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篇1

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）28-0197-03

Design of Internet of Things-based Groundwater Remote Monitoring System

GUO Yu1，HU Sheng-li1，YANG Tong-man2

（1.Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001，China；2.College of Meteorology and Oceanography，PLA Univ.of Sci.& Tech，Nanjing 211101，China）

Abstract： Being aimed at the problem of groundwater monitoring at present，this paper presents a design scheme of remote monitoring based on Internet of Things.Firstly，the concept of Internet of Things and its three layer architecture are introduced，and the overall design scheme of system based on the three architecture is put forward.The design of remote monitoring，wireless transmission network and monitoring center of system are introduced in detail.The paper gives Working principle and main functions of system at last.At present，the system has been put into concrete application.It is proved that the system has excellent expandsibility and applicability.It has saved lots of manpower，material resources and financial resources for relevant departments.

Key words： internet of things； GPRS；virtual private network；wireless transmission；groundwater monitoring

我國是一個水資源嚴(yán)重缺乏的國家，雖然總儲量占世界第六位，但人均水資源卻是世界人均水資源的1/4。地下水資源的合理利用和開采對一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境都起著至關(guān)重要的作用。改革開放以來，我國的社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們生活水平提高的同時也伴隨著地下水資源的大量開采，再加之水資源的污染、有關(guān)部門缺乏合理規(guī)劃和有效監(jiān)管，就安徽本地來說，已經(jīng)出現(xiàn)了地區(qū)性水位下降和枯竭等問題。從而引發(fā)了部分地區(qū)地面沉降、土壤鹽漬化和地裂縫等情況，對地下水資源的有效監(jiān)測已迫在眉睫。

文獻(xiàn)[1]提出了基于GPRS（General Packet Radio Service）-Internet網(wǎng)絡(luò)和Zigbee網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。文獻(xiàn)[2]提出基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的水資源監(jiān)測系統(tǒng)。本文利用物聯(lián)網(wǎng)的各種特點(diǎn)和優(yōu)勢，以物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)為設(shè)計(jì)原則，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的地下水遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

1物聯(lián)網(wǎng)

1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別（RFID）、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、等信息傳感設(shè)備，遵守約定的協(xié)議，把物理實(shí)體與物聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，實(shí)現(xiàn)對物體的、定位、跟蹤、智能化識別、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[2]。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的三成架構(gòu)

感知層是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源。主要包括一些基本感應(yīng)器件和感應(yīng)器件組成的網(wǎng)絡(luò)這兩部分。感知層我們采用超聲波流量計(jì)作為采集終端。

網(wǎng)絡(luò)層解決的是感知層獲得的數(shù)據(jù)長距離傳輸?shù)膯栴}。它主要功能是接入傳輸，完成數(shù)據(jù)的傳遞和交換，一般分為接入網(wǎng)和傳輸網(wǎng)兩種類型。本系統(tǒng)采用的是GPRS+VPN的無線傳輸方式，在保證數(shù)據(jù)安全性的同時又提高了實(shí)時性。

應(yīng)用層解決是數(shù)據(jù)處理和人機(jī)界面的問題。網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被應(yīng)用層處理并通過各種設(shè)備與人交互。系統(tǒng)中利用.NET技術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件平臺，提供了實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)報(bào)表和設(shè)備報(bào)警等相關(guān)功能。其三層結(jié)構(gòu)如下圖所示：

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由遠(yuǎn)程監(jiān)控終端、GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測中心三部分組成，分別對應(yīng)著物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下所示：

2.1感知層

數(shù)據(jù)采集主要通過各類傳感器，對地下水的水位、水溫、水質(zhì)等信息進(jìn)行采集，通過MCU微控制器對采集的信號，比如電流、電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)RS232/485串口傳輸?shù)浆F(xiàn)場的從GPRS通信設(shè)備上，GPRS模塊我們采用SIEMENS公司的MC39I模塊，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)加密處理后傳輸?shù)紾PRS網(wǎng)絡(luò)。

2.2網(wǎng)絡(luò)層

GPRS無線網(wǎng)絡(luò)主要擔(dān)當(dāng)著各個監(jiān)測點(diǎn)和監(jiān)測終端之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄骸＝陙?，隨著GPRS網(wǎng)絡(luò)的不斷完善和發(fā)展，其在數(shù)據(jù)傳輸方面的應(yīng)用也越來越廣泛。GPRS網(wǎng)絡(luò)幾乎無縫覆蓋和按流量、話費(fèi)等資費(fèi)方式收費(fèi)的優(yōu)點(diǎn)，使其應(yīng)用在地下水資源無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)上的性價比和發(fā)展前景都是巨大的。本系統(tǒng)采用GPRS+VPN虛擬專用網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全、穩(wěn)定、高效的傳輸。

2.2.1 GPRS通信技術(shù)

GPRS是建立在GSM（Global System for Mobile Communication）網(wǎng)絡(luò)之上，為用戶提供高速分組交換數(shù)據(jù)的新網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。它是在GSM原有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上疊加了一層網(wǎng)絡(luò)而組成的，網(wǎng)絡(luò)中增加了GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN（Serving GPRS Support Node）、GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN（Gateway GPRS Support Node）、計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)（可選）、邊緣網(wǎng)關(guān)（可選）等實(shí)體，同時通過GPRS骨干網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各實(shí)體之間的連接[3]。該網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)點(diǎn)：

1）高速數(shù)據(jù)傳輸

GPRS網(wǎng)絡(luò)采用的是分組交換技術(shù)，通信時數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)到171.2kb/s。實(shí)際傳輸速率也可達(dá)到40kb/s，可以滿足各個監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)囊?，具有良好的?shí)時處理和響應(yīng)能力。

2）實(shí)時在線

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，各監(jiān)測點(diǎn)的從GPRS模塊與網(wǎng)絡(luò)保持著實(shí)時交互的能力。滿足了各個監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)采集和實(shí)時響應(yīng)監(jiān)控中心發(fā)來的各種控制指令，實(shí)時監(jiān)測各監(jiān)測點(diǎn)的工作狀態(tài)和在線狀態(tài)。

3）按量計(jì)費(fèi)和覆蓋范圍廣

各遠(yuǎn)端監(jiān)測點(diǎn)的從GPRS設(shè)備只要正常開機(jī)就始終附著在GPRS網(wǎng)絡(luò)上，按照接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)量來收取費(fèi)用，在沒有數(shù)據(jù)包傳遞時，即使在線，也不會消耗任何費(fèi)用，一定程度上降低的項(xiàng)目成本。另外水資源監(jiān)測系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)采集的跨度比較大，要求系統(tǒng)擴(kuò)展不受地區(qū)的限制，GPRS網(wǎng)絡(luò)由于覆蓋范圍很廣，滿足了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。

2.2.2 VPN虛擬專用網(wǎng)

虛擬專用網(wǎng)VPN（Virtual Private Network）是一種在公共通信基礎(chǔ)設(shè)施上構(gòu)建的虛擬專用或私有網(wǎng)，通過一個公共網(wǎng)絡(luò)建立一個臨時的、安全的連接，是一條穿過混亂公用網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定的隧道，可以被認(rèn)為是一種從公共網(wǎng)絡(luò)中隔離出來的網(wǎng)絡(luò)。

監(jiān)測中心的主GPRS模塊和各監(jiān)測點(diǎn)的從GPRS模塊接入VPN網(wǎng)絡(luò)后，中國移動都會為其分配一個固定的IP地址。各設(shè)備可以通過PPP、TCP/IP、UDP等協(xié)議直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，無需地址轉(zhuǎn)換。另外VPN使用加密傳隧協(xié)議，阻止截聽和嗅探來保證數(shù)據(jù)安全性。并且為防止身份偽造，要求使用者在使用時發(fā)送身份驗(yàn)證，數(shù)據(jù)完整性和安全性得到充分的保證。

本系統(tǒng)中GPRS網(wǎng)絡(luò)下VPN的消息流程如下：

2.3應(yīng)用層

該層主要為監(jiān)測中心軟件的設(shè)計(jì)。監(jiān)控中心軟件以.NET為開發(fā)語言，采用B/S三層架構(gòu)，分別為表示層（UI）、業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）、數(shù)據(jù)訪問層（DAL），安全性高并且具有良好的可擴(kuò)展性。結(jié)構(gòu)如下所示：

表示層：表示層主要通過業(yè)務(wù)邏輯層的類和對象為用戶提供可視化的接口和界面，秉承所見即所得的原則，主要包括等水位線生成、電子地圖、參數(shù)設(shè)置、報(bào)表和報(bào)警等功能。

數(shù)據(jù)訪問層：數(shù)據(jù)訪問層用于存儲和修改項(xiàng)目下所需數(shù)據(jù)和參數(shù)。包括監(jiān)測點(diǎn)實(shí)時傳輸過來并被前置機(jī)處理存儲的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫的配置參數(shù)、當(dāng)前數(shù)據(jù)表和歷史數(shù)據(jù)表。通過數(shù)據(jù)訪問組件提供數(shù)據(jù)訪問接口，隱藏訪問數(shù)據(jù)庫的細(xì)節(jié)。

業(yè)務(wù)邏輯層：業(yè)務(wù)邏輯層完成與數(shù)據(jù)訪問層的數(shù)據(jù)交互的操作。該系統(tǒng)中主要通過監(jiān)測中心端的前置機(jī)完成數(shù)據(jù)處理并存儲在數(shù)據(jù)庫中。主要包括數(shù)據(jù)采集傳輸、數(shù)據(jù)存儲處理和監(jiān)測井端報(bào)警控制等。通過數(shù)據(jù)庫類庫中的Connection、Dataset和DataReader類用以訪問數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)集中送往表示層展現(xiàn)。

3系統(tǒng)工作原理和主要功能

3.1工作原理

系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸采用全雙工通信方式。遠(yuǎn)程監(jiān)測端的流量計(jì)等采集設(shè)備通過DTU微處理機(jī)芯片對采集的信號進(jìn)行A/D處理，將處理的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)流的形式通過標(biāo)準(zhǔn)RS232/485串口傳輸?shù)奖O(jiān)測端的從GPRS通信模塊上，從GPRS模塊完成激活與移動基站進(jìn)行連接，使用TCP/IP和PPP協(xié)議將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)包封裝、加密處理后傳輸?shù)紾PRS網(wǎng)絡(luò)上?；镜腟GSN與網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN進(jìn)行通信，GGSN對分組的資料進(jìn)行相應(yīng)處理。網(wǎng)絡(luò)端由于采用GPRS+VPN方式，監(jiān)測中心的主GPRS模塊可以直接對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進(jìn)行解析，將解包的數(shù)據(jù)送往監(jiān)測中心端的前置機(jī)，通過RS232/485串口存入數(shù)據(jù)庫，監(jiān)控軟件從而對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理展示。

系統(tǒng)工作流程如下：

3.2主要功能

1）實(shí)時信息監(jiān)測模塊

監(jiān)控系統(tǒng)通過監(jiān)測中心端的前置機(jī)向各個遠(yuǎn)程監(jiān)測點(diǎn)發(fā)送AT指令，監(jiān)測點(diǎn)響應(yīng)指令或主動對水位、水溫、監(jiān)測點(diǎn)工作狀態(tài)、設(shè)備工作狀態(tài)和信道是否正常進(jìn)行監(jiān)測，通過從GPRS模塊將各種數(shù)據(jù)經(jīng)由GPRS網(wǎng)絡(luò)送往監(jiān)測中心。監(jiān)測中心將發(fā)來的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)類型進(jìn)行區(qū)分并儲存在數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的表中。監(jiān)測中心能夠?qū)崟r繪制水位柱狀圖、流量曲線圖等過程曲線。它是整個系統(tǒng)的核心模塊。

2）數(shù)據(jù)分析模塊

通過對數(shù)據(jù)庫中的歷史和實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，繪制相關(guān)的曲線圖。根據(jù)監(jiān)測端的數(shù)據(jù)實(shí)時繪制水位等值線，用來判斷部分地區(qū)漏斗狀態(tài)的變化，為相關(guān)管理機(jī)構(gòu)和決策者提供參考幫助。

繪制等值線采用的是美國Golden Software公司編制的surfer軟件，它能夠輕松制作基底圖、等值線圖、分類數(shù)據(jù)圖、剖面圖、3D曲線圖等，已成為氣象、地質(zhì)、水位水利、土地管理工作者必備的專業(yè)成圖軟件。

3）水位流量查詢

取水查詢可以進(jìn)行多個用戶的水量查詢，也可以查詢單個用戶的用水情況。多用戶的查詢，系統(tǒng)提供日、周、月、年查詢方式。用戶從前臺軟件的下拉列表框中選擇需要查詢的類型，規(guī)定查詢需要的時間段后，用水單位的取水流量情況會自動查詢出來，同時生成柱狀圖。

4 結(jié)束語

本文利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)的地下水無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，利用.NET技術(shù)和GPRS+VPN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控中心端的設(shè)計(jì)和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的組建，對遠(yuǎn)程監(jiān)測井和地下水可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時動態(tài)監(jiān)測，滿足了無需現(xiàn)場工作人員也可以準(zhǔn)備監(jiān)測地下水?dāng)?shù)據(jù)變化的需要。為水利決策者提供了準(zhǔn)確、實(shí)時、操作便捷的數(shù)據(jù)，節(jié)省了大量的人力、物力、財(cái)力。相信隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，該系統(tǒng)會越來越完善，在其他行業(yè)也會得到越來越多的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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篇2

一、概況

某學(xué)院新校區(qū)位于東北某市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)內(nèi)，規(guī)劃用地3200畝，建筑面積60余萬平方米，分兩期實(shí)施。其中一期占地1600畝，建筑面積35萬平方米，包括教室、實(shí)驗(yàn)樓、圖書館、行政辦公樓等多種建筑。依照當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門的意見，考慮環(huán)保要求，擬采用地下水水源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行供暖和供冷。地下水水源熱泵系統(tǒng)是地源熱泵系統(tǒng)中的一種，是以地下水作為冷熱源的供暖供冷系統(tǒng)。由于其環(huán)保性和節(jié)能性，近期在國內(nèi)外都得到了大力推廣和應(yīng)用。由于采用地下水水源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行供暖供冷在當(dāng)前沿是一項(xiàng)較新的技術(shù)，建筑方特委托我方對該工程采用水源熱泵系統(tǒng)的可行性進(jìn)行分析。本文重點(diǎn)介紹了對該工程采用地下水水源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行供暖的經(jīng)濟(jì)性。

二、當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)狀況和能源狀況

建設(shè)方委托當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)工程勘察院落對工程所在地進(jìn)行了實(shí)地勘查，并鉆控了觀察進(jìn)和試驗(yàn)井，對當(dāng)?shù)氐叵滤乃疁?，含水層分布，出水量以及回洪量等參?shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，給出了水文地質(zhì)報(bào)告和地下水水質(zhì)分析報(bào)告。根據(jù)上述報(bào)告，當(dāng)?shù)氐叵滤疁貫?.2-10℃，水質(zhì)較好，符合熱泵機(jī)組的用水要求；當(dāng)?shù)氐叵滤骄晗陆邓俾蕿?.18m/a，有效含水層平均厚度為34米；在適當(dāng)?shù)木涸O(shè)計(jì)下，建議采用Φ500的井管，在井深50米的情況下，每口井的出水量為5000m3/d，回灌水量為1800 m3/d。

由于該校區(qū)所在地市政設(shè)施沿不完善，熱力管網(wǎng)和燃?xì)夤芫W(wǎng)均未敷設(shè)到位。能源主要以煤礦和電為主，除地?zé)崮芡猓ㄒ滑F(xiàn)實(shí)和被允許的供暖方式只有采用區(qū)域鍋爐房+散熱器的方式。

根據(jù)甲方提供數(shù)據(jù)，該地區(qū)電價按照0.69元/度計(jì)算，燃煤按照250元/噸計(jì)算，暫不執(zhí)行分時電價政策。

三、地下水水源熱泵系統(tǒng)的確定

就地下水的運(yùn)行方式而言，地下水水源熱泵系統(tǒng)分為兩種，一種為直接式系統(tǒng)，另一種則為間接式系統(tǒng)，它們的區(qū)別主要在于地下水是直接引入熱泵機(jī)組還是地下水不直接進(jìn)入機(jī)組，而是通過板式換熱器通過小溫差換熱的方式運(yùn)行將熱量傳遞給熱泵機(jī)組。直接式系統(tǒng)能讓地下水的熱量得到充分利用，但地下水的品質(zhì)直接影響到水源熱泵機(jī)組的壽命；間接式系統(tǒng)雖然可以用廉價的板式換熱器保護(hù)了昂貴的水源熱泵機(jī)組，但由于存在換熱溫差，不能充分利用地下水熱量和溫度。

就系統(tǒng)末端裝置的形式而言，地下水水源熱泵系統(tǒng)又分為集中的大型水-水水源熱泵機(jī)組+風(fēng)機(jī)盤管和分散的水-空氣水源熱泵機(jī)組形式。從投資上看，大型水-水水源熱泵機(jī)組+風(fēng)機(jī)盤管的系統(tǒng)形式是一種更為集中的空調(diào)方式，國內(nèi)已有生產(chǎn)，由于機(jī)組較為集中。因此水源熱泵機(jī)組初投資較小，但熱泵機(jī)組需要在建筑中設(shè)置專用的機(jī)房，水-空氣水源熱泵系統(tǒng)相對分散，目前成熟產(chǎn)品主要為國外品牌，機(jī)組初投資略高；從運(yùn)行上來看，由于水水-水水源熱泵機(jī)組的能量調(diào)節(jié)只能分有限的級數(shù)進(jìn)行，而且要同時供冷熱就必須采用四管制，因此比較適合于作息時間比較統(tǒng)一，負(fù)荷比較一致的場合；水-空氣水源熱泵機(jī)組自帶溫控器，可以根據(jù)使用要求進(jìn)行獨(dú)立的調(diào)節(jié)和運(yùn)行，還可以在兩管制的情況下實(shí)現(xiàn)四管制才有的同進(jìn)供暖供冷的功能，但由于壓縮機(jī)集成在機(jī)組內(nèi)部，有一定的噪音問題，因此比較適合作息時間多樣化且使用要求也比較多樣但噪音要求不太嚴(yán)格的商用和公用建筑。

針對以上系統(tǒng)特點(diǎn)，如果本工程采用間接式系統(tǒng)，由于當(dāng)?shù)氐叵滤疁囟緝H有9℃左右，熱泵機(jī)組的出水溫度可能在3℃以下，為避免凍結(jié)的危險有必要在循環(huán)水種添加防凍劑。由于當(dāng)?shù)氐叵滤蠠岜脵C(jī)組的用水要求，為避免循環(huán)水中添加防凍液，由此帶來的一系列的運(yùn)行、設(shè)計(jì)和管理難題，在做好除砂過濾和除氧防府工作（僅限于物理處理）的前提下，該系統(tǒng)采用直接式系統(tǒng)。同時，考慮到學(xué)校用房的作息時間和使用功能都比較單一，一般整棟建筑的使用都是同步的，且學(xué)校教室對噪音要求較嚴(yán)，同時綜合考慮造價因素，決定本工程選用直接式地下水水-水熱泵機(jī)組+風(fēng)機(jī)盤管（或空調(diào)箱）的系統(tǒng)形式。

在上述系統(tǒng)形式下，計(jì)算得到供暖所需理論地下水流量為2874m3/h。根據(jù)水文地質(zhì)報(bào)告和的需水量，計(jì)算得到所需供水井為14眼，回灌井?dāng)?shù)量為38眼。最終設(shè)計(jì)井群為：供水井17眼（含3眼備用井），回灌井43眼（含5眼備用井）。 四、經(jīng)濟(jì)分析

考慮以學(xué)校地處東北，供冷時間較短，且大部分時間處于長達(dá)兩個月的暑假期間，地下水水源熱泵系統(tǒng)的主要功能為供暖，供冷只是一項(xiàng)附加的功能，因此甲方最迫切需要知道的是系統(tǒng)用于供暖的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)當(dāng)?shù)啬茉礂l件，以下主要就燃煤區(qū)域鍋爐房+散熱器系統(tǒng)和地下水水源熱泵+風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的供暖功能就整個35萬平方米的一期工程進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

1．初投資

篇3

一、地下水急劇下降成為不可忽視的生態(tài)危機(jī)和社會隱憂

華北平原屬于全國缺水地區(qū)，目前地下水超采嚴(yán)重，有的城市和地區(qū)形成了地下漏斗，最深處早在2008年以前即已超過了100m。

從上世紀(jì)七十年代后期開始，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口的增多，用水量的增大，以及氣候的變化，河道徑流越來越少，大部分河流成為季節(jié)性河道，甚至常年斷流，地下水開采量越來越大，改變了歷史上取補(bǔ)平衡的模式，成為“只取不補(bǔ)”的不可持續(xù)的過程。地下水的過度消耗，已經(jīng)越來越引起人們的擔(dān)憂，其不良后果表現(xiàn)在：

1、水生態(tài)危害。地下水位過度下降，導(dǎo)致湖泊、沼澤、濕地、坑塘的滲漏量增大，蓄水困難，沼澤、濕地消失，湖泊萎縮，造成水生態(tài)危機(jī)。

2、地面下沉，影響地表建筑。地下水位下降造成地面下沉，影響城市排澇和地表建筑安全；影響高速公路、高速鐵路、地下管道等設(shè)施的安全；降低提防工程的防洪能力。

3、海水倒灌。沿海地區(qū)地下水位降低后，容易導(dǎo)致海水倒灌，咸水入侵。

4、農(nóng)業(yè)抗旱能力降低。農(nóng)田機(jī)井報(bào)廢，取水難度加大，取水成本提高，遇連續(xù)干旱年份，抗旱能力減弱，影響糧食安全。

5、深層地下水難以回補(bǔ)。深層地下水是千百萬年間隨著地層的生成而形成的，而且地層中一般含有隔水粘土層，地表水很難與深層地下水相互交換。深層地下水資源幾乎象石油資源一樣，是一次性的，無節(jié)制地抽取，必將坐吃山空。

6、造成地下水資源戰(zhàn)略儲備危機(jī)。地下水資源具有重要的戰(zhàn)略意義，它不易遭受化學(xué)污染和放射性污染，非常時期，在地表水受到污染的情況下，可以保障城鄉(xiāng)居民生活用水的需要，避免發(fā)生社會危機(jī)。從戰(zhàn)略高度來認(rèn)識，如果地下水資源（特別是深層地下水資源）枯竭，影響國家安全。

由此可見，遏制地下水位的過快下降，創(chuàng)造條件回補(bǔ)地下水，修復(fù)水生態(tài)，實(shí)現(xiàn)地下水資源可持續(xù)利用，是當(dāng)前和今后面臨的重要課題和艱巨任務(wù)。

二、高度重視滯洪區(qū)運(yùn)用在回補(bǔ)地下水方面的作用

滯洪區(qū)是分布在河道兩岸的自然低洼地帶，當(dāng)河道發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水時，利用滯洪區(qū)滯洪，以較少的損失，換取城市、工礦、交通樞紐、國家重要設(shè)施的防洪安全。滯洪區(qū)地勢低洼，在歷史上曾廣布沼澤、濕地，甚至湖泊，是地表水與地下水交換的重要區(qū)域。建國后特別是海河流域“63.8”大水后，隨著河道擴(kuò)大治理工程的實(shí)施，過流能力提高，滯洪區(qū)的運(yùn)用頻率顯著降低。

雖然滯洪區(qū)目前已經(jīng)基本變成了良田，但同其它農(nóng)業(yè)區(qū)相比，仍然是人口密度小、工業(yè)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)。利用滯洪區(qū)蓄洪回補(bǔ)地下水，其成本相對較低。

以漳衛(wèi)河系“96.8”洪水為例，衛(wèi)河的良相坡滯洪區(qū)、共渠西滯洪區(qū)、長虹區(qū)滯洪區(qū)都進(jìn)行了滯洪運(yùn)用，蓄洪水量約4億m3。汛后依照國家滯洪區(qū)運(yùn)用補(bǔ)償政策，補(bǔ)償了農(nóng)民秋季農(nóng)作物及其它方面的損失。通過滯洪有效地回補(bǔ)了地下水，為來年糧食豐收打下了基礎(chǔ)。如果本地地表水豐富，能滿足農(nóng)灌需要，經(jīng)蓄洪下滲的地下水還可以通過滲透補(bǔ)充到更遠(yuǎn)的地區(qū)。

圖1.共渠西滯洪區(qū)滯洪

滯洪區(qū)順利運(yùn)用的關(guān)鍵之一是建立健全滯洪區(qū)運(yùn)用補(bǔ)償機(jī)制和補(bǔ)償基金。國家目前已經(jīng)出臺了《蓄滯洪區(qū)運(yùn)用補(bǔ)償暫行辦法》，提供了滯洪區(qū)運(yùn)用補(bǔ)償?shù)姆梢罁?jù)。建立起專門的補(bǔ)償基金也很重要，一旦啟用滯洪區(qū)蓄洪，補(bǔ)償資金能夠及時兌現(xiàn)到位。滯洪區(qū)運(yùn)用的最大阻力是淹沒損失，如果老百姓獲得的補(bǔ)償相同或者多于淹沒損失，不感到吃虧而且有利，就會逐漸認(rèn)可和習(xí)慣滯洪區(qū)運(yùn)用。國內(nèi)已有很好的經(jīng)驗(yàn)可資借鑒。

滯洪區(qū)順利運(yùn)用的關(guān)鍵之二是滯洪區(qū)安全建設(shè)。滯洪區(qū)安全建設(shè)同樣需要與時俱進(jìn)，創(chuàng)新模式。可以嘗試結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)，移民建鎮(zhèn)。把淹沒核心區(qū)的村莊，遷移到滯洪區(qū)的邊沿地帶，合并建鎮(zhèn)，騰出蓄洪空間，優(yōu)化分洪條件，減少蓄洪阻力，保障老百姓安全并減少因蓄洪帶來的生活不便。

對滯洪區(qū)工程本身的要求是保障分得進(jìn)、蓄得住、退得出。

通過滯洪區(qū)蓄洪回補(bǔ)地下水，損失小，生態(tài)和社會效益明顯，應(yīng)上升為國家意志，根據(jù)回補(bǔ)地下水的需要，加大滯洪區(qū)運(yùn)用頻率。既可以在超標(biāo)準(zhǔn)洪水時“被動分洪”，也可以在標(biāo)準(zhǔn)洪水內(nèi)“主動分洪”。在農(nóng)民補(bǔ)償問題能夠很好解決的前提下，變“被動滯洪”為“主動滯洪”是一個可以選擇的新思路。

在干旱缺水的平原地區(qū)，中小河流治理中不宜把河道防洪標(biāo)準(zhǔn)提得過高，防止削弱滯洪區(qū)功能；在流域規(guī)劃中，不宜片面強(qiáng)調(diào)洪水損失，輕易提出滯洪區(qū)消號。

三、充分發(fā)揮河道自身的生態(tài)功能和回補(bǔ)地下水功能

河道的主要功能是行洪、排澇，但同時它又是一片面積廣闊的水域，在地表水同地下水交換的過程中同樣發(fā)揮著重要作用。通過沿河攔河閘的節(jié)節(jié)調(diào)蓄，盡可能多的攔截上游徑流和當(dāng)?shù)貪乘?，加長蓄水時間，通過河床下滲使地下水獲得補(bǔ)充。

從實(shí)際效果看，寬淺式河道斷面，入滲面積更大，可以生長菖蒲、三棱草、葦?shù)业人参?，起到凈化水質(zhì)的作用，促進(jìn)生物多樣化，生態(tài)效果更好。獨(dú)流減河下段就是很典型的例子。

篇4

中圖分類號：P5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-914X（2014）15-0360-01

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，英文譯為：virtual reality technology（VRT），主要是指一種人機(jī)界面的新型計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過模擬技術(shù)模擬自然環(huán)境中人的感官、運(yùn)動等行為。主要特征有這樣幾點(diǎn)：沉浸，通過對數(shù)據(jù)手套、頭盔等設(shè)備的利用，使體驗(yàn)者擁有身臨其境之感；交互，利用模擬交互設(shè)備，使虛擬環(huán)境與自然技能實(shí)現(xiàn)交互操作；構(gòu)想，重視三維圖形的立體顯示。

1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（1）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有強(qiáng)大的實(shí)時表達(dá)功能，可以對不同條件、時間的環(huán)境進(jìn)行虛擬。還能夠?qū)r間變化的過程進(jìn)行有效反映。

（2）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠從多角度對目標(biāo)進(jìn)行研究與展示，這得益于虛擬技術(shù)的三維立體弄能。

（3）能夠?qū)δ繕?biāo)的全貌與細(xì)節(jié)進(jìn)行比對

（4） 在對已存在的目標(biāo)進(jìn)行表達(dá)的基礎(chǔ)上，更能實(shí)現(xiàn)虛擬世界中可能發(fā)生的事物的發(fā)展趨勢的。

（5） 構(gòu)建全面的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，類似于虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)室，這不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對虛擬事物發(fā)展趨勢的表達(dá)，更能夠根據(jù)相應(yīng)條件，對不同結(jié)果進(jìn)行模擬。

（6）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為一些特定的環(huán)境、微觀世界與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究開辟了一個全新的研究方向與方法。

2. 水文地質(zhì)研究工作中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用分析

VRT技術(shù)，尤其技術(shù)特點(diǎn)決定，其具有很強(qiáng)的三維可視化功能，但是其作用的發(fā)揮，需要有大量的數(shù)據(jù)做支撐。大量的數(shù)據(jù)是對現(xiàn)實(shí)進(jìn)行模擬的基礎(chǔ)資料，也是對現(xiàn)實(shí)進(jìn)行模擬的可靠保障，數(shù)據(jù)的數(shù)量與質(zhì)量直接影響模擬的效果，以及與現(xiàn)實(shí)的差距。

VRT技術(shù)的主要功能為：實(shí)時地，具有沉浸感的立體三維表達(dá)目標(biāo)事物的特點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在水文地質(zhì)工作中的應(yīng)用，也正是利用這些特點(diǎn)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對無法見到的事物在三維空間內(nèi)，對該事物進(jìn)行時間變化的模擬。

VRT三維可視化功能能夠最大程度上真實(shí)表現(xiàn)出隔水層與含水層，真實(shí)再現(xiàn)其厚度到空間變化，在VRT沒有廣泛應(yīng)用以前，我們只能通過剖滿圖對隔水層與含水層的分布特點(diǎn)進(jìn)行分析，在剖面圖中，利用含水層厚度的等值線來分析含水層的分布，這種方法顯然是片面的，并且不夠直觀。在VRT系統(tǒng)中，隨著數(shù)據(jù)的進(jìn)一步豐富，地下水含水層能夠直觀的呈現(xiàn)在我們面前。

地下水的運(yùn)動也是水文地質(zhì)研究工作的重要組成部分，地下水系統(tǒng)是一個不斷變化的動態(tài)運(yùn)動過程，在現(xiàn)今的水文地質(zhì)研究工作中相對比較活躍，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用，使地下水系統(tǒng)的研究不僅僅停留在含水層的分布，利用VRT系統(tǒng)的不斷實(shí)時變化的特征模擬出地下水的運(yùn)動特征，從而充分的再現(xiàn)地下水的流向、流量，以及儲量等變化特點(diǎn)。尤其在社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時代，人類對地下水過度利用，利用VRT系統(tǒng)能夠直觀的了解到人類開采地下水資源對地下含水系統(tǒng)造成的負(fù)面影響，通過VRT的應(yīng)用不斷了解與完善地下水的管理與可視化控制，進(jìn)而形成科學(xué)的管控與開采方案。在此基礎(chǔ)上，也可以利用VRT對方案進(jìn)行模擬，在不斷修改中使之成為完善的管理與控制模型。

2.1 對地下水水質(zhì)的虛擬

2.1.1 天然變化

地下水的水質(zhì)變化受多種因素的綜合影響，所以導(dǎo)致水質(zhì)存在很大的變化。在天然狀態(tài)下，對地下水的水質(zhì)的變化進(jìn)行有效地虛擬，能夠分析出影響地下水水質(zhì)的最重要因素，從而對水質(zhì)變化的因素與機(jī)理產(chǎn)生更加深刻的理解，進(jìn)一步探索水質(zhì)良性變化的有效途徑。

2.1.2 地下水水質(zhì)虛擬實(shí)驗(yàn)室

現(xiàn)如今，在地表水污染等很多原因的共同影響下，地下水資源整受到巨大的污染，通過VRT模擬，能夠再現(xiàn)出水中例子的變化與運(yùn)動規(guī)律與趨勢，這對于研究地下水水質(zhì)變化也能夠起到關(guān)鍵性作用。

2.1.3水資源的合理規(guī)劃

在對水資源的初步利用階段，應(yīng)該重點(diǎn)利用VRT系統(tǒng)對水資源的水文地質(zhì)條件、環(huán)境條件進(jìn)行有效模擬與構(gòu)建。在規(guī)劃初期，可以將所有計(jì)劃與方案，以及類似規(guī)劃帶來的環(huán)境變化過程與結(jié)果直觀的再現(xiàn)出來，從而達(dá)到對水資源規(guī)劃方案的進(jìn)一步完善，最終達(dá)到水資源的優(yōu)化配置、可持續(xù)發(fā)展。

3.結(jié)束語

作為一項(xiàng)最新的計(jì)算機(jī)研究技術(shù)成果，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在水文地質(zhì)工作中的應(yīng)用正處于蓬勃發(fā)展的階段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在水文地質(zhì)工作中的作用是明顯的，在研究地下水分布、存儲、水質(zhì)變化、等方面提供了大量直觀、科學(xué)的信息與數(shù)據(jù)，從而為研究開辟了新的空間，豐富了研究手段。對以往不可見的水文地質(zhì)情況構(gòu)建了一個三維表達(dá)平臺，最終在可視化層面上為水文地質(zhì)工作研究提供了新的方向。

參考文獻(xiàn)

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篇5

引言：目前，我國信息革命浪潮的沖擊日益激烈，加之水資源日漸枯竭，在這樣的形式下，我們就必須緊緊的圍繞水文水資源的問題進(jìn)行綜合研究。因此，對于水文資料的準(zhǔn)確、快速獲取以及空間信息的分析、圖形圖像的處理等就顯得尤為重要。由于GIS技術(shù)的空間特性，對于海量數(shù)據(jù)的管理與處理能力以及水的時空分布特性等，使得GIS技術(shù)必然能夠在水文水資源領(lǐng)域中發(fā)揮出重要的作用。在G1S應(yīng)用在水文水資源領(lǐng)域的過程中，相關(guān)的工作質(zhì)量和工作水平都有了非常大的提升，這樣一來也就為防洪減災(zāi)和水資源的合理利用提供了非常好的條件，在實(shí)際的應(yīng)用中，我們必須要采取有效的措施來不斷的提高其應(yīng)用的質(zhì)量和水平，為我國水資源的保護(hù)提供良好的條件，減少水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。

1.地理信息系統(tǒng)的概述

G1S的中文全稱叫做地理信息系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)是運(yùn)用于對地理信息進(jìn)行采集、管理、存儲、運(yùn)算和分析的一種計(jì)算機(jī)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用的過程中主要是以計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)為重要的基礎(chǔ)，對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中所存儲的信息和數(shù)據(jù)予以分析和處理，同時還應(yīng)該在這一過程中將信息應(yīng)用在所需的領(lǐng)域。當(dāng)前G1S技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域都得到了十分廣泛的應(yīng)用，同時也獲得了很好的效果，為我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了非常好的條件，在水文資源研究當(dāng)中也在逐漸的普及。尤其是對地球表面地理信息的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具有很大的優(yōu)勢。地理信息空間系統(tǒng)主要由空間數(shù)據(jù)的處理和空間分析組成。地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的來源主要是通過實(shí)測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)等的轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為具有空間特征地理空間信息。地理信息系統(tǒng)有3個主要功能分別是：（1）在對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、管理分析和輸出的過程中，地理信息系統(tǒng)具有很強(qiáng)的時效性和空間性，可以建立很強(qiáng)的空間信息，并對信息進(jìn)行及時地更新；（2）地理信息系統(tǒng)在區(qū)域空間分析方面，通過將采集的數(shù)據(jù)信息與地學(xué)模型結(jié)合在一起，對該區(qū)域進(jìn)行動態(tài)預(yù)測；（3）通過利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和衛(wèi)星遙感技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化管理，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，能夠提供一定的決策依據(jù)。

2. GIS的主要功能

水文水資源研究的過程中需要獲得準(zhǔn)確的空間定位和相關(guān)的數(shù)據(jù)，這樣才能更好的對水資源的分布特點(diǎn)予以掌握，在這一過程中如果使用G1S技術(shù)就可以將更多的數(shù)據(jù)以可視化的形式呈現(xiàn)給研究人員，這樣也就給研究工作帶來了諸多的便利。如果站在G1S系統(tǒng)組成的角度上來說，空間數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)就成為了非常重要的一個部分，它主要是由空間處理和空間分析兩個部分組成，在數(shù)據(jù)的獲取上，它也可以借助很多的方式。當(dāng)前，我國的科學(xué)技術(shù)在不斷的發(fā)展，G1S技術(shù)也在這一過程中朝著智能化和集成化的方向發(fā)展，其功能性更強(qiáng)，同時精準(zhǔn)度更高，所以也給相關(guān)工作的開展提供了利好條件。

2.1生成、組織、管理空間數(shù)據(jù)

GIS能將不同比例尺、坐標(biāo)系統(tǒng)等不同來源的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化，并和非空間信息結(jié)合，為反映不同目的不同空間代表性的模型提供連接機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。利用GIS中數(shù)據(jù)綜合地理模擬與空間分析等優(yōu)勢，為模型中數(shù)據(jù)輸入的準(zhǔn)備和發(fā)展執(zhí)行復(fù)雜的控制和分析，把地形和地理特性相似的統(tǒng)一體連結(jié)起來。

2.2分析模擬結(jié)果的可視化

GIS中友好的用戶界面和視圖顯示，使得研究學(xué)者可以更加直觀的對觀測對象的情況進(jìn)行了解，不僅幫助水資源管理者進(jìn)行深入分析和正確決策，而且用報(bào)告、專題地圖和統(tǒng)計(jì)報(bào)表等形式直觀地表示模擬，從而豐富了水文水資源方面的研究利用。

3.地理信息系統(tǒng)在水文水資源中的應(yīng)用現(xiàn)狀

地理信息系統(tǒng)技術(shù)在我國發(fā)展的還是比較快的，尤其是在近幾年隨著國家對水資源和地理科學(xué)的更高關(guān)注，越來越多的學(xué)者開始對地理信息系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究，使得地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的范圍變得越來越廣泛。主要涉及的范圍有：水土保持、水資源管理、水環(huán)境和水污染、以及防災(zāi)減災(zāi)等。目前，我國在水文水資源領(lǐng)域的地理信息系統(tǒng)技術(shù)水平已經(jīng)逐漸接近和達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平。

3.1地下水資源的勘查

對于水資源的保護(hù)、規(guī)劃、管理以及合理開發(fā)利用而言，地下水資源的勘查必然是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。對地下水資源的勘查，其根本的目的在于查明區(qū)域內(nèi)主要含水層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、空間分布、導(dǎo)水性、含水層的邊界以及各個含水層之間的水力聯(lián)系等特征。針對于地表水資源的空間分布以及調(diào)配的方面來說，GIS技術(shù)的應(yīng)用能夠讓我們對地表水的補(bǔ)給、地下水的埋深以及蘊(yùn)藏量等信息進(jìn)行系統(tǒng)、全面的掌握，以此來得出更加精確的空間數(shù)據(jù)與成果細(xì)化模型，對區(qū)域內(nèi)地下水資源的規(guī)律、特征進(jìn)行更加準(zhǔn)確的反映，從而為地下水資源的保護(hù)、管理、規(guī)劃以及合理開發(fā)與利用等提供具有全面性、準(zhǔn)確性的決策支持，讓地下水資源的管理更加科學(xué)化、規(guī)范化。另外，在水資源勘查的過程中，GIS技術(shù)的應(yīng)用主要是建立起相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，比如地下水動態(tài)資料、水文地質(zhì)基礎(chǔ)資料、地下水開采情況等數(shù)據(jù)庫，不但能夠?qū)崿F(xiàn)對相應(yīng)空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的可視化查詢與檢索，還能夠?qū)Φ叵滤畡討B(tài)的發(fā)展趨勢進(jìn)行科學(xué)有效的預(yù)測，最終讓地下水資源管理的空間輔助決策支持作用得以實(shí)現(xiàn)。

3.2水資源的管理

（1）基礎(chǔ)電子地圖。目前，我國基礎(chǔ)電子地圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均為1：25萬。其主要包括了行政區(qū)劃邊界、城鎮(zhèn)、鐵路、公路、居民點(diǎn)、水庫、江河湖泊等信息。（2）專業(yè)電子地圖。所謂專業(yè)電子地圖，即是通過將數(shù)字化的水文水資源專業(yè)地理數(shù)據(jù)疊加在基礎(chǔ)電子地圖上而形成的電子地圖。與基礎(chǔ)電子地圖相比，專業(yè)電子地圖對于水文水資源信息的描述將更加的實(shí)用、更加的具體，而所包含的信息資源也將更加的專業(yè)。（3）遙感信息庫。所謂遙感信息庫，即是與基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)相匹配的煙感遙測數(shù)據(jù)（其是通過解譯之后所得到的）。（4）屬性數(shù)據(jù)庫。其能夠描述分區(qū)內(nèi)查詢對象的屬性，比如分區(qū)內(nèi)的水資源開發(fā)利用狀況、地表水資源狀況、地下水資源狀況等，是整個GIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。（5）軟件系統(tǒng)。是在上述四種技術(shù)的基礎(chǔ)上通過GIS嵌人技術(shù)的采用并結(jié)合水資源管理的實(shí)際需求而開發(fā)出的一種水資源管理系統(tǒng)軟件。其主要包含了屬性數(shù)據(jù)的管理、空間數(shù)據(jù)的管理以及這兩者相結(jié)合的信息管理等。

4.結(jié)束語

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。通過將先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)技術(shù)運(yùn)用于水文水資源的各個方面，為水文水資源的管理提供一條便捷的途徑，讓現(xiàn)代技術(shù)服務(wù)于人類。本文對GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與探討，促使GIS技術(shù)能夠使用地圖、圖形、數(shù)據(jù)的形式來直接滿足或得到需要的信息與結(jié)果，推動著水文水資源領(lǐng)域的研究和開發(fā)工作。

參考文獻(xiàn)

篇6

引言：甘肅北山被視為修建高放廢物處置庫的首選地區(qū)[1]。依據(jù)國內(nèi)學(xué)者對于處置庫預(yù)選區(qū)地下水化學(xué)類型、特征的研究結(jié)果，處置庫預(yù)選區(qū)的地下水可以認(rèn)為是鹽溶液環(huán)境。而根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者研究[3]：高水平放射性核廢物（高放廢物）處置庫中的混凝土經(jīng)長期使用將逐漸衰解，與地下水作用形成高堿性孔隙水（pH>12），并可能與處置庫中的緩沖、回填材料發(fā)生反應(yīng)，從而對緩沖、回填材料的膨脹等性能產(chǎn)生消極影響，且放射性核素衰變產(chǎn)生的熱量會加速水泥的老化，使得pH變得更高。故可認(rèn)為在一定時間后，處置庫內(nèi)將會產(chǎn)生pH>12甚至更高的溶液，形成堿液環(huán)境，并向外滲透。綜上，緩沖回填材料的功能可由下圖1-1表示：

如上圖所示，處置庫及內(nèi)部的核廢物有向外界自然環(huán)境釋放核輻射、熱量、滲透堿液的趨勢，處置庫所在環(huán)境含鹽溶液的地下水有向處置庫方向侵蝕的趨勢，這就需要處于兩者之間的緩沖回填材料發(fā)揮作用以利于處置庫產(chǎn)生的熱量向外傳導(dǎo)并阻止輻射、堿液、含鹽地下水的滲透。

結(jié)合本人進(jìn)行的以新疆阿爾泰膨潤土為基材多種配方的混合試樣膨脹性能的研究，得出一些結(jié)論，現(xiàn)僅以膨脹性能為基礎(chǔ)進(jìn)行緩沖/回填材料按功能特性分層設(shè)置的探討。

一、試驗(yàn)介紹

（1）試驗(yàn)內(nèi)容簡介。本人所進(jìn)行的試驗(yàn)包括：介質(zhì)溶液分別為自來水、模擬北山預(yù)選處置庫地下水的NaCl-Na2S04溶液（質(zhì)量比為2：1濃度為4.3g/L、8.3g/L、12.3g/L）、模擬處置庫內(nèi)的水泥構(gòu)筑物會老化產(chǎn)生的堿性溶液的NaOH溶液（摩爾濃度為0.1mol/L、0.3mol/L、0.5mol/L），試驗(yàn)樣品干密度（1.8g/cm3）和含水率（12%）一致，分別為純膨潤土試樣、膨潤土-石英砂（質(zhì)量比9：1）混合試樣、膨潤土-沸石-黃鐵礦（質(zhì)量比63：27：10）混合式樣。（2）試驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)過程參照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》

GB/T50123―1999進(jìn)行。所的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：①自來水作用下純膨潤土試樣膨脹力2924.544KPa，膨潤土-石英砂試樣膨脹力2034.194KPa，膨潤土-沸石-黃鐵礦樣膨脹力2291.64KPa；②鹽溶液（濃度為0、4.3、8.3、12.3g/L）作用下純膨潤土試樣膨脹力2924.54、2519.808、2310.912、2206.464KPa，膨潤土-石英砂試樣膨脹力2034.194、1893.12、1788.672、1579.776KPa，膨潤土-沸石-黃鐵礦樣膨脹力2291.64、2102.016、1893.12、1475.332KPa；③堿溶液（濃度為0、0.1、0.3、0.5mol/L）作用下純膨潤土試樣膨脹力2924.54、2611.2、2297.856、1932.288KPa，膨潤土-石英砂試樣膨脹力2034.194、1880.064、1697.28、1514.496KPa，膨潤土-沸石-黃鐵礦樣膨脹力2291.64、2193.408、2088.96、1775.616KPa；

目前國外學(xué)者對于緩沖/回填材料應(yīng)具備的膨脹力的大小已有見解，如比利時要求緩沖材料的膨脹力高于2 MPa，以使孔隙自行封閉，另一方面又要求膨脹力低于4 MPa，使得廢物包裝容器不至承受太大應(yīng)力，并防止對于母巖的侵?jǐn)_[7]。從以上三個表格中膨脹力值可以清楚的知道，所采用的試驗(yàn)材料均滿足這一要求，那么我們再從材料在濃度不同的鹽、堿溶液作用下膨脹力的變化來判斷材料的穩(wěn)定性，將表2-3、2-4數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如圖2-1、2-1所示：

其中，膨潤土-沸石-黃鐵礦混合式樣組膨脹力變化趨勢擬合曲線為y=2008.67-1009.62x（R2=0.98419），膨潤土-石英砂混合式樣組膨脹力變化趨勢擬合曲線為：y=2308.33-981.89x（R2=0.92051），由國內(nèi)外的研究可知純膨潤土的諸多缺點(diǎn)決定了其不能作為緩沖/回填材料直接使用，本研究僅將其作為試驗(yàn)參照參照。由圖2-1可知，在不同濃度鹽溶液作用下，膨潤土-石英砂混合試樣的膨脹力較為穩(wěn)定；由圖2-2及擬合曲線對比可知，在不同濃度堿溶液作用下，膨潤土-石英砂混合式樣的膨脹力則無膨潤土-沸石-黃鐵礦混合式樣的膨脹力表現(xiàn)的穩(wěn)定。

三、結(jié)論探討

綜上，當(dāng)介質(zhì)溶液為自來水時，實(shí)驗(yàn)試樣中，膨潤土-沸石-黃鐵礦試樣的膨脹力表現(xiàn)較好；當(dāng)介質(zhì)溶液換成鹽溶液時，膨潤土-石英砂試樣的膨脹力穩(wěn)定性較好；而當(dāng)介質(zhì)溶液換成堿溶液時，膨潤土-沸石-黃鐵礦試樣的膨脹力穩(wěn)定性較好。這說明了一種類型的緩沖/回填材料很難在不同介質(zhì)溶液作用下均表現(xiàn)較好的穩(wěn)定性。因此，我們可以考慮將用作屏障作用的緩沖/回填材料根據(jù)材料特性進(jìn)行分層設(shè)置，如下圖3-1所示：

根據(jù)各試樣的性能設(shè)置三層緩沖/回填材料，各層的主要功能分別為：①抗堿溶液腐蝕③抗鹽溶液侵蝕②吸附放射性物質(zhì)。其中①、③兩層回填材料的另一個重要作用就是將鹽、堿溶液阻隔在②層以外，使之不被鹽、堿溶液破壞。

四、分層設(shè)置優(yōu)缺點(diǎn)討論

按照材料特性進(jìn)行分層設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)：1、降低了材料選擇的工作量，因?yàn)殡m然不能否定存在各類性能均表現(xiàn)較好的材料，但是實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證的工作量會很大；2、有利于利用已知性能的材料，便于多學(xué)科的參與，使得本類工作在選材方面的開放程度更高。

按照材料特性進(jìn)行分層設(shè)置的缺點(diǎn)：由于①、②、③層的材料不同，膨脹性能有差異，導(dǎo)熱性能也不同，作為緩沖/回填材料，它的整體性不如使用一種材料的好。

篇7

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市建筑越來越密集,建筑物越來越高,相應(yīng)基坑也越來越深,對基坑支護(hù)的要求也越來越高,特別是擬建物周圍場地狹窄、高樓林立,而且周邊市政管線縱橫。基坑支護(hù)稍有不慎,后果極為嚴(yán)重,地下連續(xù)墻結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨桿在深基坑支護(hù)中有其獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)。

1工程實(shí)例

1.1工程概況

某工程地上主36層,主要功能為酒店及辦公樓,裙房6層,主要功能為商業(yè)及酒店配套,地下室3層,主要功能為車庫;主樓采用框筒結(jié)構(gòu),裙房及地下室采用框剪結(jié)構(gòu),筏板基礎(chǔ)?！?.000相當(dāng)于絕對標(biāo)高782.3m。該工程基坑深度17.0m。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告,基坑開挖影響范圍內(nèi)地層分布自上而下依次為:素填土;②粉土;③粉細(xì)砂;④粉土;⑤粉細(xì)砂;⑥細(xì)中砂;⑦粉質(zhì)粘土;⑧粗砂。施工作業(yè)面寬度為地下室外挑基礎(chǔ)向外500mm;基坑周邊3m范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆載,1m～6m范圍內(nèi)堆載不得超過15kPa。

基坑開挖影響范圍內(nèi)有多條地下管線和多棟已有建筑物,特別是基坑西側(cè)的暗溝和基坑南側(cè)的通訊電纜,距離基坑較近,施工時需作重點(diǎn)考慮。

1.2技術(shù)措施

西側(cè)地連墻墻頂標(biāo)高高于暗渠底標(biāo)900mm,梁頂標(biāo)高與暗渠水壓力合力點(diǎn)基本齊平,冠梁以上采用磚砌擋墻,并用構(gòu)造柱與冠梁形成整體。錨桿設(shè)置時,通過調(diào)整錨桿位置和長度,保證錨桿端部不進(jìn)入相鄰建筑的主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部。錨桿施工采用跟進(jìn)套管鉆機(jī)成孔,管內(nèi)出土和注漿,減少錨桿施工對土體的擾動。采用坑內(nèi)降水和坑外回灌相結(jié)合方式,避免坑外地下水位下降對土體產(chǎn)生附加沉降。地連墻兼作帷幕,滿足抗突涌和抗?jié)B流破壞要求,地連墻接頭采用防水效果較好的十字接頭。采用信息化施工,嚴(yán)格按照監(jiān)測規(guī)范對基坑及周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測,并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)復(fù)核各施工工況的設(shè)計(jì)方案與實(shí)際情況是否相符合。

1.3降水對周邊環(huán)境影響分析

該工程采用的隔水帷幕深度達(dá)9m～10m,根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告判斷,基坑內(nèi)外的水力聯(lián)系已被全部截?cái)唷５冖軐臃奂?xì)砂局部較薄,甚至有局部尖滅的可能,第⑤層粉細(xì)砂中的水有可能繞過帷幕底端滲入基坑。當(dāng)這種情況發(fā)生時,在坑外地下水補(bǔ)給量和坑內(nèi)抽排量實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡時,坑外地下水位降低很少,可以忽略不計(jì),對周邊環(huán)境的影響不予考慮。當(dāng)坑外地下水補(bǔ)給量小于坑內(nèi)抽排量時會引起坑外水位下降,造成周邊土體沉降,為避免這種情況發(fā)生,工程擬在基坑外設(shè)置觀測兼回灌井。降水過程中在保證基坑內(nèi)干槽作業(yè)條件下,盡可能減少抽排量,同時對坑外水位進(jìn)行觀測,當(dāng)坑外水位下降較大時,可通過回灌井進(jìn)行回灌。采取以上措施后,降水對周邊環(huán)境的影響完全可以得到控制。

1.4坑外觀測及回灌

坑外觀測兼回灌采用管井,孔徑600mm,井管為􀀁300的無砂混凝土管,濾料采用直徑2mm～3mm豆石。布井位置沿基坑邊緣周圈布置,平均間距15m。

1.5施工工藝流程和施工措施

1.5.1工藝流程

根據(jù)地層及場地特點(diǎn),該工程地下連續(xù)墻采用抓槽機(jī)成槽、泥漿護(hù)壁、水下灌注混凝土工藝。

1.5.2施工措施

1)泥漿制備。泥漿材料的選擇:采用膨潤土泥漿護(hù)壁。使用主要材料為:膨潤土,外加劑的用量可根據(jù)具體情況適當(dāng)選擇。通過試配,達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)后,再進(jìn)行泥漿拌制。攪拌均勻的泥漿放入儲漿罐或儲漿池,靜置24h后使用。護(hù)壁泥漿必須循環(huán)使用,并及時檢測其性能指標(biāo),使之滿足施工要求。

2)導(dǎo)墻施工。導(dǎo)墻的施工順序:平整場地測量定位導(dǎo)墻土方開挖測量放線綁扎鋼筋支模板澆筑C20混凝土拆模并設(shè)置橫撐土方回填。導(dǎo)墻采用“ ”形整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。按導(dǎo)墻開挖線及高程點(diǎn)挖導(dǎo)溝,溝底平整,溝寬不得小于設(shè)計(jì)值,溝壁順直;按導(dǎo)墻設(shè)計(jì)尺寸在導(dǎo)溝內(nèi)綁扎鋼筋,要求主筋順直,箍筋與主筋綁扎牢固;內(nèi)側(cè)支設(shè)的模板要求垂直平整,保證拆模后兩內(nèi)墻面距連續(xù)墻軸線分別為墻寬的一半;澆筑C20混凝土,澆筑程序先澆一側(cè),再澆另一側(cè)。澆筑過程中要邊澆邊振搗密實(shí),嚴(yán)禁漏振。頂面抹平,頂面要滿足高出現(xiàn)有地面100mm-200mm;導(dǎo)墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定后拆模,為保持溝的寬度,拆模后應(yīng)向?qū)?nèi)填土,并每隔3m設(shè)置一道素混凝土梁(200mm,200mm)支撐?；炷琉B(yǎng)護(hù)期間,起重機(jī)等重型設(shè)備不得在導(dǎo)墻附近作業(yè)或停留,以防導(dǎo)墻開裂和位移,導(dǎo)墻后填土要求密實(shí)回填,采用蛙式打夯機(jī)夯實(shí),導(dǎo)墻施工縫位置應(yīng)與地下連續(xù)墻施工接頭位置錯開。提前預(yù)備排水使用的排污泵,揚(yáng)程為20.0m-25.0m。在連續(xù)墻導(dǎo)墻施工過程中,出現(xiàn)上層滯水或?qū)娱g水流入導(dǎo)槽,采用排污泵排出槽外。

3)地下連續(xù)墻成槽施工。根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行單元槽段劃分,基本單元槽段長6.0m。根據(jù)已調(diào)整的單元槽段長度、編號進(jìn)行測量放線,標(biāo)注在導(dǎo)墻頂面上,導(dǎo)墻頂面下標(biāo)明“泥漿液面”位置。槽段劃分考慮設(shè)備的施工能力,本著槽段數(shù)最少的原則。但由于場地限制,在施工過程中根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整。將組裝好的地下連續(xù)墻抓斗就位,就位前要求場地處理平整堅(jiān)實(shí),以滿足施工垂直度要求,吊車履帶與導(dǎo)墻軸線平行,抓斗對準(zhǔn)導(dǎo)墻中心位置,對首開槽段應(yīng)采取先兩端后中間的順序挖槽。邊開挖邊向?qū)?nèi)泵送泥漿,保持液面在導(dǎo)墻頂面下300mm處。挖槽過程中隨著墻深的向下延伸,要隨時向槽內(nèi)補(bǔ)漿,使泥漿面始終位于泥漿面標(biāo)志處,直至槽底挖完。測定泥漿面下1.0m及槽底以上0.5m處的泥漿比重,如比重大于1.15時,則進(jìn)行清底,置換泥漿。成槽1h后槽底泥渣厚不得大于100mm,澆筑混凝土前(吊裝鋼筋網(wǎng)片、導(dǎo)管)槽底沉渣厚度不得大于100mm。每挖掘一抓斗寬,測量一次槽壁垂直度,抓完一槽段進(jìn)行槽深測量,以便計(jì)算混凝土總方量。成槽后抓斗進(jìn)行下一槽段開挖。槽段開挖采取跳段施工。施工順序應(yīng)先挖首開槽,后挖順開槽,最后挖閉合槽。

4)鋼筋籠的制作。由于鋼筋籠重量大,為滿足鋼筋籠的吊裝要求,將連續(xù)墻鋼筋籠沿槽段長度方向分成兩片加工,兩片鋼筋籠接頭處以凹槽形式相互咬合。主筋采用對焊連接或直螺紋連接,對焊彎折角度不應(yīng)大于4度,兩鋼筋軸線差不大于2mm,搭接雙面焊的焊接長度為5d,單面焊接長度為10d,主筋與支架筋的交點(diǎn)需全部點(diǎn)焊,點(diǎn)焊咬肉應(yīng)小于0.5mm。鋼筋連接除四周兩道鋼筋的交點(diǎn)需全部綁扎外,其余可采用50%交錯綁扎,綁絲接頭向籠內(nèi)。鋼筋籠縱向主筋放在內(nèi)側(cè),橫向鋼筋放在外側(cè),縱底端應(yīng)稍向內(nèi)側(cè)彎折,但向內(nèi)彎折程度不應(yīng)影響插入混凝土導(dǎo)管。鋼筋籠在設(shè)導(dǎo)管的周圍應(yīng)增設(shè)箍筋和連接筋進(jìn)行加固。主筋保護(hù)層厚度為70mm,墊厚5.5cm,在墊塊與墻面之間留1.5cm的間隙。鋼筋籠中預(yù)留孔采用鋼管與鋼筋籠主筋焊接固定,內(nèi)用編織袋堵孔,并用膠帶封口。鋼筋籠制作時,吊點(diǎn)處需采取適當(dāng)?shù)募庸碳翱刂拼胧?防止鋼筋籠在起吊過程中發(fā)生扭曲變形。檢查驗(yàn)收合格的鋼筋籠應(yīng)掛牌標(biāo)識,以利吊放。

5)鋼筋籠吊裝。因鋼筋籠重量較大,為確保其在吊運(yùn)過程中安全無變形,在成型后的鋼筋籠上布置一定數(shù)量的桁架筋和穩(wěn)定骨架鋼筋,確保制作精度和起吊剛度。吊點(diǎn)鋼筋采用 形筋搭接焊于主筋上?，F(xiàn)場根據(jù)各槽鋼筋籠寬度具體詳細(xì)計(jì)算吊點(diǎn)位置,保證籠子吊起后保持平穩(wěn)。

6)混凝土水下澆筑。連續(xù)墻的混凝土采用商品混凝土灌注,設(shè)計(jì)的混凝土標(biāo)號為C25,抗?jié)B等級P6。鋼筋籠就位后,在4h以內(nèi)澆筑混凝土,超過時應(yīng)重新檢查沉渣厚度,不符合要求時應(yīng)重新清底。混凝土灌注時,導(dǎo)管下口與槽底距離一般要大于隔水栓長100mm-200mm,混凝土面上升速度不小于2m/h。根據(jù)槽段長度采用兩根導(dǎo)管同時灌注,兩導(dǎo)管間距不大于3m,導(dǎo)管距槽端不大于1.5m。兩導(dǎo)管第一次灌注時必須同時進(jìn)行,各混凝土面高差不宜大于0.3m,直到灌注到墻頂標(biāo)高以上300mm-500mm。

7)施工中對槽壁坍塌現(xiàn)象的應(yīng)急處理措施。根據(jù)槽壁坍塌的具體情況,適當(dāng)縮小單元槽段的長度。改善護(hù)壁泥漿的質(zhì)量,調(diào)整泥漿的各項(xiàng)摻量,必要時向槽內(nèi)投入粘土塊。減少地面荷載、機(jī)械等對地層產(chǎn)生的振動,隨時觀察泥漿液面的變化。若出現(xiàn)泥漿大量漏失,泥漿內(nèi)有大量泡沫上冒或出現(xiàn)異常的擾動,導(dǎo)墻及附近地面出現(xiàn)沉降,排土量超過設(shè)計(jì)斷面的土方量等情況,應(yīng)及時地將挖槽機(jī)械提至地面,以避免發(fā)生挖槽機(jī)被埋入地下的事故,然后迅速補(bǔ)漿以提高泥漿液面或回填粘性土,待所填的回填土穩(wěn)定后再重新開挖。

1.6錨桿施工工藝流程和施工措施

1)工藝流程。工程地質(zhì)條件的特點(diǎn)是:地下水位高,土體含

水量高,若采用螺旋鉆機(jī)成孔工藝,鉆孔內(nèi)土體不易返出,同時孔壁土體受到擾動較大,很容易在孔壁和注漿體之間形成軟弱夾層,大幅降低錨桿的承載能力,因此對該工程的錨桿施工采用跟管鉆機(jī)成孔,并進(jìn)行二次壓力注漿工藝,有效保證錨桿的施工質(zhì)量。

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中圖分類號:TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2009)24-6834-02

Design and Application of Groundwater Data Integration Software

ZONG Chang-rong, LI Guo-dong

(Hydrology and water resource worthy measured by the bureau of Yancheng,Yancheng 224000, china)

Abstract: Raw data of Groundwater provides the basis of information for exploring, analyzing and using groundwater resources rationally, while the raw data to be collected is the base foundation. It introduces The Groundwater data integration software's design, structure, function and characteristics in this paper.

Key words: groundwater; data integration; computere

1 研究背景

地下水可分為淺層地下水和深層地下水兩大部分,它是水資源的重要組成部分。近年來,由于水資源的緊缺,許多地方特別是北方希望依靠打井等利用地下水來解決,但因沒有進(jìn)行合理規(guī)劃,大量超采地下水和不合理利用地下水,結(jié)果造成許多經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)環(huán)境等問題。合理開發(fā)利用地下水資源正越來越受到人們的重視和保護(hù),探索和分析地下水運(yùn)動變化規(guī)律,對于開發(fā)利用和保護(hù)地下水資源具體十分重要意義。地下水資料整編是地下水監(jiān)測工作中對信息收集處理的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。

在可視化操作系統(tǒng)日趨成熟的時代, 過去在命令行模式下開發(fā)的程序逐步呈現(xiàn)出相應(yīng)弊端:命令行模式操作不便,可見性差,且整個資料整編過程分散、繁鎖,程序易用性較差,兼容性不足。原有的使用針式打印機(jī)進(jìn)行輸出的方式己不滿足批量、快速輸出要求。

為了提高整編工作的效率和成果質(zhì)量,開發(fā)圖形界面化、高度集成化、人機(jī)交互性強(qiáng)、系統(tǒng)兼容性好、可移植性高的計(jì)算機(jī)整編系統(tǒng)是當(dāng)前地下水利用、水資源管理工作中基礎(chǔ)資料信息化建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。正為了適應(yīng)工作需要,江蘇省水文水資源勘測局組織編寫了這款地下水資料整編軟件,軟件通過讀取監(jiān)測井基礎(chǔ)資料(一覽表)和監(jiān)測資料(水位、埋深、水溫)三個項(xiàng)目的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)存進(jìn)而生成符合資料整編要求的成果文件,同時在程序中提供批量輸出功能。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 使用語言

Visual Basic 6.0是一種通用的面向?qū)ο蟮目梢暬绦蛟O(shè)計(jì)語言,提供的各種面向?qū)ο蟮拈_發(fā)工具,尤其是數(shù)據(jù)窗口這一方便而簡潔的功能,操縱數(shù)據(jù)庫的智能化對象,是開發(fā)Windows下應(yīng)用程序最迅速、最簡捷、最高效的開發(fā)工具,它用途廣泛,編程方便。Access、Excel是Office系列軟件中的產(chǎn)品,Access用來專門管理數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用軟件,它可以運(yùn)行于各種Windows系統(tǒng)環(huán)境中。不僅易于使用,而且界面友好,使用Access的時候不需要數(shù)據(jù)庫管理者具有專業(yè)的程序設(shè)計(jì)水平,任何非專業(yè)的用戶都可以用它來創(chuàng)建功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),Excel是一個電子表格軟件,可以用來制作電子表格、完成許多復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算,并可以通過Visual Basic調(diào)用進(jìn)行各種輸出格式設(shè)置,所以使用Visual Basic 6.0+Office開展此項(xiàng)目研究是一種很好的方法。

2.2 開發(fā)方法

軟件使用快速原型模型法進(jìn)行開發(fā),首先使用Visual Basic在短時間內(nèi)建立一個能夠反映用戶主要需求的原型,讓用戶實(shí)際看一看未來系統(tǒng)的概貌,以便判斷哪些功能是符合需要的,哪些方面還需要改進(jìn),然后將原型反復(fù)改進(jìn),最終建立完全符合用戶要求的新系統(tǒng)。這個原型僅包括未來系統(tǒng)的主要功能,以及系統(tǒng)的重要接口,再將把原型系統(tǒng)作為基礎(chǔ),通過補(bǔ)充與修改獲得最終的實(shí)際系統(tǒng)。整個項(xiàng)目從符合操作簡便、界面友好、靈活、實(shí)用、安全的要求出發(fā),完成項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編寫代碼、調(diào)試、測試、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)。

項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)首先根據(jù)地下水匯編要求收集相關(guān)原始數(shù)據(jù),分析各數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的關(guān)系,然后再設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),確定功能模塊(包括輸入、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、檢索、輸出等),編寫源代碼,最后再經(jīng)過調(diào)試、運(yùn)行和合理性的檢查再循環(huán)操作直至完全達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。原始數(shù)據(jù)另采用記事本錄入,成果文件保存成Excel格式,便于程序外數(shù)據(jù)調(diào)用。軟件主要設(shè)計(jì)思路如圖1所示。

3 系統(tǒng)功能與特點(diǎn)

3.1 界面圖形化

前一版本程序使用命令行界面使得一些用戶操作起來十分困難,本程序采用了圖形界面,在WindowsXP系統(tǒng)下開發(fā),這就使得人們不必學(xué)習(xí)太多的操作系統(tǒng)知識,只要會使用鼠標(biāo)就能進(jìn)行工作,所有的東西一目了然,只要移動鼠標(biāo),單擊、雙擊即可完成,可謂所見即所得。

為保證成果的正確、完整性,程序具有檢查功能。整編前可在程序中調(diào)用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、編輯;全站文件整編過程中,對有問題的站,將站名輸出到文件中保存,方便事后有針對性進(jìn)行檢查。

3.3 單站整編功能

提供單站整編功能,當(dāng)某站出現(xiàn)問題或只需某一站數(shù)據(jù)時,可以使用此功能。出錯更正后,先單站整編通過后,再進(jìn)行批量整編,這樣不會影響中斷全站區(qū)資料整編。

3.4 全站整編功能

按水溫和水位二個項(xiàng)目區(qū)分原始文件,按類別整編全站區(qū)資料,按照資料整編規(guī)范要求生成成果文件,并可按市名創(chuàng)建目錄,便于分市存放。

3.5 生成特征值表

按照要求,統(tǒng)計(jì)每年幾個特定日期的水位、埋深,并統(tǒng)計(jì)每個站的年變幅,年極值及發(fā)生日期。

3.6 生成埋深數(shù)據(jù)

為便于數(shù)據(jù)的使用,可以生成區(qū)別于資料整編格式的成果文件,主要區(qū)別就是不進(jìn)行整數(shù)位省略,并全部于數(shù)字格式存放,可直接取用。

3.7 成果表打印

可進(jìn)行單、多表的打印。系統(tǒng)打印模式為成果表的全部打印。通過對話框可選擇單表、多表打印,方便快捷。這對打印過程中由于錯誤或虧損而需要重新打印的表頁提供了極為方便的功能。

4 系統(tǒng)操作

系統(tǒng)操作分為數(shù)據(jù)錄入、資料整編和成果打印三個過程。數(shù)據(jù)錄入方面:分為測井一覽表、五日井、十五日井、逐日井、水溫五個表項(xiàng),可以通過程序使用原始記錄直接生成該表項(xiàng)或用其它文本編輯器按照規(guī)范要求進(jìn)行錄入。

資料整編方面:數(shù)據(jù)錄入完成后方可進(jìn)行資料整編操作,首先是讀取測井一覽表,使其入庫,然后是根據(jù)一覽表中監(jiān)測井井號進(jìn)行數(shù)據(jù)文件讀取、排序、整編、存儲,數(shù)據(jù)的處理完全按照SL/T183《地下水監(jiān)測規(guī)范》和SL247-1999《水文資料整編規(guī)范》中資料整編條款執(zhí)行。

成果打印分為批量打印和選擇性打印二種情況。批量打印即默認(rèn)式全站打印,程序自動檢測成果目錄,將文件分類排序后按需求進(jìn)行批量打印;選擇性打印是指在打印對話框中,設(shè)立單站打印選項(xiàng),用程序調(diào)入所有成果文件名,然后傳回打印界面進(jìn)行的成果打印,主要用于有選擇性打印單站成果表。

5 結(jié)束語

該程序于2005年開始用于江蘇省地下水資料整編工作。在三年的使用實(shí)踐中,證明該程序具有界面豐富、功能齊全、操作簡捷、工作效率高、成果質(zhì)量好等特點(diǎn),同時下一步將繼續(xù)開發(fā)增加數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)存功能,用于數(shù)據(jù)入庫,以便進(jìn)一步更有效的資料存貯、再加工、傳輸及生成各類報(bào)表。

參考文獻(xiàn):

[1] 水文資料整編規(guī)范SL247-1999[M].北京:中國水利水電出版社,1999.

篇9

1概況

由于我國獨(dú)特的自然地理?xiàng)l件和復(fù)雜的水文水資源特點(diǎn)，決定了我國的水資源問題比較復(fù)雜，雖然各流域經(jīng)過四、五十年大規(guī)模的水利工程建設(shè)，取得了巨大成就，但水資源短缺和污染問題，不僅沒有得到根本性的解決，還有日益嚴(yán)峻的趨勢。為了更有效地解決或緩解所面臨的“水少、水臟”問題，需要深入地分析現(xiàn)狀下墊面條件下的流域水循環(huán)規(guī)律和地表水與地下水之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，通過研究流域水資源實(shí)時監(jiān)控管理的基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法，開發(fā)和建設(shè)流域水資源實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)，以充分利用和挖掘現(xiàn)有水利工程的內(nèi)部潛力與整體綜合優(yōu)勢，確保流域水資源的合理開發(fā)和高效利用，有力地支持社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2系統(tǒng)的構(gòu)成與技術(shù)關(guān)鍵

研制流域水資源實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要目的是，以水利信息化促進(jìn)水利現(xiàn)代化，以水利現(xiàn)代化保障水資源的可持續(xù)利用，并以水資源的可持續(xù)利用來支撐社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。該系統(tǒng)是以水資源實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為手段，以水資源優(yōu)化調(diào)度和地表水、地下水、污水處理回用、海水（微咸水）及外調(diào)水的聯(lián)合高效利用為核心，追求節(jié)水、防污、提高水資源利用效率和最終實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用為目標(biāo)，通過水資源信息的實(shí)時采集、傳輸、模型分析，及時提供水資源決策方案，并快速給出方案實(shí)施情況的后評估結(jié)果等，以確保實(shí)現(xiàn)水資源的統(tǒng)一、動態(tài)和科學(xué)管理，做到防洪與興利、地表水與地下水、當(dāng)?shù)厮c外調(diào)水、水質(zhì)與水量、優(yōu)質(zhì)水與劣質(zhì)水之間聯(lián)合調(diào)度與管理，確保水資源與社會經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，以支撐社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

流域水資源實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)是一種動態(tài)的交互式計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)，由水資源實(shí)時監(jiān)測、實(shí)時評價、實(shí)時預(yù)報(bào)、實(shí)時管理、實(shí)時調(diào)度、決策會商、控制和后評估子系統(tǒng)所組成，是基于可持續(xù)發(fā)展的思想，根據(jù)現(xiàn)代水文水資源科學(xué)的有關(guān)理論，利用當(dāng)代先進(jìn)的系統(tǒng)分析、人工智能、計(jì)算機(jī)、多媒體及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，通過有關(guān)專業(yè)模型計(jì)算、分析和知識推理、判斷等，為決策者提供流域水資源實(shí)時管理、調(diào)度方案，并允許決策者或?qū)＜腋鶕?jù)自己的智慧、知識、經(jīng)驗(yàn)、偏好和決策風(fēng)格等進(jìn)行定性分析與判斷，直接干預(yù)方案生成及評價整個決策過程。

根據(jù)流域水文水資源特點(diǎn)和供用水特征，基于目前流域所面臨的水資源短缺和水環(huán)境惡化問題，研究和開發(fā)流域水資源實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵主要包括：

（1）水資源監(jiān)測網(wǎng)的調(diào)整和完善，河流納污能力及其環(huán)境容量，水庫或水庫群運(yùn)行規(guī)則、技術(shù)參數(shù)的校核與調(diào)整，洪水資源調(diào)控、污水處理回用與地下水人工回灌，污水總量控制與生態(tài)環(huán)境需水量，防洪與興利統(tǒng)一調(diào)度，地表水與地下水資源聯(lián)合運(yùn)用管理等研究，以及水資源實(shí)時調(diào)度管理方案付諸實(shí)施后效益與風(fēng)險分析、系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化等。

（2）該系統(tǒng)由龐大而復(fù)雜的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、模型數(shù)據(jù)庫、結(jié)果數(shù)據(jù)庫、專業(yè)模型庫和知識庫等組成。其特點(diǎn)是系統(tǒng)規(guī)模龐大、處理的數(shù)據(jù)信息量大，模型運(yùn)算復(fù)雜以及數(shù)據(jù)傳輸接口多，如何實(shí)現(xiàn)信息存儲、加工、傳輸?shù)膶I(yè)化管理，是一個技術(shù)難點(diǎn)。流域的水價政策及水權(quán)分配問題，也是影響流域水資源合理開發(fā)和高效利用以及實(shí)時、統(tǒng)一管理的關(guān)鍵。

（3）如何建立和完善與現(xiàn)代水資源管理要求相適應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)和高效、精干的執(zhí)法隊(duì)伍，以及如何制定科學(xué)的流域水資源管理規(guī)章制度、有關(guān)政策和法規(guī)條例等，以保障流域水資源實(shí)時管理、調(diào)度方案的付諸實(shí)施，指導(dǎo)流域水資源開發(fā)利用和保護(hù)。

3系統(tǒng)的主要功能

流域水資源實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要功能包括：水資源（及水質(zhì)）的實(shí)時監(jiān)測、評價、預(yù)報(bào)和決策支持（實(shí)時預(yù)報(bào)、管理及調(diào)度）以及控制、后評估等（如圖1）。

圖1 流域水資源實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)的功能框圖

3.1水資源實(shí)時監(jiān)測

水資源實(shí)時監(jiān)測內(nèi)容主要包括水情、水質(zhì)、旱情以及其他信息等。在現(xiàn)有監(jiān)測站網(wǎng)的基礎(chǔ)上，建立和完善統(tǒng)一的水資源（包括大氣降水、地表水、土壤水與地下水）動態(tài)監(jiān)測（站點(diǎn)）網(wǎng)或監(jiān)測系統(tǒng)（包括雨量、蒸發(fā)、徑流、水位、水質(zhì)、水溫、墑情等監(jiān)測站點(diǎn)），以及各取水口取水量、開采機(jī)井抽水量等監(jiān)測網(wǎng)，各監(jiān)測網(wǎng)或系統(tǒng)之間互通有無、資料共享，為水資源的合理開發(fā)、高效利用和有效保護(hù)及時快速、準(zhǔn)確地提供完備的實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)資料。

（1）雨量觀測。目前采用的雨量觀測手段主要是普通自記和人工觀測，為了達(dá)到實(shí)時監(jiān)測的目的，需要適時更新現(xiàn)有的觀測設(shè)備，裝配翻斗式雨量計(jì)并配備固態(tài)存儲器等，使雨量觀測工作方式更新為無人值守，有人看護(hù)的觀測方式，實(shí)現(xiàn)雨量信息的自動采集及傳遞。

（2）水位觀測。水位觀測分為地表水和地下水兩種，地表水多指河流水位和水庫水位等，而地下水就單指地下水位。

①對于基本水尺在橋梁上（或附近有公路橋）的水位觀測，特別是含沙量較大的站，建議采用氣介質(zhì)超聲波水位計(jì)，再采用有線或無線方式將水位信息傳輸?shù)秸痉俊?/p>

②對于山區(qū)性河流，或斷面穩(wěn)定，含沙量較小的水位觀測，采用測井式水位觀測，裝配浮子式或壓力式水位計(jì)，通過有線或無線方式將水位信息傳輸?shù)秸痉俊?/p>

③水庫站一般有自記井，只對其重新裝配浮子式或壓力式水位計(jì)，通過有線或無線方式將水位信息傳輸?shù)秸痉?/p>

④地下水位監(jiān)測目前主要分為手工測繩和自動監(jiān)測儀兩種。自動監(jiān)測儀主要通過固態(tài)存儲、電話網(wǎng)傳輸、手機(jī)網(wǎng)傳輸和電臺傳輸?shù)确绞綄?shí)時監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼尽?/p>

總之，水位監(jiān)測，建議均裝配與雨量結(jié)合的水位雨量固態(tài)存儲器，裝配具有記錄、傳輸、存儲、分析等功能的自動監(jiān)測系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)水位遙測自記，自動測報(bào)等功能。

（3）流量測驗(yàn)：在各中心站配備不同形式的橋測車及先進(jìn)的儀器設(shè)備，開展橋測及周圍地區(qū)的巡測；纜道及船測站，對現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備進(jìn)行更新改造，實(shí)現(xiàn)水文纜道程控自動化，配備機(jī)船，配備先進(jìn)的測驗(yàn)儀器設(shè)備，全面提高流量測驗(yàn)的精度，充分滿足防汛、抗旱和水資源統(tǒng)一調(diào)配的需要。對水庫站現(xiàn)有的水文纜道進(jìn)行維修、改造，實(shí)現(xiàn)水文纜道的程控自動化，保證流量測驗(yàn)的精度要求。

（4）取水口及灌區(qū)流量觀測：對水庫各取水口分明渠和管道兩種，水位主要采用超聲波自記水位計(jì)，流量測驗(yàn)分不同情況，選擇適用的測流設(shè)備。而灌區(qū)的水位觀測主要采用超聲波自記水位計(jì)等，流量采取不定期電波流速儀率定方式，用水位～流量關(guān)系線推求徑流量。

（5）機(jī)井開采量實(shí)時觀測：地下水開采機(jī)井抽水量的觀測，目前一般只有一些機(jī)井安裝了水表，大部分機(jī)井均未安裝水表。為了能準(zhǔn)確取得地下水實(shí)際開采量的數(shù)據(jù)，掌握準(zhǔn)確的地下水開采量，需要逐步或有重點(diǎn)地在地下水開采機(jī)井上安裝水表。

（6）水質(zhì)實(shí)時監(jiān)測：水質(zhì)污染具有理化成分復(fù)雜、多樣和點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)，不僅受污染源的大小和數(shù)量影響，而且還受汛期洪水、降雨的影響。由于多種因素導(dǎo)致的綜合結(jié)果，水質(zhì)參數(shù)在成分和時空上的變化非常復(fù)雜。傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場水樣采集、化驗(yàn)方式周期太長，難以及時、準(zhǔn)確地反映水質(zhì)變化的性質(zhì)和過程，所以水資源的開發(fā)利用和保護(hù)等工作得不到有效監(jiān)控與科學(xué)的管理。水質(zhì)實(shí)時監(jiān)測就是采用水質(zhì)自動監(jiān)測儀器、遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備、在線監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理軟件，實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)參數(shù)的連續(xù)采集、分析、存儲，并在監(jiān)測指標(biāo)超過污染標(biāo)準(zhǔn)時，發(fā)出警報(bào)，做出污染類型分析等。

（7）墑情實(shí)時監(jiān)測：主要針對大中型灌區(qū)的土壤墑情進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，為適時、適量的節(jié)水高效灌溉提供信息支持。并在條件許可的情況下，探討利用遙感技術(shù)實(shí)時預(yù)報(bào)土壤墑情（中小尺度上）的可能性，即利用實(shí)時遙感信息，根據(jù)大中型灌區(qū)土壤墑情的實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過與遙感解譯模型進(jìn)行聯(lián)接和耦合計(jì)算，實(shí)時提供整個流域不同灌區(qū)的土壤墑情，為流域節(jié)水高效農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展提供可靠的依據(jù)。

3.2 水資源實(shí)時評價

水資源實(shí)時評價主要是指在時段初對上一時段的水資源數(shù)量、質(zhì)量及其時空分布特征，以及水資源開發(fā)利用狀況等進(jìn)行實(shí)時分析和評價，確定水資源及其開發(fā)利用形勢和存在的問題等。

（1）水資源數(shù)量實(shí)時評價：根據(jù)雨量、河川徑流、地下水位等實(shí)時監(jiān)測資料等，通過與歷史同期的對比分析，確定和評價水資源數(shù)量及豐枯形勢等。

（2）水資源質(zhì)量實(shí)時評價：根據(jù)實(shí)測的河流、水庫、引水渠的水質(zhì)實(shí)時觀測和地下水質(zhì)實(shí)時監(jiān)測資料等，通過與歷史同期的對比分析，確定地表水和地下水的水質(zhì)狀況及污染態(tài)勢。其主要評價內(nèi)容包括：污染程度、范圍及主要污染物，水資源質(zhì)量，重要河流污染負(fù)荷及削減量等。

（3）水資源開發(fā)利用實(shí)時評價：通過對各取水口取水量、開采機(jī)井抽水量和地下水位等實(shí)時監(jiān)測資料，對供用水量進(jìn)行實(shí)時評價，通過與歷史同期的對比分析，實(shí)時分析和評價各種水利工程的供水量、不同行業(yè)的實(shí)際用水量，供用水結(jié)構(gòu)、節(jié)水水平，水資源開發(fā)利用程度以及當(dāng)?shù)厮Y源進(jìn)一步開發(fā)潛力，并實(shí)時圈定地下水的開采潛力區(qū)、采補(bǔ)平衡區(qū)和超采區(qū)等。

3.3 水資源實(shí)時預(yù)報(bào)

水資源實(shí)時預(yù)報(bào)主要包括來水預(yù)報(bào)和需水預(yù)報(bào)兩部分，來水預(yù)報(bào)又分為水量預(yù)報(bào)和水質(zhì)預(yù)報(bào)。水量預(yù)報(bào)包括地表水資源量預(yù)報(bào)和地下水資源量預(yù)報(bào)，地表水資源量預(yù)報(bào)既可細(xì)分為當(dāng)?shù)厮屯鈦硭òㄒ{(diào)水）預(yù)報(bào)，又可分為汛期徑流預(yù)報(bào)和枯季（非汛期）徑流預(yù)報(bào)。需水預(yù)報(bào)分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)環(huán)境需水量預(yù)報(bào)。

（1）河川徑流量實(shí)時預(yù)報(bào)。根據(jù)河川徑流的形成機(jī)理和產(chǎn)流規(guī)律，將河川徑流量實(shí)時預(yù)報(bào)分為汛期徑流實(shí)時預(yù)報(bào)和枯季徑流實(shí)時預(yù)報(bào)兩種。汛期產(chǎn)匯流機(jī)制主要是超滲產(chǎn)流和蓄滿產(chǎn)流、超滲與蓄滿綜合產(chǎn)流模式：而枯季徑流主要是遵循流域的退水規(guī)律。因此，汛期徑流實(shí)時預(yù)報(bào)模型與枯季徑流實(shí)時預(yù)報(bào)模型是不同的，需要分別建立預(yù)報(bào)模型對汛期徑流量和枯季徑流量進(jìn)行實(shí)時預(yù)報(bào)。

（2）地下水資源量實(shí)時預(yù)報(bào)。首先分析地下水的形成規(guī)律和補(bǔ)給、徑流、排泄條件，以及地下水的賦存規(guī)律；然后根據(jù)抽水試驗(yàn)等確定含水層的參數(shù)分區(qū)，并利用試驗(yàn)資料和長觀資料確定有關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)；最后利用均衡法或數(shù)學(xué)模擬模型法，分析和預(yù)報(bào)地下水資源量、可開采量及地下水動態(tài)分布。

（3）水質(zhì)實(shí)時預(yù)報(bào)。利用獲得的實(shí)時水質(zhì)監(jiān)測和污染物排放量等信息，通過所建立的水質(zhì)實(shí)時預(yù)報(bào)模型，實(shí)時預(yù)報(bào)地下水與地表水水質(zhì)狀況、污染物類型、污染范圍及污染程度，及時提供水資源污染態(tài)勢等信息。

（4）需水量實(shí)時預(yù)報(bào)。根據(jù)需水量預(yù)報(bào)要求，本次將需水門類分為生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境等四個一級類，每個一級類可以再分成若干個二級類和三級類。根據(jù)具體情況和需要，還可以再細(xì)分為四級類。根據(jù)上述分類方法，可比較容易地合并有關(guān)各需水項(xiàng)，獲得需水量過程。

3.4 水資源實(shí)時決策支持

水資源實(shí)時決策包括水資源實(shí)時預(yù)報(bào)、水資源實(shí)時管理和調(diào)度，以及決策會商等。

（1）水資源實(shí)時預(yù)報(bào)。對于水資源實(shí)時預(yù)報(bào)，尤其是汛期徑流預(yù)報(bào)和需水預(yù)報(bào)，由于受到諸多非確定性因素的影響比較大，很難準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，因此需要專家的會商支持、吸收和借鑒領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗(yàn)，以便較準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)和確定未來的來水與需水過程等。

（2）水資源實(shí)時管理。利用水資源實(shí)時評價和實(shí)時預(yù)報(bào)結(jié)果等，通過水資源實(shí)時管理模型計(jì)算，結(jié)合領(lǐng)域?qū)＜一驔Q策者等積累的知識、經(jīng)驗(yàn)和偏好，分水協(xié)議、水價政策的經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)作用等進(jìn)行綜合分析，最后提出水資源的實(shí)時管理方案，為水資源的合理開發(fā)利用和保護(hù)等提供決策依據(jù)，為水行政主管部門科學(xué)地行使其監(jiān)督和管理職能提供支持，以確保水資源的可持續(xù)利用。

（3）水資源實(shí)時優(yōu)化調(diào)度。通過前面制定的年度內(nèi)水資源管理方案，確定水資源優(yōu)化調(diào)度的規(guī)則和依據(jù)；根據(jù)各時段水資源的豐枯情況和污染態(tài)勢，通過建立水資源優(yōu)化調(diào)度模型，確定水資源實(shí)時調(diào)度方案。

（4）水資源決策會商。決策會商是指通過對實(shí)時、歷史和預(yù)報(bào)、管理與調(diào)度的各類信息進(jìn)行重組和加工處理，為討論和分析水資源的豐枯形勢和污染態(tài)勢，以及最終確定水資源實(shí)時管理和調(diào)度方案提供全面的支持。根據(jù)利用水資源實(shí)時管理模型和調(diào)度模型確定的若干管理、調(diào)度方案，以及提供的每一種方案的綜合效益分析結(jié)果，領(lǐng)導(dǎo)決策層和領(lǐng)域?qū)＜?，通過全面分析對比和協(xié)商、討論，如認(rèn)為其中一個方案合適則選擇之，并付諸實(shí)施。如認(rèn)為必須進(jìn)一步做新的方案，則通過水資源實(shí)時管理、調(diào)度系統(tǒng)，計(jì)算和提出新的管理、調(diào)度預(yù)案，供決策者對新老方案進(jìn)行對比和選擇。

總之，在面臨重大的水資源決策時，決策會商機(jī)制顯得非常重要，有關(guān)利益沖突的各方，可以根據(jù)所提供的各種預(yù)案，包括水資源實(shí)時預(yù)報(bào)方案、實(shí)時管理預(yù)案和實(shí)時調(diào)度預(yù)案，分析其優(yōu)劣，進(jìn)行協(xié)商，確定能為有關(guān)各方所接受的方案。

3.5　遠(yuǎn)程自動控制

控制可分為手工控制和自動控制、半自動控制等，主要是對重要的取水口和開采機(jī)井、引水閘門等的控制。根據(jù)需要和可能，有重點(diǎn)和有選擇地建立一些遠(yuǎn)程自動控制系統(tǒng)是必要的，也是將來的一種發(fā)展方向。

3.6　監(jiān)控管理后評估

為了不斷改進(jìn)和完善系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，需要對系統(tǒng)的重點(diǎn)功能進(jìn)行后評估。主要內(nèi)容包括：針對水資源實(shí)時調(diào)度、管理方案的合理性、實(shí)施效果以及預(yù)報(bào)方案的準(zhǔn)確性、控制情況等進(jìn)行評估，重點(diǎn)分析導(dǎo)致調(diào)度、管理方案不合理和效益不好、預(yù)報(bào)不準(zhǔn)確的原因等。

最后，將研制的有關(guān)部分內(nèi)容和功能模塊進(jìn)行集成，最終建立一套較完整的基于GIS的水資源實(shí)時監(jiān)控管理系統(tǒng)，并進(jìn)行試運(yùn)行；通過系統(tǒng)的試運(yùn)行不斷進(jìn)行修改和完善，最后正式交付使用，并保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

篇10

二、加強(qiáng)合作、優(yōu)勢互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)涉水行業(yè)信息資源整合與共享