水资源管理信息系统详细设计教案资料.doc

水资源管理信息系统详细设计

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水资源管理信息系统详细设计报告

二0一三年8月

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目 录
1 总则 1
1.1 项目概述 1
1.1.1 总体建设范围 1
1.1.2 总体开发任务 2
1.4功能模块设计 3
1.4.1 标准规范建设 3
1.4.2 数据库及其管理平台 3
1.4.3应用业务信息系统 3
1.4.4 辅助决策支持系统 4
2 水资源管理信息系统应用软件开发总体需求 4
2.1 系统总体需求 4
2.2 系统用户 4
2.3 系统总体业务流程 7
2.4 业务应用需求 8
2.4.1 水资源实时信息服务 8
2.4.2 水资源业务管理 8
2.4.3 水资源综合统计 10
2.4.4 水资源管理辅助决策支持 10
2.4.5 水资源信息发布 11
2.6 数据需求 11
2.6.1 空间数据 11
2.6.2 属性数据 12
2.6.3 水资源信息发布数据 13
2.7 性能需求 14
2.7.1 系统实用性 14
2.7.2 系统高效性 14
2.7.3 系统可靠性 14
2.7.4 系统先进性 15
2.7.5 系统可扩展性 15
2.7.6 系统可维护性 15
3 系统内容与要求 16
3.1 水资源数据库建设要求 16
3.1.1 水资源数据库建设要求 16
3.1.2 水资源数据库组成 17
3.1.3 各个数据库建设内容 17
3.1.4 数据存储与管理要求 22
3.2 应用子系统详细设计 23
3.3.1 设计目标 23
3.3.2 建设任务 23
3.3.3 应用子系统开发总体要求 24
3.3.4 水资源实时信息服务系统开发内容 26
3.3.5 取水许可管理系统 27
3.3.6 地下水管理系统 30
3.3.7 节水管理系统 32
3.3.9 入河排污口管理系统 37
3.3.10 饮用水源地管理系统 39
3.3.11 水功能区管理系统 40
3.3.12 水资源综合统计系统 41
3.3.13 水资源信息发布平台 43

1 总则
1.1 项目概述
为了保证水资源开发利用的可持续行，缓解水资源供需矛盾，世界各国都从节约用水、健全水资源管理制度，加快后备水源地建设，加强生态环境建设、做好污水治理等方面加强水资源环境保护与开发利用管理。然而，水资源的供需矛盾日趋紧张，在一定程度上成了经济续发展的制约因素。为此，尽早开展水资源管理信息系统建设，对于保障水资源优化配置与生态环境的良性发展具有重要意义。
1.1.1 总体建设范围
水资源管理信息系统的总体业务范围涵盖省、市和县（市）三级水资源管理机构，包括省水利厅、市水行政主管部门和县（市）级水行政主管部门。系统框架结构如图1-1所示。

图1-1 水资源管理信息系统总体框架图
省级水资源管理信息系统主要服务于全省水资源管理，汇总、整合、分析全省水资源业务数据，存储全省水资源信息，为指导全省各级水行政主管部门的水资源管理工作和制定政策法规提供决策依据；与其它业务应用系统实现数据资源共享，协同办公；承担将中央决策、政策法规、业务指导传达到地级部门，汇总上报省级水资源业务数据和信息至上级主管部门的功能。
市级水资源管理信息系统节点存储本级水资源信息，辅助本级水资源管理部门完成水资源管理与决策功能；并发挥承上启下的作用，汇总上报所辖区域的水资源业务数据和信息，并将上级的决策、业务指导、政策法规传达到下级水利部门。同时也作为相应水资源信息采集与传输系统的监测中心，汇集、存储本级水资源信息。
县（市）级水资源管理信息系统节点是最基本的管理单位，作为水资源信息采集与传输系统的监测中心，汇集、存储本级水资源信息，开展县（市）级的水资源管理业务，并对采集的水资源业务数据进行汇总与报送。
1.1.2 总体开发任务
水资源管理信息系统总体开发任务包括信息资源管理应用系统等，以信息安全、标准规范体系为保障，为水行政主管部门、政府相关职能部门、社会公众、取用水户提供服务。
(1) 水资源数据库
基于在建的水资源基础数据库，采用其相关的建设原则和标准，补充和完善元数据库、实时数据库、空间数据库、属性数据库等，建设水资源数据库及管理平台，建成以省、市、县（市）三级水资源数据库及管理平台组成的水资源信息存储管理体系、提供数据访问、数据管理服务，实现以水资源基础信息的交换与共享。
(2) 水资源管理系统开发
水资源管理业务应用系统涵盖取水许可管理、地下水管理、水资源规费征收管理、入河排污口管理、计划用水和节水管理、水功能区管理、饮用水源地管理以及统计管理等，实现以上业务处理过程的电子化、网络化，以提高业务人员工作效率，构建协同工作的环境。
(3) 水资源管理辅助决策支持系统开发（暂缓开发）
建设水资源预警与应急服务、地下水管理空间辅助决策和水资源配置等系统，为取水许可审批管理、地下水管理、节水管理、饮用水源地管理和入河排污口管理等提供辅助决策支持。
(4) 水资源公共信息发布平台建设（可在首页在开发）
1.4功能模块设计
1.4.1 标准规范建设
(1) 多媒体数据库表结构及标识符SZY305-2013(6月20日）；
(2) 基础数据库表结构及标识符SZY301-2013（6月20日）；
(3) 监测数据库表结构及标识符SZY302-2013（6月20日）；
(4) 空间数据库表结构及标识符SZY304-2013（6月20日）；
(5) 信息分类及编码规定SZY102-2013（6月20日）。
1.4.2 数据库及其管理设计
水资源管理信息系统数据库及其管理平台建设任务：
(1) 水资源监测实时数据库；
(2) 水资源基础数据库；
(3) 水资源空间数据库；
(4) 水资源管理业务数据库；
(5) 数据库管理平台。
1.4.3应用业务信息系统
(1) 取水许可管理信息子系统；
(2) 地下水管理信息子系统；
(3) 水资源费征收管理信息子系统；
(4) 入河排污口管理信息子系统；
(5) 节水管理信息子系统；
(6) 水功能区管理信息子系统；
(7) 饮用水源地管理信息子系统；
(8) 综合统计管理信息子系统；
(9) 水资源信息发布子系统；
1.4.4 辅助决策支持系统（暂缓开发）
(1) 水资源预警与应急服务系统；
(2) 地下水管理空间辅助决策系统;
2 水资源管理信息系统应用软件开发总体需求
2.1 系统总体需求
系统的总体业务需求是构建水资源数据库，存储、管理、交换和共享各类水资源数据，并制定相关的标准体系；开发取水许可管理、地下水管理、水资源规费征收管理、入河排污口管理、节水管理、水功能区管理、饮用水源地管理、水务管理以及综合统计管理等应用子系统，建立水资源信息发布网站，为提高水资源管理工作效率、管理水平和水资源管理辅助决策提供支持。
2.2 系统用户
水资源管理信息系统覆盖省、市和县（市）三级水资源管理机构，为三级机构的水资源管理提供服务。省、市和县（市）三级水资源管理机构是系统的主要用户。省、市和县（市）三级水资源管理机构组织结构见图2-1。此外，取水户和社会公众也是本系统的用户。（咱不考虑省级用户）
2.2.1 市级水资源管理部门用户
市级水资源管理部门由市级水利（务）局下属的水资源处和节约用水办公室、水费所和水政监察支队等负责。
市级水资源管理机构的职能主要是：负责各市的水资源统一管理、保护和监督工作，计划用水和节约用水工作，取水许可管理、地下水管理、水资源费征收管理、入河排污口管理、水功能区管理、饮用水源地管理等。
2.2.2 县（市）级水资源管理部门用户
县（市）级水资源管理机构管理职能由各县（市）级水利（务）局下属的水资源科（水资源管理办公室、节约用水办公室）、水费所和水政监察大队等负责。
县（市）级水资源管理机构职能的内容与市级水资源管理机构类似，主要承担各县（市）的水资源统一管理、保护和监督等职能。
2.2.3 取水户用户
取水户是系统的重要用户之一。取水户需要通过水资源信息网站查询取用水及其统计情况。水资源信息发布平台设立信息服务栏目，为取用水户办理取用水与水资源开发利用相关事务提供服务，如提供取水许可申请书、入河排污口设置申请书等下载服务，以及公布各类申请的办理进展等。（水资源信息网站为首页内容）
2.2.4 社会公众用户
社会公众用户是水资源信息发布平台的主要用户。社会公众希望通过浏览和查询水资源信息网站，了解本区域水资源的基本情况、水资源情势、水质状况、有关的规章制度、办事流程和手续要求等。同时水资源信息发布平台设立向公众开放的一个窗口－公众参与栏目，为社会公众提供一个与水资源管理部门交互的平台。
2.3 系统总体业务流程
水资源管理信息系统由信息采集与传输系统、计算机网络系统、数据库及管理平台、应用支撑平台、水资源管理应用系统、标准体系和安全体系等部分组成。系统的总体业务流程见图2-2。

图2-2 系统总体业务流程图
2.4 业务应用需求
围绕水资源管理的信息化建设，水资源管理信息系统的应用需求主要有：
2.4.1 水资源实时信息服务
实现对各类监测站及其采集的信息进行管理、查询和统计分析等。主要内容包括水质信息、水雨情信息、取水排水信息、GIS实时监控。
(1)实时水质信息信息。
(2)实时水雨情信息。
(3)实时取水排水信息。
2.4.2 水资源业务管理
水资源业务管理包括取水许可管理、水资源规费征收管理、节约用水管理、地下水管理、水功能区管理、饮用水水源地管理、入河排污口管理和水务管理等八个方面的内容。
(1) 取水许可管理
取水许可管理主要包括取水许可审批管理与取水许可监督管理两大业务。取水许可审批管理包括取水许可申请与审批、取水户资料、水资源论证成果、取水许可申请、取水登记以及取水许可证等审批相关资料的管理；取水许可监督管理包括取水许可日常管理、用水计划管理、用水监督、年审管理和报表管理等。
(2) 水资源规费征收管理
水资源规费征收管理主要包括水资源规费征收、查询与统计业务。其中水资源规费征收由取水口所在地水行政主管部门收取。水行政主管部门核定取水单位每个取水口在一定时间内实际取水量，向取水单位或者个人送达水资源费缴纳通知单，按实际取水量和水价收取水资源费；如果取水单位或个人因实际困难提出缓缴申请，按实际情况办理与审批缓缴手续。
(3) 节约用水管理
主要包括用水计划管理、节水载体创建管理、节水试点管理、节水技改管理、水平衡测试管理、节水科研和新技术推广、节水宣传等。
(4) 地下水管理
地下水管理包括基础水文地质资料管理、地下水动态监测和地下水开采管理等业务。
(5) 水功能区管理
水行政主管部门对水功能区的日常管理业务主要为水功能区的水量、水质状况统一监测。分析水功能区监测断面上的水量与水质变化情况，并与水功能区监测断面上审定的水质与水量标准比较，判断水功能区水质状况及其超标程度。
(6) 饮用水水源地管理
饮用水水源地管理主要包括水源地安全状况评价、水源地整治管理、水源地巡检和应急调度管理。
水源地安全状况评价是根据水源地的水质监测资料，统计水源地水质达标情况，评价水源地的安全状况。水源地整治管理是对水源地整治项目的管理，主要是项目资料的管理。水源地巡检是对水源地的巡视与检查。应急调度管理主要包括制订水源应急调度预案，发生水源地污染突发事件时，根据实际情况选择水源调度方案。
(7) 入河排污口管理
入河排污口管理业务主要分为三类：第一类为新增入河排污口的申请与审批；第二类为《中华人民共和国水法》施行前已经设置入河排污口的单位应当到入河排污口所在地县（市）级人民政府水行政主管部门或者流域管理机构所属管理单位进行入河排污口登记，由其汇总并逐级报送有管辖权的水行政主管部门或者流域管理机构；第三类为水行政主管部门和流域管理机构对管辖范围内的入河排污口统计管理业务。
(8) 水务管理
水务管理的内容包括城市的供水和排水管理，由于供水和排水的具体实施由企业进行，水利行政部门的责任是对供水、排水信息数据的管理以及对供水、排水企业的考核管理。
2.4.3 水资源综合统计
水资源综合统计主要是各类报表的管理，是水资源管理的重要组成部分，水资源综合统计报表管理首先由县（市）水资源行政管理部门按照水资源统计报表的管理内容，将所需管理数据填入到县（市）水资源统计报表中，生成县（市）水资源统计报表，上报到市水资源行政主管部门进行汇总统计，形成市级水资源统计报表，再上报到省水利厅，省水利厅再进行统计汇总形成省水资源统计报表。
水资源管理报表按时间分有水资源月报、季报、年报和公报，按报表内容有水资源管理统计年报、水资源公报、水质通报、地下水统计年报、入河排污口统计年报、城市水务统计年报及其它统计报表共7 类报表。
2.4.4 水资源管理辅助决策支持
水资源管理辅助决策支持主要包括预警与应急服务、地下水管理空间辅助决策和水资源配置等方面的需求。其中预警与应急服务、地下水管理空间辅助决策系统在本标段工程中完成。
水资源预警与应急服务包括超常预警、应急预案管理和应急信息服务等方面。超常预警是指对以下情况系统将自动给出预警信号：通过取水、用水、地下水、排水、水功能区等监测结果与数据库中预先设定值的对比，当企业（单位）、地区取水量接近或超过分配总量、地区宏观用水指标接近或超过平均用水指标、地下水开采超过可采总量或预设水位，水资源需求量与可供水设施流量、水位、水质等出现异常，水功能区、饮用水水源地水质异常等。
应急预案管理主要是对各地制定的“饮用水源地突发性水污染事件应急预案”进行管理。应急信息服务是指当发生重大水污染、地震（破坏水源地）等事件时，为水资源管理决策提供应急信息服务。
地下水管理空间辅助决策是根据用地下水动态监测成果，利用地下水模拟模型模拟地下水流动态，预报重要监控区域地下水位变化趋势，为地下水开发利用提供辅助决策支持。
此外，在取水许可审批管理、节水管理和入河排污口管理等方面也需要辅助决策支持。如在新设取水口或入河排污口时，利用GIS 功能，统计分析取水口或入河排污口所属区域、河道或一定范围内的相关信息，为审批取水口、入河排污口提供辅助决策支持。
2.4.5 水资源信息发布
水资源管理部门按照政务公开和行政公示的要求，需要发布水资源管理相关信息，包括区域水资源概况、水资源管理机构与职能、水资源管理新闻和工作动态、有关的法律和政策法规、建设项目水资源论证情况、取水许可及审批情况、入河排污口设置及审批情况等各类信息。社会公众可通过查询和浏览水资源信息网站，了解本区域水资源的基本情况、水资源情势、水质状况、有关的规章制度、办事流程和手续要求等。用水企业可以通过水资源信息网站查询到取用水情况。
水资源信息发布平台的建设目标是基于水资源管理系统，建立水资源信息发布的统一平台，将水资源管理动态、水资源调查评价成果、水务改革等成果信息通过网站进行发布，为社会公众和用水企业提供水资源相关的实时信息和其他相关信息，方便社会公众和用水企业了解目前我省的水资源工作情况，增强社会公众的水资源保护意识，从而参与水资源的保护工作。
水资源信息发布平台应具有信息维护和发布、信息浏览、信息查询、用户交互等功能。
2.6 数据需求
数据是信息系统的基础，水资源管理信息系统的数据可划分为空间数据、属性数据和水资源信息发布数据。
2.6.1 空间数据
空间数据主要包括基础地理信息和水资源专题空间数据。
(1) 基础地理信息
基础地理信息主要包括：
◇ 行政区划
◇ 城市居民地（点）
◇ 道路（铁路，高速公路，其它道路等）
◇ 地形空间分布图
(2) 水资源专题空间数据
水资源专题空间数据是与水资源管理相关的空间分布图，主要包括：
◇ 水系图
◇ 湖泊、水库分布图
◇ 遥测站空间分布图
◇ 地表水取水口分布图
◇ 地下水取水口分布图
◇ 水资源分区图
◇ 入河排污口分布图
◇ 水功能分区图
◇ 饮用水源地分布图
◇ 水文地质单元图
◇ 含水层空间分布图
◇ 含水层富水性空间分布图
◇ 水文地质参数空间分布图
◇ 地下水超采区空间分布图
◇ 地下水位降落漏斗空间分布图
◇ 地下水动态监测井空间分布图
◇ 地下水取水口空间分布图
◇ 水利工程图
其中遥测站、取水口、入河排污口、水利工程数据可按站点属性数据存储，其它空间数据要求以矢量或栅格形式存储。
2.6.2 属性数据
水资源管理信息系统需要的属性数据主要包括基础信息数据、水资源业务管理数据和水文数据。
(1) 基础信息数据
基础信息数据是水资源管理工作中需要的基础数据，主要包括：
◇ 水资源业务管理基础数据
◇ 水资源评价数据
◇ 水资源工程数据
◇ 基础水文数据
◇ 经济社会数据
◇ 生态环境数据
(2) 业务数据
业务数据是水资源业务管理所需的相关数据，根据水资源管理的具体业务，业务管理数据包括：
◇ 取水量监测数据
◇ 取水许可管理数据
◇ 水资源费征收使用数据
◇ 入河排污口数据
◇ 水功能区数据
◇ 水功能区数据
◇ 水源地数据
◇ 水资源论证数据
◇ 水调业务数据
◇ 节水业务数据
(3) 水文数据
水文数据是水资源管理中用到的有关水文实时数据，主要包括：
◇ 实时水雨情数据
◇ 旱情数据
2.6.3 水资源信息发布数据
水资源信息发布平台所需信息，包括与水资源管理有关的文本、图片、视频、音频、数据、表格等各种类型的信息。其中数据类信息取自水资源数据库。
信息内容需求主要包括区域水资源概况、水资源管理机构与职能、水资源管理新闻和工作动态、水资源调查评价成果、水资源丰枯形势、计划用水节约用水情况、水环境和水生态状况、水功能区及其质量状况、主要取水户取水信息、水资源论证资质单位、水资源论证报告书、取水许可及审批情况、入河排污口设置及审批情况、与水资源相关的法律和政策法规，以及有关的标准规范等。
2.7 性能需求
根据水资源管理信息系统的监测覆盖范围、监测频次、汇集时效、存储容量、系统并行处理能力、运算效率、支持并发、报表与显示等方面进行分析，系统的性能需求包括：系统的信息处理能力、存储能力和传输能力，以及系统的实用性、可靠性、先进性、可维护性和可扩展性等。其中信息存储能力和传输能力已在“数据存储与管理需求”和“计算机网络需求”中进行了分析。系统的信息处理能力体现系统的运行效率，即系统运行的高效性，具体反映在系统对用户操作的响应时间。
2.7.1 系统实用性
系统既要能处理水资源管理日常事务，又要能处理突发性水污染事件等紧急事务。同时，系统必须符合水资源管理的特点和业务要求，界面友好简洁、操作简单方便、信息展示形象直观，使系统具有很强的实用性。
2.7.2 系统高效性
通过对系统使用对象分析，系统用户主要是省、市、县（市）三级水资源管理部门，以及用水户和社会公众用户，系统在正常情况和极限负载条件下，能够处理不断增加的访问请求，要求在一定资源的条件下，选择合理的设计方案，设计较优的算法，力求响应速度快捷，具体有良好的响应性能，以满足用户的要求。
2.7.3 系统可靠性
系统必须具有稳定可靠的性能，确保各系统能够经受长期的运行考验，保证信息采集、传输、存储和查询的正确性与完整性。
为保证系统出现故障能很快排除，产生错误能及时发现或能够进行相应的处理。要求系统有较好的检错能力，在错误干扰后有重新启动的能力。系统应采用冗余技术、软件复杂性控制、软件在线自检等技术来提高系统可靠性。对异常情况出现后的系统恢复问题，包括对系统运行平台的恢复以及数据的恢复，要采用较先进的技术，在保证数据恢复正确的前提下让系统得以正常的运行和操作，不影响日常的办公工作。
系统运行过程中要求要有故障日志系统软件，系统运行的网络状况直接影响到本系统软件运行的稳定性与速度性能等，故要求系统运行的网络环境要稳定、可靠。
2.7.4 系统先进性
要求系统采用的设备先进实用，软件开发符合计算机软件技术的发展潮流，采用技术领先的系统平台和框架体系，以保证系统的先进性。
2.7.5 系统可扩展性
江水资源管理信息系统分需考虑对系统的扩展。充分利用水利行业和信息行业的各种标准和规范，数据库、报表等内容和格式必须与国家制定的规范保持一致。同时随着经济、社会和科学技术的不断发展，对系统的要求、对系统的覆盖程度都会提出更高的要求。为了能够提高系统的生存期、提高系统的投入效益，所以要求系统要具有较好的可扩展性。可扩展性主要从监测站点的增容、用户的增加、功能的扩展、数据的进一步共享、公众信息服务的扩充等多方面加以考虑。
2.7.6 系统可维护性
系统可维护性对于延长软件的生存期具有决定的意义，要求通过建立明确的软件质量目标和优先级、使用提高软件质量的技术和工具进行明确的质量保证审查、改进程序的文档、开发软件时考虑到维护等多方面工作来提高系统的可维护性。
3 系统内容与要求
3.1 水资源数据库建设要求
水资源数据库是水资源管理系统应用软件开发项目的信息支撑层，存储和管理系统应用层各子系统共用的所有数据，是水资源实时监控与管理系统的数据中心，为决策支持系统提供数据支撑服务。
水资源数据库建设要充分考虑和水资源实时监控系统的衔接和兼容问题，实现数据共享。
3.1.1 水资源数据库建设要求
水资源数据库建设应执行水资源管理方面已颁布的国家标准及水利部颁布的省级水资源管理系统建设基本技术要求，并根据水资源管理信息系统的实际需要，进行补充和完善。总体建设原则是：
(1) 规范化、标准化原则
水资源数据库系统的内容、数据分类与编码、精度与标准等完全参照系统建设标准与规范设计。水资源数据库设计按照数据库设计规范，尽量遵循国际标准、国家标准以及行业标准；有国际标准、国家标准或行业标准的情况下采用标准代码；没有标准代码，但有通用习惯符的情况下采用通用习惯符；既没有标准代码，又没有通用习惯符的情况下自编代码，自编代码应满足稳定性、可扩充性、通用性和易读性原则进行编码。
(2) 一体化原则
水资源数据库的开发要与国家水资源管理系统保持一致；各数据中心数据库结构保持一致；以水资源管理业务数据流为主线，对系统数据重新整理、分类与建库，实现数据的一体化管理。其管理内容主要包括空间数据（基础地理信息数据与水资源专题空间数据）、不同类别属性数据以及空间数据和属性数据的一体化管理。
(3) 数据共享原则
数据共享是以一体化管理为目标，在各个子系统之间实现基础数据、业务数据和成果数据的有选择、有目的的相互读取或更改。
(4) 可扩展与开放原则
水资源数据库系统的设计要求具有一定的可扩展机制，在一定程度上满足未来水资源管理信息系统业务发展的需要；并且按照开放式系统的标准和技术进行设计和开发，不仅在数据库内容上开放，而且也为数据库的应用开发提供一套开放机制。数据库的设计要求采用多种安全机制，确保数据的安全和稳定运行；同时，考虑与其它应用系统的接口，操作简便。
(5) 实用性与先进性并重原则
根据系统的实际情况和应用特点，遵循数据库设计的一般原则，采用的技术方案既要考虑技术的先进性，又必须按照实用性原则考虑技术的成熟性，做到先进性与实用性并重。
3.1.2 水资源数据库组成
水资源管理数据库建设所涵盖的信息内容分为在线监测信息、业务管理信息、基础信息、空间信息、多媒体信息等，对应的数据库为在线监测数据库（实时库）、业务数据库（业务库）、基础信息数据库（基础库）、空间数据库、多媒体数据库，各数据库建设的同时，建立相应的元数据库。水资源数据库的组成如图3-1所示。
另外，为了满足应用系统安全有效运行要求，需要建立系统运行维护相关的专用数据表，如用户表、功能控制表、版本维护表等。
3.1.3 各个数据库建设内容
3.1.3.1 在线监测数据库
在线监测数据库存储实时远程监测数据，包括取水、地下水、和实时水雨情数据库。其中，实时水雨情数据库由水文部门接入，本系统建设的数据库包括取水监测数据库和地下水监测数据库。

在线监测
数据库
业务
数据库
基础信息
数据库
多媒体
数据库
空间
数据库
基础地理
信息数据库
水利基础地理
信息数据库
水资源专题地
理信息数据库
元数据库
取水许可
数据库
地下水管理
数据库
节水管理
数据库
水资源规费
征收数据库
入河排污口
管理数据库
水功能区
管理数据库
饮用水源地
管理数据库
水务管理
数据库
水资源论证
数据库
综合统计
数据库
专题
数据库
元数据库
水资源评价
数据库
业务管理
基础数据库
基础水文
数据库
社会经济
数据库
元数
据库
图形与影像
数据库

音频
数据库
视频
数据库
规章制度与
标准数据库
元数
据库
取水监测
数据库
地下水动态
监测数据库
实时水雨情
数据库

图3-1 水资源管理信息系统数据库组成
(1) 取水监测数据库
取水监测数据库包括取水监测站基本信息、取水量监测数据表、取水监测命令日志表、取水监测设置日志表、取水监测召测日志表，取水口的实时流量信息，取水监测站代码及监测时间为该数据表关键字，取水监测站代码与取水许可代码关联。
(2) 地下水监测数据库
地下水监测数据库包括地下水监测站基本信息、地下水取水量监测数据表、地下水水位监测数据表、地下水监测命令日志表、地下水监测设置日志表、地下水监测召测日志表。
3.1.3.2 基础信息数据库
基础信息数据库（基础库）存储水资源管理需要的基础信息，包括水资源评价数据库、业务管理基础数据库、基础水文数据库和社会经济数据库。其中，基础水文和社会经济数据库由水文部门接入，本标段建设水资源评价、业务管理基础数据库与元数据库。
(1) 业务管理基础数据库
业务管理基础数据库要求建设的数据表包括取水企业基本情况表、取水工程基本情况表、计量设施基本信息表、供水企业基本情况、取水户基本资料历史表、地下水水源井基本信息表、地下水功能分区基本情况、水文地质分区基本情况、水文地质亚区含水层说明表、单个含水层基本情况表、超采区分区概况、控制性水文地质钻孔基本情况表、控制性水文地质钻孔地层结构表、污水治理工程基本情况表、排污口基本情况表、污水处理厂基本情况表、水功能区基本情况表与水源地基本情况表。
(2) 水资源评价数据库
水资源评价基础数据库需建立的数据表包括水资源分区基本情况表、计算分区信息表、计算参数信息表、分区下垫面信息表、工业用水基本情况表、城镇生活用水基本情况表、过境径流量监测站信息表。
(3) 元数据库
基础信息的元数据库包括数据的来源、采集方式、时态、精度等信息。
3.1.3.3 空间数据库
空间数据库主要包括国家基础地理信息数据库、水利基础地理数据库、水资源专题空间数据库与元数据库。国家基础地理信息数据库和水利基础地理信息数据库由外部接入，本系统建设水资源专题地理信息数据库及其元数据库。
(1) 基础地理信息数据库
基础地理信息数据库主要包括系统建设涉及的“1/5万基础地理数据”和“1/1万基础地理数据”，包括行政区划、城市居民地（点）、道路（铁路，高速公路，其它道路等）、地形空间分布图等。
(2) 水利基础地理数据库
水利基础地理数据库主要包括水系图、湖泊、水库、水利工程、水利信息监测站点等的空间分布图。
(3) 水资源专题空间数据库
水资源专题地理信息数据库主要包括：遥测站分布图、水资源分区图、入河排污口分布图、水功能分区图、饮用水源地分布图、地表水取水口分布图、地下水取水口分布图、地表水监测站（断面）分布图、水文地质单元分布图、含水层空间分布图、含水层富水性空间分布图、水文地质参数空间分布图、地下水超采区空间分布图、地下水位降落漏斗空间分布图、地下水动态监测井空间分布图、南水北调工程图、通榆河北延工程图、望虞河工程图。
(4) 元数据库
空间数据库的元数据库包括涉及的空间数据来源、时态、精度、地图投影、坐标系等信息，需参照国家元数据库建库标准建库。
3.1.3.4 业务数据库
水资源业务数据库（业务库）是以业务管理为目的，根据水资源业务管理实际操作中各种档案、文书、表格信息而建立的数据库，以及为水资源管理辅助决策支持需要建立的专题数据库。水资源业务数据库包括取水许可数、地下水、节水、水资源规费征收使用、入河排污口、饮用水源地、水功能区、水务管理数据库、水资源论证数据库、综合统计数据库、专题数据库与元数据库。
(1) 取水许可数据库
取水许可数据库包括取水许可证信息表、取水许可年审情况表、取水许可基本情况表、取用水单位信息表、取水工程信息表等。
(2) 地下水管理数据库
地下水数据库包括地下水开采量、地下水回灌量、水井管理等。
(3) 节水管理数据库
节水管理数据库包括工业节水、农业节水、城市生活节水地区节水指标、用水定额等信息。
(4) 水资源规费征收使用数据库
水资源规费征收使用数据库包括水资源费实际征收信息、水资源费计划征收信息、不同行业水资源费征收信息、地表水征收信息、地下水征收信息、水资源费支出项目费用等。
(5) 入河排污口数据库
入河排污口数据库主要包括退水情况、入河排污口管理、入河排污口申请、设置情况等。
(6) 饮用水源地数据库
饮用水源地数据库包括水源地面积信息、水源地编码信息，水源地与水文测站关系信息、水源地与水质测站关系信息等。
(7) 水功能区数据库
水功能区数据库包括水功能区编码信息、水功能区地理位置信息、水功能区面积信息、水质目标信息、水功能区功能定位信息等。
(8) 水务数据库
水务数据库主要包括城市供水企业、排水企业、供水状况、排水状况等。
(9) 水资源论证数据库
水资源论证数据库包括论证单位、论证时间、论证项目及有效期限等信息。
(10) 综合统计数据库
综合统计数据库包括水资源管理综合统计报表信息。
(11) 专题数据库
专题数据库主要是为水资源辅助决策支持系统建立，主要包括预警信息、应急预案信息、模型参数、计算结果等。
(12) 元数据库
水资源业务数据库的元数据库包括涉及的数据来源、时态、精度、采集途径等信息。
3.1.3.5 多媒体数据库（此库备用）
多媒体数据库包括图形与影像数据库、音频数据库、视频数据库、规章制度、标准规范数据库及其元数据库等。多媒体数据库包括工程图形、影像、音频、视频、规章制度标准规范与元数据等内容，多媒体以数据文件形式存储，采用数据库管理文件路径、版本信息、内容概要等内容。
3.1.4 数据存储与管理要求
3.1.4.1 数据存储量
水资源管理信息数据库的数据按来源与类型分为在线遥测数据、业务数据、基础数据、空间数据和多媒体数据。
(1) 业务数据
业务数据包括取水许可管理、水资源费征收管理、节约用水管理、地下水管理、入河排污口管理、水源地管理、水功能区管理和水资源综合管理等各类业务的基本数据、统计数据、文本资料等。
(2)基础数据
包括水资源评价数据、水资源工程数据、经济社会数据、生态环境数据、旱情数据、基础水文数据和实时水雨情数据等共约7类。
(4) 空间数据
包括基础空间数据和水资源专题空间数据。
水资源专题空间数据：包括遥测站空间分布图、水系图、水资源分区图、水功能分区图、水源地分布图、地表水取水口分布图、地表水监测站（断面）、分布图、水文地质单元图、含水层空间分布图、含水层富水性空间分布图、水文地质参数空间分布图、地下水超采区空间分布图、地下水位降落漏斗空间分布图、地下水动态监测井空间分布图、地下水取水口空间分布图和水利工程图等。
3.2 应用子系统详细设计
3.3.1 设计目标
应用子系统建设目标是运用新技术和新手段，以标准化、网络化、空间化为主要特征，建成包括实时采集信息管理、业务管理、辅助决策支持的水资源管理信息系统。应用子系统建设是基于水资源数据库系统和地理信息系统平台，为水资源综合管理、业务管理、决策支持等开发相应的应用软件系统。
3.3.2 建设任务
(1) 水资源实时信息服务系统
建立取水量和地下水位遥测站实时信息服务系统。基于WebGIS技术，实现遥测信息的自动监视、遥测信息查询统计，遥测数据上传等功能。
(2) 水资源业务管理系统
在应用基础平台上，建设涵盖水资源管理各个方面的业务管理系统，基于数据库技术、网络通讯技术和GIS 技术，以可视化方式真实、直观地管理各种水资源信息。实现水资源管理业务处理过程的电子化、网络化，以提高业务人员工作效率，构建协同工作的环境。水资源业务管理系统具体包括：
◇ 取水许可管理系统
◇ 地下水管理系统
◇ 节水管理系统
◇ 水资源规费征收管理系统
◇ 入河排污口管理系统
◇ 饮用水源地管理系统
◇ 水功能区管理系统
◇ 水务管理系统
(3) 水资源综合统计系统
建设涵盖水资源管理综合报表和各业务报表的生成、显示、发布、打印的水资源综合统计系统。报表中数据由系统自动从水资源数据库查询、统计生成，辅助用户编辑报表数据。
(4) 水资源决策支持系统
◇ 水资源预警与应急信息服务系统。通过对水资源监测数据进行综合分析，将分析结果可视化，并根据业务规则，对超过正常范围的信息，发出预警信息；当出现突发水污染、地震等危及水环境和供水安全事件时，为水资源应急调度决策提供信息支持服务。
◇ 地下水管理空间辅助决策系统。完善已有的地下水模拟模型，根据地下水动态监测资料模拟地下水流动态，可视化预测地下水位变化趋势，为地下水保护、开发利用决策提供支持。
3.3.3 应用子系统开发总体要求
3.3.3.1 系统结构
水资源管理信息系统应用子系统的开发要求涵盖水资源管理的主要业务范围。根据水资源管理业务，应用系统主要包括水资源实时信息服务、水资源业务管理、水资源综合统计、水资源辅助决策支持和水资源信息发布平台五个方面的业务系统；应用系统的用户主要包括水行政主管部门、政府相关职能部门、取用水户和社会公众。应用子系统结构要求如图3-13所示。

取水用户
业务应用部门
公共信息门户
门户

水资源实时
信息服务系统
水资源业务
管理系统
水资源综合
统计系统
水资源辅助
决策支持系统
水资源信息
发布平台
应用系统
社会公众
水行政主管部门
政府相关职能部门

图3-13 应用子系统结构图
应用系统的逻辑结构要求采用如图3-14所示的数据层、服务层和应用层三层模型结构。
(1) 数据层为水资源数据库，为应用系统提供基础数据；服务层为应用支撑平台，为应用系统提供基础服务和公共应用服务；应用层为水资源各业务应用系统，实现各业务管理功能。

水资源实时
信息服务系统

水资源业务
管理系统
水资源综合
统计系统

水资源辅助
决策支持系统

水资源信息
发布平台
应用系统

基础支撑
应用交互
公共服务
应用组建
应用支撑平台

在线监测
数据库
业务
数据库
基础信息
数据库
空间
数据库
多媒体
数据库
水资源数据库
应用层
服务层
数据层

图3-14 应用系统分层体系结构
(2) 应用系统将运行在应用支撑平台架构上，根据业务处理的需要，对应用支撑平台请求各种服