水资源的信息化管理教学内容

水资源的信息化管理Information Management of Water Resource摘要：城市经济的高速发展，对水资源的需求日益增大，水资源不足已给威海市生产生活带来极大不便，将科技手段运用于水资源管理，对水资源进行信息化管理，使有限的水资源为经济社会可持续发展提供有力的支撑和保障，显得尤为重要。

本文论述了信息技术在水资源信息化管理中的应用，为制定水资源合理开发利用规划提供了科学依据。

关键词：水资源信息化应用摘要：城市经济的高速发展，对水资源的需求日益增大，水资源不足已给威海市生产生活带来极大不便，将科技手段运用于水资源管理，对水资源进行信息化管理，使有限的水资源为经济社会可持续发展提供有力的支撑和保障，显得尤为重要。

本文论述了信息技术在水资源信息化管理中的应用，为制定水资源合理开发利用规划提供了科学依据。

关键词：水资源信息化应用Abstract: The demand for water resource is increasing as the economy is growing fast. The shortage of water resource has brought great unfavorable impact on the economy of the city of Weihai and the living of local people. It is getting more critical to carry out information management of water resource by up-to-date technology, which will provide support to the continuous development of the economy and the society. This paper discusses the application of information technology in the information management of water resource, and provides scientific basis for planning the development and utilization of water resource.Keyword：Water Resource Information Application1威海水资源情况以及管理模式1.1威海水资源基本情况威海地处山东半岛最东端，内无大江大河，外无客水入境，水资源主要来源于境内的大气降水。

全市年平均降水量730.2毫米，年径流量262.4毫米，平均地表水资源量14.26亿立方米，扣除两者重复量2.73亿立方米，全市多年平均水资源总量为16.28亿立方米，人均占有量约694立方米，不足全国人均占有量的1/4。

水资源不足已给威海市生产生活带来极大不便，地下水过度开采又会导致地下水位下降和海水倒灌，严重危及子孙后代对水资源的消费需求。

1.2水资源管理模式为保障水资源持续利用，威海市水行政主管部门采取了一系列措施：（1）限制“水”消费，威海市政府出台的“限量用水，超量罚款”的政策对限制水资源消费有重大功效。

（2）成立专门的水管理机构，从环保、城建部门等水管理机构剥离出来，推行水务一体化管理以及城乡供水、排水、治污、废水处理利用一体化管理，对水资源统一调度。

（3）采取工程措施和生物措施调配水资源的时空分布。

大力发展生物水库，低山丘陵保护植被，拦截降水，增加入渗量，提高地下水位。

（4）利用经济、法律手段节约用水，调控水资源利用价格，严格取水许可制度，制定工农业及生活用水地方标准，鼓励农业管灌、滴灌，防止漫灌，鼓励工业水重复利用。

（5）开展海水淡化研究与应用实践，防止海水倒灌。

2信息技术在水资源管理中的应用2.1水资源监控管理系统水资源管理主要针对的是企事业单位和个人的用水；水库、河流、湖泊、地下水的水位水质；降雨量；对现场设备的及时控制。

鉴于水资源分布范围广、情况千变万化，要实现对水资源的管理目标，必须充分利用现代科技手段。

当代电子技术、传感器技术、信息技术、互联网技术大力发展，将这些技术应用到水资源的管理中，建立一套现代化的水资源监控管理系统是及时、准确了解水资源情况、做出正确决策的有效保障。

从功能上分，水资源监控管理系统包括三大部分：数据采集和现场控制设备部分、数据传输部分、监控中心。

安装在水源地现场的数据采集和控制部分包括水位计、流量计、温度传感器、压力传感器、雨量计、水质仪等仪器仪表，要实现远程读取这些仪器仪表的数据，必须对这些仪表的数据进行采集，当同一地点需要读取多个参数时，将这些传感器或者仪表接入到远传单元（RTU）, RTU将这些数据按照一定的格式打包，传送到工作人员的所在地（上位机）。

各传感器、仪器仪表和RTU的连接，可以是有线方式，也可以是无线方式。

有线方式就是仪器仪表、传感器直接和RTU连接，无线连接方式需要在传感器、仪器仪表上增加电池供电的无线通信模块，无线通信模块和RTU实现短距离的无线通信。

2.1.1现场控制设备由于现场环境恶劣，大多数没有电源，必须考虑太阳能或者电池供电，对设备的可靠性要求很高。

近几年，蓝迪通信公司等单位采用微功耗技术，使传感器等数据采集仪器仪表响应时间达到纳秒级，从而实现了使用现场设备的电池完成供电的理想目标，为无线传输创造了条件。

2.1.2数据传输数据传输部分可以采用数据电台或者电信运营商的数据通信业务。

数传电台是多个监控点使用一个频率，采用轮询的方式向终端收集数据，该方式需要建设单位自己架设通信设备，需要向无线电管理委员会申请频率，每个终端所得到的轮询间隔和设备的数量有关。

电信运营商的公用数据通信业务包括中国移动的GPRS,中国联通的CDMA。

随着第三代通信的发展，中国联通（WCDMA）、中国电信（CDMA2000）、中国移动（TD-SCDMA）均开通了无线宽带数据业务，由于用于水资源监控的数据量小，所以第二代GPRS/CDMA已经足够。

2.1.2.1采用GPRS/CDMA有如下优点：（1）安装简单方便。

GPRS/CDMA用户可随意分布和移动自己的网络点，无须担心线路的维护或有线在移机时导致的通信中断。

建设新的营业点无需进行拉线、埋线等工作，在应用中只需考虑到电信运营商办理一张SIM卡。

（2）设备投资价格低。

随着通信技术的发展，接受传送数据的GPRS/CDMA模块已经比数据电台便宜很多。

不需架设中继站，传输无距离限制。

（3）通信资费便宜。

目前各地通信公司对GPRS/CDMA资费包月比有线电话网络资费还便宜。

在GPRS/CDMA网中，用户只需与网络建立一次连接，就可长时间的保持这种连接，并只在传输数据时才占用信道并被计费，保持连接状态时不占用信道不计费。

（4）线路稳定可靠，永不掉线，网络接入速度快。

（5）每个终端设备有固定的宽带，不受安装数量的限制。

2.1.3监控中心监控中心是一台安装数据接收设备和处理软件、系统软件的计算机，该计算机可以是独立的，也可以是接入应用单位局域网里的一台计算机。

接受方式主要有公网固定IP、GPRS/CDMA虚拟专网。

（1）固定公网IP和传统的电话号码一样，必须是唯一的，这需要向电信运营商申请，与普通的ADSL宽带不同之处是IP地址是固定的，前端设备向IP发送数据。

（2）虚拟专网（VPN）类似于企业的内部电话，每个终端的IP是固定的，只能在这个虚拟网内相互通信。

监控中心服务器可以接入企业的内部局域网，通过WEB发布，接入该局域网内的所有计算机都可以通过局域网查看接收到的数据。

2.2监控中心系统可实现的功能2.2.1软件功能（1）接收现场设备发来的数据，对数据解析后存入数据库，后台软件具有同时处理上万个监控点的容量。

（2）最新实时数据显示。

对现场发送的数据进行解析后，以表格和图形的方式显示出来。

对于重要的数据，在最显眼的位置显示。

对于超出上下限的数据发出声光报警。

（3）数据永久保持。

可以通过磁盘列阵存储数年甚至数十年的历史数据。

（4）多种数据统计、查询和报表功能。

根据用户需要提供各种报表如：用水量统计、用电量统计、设备分类告警统计报表、告警分类统计报表、端局告警对比报表、运行状态统计报表、某时刻设备运行状态查询报表及监控量历史曲线报表等。

（5）系统校时功能。

接入系统的所有终端和服务器，必须有一致的、准确的时钟，前端设备和后台软件建立连接后，自动校时。

（6）计量数据遥测功能。

数据上报体制采用自报和遥测相结合的体制。

即以自动上报为主，用户也可以在有权的情况下对任何一个或多个计量点主动遥测。

（7）对水泵等进行网上远程遥控。

可以通过软件对前端的设备发出指令，进行起停控制。

（8）地理信息。

以地图的方式形象地显示各地水资源的分布和现场的实时情况。

（9）信息公开发布。

对全市水资源情况、各单位用水情况及时在网上发布，方便用户查询了解，节约用户的时间、提高公信力。

（10）收据打印。

可以根据现场采集的数据，按照事先设定的费率和收费情况，自动形成收据或发票。

（11）大屏幕显示。

为了提高广大员工的责任心和凝聚力，提高部门形象，可以在显眼的公共位置设置大屏幕，将实时数据显示在大屏幕上。

（12）数据共享。

可以将数据接入相关政府部门的管理系统、办公系统，为其他部门的科学决策提供实时的、准确的依据。

2.2.2硬件功能：（1）测控终端现场采集水源井的水泵状态、电参数、出水流量、水位、压力、温度等数据。

（2）测控终端主动定时上报现场数据，随时上报状态变化信息和报警信息。

（3）测控终端可显示、存储、查询历史数据；可修改工作参数。

（4）测控终端可自动控制水泵的启停，可远程控制水泵的启停。

（5）测控终端支持远程软件升级和参数设置。

（6）测控终端可保护水泵设备，避免在缺相、过流等状态下启动工作。

（7）测控终端兼容任何厂家生产的脉冲水表或各种流量计。

（8）测控终端兼容任何厂家生产的标准信号输出的测量变送器。

（9）使用GPRS/CDMA-VPN专网，投资少、数据传输可靠、通信设备维护量小。

（10）使用GPRS/CDMA网络通信时，支持GPRS/CDMA和短消息两个通信通道。

3应用意义3.1及时准确了解用水和水资源动态。

在建立信息化水资源管理系统之前，往往通过人工去现场测量和读取数据，在这种方式下不能做到随时读取，且读取的数据存在误差，采用信息化监控后，可以连续监控，一旦有异常可以根据预先设置的上下限自动报警通知相关负责人。

通过对实时情况的了解，采取相应的措施。

3.2由于采集到的数据可以自动保存到数据库并且随时查询，可以通过对历史数据的分析比较，提前做出预测规划。