关于流域水资源实时监控管理系统的探讨

□宋青彦 赵丽春 王文忠

一、现状

呼兰河发源于小兴安岭西南侧，流经松嫩平原东部13个市县，全长523公里，流域总面积35683平方公里，有通肯河、克音河、努敏河、欧根河、依吉密河、安邦河和泥河等支流。

呼兰河水量主要以大气降水补给，年径流总量47亿立方米。降水表现为地区分布和时空分布极不均匀的状况，上游山地森林区降水大，水量丰富；下游平原区降水少，蒸发强烈；西部最小径流量仅25毫米，甚至形成闭流区。流域内降水时空分布不均，6～9月集中了全年降水量的65%，径流量约占全年流量的70%以上。暴雨过后常有洪水发生。多年平均最大径流量和最小径流量相差悬殊，丰枯水变化很大，旱涝现象严重。河流含沙量大，地表侵蚀严重。呼兰河流域水资源短缺和污染问题比较严重，流域水资源实时监控系统还不完善，流域间水量的调配存在着不能根据实时监控的水量信息科学调配等诸多问题。深入分析流域水循环规律，开发和建设流域水资源实时监控管理系统至关重要。

二、水资源实时监控系统的构成与技术关键

水资源实时监控系统由基础数据库、模型数据库、结果数据库、专业模型库和知识库等构成。其关键技术主要包括河流纳污能力及其环境容量、水库或水库群运行规则、技术参数的校核与调整、洪水资源调控、污水处理回用与地下水人工回灌、污水总量控制与生态环境需水量、防洪与兴利统一调度、地表水与地下水资源联合运用管理等研究，以及水资源实时调度管理方案付诸实施后效益与风险分析、系统的标准化等。

三、水资源实时监控系统的主要功能

(一)水资源实时监测

主要包括水情、水质、旱情以及其他信息等。在现有监测站网的基础上，建立和完善统一的水资源动态监测网或监测系统，各监测网或系统之间互通有无、资源共享，为水资源的合理开发、高效利用和有效保护及时快速、准确地提供完备的实时监测数据资料。

(二)水资源实时评价

主要指在本时段初对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式和存在的问题等。

(三)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径流(非汛期)预报。需水预报分为工业、农业、生活和生态环境需水量预报。

(四)水资源实时决策支持

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，需要专家的会商支持，需要吸收和借鉴领域专家的知识和经验，从而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、经验进行综合分析，最后提出水资源的实时管理方案，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。通过对实时、历史、预报、管理与调度的各类信息进行重组和加工处理，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并付诸实施。

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。

(五)远程自动控制

控制可分为手工控制、自动控制和半自动控制等，主要是对重要的取水口、开采机井和引水闸门等的控制。根据需要和可能，有重点、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。

(六)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。重点分析导致调度、管理方案不合理和效果不好、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，保证系统能够稳定运行。

四、结束语

随着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成为制约经济社会可持续发展的瓶颈，引起了各级政府的高度重视和社会各界的广泛关注。流域水资源实时监控系统的研究，对合理开发利用水资源和为决策者提供翔实准确的信息起到了很大的作用。