吐鲁番市地下水资源信息化管理浅析

徐伟伟

（吐鲁番市水利科学研究所，新疆 吐鲁番 838000）

1 引言

吐鲁番市位于新疆维吾尔自治区东部，多年平均降雨量16.6 mm，多年平均蒸发量2845 mm，水资源总量12.6×108m3（其中入境水资源量4.0×108m3，占总量的37.74%），属资源性缺水地区。按照《新疆地下水超采区划定报告》，吐鲁番盆地分布着吐鲁番鄯善浅层地下水大型严重超采区和托克逊浅层地下水中型严重超采区，总面积2463 km2。全市现有机电井6893 眼，2018 年地下水取水量6.78×108m3（不含兵团221团），占年用水总量的55.3%。近年来，随着缺水问题日趋严重及地下水超采引起的生态环境问题越发突出，各级政府对地下水资源管理问题更加重视，截止2018 年底，全市利用取水户自筹资金及农业水价综合改革等项目资金，已累计安装机电井智能计量监控设施5530 台，达到机电井总量的80.2%，但是总体运行管理效率仍然较低。因此，如何整合现有信息化设施提高吐鲁番地下水资源开发利用管理水平，提升全市水资源管理能力，落实最严格水资源管理制度，是本文探索的主要内容。

2 目前信息化管理存在的主要问题

2.1 智能计量监控设施安装标准不一，差异化较大

在机电井智能计量监控设施实施过程中，没有遵循统一的技术标准，各区县在智能计量监控设施安装过程中各自为战，按照设计单位意见和自身实际对智能计量监控设施的计量精度、传输内容等使用功能分别提出要求，区县之间、厂家之间计量监控设施的数据通讯等差异较大，不利于全面信息化的实施。

2.2 缺乏统一的信息管理平台，系统整体决策支持能力不足

各级水利部门均使用智能计量监控设施安装企业提供的信息化管理系统，个别县级水行政主管部门仅机电井智能计量监控管理系统就同时运行达4 个以上，已有信息系统中，从数据采集、入库和应用，形成各自独立的渠道，系统之间相互独立，信息资源得不到充分的共享，信息孤岛现象严重。各业务、政务数据不能汇聚在统一的系统平台中；业务执行层面缺乏管理预判能力，只能被动的处置问题和流程化处理业务；领导层面，缺乏信息的有效汇集和分析整理，无法利用现有信息系统进行有效的决策和管理预判，不能对上级领导和行政管理提供系统的决策支持。

2.3 智能计量监控设施运行维护跟不上

由于各级水利部门缺少专项运行维护资金，且无维修智能计量监控设施的专业性团队和人才，缺少异常排查处理能力，无力及时维护和修缮。智能计量监控设施仪器设备老化，不能及时更新；人为损坏现象经常发生，不能及时修复；致使能够维持正常运行的监测点数量不断减少，部分地区有些部门监测网络曾一度萎缩。

3 信息化建设的主要措施

3.1 整合智能计量监控设施

1）整合现有智能计量监控设施。积极与智能计量监控设施安装企业进行沟通协调，要求其提供智能计量监控设施数据通信传输协议，主要包括计量传输、调试维修、设备状态、关停水泵、远程充值反馈等数据协议。目前该项工作已全部完成。

2）明确新安装智能计量监控设施要求。新增安装的智能计量监控设施需支持远程管理，支持实时在线、定时唤醒、调试维修三种工作模式，支持设备状态、工作参数实时查询功能，支持远程充值及反馈功能，基本配置可远程修改，要有一定存储功能、避免网络信号不稳定后期集中传输。智能计量监控设施数据通信传输要符合《水资源监测数据传输规约》的要求，支持GPRS、3G、4G 短消息通数据讯能力。

3.2 建设信息中心

1）建设数据资源中心。综合考虑建设资金投入来源、取水许可发放、责任落实等因素，建设市级数据资源中心和区县应用数据中心，按照谁建设、谁管理、谁负责的原则，避免在资金投入和后期维护管理上的扯皮。在数据传输管理上采用单发的方式，便于追根溯源，检查问题来源。由区县水行政主管部门负责发放取水许可证的由区县负责督促落实智能计量监控设施安装，数据与区县数据中心双向互通，并及时单向推送至市级数据资源中心，保证数据资源中心的数据统一性和权威性；由市级水行政主管部门负责发放取水许可证的由市级负责督促落实智能计量监控设施安装，数据与市级数据资源中心双向互通。数据流程见图1。

图1 数据流程示意图

2）建设信息化平台

筹集资金定向开发专用的地下水资源综合信息管理平台，具备以下主要管理功能。

（1）地下水取水工程一张图管理。基于基础地理空间框架，建立地下水管理一张图，能够以服务调用的方式，利用百度、高德、天地图公共服务平台在线服务资源，结合本地发布的业务图层数据。在一张图上，要能够直观反应智能计量监控设施分布及运行状况、漏斗区分析，能够点击查询单个机电井基本信息，位置坐标，异常故障情况数据结果统计等相关信息。

（2）取水许可信息管理。重点描述取水许可基本信息，建立取水许可和智能计量设施匹配关系。内容主要包括行政区划、计量设施测站编号、取水权人名称、许可证编号、许可水量、经纬度、取水用途、审批机关、法定代表人、联系电话等基本信息；如果用途是农业还应表明灌溉面积、主要作物等基本信息。

（3）计划用水管理。全市机电井数量巨大，靠人工落实计划用水管理难度较大。为更好的落实水利部关于印发《计划用水管理办法》，应通过智能化手段，批量实现计划用水管理。在不超过本区域年度用水总量控制指标的前提下，按照统筹协调、综合平衡、留有余地的原则，核定用水单位的用水计划，利用平台数据处理优势，完成用水计划的建议、核定、下达、调整及其相关自动化管理活动。计划用水管理流程见图2。

加权平均计划用水量按照下式计算：加权平均计划用水量=许可水量×0.6+多年平均监测用水量×0.15+本年监测用水量×0.25。

图2 计划用水操作流程示意图

（4）充值收费管理。重点是全面提升水资源费征收管理水平，解放水政人员、财务人员压力，结合移动支付手段，拉近与电力等行业的收费管理差距。开发专门的手机APP 查询缴费平台，实现远程充值，取水户下载手机APP 输入机电井编号，利用微信、支付宝等现代支付手段进行网上支付，直接缴入银行指定账号，对计量设施进行远程充值；或者到水行政主管部门规定的收费场所，由收费人员在平台上输入机电井编号进行现金缴纳水资源费，缴入银行指定账号。收费过程中要严格贯彻水资源费超计划累进加价制度。充值收费管理流程见图3。

图3 充值收费管理流程示意图

（5）异常排查处理。建立异常排查处理机制，是保障智能信息化系统长久运行的重要措施。将去年同期取水而本时段未取水、同村同用途取水工程取水而本工程未取水、用水期连续5 天以上未取水、与多年平均或去年同期对比取水量浮动超过±10%的智能计量设施，判定为运行异常。运行异常的计量设施，在一张图上显示为橙色，由水政人员进行逐个排查梳理。对连续5 天未完成异常处理的，平台自动形成异常情况报告，短信发送至市、区县水利部门主要领导督办处理。

（6）数据统计分析处理。能够对不同时段单个取水设施、取水权人所有取水设施、村、乡、区县、市等不同行政区划和工业、农业、生活、生态等不同类用水类别的用水量、收费等进行统计分析，为地下水资源管理提供决策依据。

（7）信息安全管理。因智能计量监控设施和信息中心建设均涉及原始水量数据，且和水资源费征收密切相关，网络采用政务网与互联网分离的方式，保证网络安全；数据存储采用异地全量备份的方式，建立备份机制，保证数据的安全性，在传输、交换过程中采用加密保护等信息安全措施，符合ISO27001信息安全管理体系要求，并委托专业机构对信息安全进行评估，并按照评估结果做好相关保护工作。

3.3 强化运行管理

1）积极完善相关政策。制定出台相关政策，明确规定必须在取水口安装符合国家标准和当地水资源统一管理的远程智能计量监控设施，避免因缺少政策支持地下水取水单位和个人拒绝安装规定的智能计量监控设施，而难以实现地下水信息化管理。同时，水利部门应明文规定数据传输协议，在审批取水许可的同时，告知取水单位或个人智能计量监控设施安装要求，避免后期扯皮争议。

2）组建社会化服务机构。目前水利部门无维修智能计量监控设施的专业性团队和人才，缺少异常排查处理能力。应通过招标或合作组建等方式，成立社会化、专业化的维修管护团队，库存备品备件，及时跟进处理智能计量监控设施相关问题，确保智能计量设施长期稳定运行。

3）完善资金保障机制。将地下水资源信息化管理所需资金纳入本级财政预算。从本级水资源费中拿出资金，专项用于数据中心维护、异常排查处理，智能计量监控设施运行保障等支出。

4）建立责任追究机制。各级水利部门建立规章制度，对平台运行不正常，异常处理不及时的相关人员给予处理。

4 结论与展望

4.1 结论

1）对计量监测设施进行整合。积极与智能计量监控设施安装企业沟通协调，要求提供智能计量监控设施数据通信传输协议，对现有智能计量监控设施进行整合；同时，明确新安装智能计量监控设施通讯传输协议要求，确保全部计量设施满足信息化管理要求。

2）建设信息中心。建设市、区县两级应用数据中心，定向开发专用的地下水资源综合信息管理平台，包括地下水取水工程一张图、取水许可信息、计划用水、充值收费、异常排查处理、数据统计分析等模块。同时，要按网络信息安全管理要求，做好相关保护。

3）强化运行管理。制定出台相关政策，明确智能计量监控设施安装要求。通过招标或合作组建等方式，成立社会化、专业化的维修管护团队，库存备品备件，及时跟进处理智能计量监控设施相关问题。将地下水资源信息化管理所需资金纳入本级财政预算。建立规章制度，对平台运行不正常，异常处理不及时的相关人员给予处理。

4.2 展望

1）本文对通过招标或合作组建等方式，成立社会化、专业化的维修管护团队的深入研究和认识不足。

2）吐鲁番市极端最高气温49.6℃，40℃以上高温可达50 d，为全国之冠，素有“火洲”之称。同时，调查发现机电井普遍含沙量较大。因此，应选择工作环境温度-40℃～65℃耐暴晒和适应含沙量大的智能计量设施。