智慧水务技术方案

水务应急指挥系统结构图

   5.5.8.1监测预警子系统   

5.5.8.1.1防汛抗旱监测预警

防汛抗旱监测预警系统模块图

防汛抗旱监测预警主要包括汛情监测、汛情预警、工情险情预警和旱情预警五个模块。

（1）汛情监测

该模块主要是向业务分析人员提供电子地图显示、信息查询、汛情监视、动态分析及汛情预测等功能。

实时汛情监测包括实时水（雨）情、工情的自动显示，其主要内容有：对象区域雨量分布、历时和强度；区域内的河流、水库、湖泊等水情；出险或溃决河段、水库的工情；卫星云图、气象雷达回波图、防洪现场图像等。并根据实时的雨、水、工情信息进行相应的对比分析。

系统可实现对未来汛情发展趋势进行预估，可根据气象信息致洪致灾暴雨预测结果，结合工程运用信息，通过数学模型来预估实时洪水的量级。

（2）汛情预警

1.天气预警

当暴雨预报系统预报有暴雨时，发出天气警报，并启动紧急防汛期预警，通知各有关单位。

2.暴雨警报

当暴雨发生时，发出暴雨警报，并启动洪水预报系统。

3.洪水警报

当水库实测水位或预报水位超过汛限水位，各水文站实测流量或预报流量超过加报标准时，发出洪水警报。按照洪水调度规程，制定洪水调度方案。

4.灾情预警

当城区街道积水较深影响城市交通与生活时，进行城市积水预警。

（3）工情险情预警

工程险情的预警主要通过对工程的监测数据分析、单元工程的安全性分析和系统分析，得出工程的安全性指标，当指标降低到一定的程度时，系统将发出预警。

（4）旱情预警

1.遥感旱情预警

气象卫星干旱遥感监测系统的结果以空间分布的方式用图形显示出来，5个级别分别采用5种颜色。严重干旱和较干旱的区域以闪烁的方式示警。在图形上同时显示水库、河流、主要灌渠以及未来降水等层面，为抗旱决策和采用抗旱措施提供信息。

2.实测墒情预警

当实测墒情达到旱情预警指数时，进行旱情预警。

5.5.8.1.2水资源预警

（1）地下水超采预警

当地下水开采井出现超采的情况时，以闪烁的方式进行水资源预警。

（2）水资源短缺预警

当水资源需求量与可供水量出现严重不平衡状况时，进行水资源预警

（3）供水预警

当重要分水口门或供水设施流量、水位、水质等出现异常时，或供水系统、供水设施运行出现故障和异常时，发出预警信息。

当城区出现供水紧张或事故时，进行城市供水预警。

（4）水污染预警

当城区出现突发水污染事故危机水环境和供水安全时，发出水污染预警。

5.5.8.1.3水土保持监测预警

（1）水土保持监视

水土保持现状点和面的监视，即水土流失过程和分布的动态、水土流失面积测算、流失程度测算、流失量测算、水土流失危害预测。监视内容主要包括面蚀监视、水文要素监视、水土保持现状监视等。

（2）水土保持预警

1.天气预警

当暴雨预报系统预报有暴雨时，发出天气警报，并启动紧急防汛期预警，通知各有关单位。

2.暴雨警报

当暴雨发生时，发出暴雨警报，并启动洪水预报系统。

5.5.8.1.4水环境监测预警

（1）地表水质监测

对主要河湖库污染状况以及重点断面水质变化情况，进行监测。

（2）地下水质监测

对地下水质变化情况以及地下水重点保护区水质状况，进行监测。

（3）重点水域水质监测

监测水库、重要水源地等重点水域完整水体的水质变化情况。

（4）水功能区监测

根据水量、水情和水质监测信息，利用水功能区划建立的水环境容量计算模型，对排入江河湖库、重点水域污染源的污染物进行监测，通过污水排放合理调度，达到控制和改善水质、防止水质恶化的目的。

（5）水污染预警

根据实时监测情况，通过水污染事故的数据采集、接受、处理、分析和水质预测，对突发性水污染事故影响范围和程度进行预警。

5.5.8.2会商决策子系统

5.5.8.2.1防汛抗旱会商决策

通过会议的形式，以群体（包括会商决策人员、决策辅助人员以及其他有关人员）会商的方式，从所作出的防洪调度方案和抗旱措施中，根据确保防洪工程安全、充分发挥防洪工程效益、尽量减少洪旱灾害损失和对生态环境的不利影响、协调各方甚至牺牲局部保护整体利益的原则，进行群体决策，选择出满意的洪水调度方案或抗旱措施付诸实施。

（1）会商决策的内容

1）会商人员登录；

2）决策辅助人员对防汛抗旱的实际情况和发展趋势的分析汇报；

3）群体会商，对所提出的各种方案进行评估和选择。当所提出的方案不满足要求时，提出指订新方案的要求；

4）选定决策方案，付诸实施；

5）形成会商的结果报告和选定方案的技术文档；

6）通过防汛业务管理系统发布汛情通报和下达调度指令等。

（2）会商决策的工作流程

会商工作主要包括会商人员登录、方向、防洪形势分析、确定决策方案和决策实施等，其流程图如下：

会商决策流程图

会商工作流程：

1）会商人员登录：对会商参与人员的姓名、防汛职责、在会商过程中发表的意见以及决策作用进行备案；

2）形势分析：进行天气形势、水雨情、工情形势以及防洪预案分析；进行灾情评估、旱情评估；异地会商；

3）确定决策方案：当已有信息满足决策方案确定要求，则确定输出决策方案；当已有信息不满足决策要求，则下达制订新方案的要求；

4）决策方案实施：发布警报；进行人员转移安排、物资调运；发布调度令；实施信息反馈。

5.5.8.2.2水资源会商决策

通过对实时、历史和预报、管理与调度的各类信息进行重组和加工处理，为讨论和分析水资源的丰枯形势和污染态势，以及最终确定水资源实时管理和调度方案提供全面的支持。根据利用水资源实时管理模型和调度模型确定的若干管理、调度方案，以及提供的每一种方案的综合效益分析结果，由领导决策层和领域专家通过分析讨论，确定方案。

5.5.8.2.3水土保持会商决策

为水土保持现状分析、规划方案制定、重大问题决策、工程开发建设中的水土保持方案评价、补偿办法制定等提供决策支持。包括提供各种基础资料及其分析结果查询，提供各种方案及其计算方法、参数选择依据、方案评价查询。

5.5.8.2.4水环境会商决策

提供决策支持的环境以及会商材料的准备，提供各种水环境基础资料以及分析评价预测结果，提供各种方案及其计算方法、参数选择依据，方案评价等。包括排污量计划、污染物总量控制方案、环境用水保障方案、水污染事故应急处理方案等。

5.5.8.3应急指挥与调度子系统

5.5.8.3.1值班监控及预处置

提供防汛抗旱、水资源、水土保持、水环境相关单位及人员通信录，接受和发送短信、传真、电子邮件等文件，并分类处理并登记；登记来往电话、书面文件的收发及其处理情况以及当日发生的重要事件、重要活动。

对于公众通过门户网站向政府汇报、举报、求助的信息，以及监测预警系统中的汛情、险情，进行分级。一般险情转交相关部门处理，重大险情启动相关预案，特大险情进行群体会商决策。

5.5.8.3.2防汛抗旱指挥调度

通过远程监测系统或应急通讯图像传输，进行可视化的指挥调度，与现场人员进行信息交互，准确掌握水情、工情、灾情、险情发生的技术指标数据和现场概念，适时作出决策。

5.5.8.3.3水资源应急调度

制定水资源应急调度方案，建立和完善水资源管理信息与决策支持系统，实行地表水与地下水联合运用、跨流域调水与当地水源联合调度以及城市供水系统与水源联合调度。

5.5.8.3.4水环境应急调度

根据水量、水情和水质监测信息，利用水功能区划建立的水环境容量计算模型，对排入河湖库、重点水域污染源的污染物进行控制，科学合理安排排放时间、排放量和污染物排放总量等。

5.5.8.3.5调度指挥管理

调度指挥管理以指挥流程为中心，每个指挥流程与预案要素、相关信息、应急资源、方位、组织机构、救灾人员、专家等数据相关联；能够随时根据现场情况进行灵活调整，迅速调度。

电子沙盘：系统提供强大的标绘系统，指挥者可以在电子地图上实时进行人力、物资部署，完成事故状态展示，指挥救灾单位联动应急；

信息沟通管理：手机短信、邮件群发、传真群发，快速将灾害事故通知到各相关应急单位；

灾害推演管理：指挥单位可以利用系统完成灾害事故推演，进行复杂的灾害事故应急演练；

指挥流程的定制管理：利用灵活的指挥流程、工作流程定制工具适应灾害事故的复杂性和不确定性，搭建任意事故的处理流程；

预案要素分解管理：系统以预案要素组织应急资源，包括事故应急组织结构、周边信息、后备物资、人力调动等，且预案可以根据不同地区、不同灾害事故的实际要求灵活定制。

5.5.8.4水务三维仿真子系统

三维仿真系统是面向各级领导决策活动的辅助工具，为输水优化、防汛减灾和其他重大活动提供支持。应综合利用三维 GIS 技术、遥感技术与输水优化模拟调度、洪水模拟调度以及专业的水务模型等先进技术，对河流、水库、堤防、闸坝以及洪水演进过程在三维背景上进行展示。建立多比例尺电子沙盘。

5.5.8.4.1浏览查询子系统

可实现超大规模场景的实时地形浏览。系统提供多种浏览方式，包括飞行浏览，步行、车行浏览，沿线飞行浏览，立体眼镜浏览等。

可以实时浏览水务工程项目情况和查询、预览、仿真水务工程。实现在三维地形及区域内随意浏览，包括对工程中各重点工程的外围浏览和内部浏览，以及工程各项重要的属性信息查询及设备控制。

5.5.8.4.2空间分析子系统

（1）基本的GIS分析模块

实现空间距离的量测，地表面积的量测，空间体积的测算，土石方计算。实现通视分析，地形的剖面分析，水淹分析。

（2）水资源分析模块

将水资源分配情况可视化表现，与基础地形叠加到一起。真实准确的表现了五维（三维空间+时间+属性）水流数据，一方面验证了数据的准确性，另一方面提供了直观的科学数据表现手段，使决策层可以看到最直观的数据表现。

5.5.8.4.3三维演示汇报子系统

（1）方案预演模块

直观预演、展示引供水调度方案及洪水调度方案的演进过程，可以实时浏览由于水情、雨情变化而引起的河流、渠道、水库的水位情况，水头位置、工程状态。根据实时水情展示水库、河道洪水过程，显示重点水文站的水位、流量数据，实现河道的断面水位、流量过程等数据的查询。水面透明度设置，观看河底地形对水流的影响。

（2）设备运行演示模块

采用动画集的方式实现重点工程三维模型中的主要设备如水闸，泄洪口、水泵等的运行演示，各种设备可以按照不同的精细程度进行专门的定制。

（3）演示汇报资料模块

对洪水演进及水坝建筑内部的浏览进行录像回放和影像输出，用户可以通过此功能定制拥有出色沉浸感的虚拟场景浏览影片和图片，提供给各级领导作为汇报演示的重要材料。

（4）系统维护子系统

电子沙盘具备良好的系统扩展性和开放性，支持授权人员基于电子沙盘进行少量的水务工程数据及地形数据的维护，包括建立、修改、删除水务工程及其相关属性。具体效果图见下图。

水务工程三维效果

5.5.9电子政务OA系统

水务局原有的办公自动化 OA 系统主要功能是公文流转和办公信息发布，在原有 OA 系统基础上，需要新开发水务数据资源管理目录子系统、档案管理子系统和物联网管理子系统。

5.5.9.1水务数据资源目录管理子系统

水务数据中心信息资源目录子系统，就是按照统一的标准规范，对分散在全市、各级水行政部门、各工程管理单位的数据资源进行调查与梳理，形成统一管理和服务的数据资源目录，为使用者提供统一的数据资源发现和定位服务，实现部门间数据资源共享和管理。具体任务是编制全市水务数据资源目录，在此基础上开发水务数据资源目录管理系统，用于数据资源目录录入、存储、导出和管理，实现水务数据资源目录定制和维护，实现水务数据资源目录与数据中心数据服务的集成。

5.5.9.2档案管理子系统

档案管理系统主要功能包含：全宗管理、档案录入、归档、档案整理、鉴定及回收站、档案检索、档案统计、档案借阅、档案保管、存放位置索引、资料管理、数据处理。

5.5.9.3感知设备管理子系统

针对水文水资源、供排节、水环境等感知设备，建设水务感知设备数据库；统一管理感知设备基础数据，建设感知设备目录、监测对象目录和监测信息资源目录。

5.5.10水务公共信息服务系统

水务局原有的公共服务门户包括的主要内容是政务信息公开，具体有机构介绍、领导介绍、水利法规、统计信息、工作动态等，并有投诉、咨询功能，内容以文本为主，全面性、服务性与互动性都不能满足需求。在原有公共服务门户的基础上，新开发水务政务信息服务子系统、水资源信息服务子系统、防汛抗旱信息服务子系统、供排水信息服务子系统、环境生态信息服务子系统、节水信息服务子系统、水务工程建设信息服务子系统。

5.5.10.1水务政务信息服务子系统

水务信息服务子系统是郑州水务局与外交流的窗口，网站设立首页、政策法规、政务公开、行政审批、内部公告、网上办公、在线问答、水务知识、下载中心、领导信箱、进言献策、投诉举报、全文检索、用户登陆、在线调查、友情连接、网站地图、动态新闻、公告板等项目，实行网上政务公开，向社会公布办事程序及联系电话，提供在线问答、审批表格下载、水务法规查询等服务，为水务信息的快捷发布提供了良好的条件，促进水务业务与社会的互动交流，更好地为我市的各级行政、企事业单位和社会各界提供服务。

信息服务子系统是在综合数据库和GIS的支持下，以鲜明简洁的图表、文字、图形、影像等方式为各级水务管理部门与相关单位提供水量、水质、生态环境等各类水资源相关信息查询服务，并利用现代传播媒体（电视、报刊、因特网等）定期向社会公开发布水资源相关信息。并要求信息查询速度快、表达形象直观、清晰简洁、图文并茂。对各种不同用户，提供不同的服务。

在综合数据库和GIS的支持下，以鲜明简洁的图表、文字、图形、影像等方式为各级水务管理部门与相关单位提供水量、水质、生态环境等各类水资源相关信息查询服务，并利用现代传播媒体（电视、报刊、因特网等）定期向社会公开发布水资源相关信息。并要求信息查询速度快、表达形象直观、清晰简洁、图文并茂。对各种不同用户，提供不同的服务。

5.5.10.2水资源信息服务子系统

提供水资源相关信息，如实时（每旬、每月）掌握全市地表水各河流水系的节水、用水及水质情况；地下水开采情况，包括井点位置（经纬度）、井深、出水量、泵型、水位及地下水动态监测网点中的各测井的动态以及地下水水质情况；水资源简报、水资源公报等。

5.5.10.3防汛抗旱信息服务子系统

该系统可提供气象信息；实时雨水情信息；抗旱信息以及预测河流来水情况以及可能发生的洪旱灾害等，进行预警预报。对于应急指挥中心，可以及时向公众和相关部门通报紧急灾害状况，向公众普及宣传各种灾害应急知识，对政府相关部门进行定期或不定期网上培训，收集各种灾害的相关日常资料，是灾害发生时各级政府传递信息的渠道。对于使用者，发布灾害状况和应急知识，提供向政府汇报、举报、求助的窗口。

5.5.10.4供排水信息服务子系统

提供各水源地或饮用水源保护区的水质情况；各供水公司或水厂的供水水量、水质情况；排水管网的排水量、水质及污水使用情况；各污水处理厂（站）的处理量、水质及中水的使用情况等。

5.5.10.5水生态信息服务子系统

（1）水环境信息

提供地下水质变化、重要水库、河流、湖泊等水体的水质变化情况。

（2）水土保持信息

提供土壤信息、土地利用信息、地形信息、植被信息、水土治理类型、区域水保发展现状与规划目标等信息。

5.5.10.6节水信息服务子系统

宣传贯彻国家和本市有关计划用水、节约用水的法规、政策；不仅要通过提高水价增强公众的节水意识，通过节水知识的普及以及推广新技术、新工艺、新设备、新器具提高水的利用效率，达到节约用水的目的。

5.5.10.7水务工程建设信息服务子系统

提供河道、水库、渠道、闸坝等水务工程的基本情况、历史资料与现状信息、工程运行信息等以及农田水务信息等水政执法信息，提供政策法规、案件处理等相关信息的查询。