水資源管理制度可視化應(yīng)用

時(shí)間:2022-05-19 04:34:06

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水資源管理制度可視化應(yīng)用

1水資源管理現(xiàn)狀

我國水資源管理制度建設(shè)有力地促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,保障了水資源的可持續(xù)利用,水資源管理工作逐漸完善,管理措施不斷加強(qiáng),對(duì)支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,取得了令人矚目的成就;同時(shí),也暴露出一些問題,如水資源管理投入不足,計(jì)量監(jiān)控設(shè)施不足,法制、體制、機(jī)制以及管理能力等不適應(yīng)嚴(yán)格管理制度的要求,還存在一些開發(fā)過度、用水低效、排放無序、處罰無力等不適應(yīng)嚴(yán)格管理制度的現(xiàn)象,已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素[2-4]。要實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度,現(xiàn)狀的水資源管理制度仍存在不足,主要包括:(1)體制不順制約著水資源管理的發(fā)展;(2)水資源管理制度體系不夠嚴(yán)密;(3)水資源管理的基礎(chǔ)薄弱,考核指標(biāo)可操作性差;(4)水資源管理監(jiān)管執(zhí)法存在難題;(5)現(xiàn)行制度沒有充分體現(xiàn)社會(huì)管理的理念。因此,要解決水資源浪費(fèi)、用水效率低下、水生態(tài)環(huán)境污染等問題,保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度十分緊迫。要確立實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的理念,充分認(rèn)識(shí)到?jīng)]有嚴(yán)格的水資源管理,經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展就難以為繼。

2實(shí)施中的主要問題

實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度一經(jīng)提出就引起了強(qiáng)烈的反響,其主體思想要落實(shí)“三條紅線”,然而“三條紅線”的劃定也有一定的困難,而事實(shí)上供水工程的來水量、用戶的用水量等內(nèi)容都是不確定的,具有動(dòng)態(tài)性,因此紅線的劃定是相當(dāng)有難度的。最重要的是“三條紅線”如何落實(shí)實(shí)施,如何通過控制指標(biāo)的實(shí)時(shí)反饋,使管理部門快速反應(yīng),最快最有效地進(jìn)行水資源管理。最嚴(yán)格的水資源管理制度如何落實(shí)?嚴(yán)格管理的考核指標(biāo)如何分配?“三條紅線”如何保障?如何使最嚴(yán)格的水資源管理制度落到實(shí)處?這一系列的問題都亟待解決。在現(xiàn)狀水資源管理體制尚不完善的情況下,除要進(jìn)一步完善管理制度,水資源管理責(zé)任制能否得到落實(shí),如何將水資源管理中無法量化和偏軟的指標(biāo)進(jìn)行有效考核,將虛化和弱化的管理責(zé)任制有效落實(shí),強(qiáng)化水資源管理監(jiān)管執(zhí)法,使最嚴(yán)格的水資源管理制度順利實(shí)施亟需一套有效的管理手段。

3支撐手段分析

傳統(tǒng)的管理方式無論從精度還是效率上都無法滿足現(xiàn)代水資源管理的要求,且有許多管理?xiàng)l塊可操作性比較差,實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度需要提供快速準(zhǔn)確的信息,達(dá)到水資源信息采集、傳輸、接收、分析評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的現(xiàn)代化[5-7]。在此基礎(chǔ)上,建立一套水資源管理的信息支撐平臺(tái),以綜合支撐平臺(tái)為基礎(chǔ),將水資源管理制度、水源監(jiān)測(cè)和計(jì)量、水資源統(tǒng)計(jì)、水資源管理考核、水文化、科學(xué)理論與技術(shù)等非結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)化的內(nèi)容進(jìn)行綜合管理,實(shí)現(xiàn)水資源管理的總量控制、效率控制和納污能力控制,建立實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度的總體支撐。基于此,文章提出一種新的管理模式,采用由上而下的管理手段,將水資源用戶的信息終端進(jìn)行采集和傳輸,利用一套水資源管理的信息支撐平臺(tái)進(jìn)行嚴(yán)格管理,將嚴(yán)格水資源管理的方案、規(guī)定、條例、制度等內(nèi)容可視化、流程化和規(guī)范化,以有效指導(dǎo)水資源的價(jià)值取向并進(jìn)行快速反饋,形成連續(xù)不斷反饋的動(dòng)態(tài)管理過程。在此基礎(chǔ)上,以綜合支撐平臺(tái)為紐帶,落實(shí)“三條紅線”的有效實(shí)施,促進(jìn)水資源的合理配置與高效利用。

3.1平臺(tái)的基本特點(diǎn)

實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度需要大量的數(shù)據(jù)信息支撐,包括:定性和定量信息、結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化信息、個(gè)體和群體自組織的多樣性以及信息的不完備性。因此在這樣的情況下,要實(shí)現(xiàn)最嚴(yán)格的水資源管理的可操作性尚有很大的困難。因此,倘若要使建立的平臺(tái)具有可操作性,必須具有以下特點(diǎn):(1)能夠?qū)?fù)雜問題簡單化,非結(jié)構(gòu)化的信息結(jié)構(gòu)化,開展多信息的組織和融合,定性定量結(jié)合進(jìn)行水資源管理的形式化描述,從多方面的定性認(rèn)識(shí),上升到定量認(rèn)識(shí),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜問題特定條件下的相對(duì)簡化,體現(xiàn)辯證思維和社會(huì)思維。(2)可以把分布數(shù)據(jù)變成信息,把不同層次的、多種領(lǐng)域的知識(shí)綜合,把宏觀研究和微觀研究統(tǒng)一起來,快速提高共享、服務(wù)、規(guī)范化能力;在不斷積累和發(fā)展的基礎(chǔ)上,達(dá)到通用、同步和共同建設(shè)的目的,并能夠進(jìn)行快速的推廣應(yīng)用,相應(yīng)的組件和主題要可視化、規(guī)范化,并方便保存、重用和積累。(3)按照從上到下的信息化建設(shè)和管理方向,先描述應(yīng)用主題及流程圖,再提出對(duì)應(yīng)的、有針對(duì)性的發(fā)展建設(shè)的基礎(chǔ),以避免重復(fù)建設(shè),并增加基礎(chǔ)建設(shè)的利用率;模式的應(yīng)用要通過組織、搭建,并不是按照功能開發(fā)的,同時(shí)要有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)支撐和相應(yīng)的平臺(tái)產(chǎn)品應(yīng)用,是可以實(shí)際操作的應(yīng)用模式,并能夠針對(duì)突發(fā)事件可以快速組成應(yīng)對(duì)系統(tǒng)。(4)按照從數(shù)據(jù)到信息、從信息到知識(shí)、從知識(shí)到智慧的方向,通過知識(shí)圖把數(shù)據(jù)、信息及知識(shí)可視化,采用知識(shí)圖來關(guān)聯(lián)信息、組織應(yīng)用過程中的信息、描述事件和應(yīng)用主題。如水資源嚴(yán)格管理紅線的對(duì)比、指標(biāo)對(duì)照、合理配置等,直觀、動(dòng)態(tài)、可以變化,讓管理具有操作性。(5)利用組件化技術(shù)和采用平臺(tái)提供數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)的綜合集成。以主題為中心進(jìn)行特定時(shí)空下的信息組織與問題描述,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜問題的形式化、結(jié)構(gòu)化和相對(duì)簡單化,并應(yīng)用綜合集成支撐平臺(tái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用、會(huì)商研討與決策服務(wù),采用組合及綜合的集成方式,通過分析比較、決策評(píng)價(jià),可以獲得滿意或和諧的協(xié)商結(jié)論。(6)充分挖掘?qū)<覀€(gè)體和專家群體在決策過程中經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、決策智慧和做人做事的道理,豐富、擴(kuò)展和積累解決問題的能力(知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和做法),實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)的和諧結(jié)合,在綜合集成服務(wù)平臺(tái)環(huán)境下提供信息服務(wù)、知識(shí)服務(wù)和決策服務(wù)。

3.2主要技術(shù)支持[8,9]

(1)采用組件化技術(shù)對(duì)水利業(yè)務(wù)進(jìn)行組件化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化,按照基于組件的軟件開發(fā)方法進(jìn)行水利業(yè)務(wù)組件的開發(fā),通過Web服務(wù)的方式對(duì)組件進(jìn)行,向用戶提供服務(wù)。采用富客戶端(RichClient)模式開發(fā)支持知識(shí)可視化的綜合集成平臺(tái)。(2)以面向服務(wù)的思想為指導(dǎo),研究并構(gòu)建水利業(yè)務(wù)應(yīng)用組件庫,便于組件庫中組件的存貯、組織與管理。(3)用知識(shí)圖來描述水信息應(yīng)用的事件、主題、過程及相關(guān)知識(shí)是水利業(yè)務(wù)應(yīng)用知識(shí)描述及可視化,采用中間件、網(wǎng)格、綜合集成研討廳等技術(shù),構(gòu)建的綜合集成服務(wù)平臺(tái)。(4)信息提供商在提供數(shù)據(jù)時(shí),往往都是零散的、異構(gòu)的數(shù)據(jù),用戶在應(yīng)用時(shí)存在許多困難。利用SOA思想,可以把紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù),組裝成為靈活的、復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息服務(wù)給用戶使用。(5)采用“物理分散,邏輯集中,按需獲取,分布處理,統(tǒng)一調(diào)度”的網(wǎng)格技術(shù)平臺(tái)方案,是構(gòu)建水利應(yīng)用支持中心的關(guān)鍵技術(shù),它以面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)為基礎(chǔ),以服務(wù)能力描述、服務(wù)注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)、服務(wù)動(dòng)態(tài)綁定、服務(wù)組合功能實(shí)現(xiàn)機(jī)制為核心,在虛擬的組織結(jié)構(gòu)中,實(shí)現(xiàn)信息共享資源、可配置的動(dòng)態(tài)信息服務(wù)、協(xié)同分布式支撐應(yīng)用、知識(shí)化的集成決策服務(wù)。(6)建立平行系統(tǒng)運(yùn)行的基本框架以及人工社會(huì)與實(shí)際社會(huì)相互作用的過程和協(xié)議。建立平行系統(tǒng)的多目標(biāo)、多效能解決方案的評(píng)估體系。建立平行系統(tǒng)內(nèi)部的反饋機(jī)制和對(duì)應(yīng)的控制及自適應(yīng)算法。建立基于攝動(dòng)分析和序貫優(yōu)化的平行系統(tǒng)的新型優(yōu)化方法。利用計(jì)算實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的組成與行為進(jìn)行辨識(shí)和控制的方法。

3.3嚴(yán)格管理應(yīng)用

3.3.1體現(xiàn)總量控制紅線的水信息服務(wù)與供水管理控制

水資源信息服務(wù)包括水資源監(jiān)測(cè)信息服務(wù)、水資源信息、水資源綜合信息服務(wù)等。水資源信息服務(wù)是在信息采集傳輸系統(tǒng)采集信息的基礎(chǔ)上,對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行展現(xiàn)、分析與整理,直觀地反映水資源形勢(shì)及開發(fā)利用狀況。供水管理包括:水源地管理、地下水超采區(qū)管理、供水工程管理,以及供水行業(yè)管理等業(yè)務(wù)。水源地管理重點(diǎn)針對(duì)集中供水水源地(含水庫、湖泊、江河和地下水水源地等,包括應(yīng)急備用水源地)管理。實(shí)現(xiàn)對(duì)不同級(jí)別行政區(qū)、不同用水戶、不同水資源分區(qū)的用水總量控制。

3.3.2體現(xiàn)用水效率控制紅線的用水管理模塊

以供水水源和用水戶為基礎(chǔ),對(duì)用水戶實(shí)時(shí)管理和用水水平實(shí)時(shí)評(píng)價(jià),實(shí)現(xiàn)用水效率控制紅線。用水管理包括:水資源論證管理、取水許可管理、水資源費(fèi)征收使用管理、計(jì)劃用水、節(jié)約用水以及用水水平分析等業(yè)務(wù)。

3.3.3體現(xiàn)水功能區(qū)限制納污紅線的排污口與水功能區(qū)污染控制模塊

該模塊主要包括水功能區(qū)管理、入河排污口管理、水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)管理等業(yè)務(wù)。水功能區(qū)管理包括:已劃定水功能區(qū)(包括地下水功能區(qū))基本信息管理;污染物納污總量控制管理;水體納污容量控制方案管理等功能。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排污口安裝環(huán)境保護(hù)圖形標(biāo)志牌,排污計(jì)量裝置、污染物在線監(jiān)測(cè)裝置及污染防治設(shè)施運(yùn)行監(jiān)控裝置,進(jìn)行排污口的登記造冊(cè),實(shí)施責(zé)任到戶制度。同時(shí),當(dāng)污染物種類等發(fā)生變化或污染物排放超標(biāo)時(shí),可進(jìn)行水功能區(qū)水質(zhì)污染模擬分析,以便制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

3.3.4水資源管理業(yè)務(wù)模塊

主要完成:(1)水資源調(diào)配管理。包括水資源規(guī)劃管理、水資源調(diào)度業(yè)務(wù)處理等業(yè)務(wù)。(2)水資源統(tǒng)計(jì)管理。包括各類水資源信息的統(tǒng)計(jì)及等業(yè)務(wù),主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源公報(bào)、水資源簡報(bào)、水資源管理年報(bào)、水務(wù)管理年報(bào)、地下水通報(bào)、水質(zhì)旬報(bào)等的管理。(3)用水戶獎(jiǎng)懲管理。對(duì)在實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度中超出“三條紅線”控制的用戶,根據(jù)具體情況自動(dòng)分析懲罰措施,并對(duì)表現(xiàn)較好的用水戶,自動(dòng)分析獎(jiǎng)勵(lì)措施。

4結(jié)語

如何通過落實(shí)最嚴(yán)格的水資源管理制度,實(shí)現(xiàn)水資源的合理開發(fā)、可持續(xù)利用,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供支撐,是一個(gè)迫在眉睫、亟待解決的問題。實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度最重要的是落實(shí)實(shí)施,文章提出一種新的管理模式,將最嚴(yán)格的水資源管理制度的“三條紅線”、方案、規(guī)定、條例、制度等內(nèi)容可視化、流程化和規(guī)范化,將定性和定量信息、結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化信息、個(gè)體和群體自組織的多樣性以及信息的不完備性進(jìn)行融合,以有效指導(dǎo)水資源的價(jià)值取向并進(jìn)行快速反饋,形成連續(xù)不斷反饋的動(dòng)態(tài)管理過程,有助于實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度的反饋和交互,具體有動(dòng)態(tài)適應(yīng)性、通用性和可操作性,特別是可視化的人機(jī)交互管理界面是決策分析的重要表現(xiàn),豐富的用戶界面和操作方式,能夠?qū)⑿畔ⅰ⒅R(shí)和智慧完美結(jié)合。最終以綜合支撐平臺(tái)為紐帶,建立針對(duì)“三條紅線”的有效管理實(shí)施模塊。最嚴(yán)格的水資源管理制度為提高水資源利用效率、可持續(xù)發(fā)展提供了有力的支撐,但就目前而言,缺乏相關(guān)的機(jī)制研究,需要研究有效的初始水權(quán)分配機(jī)制、有效的補(bǔ)償與激勵(lì)機(jī)制以及廣泛的社會(huì)參與機(jī)制等水資源配置及管理機(jī)制;同時(shí),實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度也需要對(duì)監(jiān)測(cè)、計(jì)量、統(tǒng)計(jì)、考核等保障體系和對(duì)策措施進(jìn)行更加深入的研究。

作者:張建龍1解建倉2工作單位:1.山西省水利建設(shè)開發(fā)中心2.西安理工大學(xué)西北水資源與環(huán)境生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室