孔庆辉，黄 旭，王光磊，付 鹏

（松辽水利委员会水文局（信息中心），吉林 长春 130021）

1 水资源管理概述

1.1 水资源管理的一般模式

水在自然界是循环往复不断运动转化的，在流动转化过程中，水能携带各种物质，同时也能净化水中的污染物质，使水能够被人类重复使用而不致枯竭。随着人类社会的进步，人们对水的开发利用越来越多，影响也越来越大，因此在水的自然循环基础上又形成了以人类活动为主的人工循环。流域水的人工循环的形成，使天然状态下地表径流和地下径流的通量不断减少，而人工供水通量不断增加。这两种过程的此消彼涨，导致了流域水循环的巨大变化。

在这两种循环中，水的自然循环是基础，而水的人工循环是现实情况中水的自然循环的必要补充。水的自然循环决定了水资源的量和可使用量，水的人工循环决定了水资源的使用量及水资源的质，在此基础上形成了水资源管理的一般模式。对水资源的管理主要集中在地表水以及地下水从取水到退水的人工侧支循环过程，强调天然水资源系统和人类活动系统之间的相互作用，注重水资源利用与生态环境保护相互协调；在解决水资源问题的途径方面，强调需水管理的概念和方法，以约束和协调日益增长的需水要求。

1.2 流域水资源管理的原则

对水资源的管理应重点把握以下几个原则：

1）地表河流把口控制。从水的自然循环的角度，把口主要包括河流入海口、流域出口、支流入干流入河口，必要的时候，对河流把口的水文观测资料要进行还原，即实测量还原为天然状态下的水资源量，以便于正确估算河流流域的水资源总量。从水的社会循环的角度，把口还需要包括省界控制断面、工程控制节点、取水口、调水口、入河排污口等，要同时兼顾水量和水质。对河流把口的水资源信息主要来自水文站或计量设施的实际观测。

2）地表水、地下水同时管理。从水的循环过程可以知道，大气水降落到地球表面，形成地表径流和地下径流，二者共同组成了水资源总量。按照水法规定，地下水和地表水一样，均属于国家所有，通过取水许可制度和有偿使用制度分配使用。在世界范围内，实行水质和水量、地表水和地下水综合管理已成为当前水资源管理的发展趋势。在工作实践中，应从法律、行政、管理制度等各方面加以完善，将地下水管理提高到与地表水管理同等的地位。从具体的管理方式、管理手段来看，地表水管理的各种方式均适用于地下水管理，如监测、评价、规划、配置、投资等。

3）按照“三条红线”要求，同时控制水量和水质。水质控制与保护管理是水行政主管部门的主要职责，是水资源管理工作的重要内容。国家在对水利部的“三定方案”中要求：“按照国家资源与环境保护的有关法律法规和标准，拟订水资源保护规划；组织水功能区的划分和向饮水区等水域排污的控制；监测江河湖库的水量、水质，审定水域纳污能力；提出限制排污总量的意见。”国务院在《关于实行最严格水资源管理制度的意见》中划定了“三条红线”控制要求，分别是用水总量控制、用水效益控制，以及河流纳污总量控制。

4）防洪与利用相结合，使洪水资源化。洪水同时也是可贵的资源，所以要在保障防洪安全的前提下，利用各种工程和管理措施拦蓄洪水、滞蓄洪水和回补地下水，最大可能地把汛期不可利用的水量转化为可利用水量。其主要途径是通过洪水预测预报、实时调度和水库联调以及适当调节水库汛限水位等手段，提高水资源利用率；通过建设洪水利用工程体系有效蓄洪补灌。既考虑防洪安全，又兼顾洪水资源利用和生态环境安全，产生更大的防洪、发电、补灌和环境效益。

2 水资源管理的主要技术手段

水资源管理手段从大的方面说，包括工程措施与非工程措施。具体到实际工作中，又可以分为法律手段、行政手段、经济手段、技术手段和宣传教育手段等。本文仅从流域管理的技术角度讲，阐述流域水资源管理的技术手段。

2.1 对天然水循环过程的管理

1）水文站网规划管理。水文站任务是收集实测资料，探索基本水文规律，以满足水资源评价、水文计算、水文情报、水文预报和科学研究的需要。水文测站按性质分为基本站和专用站；按测验项目分为：水文站、水位站、雨量站、蒸发站、水质站、地下水观测井等等。水文站网的总的规划原则是：①整体布局，有机联系。根据它所提供的资料，用相关、内插和移用等方法，能解决站网覆盖区域中所有地点的水文数据问题。②合理密度。一般用最小损失法，把内插计算可能招致的经济损失和站网的经费支出叠加为目标函数，按其极小值求出最优布站密度。③适时调整。要根据客观情况的发展对原有水文站网规划和已布设的站网适时地分析、验证、调整和补充，使其更加完善和优化。目前松辽流域已经形成比较合理的水文站网，并根据管理需要适时地进行调整补充和后期的站网评价。

2）水资源调查评价。流域水文站网建设以后，就可以根据水文站的长系列资料，进行流域水资源调查评价。水资源评价与规划是水资源管理的基础工作，主要任务是对流域或行政区域内水资源按照客观、科学、系统、实用的要求，查明其水资源状况。例如：松辽流域在2002年开展了松辽流域水资源二次评价，以流域水文站网1956—2000年的系列资料，经过三性分析和还原计算，分别按照流域、省以及各级水资源分区，估算了地表水资源量、地下水资源量和水资源总量，同时也对降水、蒸发、泥沙等特征值进行了统计分析。为松辽流域实施水资源各项管理提供了科学依据。

3）防汛与抗洪管理。目前松辽委主要依靠国家建设的防汛抗旱指挥系统，以水文情报预报、防洪调度、水情会商为主要技术手段，进行防汛与抗洪管理。

2.2 对人工水循环过程的管理

1）水量分配与调度管理。在一个流域或区域的供水系统内，要按照上下游、左右岸、各地区、各部门兼顾和综合利用的原则，制定水量分配计划和调度运用方案，作为正常运用的依据。例如：松辽流域在2009年完成了《松辽流域水资源综合规划》，以2006年为基准年，对松花江区和辽河区两个一级区近期2020和远期2030年进行了供水和需水预测，并根据供需平衡分析结果，提出跨流域供水和不同行业供水的配置方案，合理规划水资源配置工程，同时提出水资源和水生态保护措施。

2）水资源论证和取水许可管理。我国对水资源实行统一管理、统一规划、统一调配、统一发放《取水许可证》和统一征收水资源费，建设单位在取水前要进行水资源论证。水资源论证和取水许可管理是控制用水的重要手段。在松辽委的职权范围内，取用水建设单位在项目批准立项后要请有资质的单位编制水资源论证报告书，经松辽委组织专家审查通过后，可进一步申请办理取水许可，由建设项目取水口所在地省区级水行政主管部门向松辽委转报。经松辽委审核、受理、审批、发放取水许可决定书并向社会公告后，取水户方取得取水资格。

3）水质控制与保护管理。水质控制与保护管理是为了防治水污染，改善水源，保护水的利用价值，主要是采取工程与非工程措施，对水质及水环境进行控制与保护。通过监督水源地水质状况、控制水功能区纳污容量以及对入河排污口进行设置审批等手段，保护水资源。

3 松辽流域水资源管理系统框架

松辽流域水资源的主要特点是：水资源短缺、时空分布不均、污染严重、地下水严重超采。同时在管理上存在着国际河流、省界河流众多，水事纠纷频发等问题。目前，松辽流域已建立合理的水文站网，能够较好地把握天然水循环过程，同时，能够充分利用国家防汛抗旱指挥系统，防御大洪水。但是从社会水循环角度，松辽流域至今尚未建立一套类似于防汛抗旱指挥系统的水资源管理系统。自2009年开始，水利部开始着手建设国家以及7个流域、31个省级行政区的水资源管理系统。2010年水利部松辽水利委员会（以下简称松辽委）编制了《松辽流域水资源管理系统建设实施方案》，并在2011年上报水利部，目前系统建设已经启动。松辽流域水资源管理系统的建设是继防汛抗旱指挥系统之后水利发展的又一次大的进步，也是实施最严格水资源管理制度的必要手段。现将系统设计的大体框架介绍如下。

3.1 系统层次结构

系统结构如图1所示。整个系统共有6个核心服务层，分别是信息采集与传输层、计算机网络层、数据资源管理层、应用支撑层、业务应用层和应用交互层。另外包括三个辅助服务层和一个外部服务层。

3.2 信息采集与传输系统

根据需求分析结果，确定流域直接采集的信息监测点。包括流域直管取水口92处、地下水超采区36处、国控省界断面78处、省界缓冲区内入河排污口17处、重要水功能区80处、重要城市饮用水水源地2处。信息采集点根据需要采集水位、水量或水质，并配备相应的自动监测仪器。信息采集点同时配备遥测数传仪（RTU）、GPRS通讯模块、电源系统、防雷设施等设备，采用GPRS方式向流域监控中心传输数据。

图1 松辽流域水资源管理系统层次结构

3.3 计算机网络系统

计算机网络系统依托松辽流域防汛抗旱指挥系统和松辽委电子政务系统已建成的骨干网络并进行补充建设。网络系统分为骨干网、省区骨干网和松辽委局域网。根据需要对松辽委局域网补充建设专线和交换机。

3.4 数据资源管理平台

水资源数据管理平台包括基础类数据库、实时类数据库、历史类数据库、分析类数据库和元数据库（如图2所示）。监控中心接收到的在线监测信息经处理后进入相应的数据库。其他类型的信息可以手工导入数据库。数据入库前进行信息标准化和入库质量控制。监控中心根据数据库存储容量添置数据库服务器、光线存储阵列、SAN光纤存储交换机、磁带库、备份软件和数据库管理系统软件等。

图2 松辽流域水资源管理系统数据库结构图

3.5 应用支撑平台

应用支撑平台是应用系统的运行平台，包括系统资源管理服务、公共基础服务、应用服务等部分，为水资源管理业务处理提供信息及软件资源支撑服务。应用支撑平台可实现应用系统开发与数据库的分离，它通过提供对数据库的统一访问及数据交换服务，实现与数据库的连接，通过GIS服务、报表服务、图表服务等实现对应用系统的支撑。应用支撑平台汇聚了水资源管理系统各项业务应用中的公共或可复用的业务处理逻辑，形成标准化且开放的软件资源。

3.6 业务应用系统

业务应用系统结构如图3所示，系统主要包括四大模块，分别是水资源信息服务、水资源管理业务、水资源调配决策支持和水资源应急管理。同时通过内网门户和外网门户实现业务应用成果的输出和发布。

图3 松辽流域水资源管理系统业务应用系统结构图

水资源信息服务模块功能包括：水资源监测信息的接收、转化和存储；水资源监测信息的大屏幕自动监视、实时查询和自动预警；水资源信息的网络新闻发布；水资源综合信息的查询。

水资源管理业务模块功能包括：水源地管理、地下水超采区管理、供水工程管理、水资源论证管理、取水许可管理、节水管理、水功能区管理、入河排污口管理、水生态系统保护管理、水资源规划管理、水资源信息统计与发布。根据各项水资源业务流程实现信息化管理。

水资源调配决策支持模块功能包括：供水调度、决策会商和方案后评估。

水资源应急管理模块功能包括：超常预警、应急预案管理、应急信息服务和应急调度。

以上是松辽流域水资源管理系统的主要框架，另外还需要进行标准规范体系、信息安全体系和运维管理体系的建设，最后进行系统的各种软件、硬件、接口和子系统的集成。

4 结语

松辽流域水资源管理系统的建设遵循了现代水资源管理的一般模式，兼顾对天然水循环过程和人工水循环过程的管理。按照水利部统一部署，松辽流域水资源管理系统将以3年建成，5年完善。建成后的水资源管理系统将明显改善松辽流域对水资源的管理手段，提高信息化管理水平。