江西省水资源月报系统设计思路

刘 鹏 ，刘佳佳 ，赵 俊

（1.宜春水文局，江西 宜春 336000；2.九江市水文局，江西 九江 332000；3.南昌市水文局，江西 南昌 330000）

1 问题的提出

江西省水资源公报发布系统是江西省水资源管理信息平台的一部分，已经初步完成开发，并且已经部署在国家统一下发的三级通用软件中。2017年上半年，江西省在瑞昌、德兴完成县级水资源月报编制的试点工作。水资源管理、水生态环境保护、河长制等都需要强有力的技术支撑，水资源月报的编制工作恰逢其时。逐月的水资源、水质、水旱情的分析评价，能为地方经济社会建设与规划及今后的国民经济建设发展提供有价值的依据。江西省水资源月报系统的设计，是对江西省水资源管理信息平台的完善，是在水资源公报基础上的创新，有助于提高月报编制者的工作效率，及时掌握水资源状况，为水资源严格管理和科学决策提供基础资料和技术支撑。江西省水资源月报由各个县区水利局委托水文部门进行编制，然后对外发布。

2 存在的问题及研究意义

2.1 存在的问题

（1）数据不一致。各地针对当地的数据进行逐级汇总的时候易出错，最后会出现各级数据不统一；其次月报数据汇总累计和公报数据不一致。

（2）数据缺乏合理性。水资源公报表格中的各项内容为汇总累计值，不是原始数据，缺乏准确性和时效性；其次，取用水信息只能选取重点、有代表性的进行统计，不能全面反应全社会的供用水状况；另外，灌溉用水量的计算应该考虑降水蒸发因素。

（3）没有统一规范的指导标准。目前水利部未出台统一的月报编制指导标准，因此会影响月报、公报数据的合理性。

（4）约束性指标导致数据缺乏原始性。实际编制过程中，会统筹考虑水资源调查评价、水资源管理“三条红线”考核等其它地方性约束指标的平衡问题，所以数据缺乏原始性。

2.2 研究意义

在国内水利信息化的大潮下，江西省水资源月报系统的设计首开国内月报编制系统先河，是在公报编制系统上的一次创新，同时也是深化水资源管理的一次创新。系统规范了月报编制的统一标准，大大减轻基层编制人员的工作量，提高编制时效和月报质量，为进一步提升相关部门的社会服务能力起到积极作用。

3 水资源月报系统总体设计

3.1 外部环境

为响应水利部水利信息化建设的要求，全国很多省市已经开展水利信息化建设，以满足未来水利建设的需求。诸如江西省水资源管理系统的建设，江西省水资源管理系统是为了搭建一个水资源管理信息平台，实现与国家、流域水资源管理系统之间的互联互通，结合江西省水资源管理的现状，开展水资源管理业务应用、应急管理、决策支持系统等系统建设，已达到基本掌握江西省“三条红线”考核指标完成情况的目标。目前，该项目还在实施过程中，江西省水资源月报系统是该系统的组成部分之一。

3.2 水资源月报系统的建设目标

通过搭建一个统一的平台，不同层级的用户有不同的权限，可以在系统中实现标准化的数据录入、系统自动汇总计算校核、系统自动对数据进行比较分析等方式实现月报编制的自动化、规范化。脱离原有的公报编制模式，并且对数据录入过程实现数据筛选，对不同数据分项设置数据格式及范围，一旦录入的数据出现异常，系统会自动提示用户进行修改。

3.3 系统内容架构

按照江西省水资源月报的编制需要，以水资源管理发展为导向，水资源月报系统包括基本信息、ARCGIS地图信息、水资源量、水资源开发利用、水体水质评价、水资源管理“三条红线”指标及落实情况、重要水事摘登。江西省水资源月报系统内容见图1。

图1 江西省水资源月报系统内容图

其中，水资源开发利用包含内容较多，包括农田灌溉用水量、林牧渔畜用水量、工业用水量、城镇公共用水量、居民生活用水量、生态环境用水量、用水总量、历年用水量比较、供水量、耗水量、废污水排水量、用水指标分析计算、蓄水动态等。

3.4 系统技术架构

水资源月报系统将基于Web技术开发，使用Oracle数据库，采用Tomcat服务器，实现Web客户端对数据库相关信息的存取、访问、集成管理。系统搭建分为数据层 —Web服务器 — Web客户端3个层次。系统采用B/S技术，以浏览器为界面，通过调用“江西省水利一张图”的基础地图信息、江西省水文局水雨情数据库的水雨情信息来满足水资源月报编制的各项需求。

3.5 系统框架

按照江西省水资源管理系统顶层设计的相关要求，系统图层在“江西省水利一张图”的支撑下进行建设，同时，与江西省水资源管理系统中的其他软件进行资源和信息共享。基于上述外部环境的考虑，系统采用面向服务的SOA架构体系进行设计，包含数据存储层、应用支撑层和应用层3大部分（见图2）。

图2 江西省水资源月报系统架构图

（1）数据存储层：在江西省水资源管理系统“五大库”的基础上，构建水资源月报数据库，采用Oracle构建。

（2）应用支撑层：包括地图服务和水资源月报数据服务。地图服务通过调用“江西省水利一张图”来实现应用支撑，水资源月报数据在整合cxf、spring等主流开发框架的基础上进行封装，形成标准数据服务。

（3）应用层：通过调用地图服务、水资源月报数据服务进行数据的查询等操作，根据用户需要自动生成水资源月报。

4 系统功能设计

4.1 系统功能设计概要

（1）基本信息查询。省、市、县三级用户可以根据不同的权限查询月报编制所需的相关信息。如：雨水情信息、相关水资源的报表数据、历史水资源数据等。

（2）地图服务。省、市、县三级用户可通过系统调用“江西省水利一张图”的专题地图服务，生成水资源月报文稿所需要的专题地图（如天然年径流深等值线图等）。

（3）水资源量分析计算功能。省、市、县三级用户可通过基础信息查询功能调用出来的数据，在本功能区完成辖区内降水、地表水资源量和出入境水资源量、还原水量、浅层地下水资源量、水资源总量的计算。

（4）水资源开发利用模块。省、市、县三级用户可通过基础信息查询功能及地图服务的相关数据，在本模块进行农田灌溉用水、工业用水、居民生活用水等的计算及成果展示和查询。

（5）水体水质评价模块。省、市、县三级用户通过接入的实时监测数据，在本模块进行本辖区内的地表水和地下水的水体水质评价。

（6）“三条红线”模块。本模块主要是展示及分析辖区内的水资源管理“三条红线”指标的落实情况。主要有用水总量、用水效率、水功能区限制纳污、评价指标等。

（7）重要水事模块。省、市、县三级用户可在本模块录入辖区内月度重要水事。

（8）报表管理。对前面各模块自动计算分析出来的数据进行自动汇总，提供编辑及导出打印功能。

（9）系统设置。省、市、县三级用户可在本模块进行个性化定制，如水资源月报报表定制；省、市管理员可在此进行权限的设置；系统其它的一些基本设置功能。

江西省水资源月报系统功能见图3。

图3 江西省水资源月报系统功能图

4.2 数据交换功能

（1）信息审核。系统对同级部门推送和跨级数据上报的数据，形成固定或者可以配置的审核流程，保障数据交换前的准确性。

（2）同级部门推送。县级用户将每个月生成的月报，每个季度生成的季报，每年生成的年报，给相关有需要且有权限的单位进行推送，当有通知性的消息时，系统会自动将信息推动到相关责任人员，如水文局用户将数据推送到水利局用户。

（3）跨级数据交换。本系统的用户分为三级，先由县级用户统计本行政区的水资源管理数据，上报所属的市级用户，由市级用户汇总所辖各县的统计资料，上报省级用户，最后由省级用户汇总所辖各市的统计资料。如县级用户每个月生成的月报通过该系统上报市水文局，市水文局汇总后上报省水文局，最终由省水文局汇总存档，然后下发或上报给需要且有权限的单位，在上报和汇总过程中，也可以进行反馈，以保证数据的合理性。

4.3 数据分析功能

系统对月报组成的各部分数据进行管理，包括概述、水文监测信息、蓄水动态、取用水信息、水资源质量等方面，为编制月报提供数据基础。

（1）水资源月报所涉基本数据。对各县市的基本情况、地理位置、水域情况、水文站网、水功能区、取用水户的基本信息可以录入生成模板，并且可以对模板进行修改并保存至数据库。

（2）水文监测信息。对现有数据库中的降水量、蒸发量、流量、出入境水资源量、地下水资源量进行调用，并且可以查询、校核。同时可以根据不同查询条件生成数据表、过程线、饼状图、柱状图等形式输出。

（3）蓄水动态。提供行政分区和水资源分区水库蓄水动态的查询、统计，用户可以根据需要，选择不同的查询条件，显示对应的数据表（例如水库名称、水库座数、月初蓄水总量、月末蓄水总量、月蓄水变量等，同时生成对应的过程线、饼状图、柱状图等统计图）。同时可以对生成的数据表进行定制修改，包括对数据选项和数据内容的增加与删除，以便达到柔性的需求。

（4）水资源开发利用基本信息。提供重点灌区、重要工业用水户、重点公共用水户、生活用水、农林牧渔用水、用水总量控制红线预警的查询、统计功能，同时根据信息情况，自动生成对应的过程线、饼状图柱状图等输出形式。用水总量控制红线预警功能在第4个季度时，系统会根据前3个季度取用水量情况，来判断第4个季度用水量，对取用水总量已达到或超过控制指标的地区，系统会发生预警，提示是否暂停审批建设项目新增取水；对取用水总量接近控制指标的地区，系统会发生预警，提示是否限制审批新增取水；严格地下水管理和保护，实现采补平衡。

（5）水资源质量。提供地表水水功能区水质（主要考虑全因子达标评价、水功能区限制纳污红线主要控制项目达标评价）、湖库水质（主要考虑水库全年、汛期、非汛期的水质级别与主要污染项目）、界河水体水质（主要考虑各监测断面全年、汛期、非汛期的水质类别及符合Ⅲ类水比例，主要超标项目）、饮用水水源地水质（主要考虑供水水源地水质合格率，全年均优于Ⅲ类水的供水水源地）、入河排污口水质（主要考虑入河排污口水质类别，主要污染项目）、地下水水质（主要考虑地下水的水质类别，主要超标项目，计算面积等）的查询统计功能，系统自动生成相应的数据表，同时还可以生成对应的过程线、饼状图、柱状图等统计图，并可以对相应的数据表进行编辑，以便达到柔性需求。

4.4 报表管理功能

（1）月报管理。系统提供月报模板，并可以进行月报的灵活定制，系统可自动将上一个月的月报数据加载进系统，也可以根据实际需要自动生成月报，并进行上报、审核。

（2）季报管理。系统提供季报模板，并可以进行季报的灵活定制，系统可自动将上一季度的季度数据加载进系统，也可以根据实际需要自动生成季报，并进行上报、审核。

（3）报表分析。将生成并审核通过后的月报、季报数据进行分析后，自动进行汇总，并可将汇总的数据以图表的形式进行展示。

4.5 权限管理功能

（1）权限分配。权限分配功能实现对不同层级、不同部门、不同人员进行权限分配设置，县级机构仅可查看本辖区内的系统数据，市级用户可以查看管辖的县及市级的数据信息，省级用户可查看全省范围内的数据信息。不同的用户可以具备多重角色，不同角色可按照工作岗位、处室、业务领域等进行菜单功能的分配。用户登录系统后不能操作无权限的功能菜单。

（2）系统操作日志。记录每位用户的登录日志、在系统中的重要操作日志，可记录用户的操作轨迹。

江西省水资源月报系统界面见图4。

图4 江西省水资源月报系统界面图

5 系统应用效果

（1）江西省水资源月报系统较好的减少了月报填制编写任务，通过系统内置相关分析计算模块自动计算，指引月报的填报，同时便于新手快速掌握月报、公报编制流程。

（2）由于出入境水量每个月都在优化，系统中出入境水量的计算应该考虑再度优化以达到真值或相对真值。

（3）江西省水资源月报的编制首开全国先河，水资源月报编制系统中的上报数据目前还不能和公报数据对等，将在后期优化中进行改进。

（4）江西省水资源月报系统将根据每个地市的地方特色，加入个性化定制，如水生态、新农村建设及河长制建设等。

6 结 语

（1）江西省水资源月报系统通过监测数据实时接入、相关基础数据（如取用水户基本信息等）直接调用、人工数据录入的方式，将水资源月报传统的人工汇总上报方式转变为各编制单位同步联动、录入相应信息自动计算形成月报的智能化模式，使得水资源月报的编制更加规范化，提高水资源月报编制的时效性和编制质量。

（2）江西省水资源月报的各个功能模块的设计，减轻基层编制人员的工作量，提升数据的准确性，同时通过规范化模板，使水资源月报的编制更加容易上手、通俗易懂、方便可行、程序规范。

（3）开发江西省水资源月报系统，是一次创新，顺应当前国内水利信息化的大潮，将水资源月报作为水资源公报编制的依据，同时使水资源月报系统成为监督水资源管理利用水平的一个统计平台，为进一步提升相关部门服务社会的能力和水平起到积极的作用。

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