样情况、水样物理及常规化学项目、水样特殊项目、和水质分析结果等内容。预测子系统主要是根据以往用水量, 调查长治当地的三产用水情况, 收集到社会经济资料(主要有人口预测、牲畜预测耕地及灌溉面积预测、经济预测) 、供水工程情况、实际供水、用水情况, 再结合水质状况、农业灌溉状况、在规划建设中的工业企业用水情况等进行对未来几年的水资源供需情况进行预测分析。

2. 水资源管理信息系统总体设计

2.1 设计目标和任务

水资源管理信息系统总体设计实在需求分析的基础上，寻找能够实现水资源管理和决策支持特定功能的最佳软件结构，把一个软件系统划分成多个功能模块，形成优化的、完整的系统构图。根本任务是讲系统分析阶段提出的逻辑模型转化为相应的物理模型。一般而言，系统设计主要可以分成3个部分进行：首先是系统的总体结构设计，包括系统的框架、运行平台等；其次是系统的功能设计，根据系统研制目标，确定系统必须具备的空间操作功能。最后进行数据采集设计、数据存储和检索设计等，确定空间数据的存储和管理模式。 2.2 系统总体架构

在系统的应用体系分布上，采取申请、申请受理相关的业务放在外网和内网，审批、管理、决策等功能全部放在内网处理。

系统采用B/S与C/S体系构架相结合的方式实现。应用系统采取三层体系结构，从逻辑上分为用户界面层、业务逻辑层和数据服务层3个层次。

整个应用系统构架方案如图1所示。

图1

2.3 系统功能设计

水资源管理信息系统的研制与开发不但要完成逻辑模型所规定的任务，而且要使所设计的系统达到优化。水资源管理信息系统基本继承了工具型GIS 所提供的基本功能。按总体功能划分，大致可以分为数据录入、数据处理、数据输出三大基本功能模块。图2为水资源管理信息系统的基本功能模块总体结构图。

图2

2.4 系统安全设计

为水资源管理信息系统的安全性，需建立一整套系统安全保障体系，该体系主要分系统硬件安全、系统软件安全与系统安全管理三大部分。系统硬件安全主要用于保障主机设备与网络设备的正常运行；系统软件安全则用于解决在系统是哟各种如何防止用户密码被盗用，如何保证数据的可维护和恢复等问题，它可以进一步分为系统软件安全、应用软件安全、internet 服务安全数据库服务安全四个方面。系统安全体系结构图如图3所示。

图3

3. 水资源管理信息系统开发

3.1 系统开发总体方案

本着构建一个“基于C/S和B/S架构的应用型地理信息系统，以业务为先导，分层次的，组件式的”信息系统的设计思想进行水资源管理信息系统的开发。根据系统开发目标与模块化开发方案，水资源管理信息系统采用面向对象的“用例驱动，以架构为中心，迭代和增量开发”的同一软件开发过程以及面向对象的自顶向下逐步求精的软件开发方法进行软件开发。水资源管理信息系统卷发的总体路线为：在充分分析各个模块的功能和结构的基础上，采用面向对象的用例分析，了解各个模块所涉及的对象和对象间的关系，建立系统就爱狗，然后进行面向对象的设计。迭代和增量开发系统各个组成模块，最后采用面向对象的程序设计，用面向对象的语言实现整个水资源管理系统的开发。

水资源管理信息系统开发技术路线如图4所示。

图4

3.2 系统开发模式

采用生命周期开发法，分为5个基本阶段：系统规划、系统分析、系统设计、系统实施和系统维护。在系统分析上对对象进行必要的抽象概念化，外部只要知道其方法和属性就可以对其操作，其次进行必要的封装和继承。程序设计由数据结构和功能两方面组成，对象概念把这两方面结合起来，是程序设计更接近人们的思维方式。可划分为4个主要步骤：

1、 前期准备。理想、调研、可行性分析、用户需求分析。

2、 系统设计。总体设计、标准的制定、系统详细设计、数据库设计。 3、 系统实施。软件开发、建库、继承、试运行、侧视。 系统运行。系统交付使用和更新维护。 3.3 系统数据流程

根据系统结构，实现系统功能由两个数据流程组成，即由属性查询图形和由图像查询属性的数据流程。根据属性条件查询空间位置的实现原理是利用GIS 中的XML 向服务器传递参数，列出所有符合条件的地理对象，定位到页面上。

根据图形查询喝道监测断面属性信息的实现原理则是利用ASP.NET 工具，首先从图形对象页面获取所选图形的URL ，然后到数据库调用相应数据。

3.4 系统结构

根据水功能去水质监测的业务要求，本系统采用浏览器/服务器和客户机/服务器的混合结构，其中数据库管理模块采用B/S结构体系，空间数据管理模块采用C/S结构体系，系统体系构架与图4类似。

3.5 系统功能组成 根据惯例内容，系统可划分为水功能区的监测断面数据录入模块、水功能区的监测断面数据查询模块、水功能区监测数据的统计与评价模块、水功能区的监测与分析数据可视化模

块。

主要功能分为：数据录入（主要对水功能区的监测断面基本信息的录入）；数据查询（根据输入的监测断面的ID 号和监测时间查询水功能区基本信息和各检测项目的指标）；数据统计与分析（分析监测要素数据，判断该水资源的水之类别）；监测与分析数据可视化（以直方图输出各水质及功能区点比例的直方图）

3.6 属性与空间数据统一管理 根据输入的条件，在图上显示复合输入条件的水功能区的监测断面，或者显示水质不达标的河流、各类水质的河流区域。但在地图上以高亮显示的时候要考虑到该河流是否全部在该功能区内，通过拓扑关系的处理超过该功能区的河流不予显示。通过选择水功能区的监测断面，则可查找每个监测的属性信息。同时，通过选择某个水功能区的若干个水质监测断面，可以进行断面之间的水质分析，并以分析直方图或曲线图形式表达，达到可视化界面的目标。

4. 水资源管理数据库数据

在水资源管理信息系统中，数据结构的设计包括两部分，一是空间数据结构设计；一是属性数据结构设计

表1 水文地质分区基本情况数据结构定义表

表2含水层基本信息数据结构定义表

表3 取水单位取水工程数据结构定义表

表4取水单位取水工程数据结构定义表

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