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陕西省水资源调配决策管理

        本系统以实行最严格的水资源管理制度和水资源管理“三条红线”、实现水资源可持续利用为目标,以调配决策管理为核心,满足陕西省水资源管理的需要,为决策支持提供强大的支持环境。陕西省水资源调配决策管理应用系统采用组件化方式实现数据资源、信息系统的封装,通过服务组合与工作流实现知识可视化服务,进而形成以主题图为核心的知识体系,支持快速、灵活、可扩展的业务应用开发模式,实现知识积累,形成调配决策管理的主题服务。

        陕西省水资源调配决策管理系统基于可视化的拓扑概化图开展可视化管理,主要是以主题嵌套、数字水网的形式实现的。相比传统方法,具有能适应实际工作需求、动态性较强、可扩展性强、计算过程可视可信,能够实现人机交互等特点。陕西省水资源调配决策管理系统主要包括水资源配置、水量调度、调配决策三个主题。主界面如下图所示:


        1.水资源配置服务

        针对传统水资源配置模式存在可操作性差、难以实现动态、无法适应发展变化等问题,现提出基于综合集成平台的水资源动态配置新模式。该模式以综合集成平台为支撑,采用知识图可视化的表示水资源配置系统网络图及配置业务流程,运用组件技术将配置模型方法组件化,通过知识图、组件可灵活、快速的搭建水资源配置系统。实例运用结果表明,水资源动态配置系统将水资源配置工作智能化、可视化,将计算过程组件化、动态化,工作方式更为实用。由此看出,水资源动态配置模式具有可操作性、动态性,能适应水资源配置及管理的发展变化。本模块将水资源配置管理按照不同的主题分为:行政区划水资源配置管理、流域水资源配置管理以及重点用水户水资源配置管理三个部分。

        (1)行政区水资源配置管理

        行政区水资源配置管理模块对陕西省及其下辖行政区分别进行了可供水量计算、需水预测以及供需平衡分析,通过省-市-县三级嵌套进行水资源配置管理。下图为行政区水资源配置管理界面,该界面可实现陕西省及其下辖地市的水资源配置。


        下图是西安市水资源配置管理界面及部分运行结果,包括可供水量计算、需水预测以及供需平衡分析等。


        (2)流域水资源配置管理

        流域水资源配置管理对陕西省全流域、渭河流域、黄河流域陕北区域、嘉陵江流域、汉江流域分别进行可供水量计算、需水预测以及供需平衡分析,下图为流域水资源配置管理界面,该界面可实现陕西省全流域的水资源配置。

        下图是黄河流域(渭河)水资源配置管理界面及部分运行结果,包括可供水量计算、需水预测以及供需平衡分析等。

        (3)重点用水户水资源配置管理

        重点用水户水资源配置管理模块是通过绘制重点区域的重点用水户供需网络图,下图为华阴市工业园区水资源配置管理主界面,通过重点用水户水资源配置管理主界面上的一些统计分析按钮,可进行统计分析计算,如下图所示:

        下图是重点用水户水资源配置管理界面及部分运行结果,包括可供水量计算、需水预测以及供需平衡分析等。

        下图是秦岭电厂工艺用水管理界面及部分运行结果,可以查看每个环节的用水情况

        2.水量调度服务

        基于综合调控平台把水量调度管理可视化表达,基于可视化的拓扑概化图开展水量调度管理。主要是以主题嵌套、数字水网的形式实现的。按照不同的流域划分,水量调度管理包括黄河流域(陕北)水资源调度管理、渭河流域水资源调度管理以及汉江流域水资源调度管理。

         (1)渭河流域水资源调度管理可实现断面的来水预测,浏览黄委下发的取水指标、行政区和省属灌区的计划用水,制定年、月水量调度方案,对水量调度方案进行评价以及自动生成水量调度报告等功能。下图是渭河流域水资源调度管理界面:

        渭河水量调度管理部分运行结果如下图所示:

        (2)汉江流域水资源调度管理与渭河流域类似,下图是汉江流域水资源调度管理。

        (3)下图是黄河流域(陕北)水资源调度管理界面:

        3.调配决策服务

        传统调配决策的管理方式和手段主要集中在数据的统计和报表上,由水行政主管部门制定出纸质化的用水计划,但是调配决策涉及的问题十分复杂,数据量巨大,传统的管理手段落后,效率低下,调配决策核定复杂、过程繁琐,实际应用中局限性很大,已经不适应信息化社会的需要;现有的调配决策管理系统大多不适宜大规模应用,通用性较差,且系统功能单一,可扩展性差,难以适应发展变化。当前最严格水资源管理的新形势对调配决策管理提出了更高要求,必须使调配决策业务管理由“静态管理”向“动态管理”转变,充分发挥信息化的作用,建立水资源现代化管理的系统,高效、简单、直观地为决策者提供辅助决策支持。

        针对以上问题,本文基于综合集成平台,在面向服务的体系架构(SOA)下,以调配决策业务化管理为主题,将调配决策管理业务组件化,采用Web Service技术将调配决策业务封装成标准的组件,采用知识图可视化的方式描述调配决策业务流程,建立了调配决策管理系统,为各级水行政主管部门制定用水计划提供了参考与技术支持。调配决策过程是一个“宏观总控、长短嵌套、实时决策、滚动修正”过程。调配决策直接为水量调度提供各种调度预案,实现对水量调度业务的决策支持。

        (1)年水量调配决策。年水量调配决策直接为水资源调度提供年调度用水计划。年水量调配决策利用区域红线指标、各个子区域的分水比、各种来水信息、各种需水信息等,在各种工程约束、政策约束、水量平衡约束等限制之下,对面临调度期内的水资源量进行合理分配。分配的准则为:尽量逼近区域红线指标、尽量满足各个用户的需水,同时使得调度时段末的余留效益尽可能大。年水量调配决策界面如下图所示:

        年水量调度决策包括陕西省各流域年度水量调度计划、省年度初始用水计划、省年度超计划水量调整、流域水量调度计划核定以及省年度核定用水计划,部分运行结果如下图所示:

        (2)月水量调配决策。月核定用水计划是根据月初的水量情况,调度月份及余留期的来水预报情况及需水预测情况,对余留期及调度月份的水量进行调度,从而使得全年各个时段的调度尽量符合年核定用水计划。月水量调配决策界面如下图所示:

        月水量调度决策包括陕西省各流域月水量调度计划、省月初始用水计划、省月超计划水量调整、流域水量调度计划核定以及月核定用水计划,部分运行结果如下图所示:









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