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1南水北調(diào)工程投資“靜態(tài)控制、動態(tài)管理”體系構(gòu)建
南水北調(diào)工程規(guī)模浩大、投資額巨大。工程建設(shè)資金通過中央財政撥款、南水北調(diào)工程基金、國家重大水利建設(shè)資金和銀行貸款等多渠道籌集,對投資管理要求高,因此需要構(gòu)建一個科學(xué)合理、能充分調(diào)動參建單位各方積極性的投資控制管理模式[1]。
為適應(yīng)工程建設(shè)投資管理的需要,南水北調(diào)工程建設(shè)主管部門積極研究探索,不斷完善投資控制約束激勵機(jī)制,并在工程建設(shè)實踐過程中逐步形成了包括靜態(tài)投資控制、動態(tài)投資管理和投資控制考評等內(nèi)容的南水北調(diào)工程投資“靜態(tài)控制、動態(tài)管理”體系,為有效提高投資管理水平,控制工程建設(shè)總投資奠定了基礎(chǔ)。南水北調(diào)工程投資管理框架體系如圖1所示。
圖1所示的框架體系主要包括三大部分:①靜態(tài)控制。靜態(tài)控制是指項目法人以靜態(tài)投資為依據(jù),通過采取設(shè)計優(yōu)化、完善概算結(jié)構(gòu)、組織編報項目管理預(yù)算、科學(xué)組織施工、加強建設(shè)管理等措施,將投資控制在其管理的各設(shè)計單元工程靜態(tài)投資總和的范圍內(nèi)。②動態(tài)投資管理。動態(tài)投資管理是指項目法人對工程實施過程中的建設(shè)期貸款利息以及因價格、國家政策調(diào)整(含稅費、建設(shè)期貸款利率、
率等)和設(shè)計變更等因素變化發(fā)生超出原批準(zhǔn)靜態(tài)投資的投資,通過逐年編報年度價差報告、據(jù)實計列建設(shè)期貸款利息投資、嚴(yán)格設(shè)計變更管理等措施,對動態(tài)投資進(jìn)行有效管理[2-3]。③投資控制考評。投資控制考評是指以靜態(tài)投資加上經(jīng)批準(zhǔn)的年度價差之和,與工程實際完成投資(不含據(jù)實計列的建設(shè)期貸款利息投資等)進(jìn)行比較,并視情況進(jìn)行獎懲。
2南水北調(diào)工程投資“靜態(tài)控制、動態(tài)管理”主要做法
2·1靜態(tài)投資控制主要做法
a.編制項目管理預(yù)算。項目管理預(yù)算是“靜態(tài)控制、動態(tài)管理”體系的核心,南水北調(diào)工程十分重視項目管理預(yù)算編制工作,專門出臺了《南水北調(diào)工程項目管理預(yù)算編制辦法》。在該項工作的實施中,項目法人按照“總量控制、合理調(diào)整”的原則,結(jié)合工程建設(shè)管理體制和招標(biāo)實際,將項目劃分為業(yè)主管理項目、建設(shè)單位管理項目、招標(biāo)工程項目、其他項目4部分,委托具有相應(yīng)資質(zhì)的單位編制項目管理預(yù)算。這種將項目的劃分盡可能與招標(biāo)內(nèi)容和工程實際情況相一致,使得項目管理預(yù)算比概算更接近實際,更具有可操作性,將各分項投資控制在批準(zhǔn)的項目管理預(yù)算范圍內(nèi),從而為最終有效控制工程總投資奠定了基礎(chǔ)。
b.實行限額設(shè)計。南水北調(diào)工程實行的限額設(shè)計并不是單純考慮節(jié)約投資,更重要的是考慮尊重科學(xué)、尊重實際、精心設(shè)計和保證設(shè)計的科學(xué)性。為此,南水北調(diào)工程鼓勵項目法人在滿足工程功能、安全標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量要求等前提下,采取新技術(shù)、新工藝、新材料,實行設(shè)計優(yōu)化,降低工程建設(shè)投資。實踐證明,該限額設(shè)計管理手段有利于實現(xiàn)對投資限額的控制和管理,也有利于實現(xiàn)對設(shè)計規(guī)模、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、工程數(shù)量與概預(yù)算指標(biāo)等的控制。
c.加強設(shè)計變更管理。設(shè)計變更是工程投資變化的主要根源,只有對設(shè)計變更尤其是重大設(shè)計變更實現(xiàn)有效控制,才能控制住工程建設(shè)總投資[4]。南水北調(diào)工程在設(shè)計變更管理上實行了兩條行之有效的措施:一是要求工程建設(shè)發(fā)生的一般設(shè)計變更所增加的投資,應(yīng)在該設(shè)計單元工程內(nèi)解決,不得突破該工程靜態(tài)投資;二是要求屬重大設(shè)計變更且所增加的投資超出該工程靜態(tài)投資部分,經(jīng)批準(zhǔn)才能納入動態(tài)投資管理。實踐表明,以上措施確實能有效減少許多不合理的變更。
d.加強基本預(yù)備費使用管理?；绢A(yù)備費又稱工程建設(shè)不可預(yù)見費,主要是針對工程實施過程中可能發(fā)生難以預(yù)料的支出而事先預(yù)留的費用,用以保證工程建設(shè)的順利完成[5]。南水北調(diào)工程確定了分級管理和限額管理相結(jié)合的基本預(yù)備費使用管理機(jī)制,即一次使用預(yù)備費在200萬元以下的,基本預(yù)備費在總額的50%以內(nèi)的,項目法人可根據(jù)工程建設(shè)實際自主確定使用;但當(dāng)一次使用預(yù)備費超過200萬元,或者項目法人負(fù)責(zé)管理的基本預(yù)備費超過其總額的50%時,項目法人動用基本預(yù)備費就需向國務(wù)院南水北調(diào)辦公室(簡稱南水北調(diào)辦)提出申請,經(jīng)審批或授權(quán)后方可使用。這種措施既考慮了項目法人和現(xiàn)場建設(shè)管理單位的實際情況,提高了工作效率,同時也有效實現(xiàn)了對基本預(yù)備費的控制管理,有力保證了投資控制目標(biāo)的實現(xiàn)。
e.加強建管費使用管理。建設(shè)單位管理費在總投資中所占比重雖然不大,但其反映了建設(shè)單位綜合管理水平的高低,是一個比較敏感的指標(biāo)。目前,在我國工程建設(shè)領(lǐng)域,由于建設(shè)單位管理費取費標(biāo)準(zhǔn)偏低、列支項目不夠科學(xué)、開支預(yù)算不強、隨意性大等原因,使得建設(shè)單位管理費超支現(xiàn)象非常普遍,費用能控制在批準(zhǔn)概算范圍內(nèi)的很少,很多項目盡管采取了嚴(yán)格的節(jié)省和控制經(jīng)費的手段,都無法做到不超支[6]。為從根本上改變這種惡性循環(huán)的情況,南水北調(diào)工程按照經(jīng)過管理者的努力可以將建管費控制在批準(zhǔn)的概算范圍內(nèi)或略有節(jié)余的原則,在編制項目管理預(yù)算時對概算取費標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整,使該項費用的概算處在一個比較合理的水平。同時,建立了約束與激勵機(jī)制,將費用控制的效果與管理人員的獎金福利結(jié)合起來,促使管理者提高管理水平,充分調(diào)動其積極性,保證全面預(yù)算管理取得實效,使各建設(shè)單位管理費用控制得更好。
2·2動態(tài)投資管理主要做法
a.逐年編報年度價差報告。價差計算是價差管理的核心,為規(guī)范價差計算工作,南水北調(diào)辦專門制定了工程價差報告編制辦法。同時,在價差管理工作中,根據(jù)工程特點和建設(shè)管理現(xiàn)狀,采用了每年按市場實際情況和國家及行業(yè)的有關(guān)文件進(jìn)行測算和報批的辦法。測算工作首先由項目法人委托具有甲級資質(zhì)和對大型水利水電工程價差編制有豐富經(jīng)驗的工程造價咨詢公司開展,并按照“依法計價、公平公正”的原則編制年度價差計算報告報南水北調(diào)辦;之后,再由南水北調(diào)辦組織對各項目法人報送的年度價差報告進(jìn)行審查,綜合匯總后形成南水北調(diào)工程綜合價格指數(shù)和年度價差,報國家發(fā)展改革委批準(zhǔn)。實踐證明,這種做法保證了價差計算結(jié)果科學(xué)、客觀和公正,也防止了討價還價等扯皮現(xiàn)象的發(fā)生。
b.嚴(yán)格重大設(shè)計變更管理。設(shè)計變更,尤其是重大設(shè)計變更對工程投資控制影響較大,但在施工過程中卻又往往難以避免。為了有效控制工程投資,南水北調(diào)工程對重大設(shè)計變更實行了嚴(yán)格的管理制度:①明確界定重大設(shè)計變更的范圍,即對于初步設(shè)計批復(fù)后,工程任務(wù)和規(guī)模,工程等別及建筑物級別、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),工程布置及建筑物結(jié)構(gòu)、用途等方面發(fā)生變化,或工程設(shè)計變更引起總投資超出國家批準(zhǔn)的設(shè)計單元工程初步設(shè)計概算投資,才界定為重大設(shè)計變更;②提高審批單位規(guī)格層次,要求重大設(shè)計變更必須報南水北調(diào)辦審批;③嚴(yán)格重大設(shè)計變更程序,要求項目法人對重大設(shè)計變更情況進(jìn)行認(rèn)真分析,編制重大設(shè)計變更報告(包括變更緣由、技術(shù)方案、設(shè)計圖紙、投資分析表等主要內(nèi)容),并及時組織初審,提出報審意見。通過以上措施有效實現(xiàn)了對重大設(shè)計變更的管理,從而確保工程投資控制目實現(xiàn)。
2·3投資控制考評主要做法
a.建立獎懲機(jī)制。按照激勵與約束并重的原則建立獎懲機(jī)制。首先,明確南水北調(diào)工程投資控制考評內(nèi)容包括工程質(zhì)量、安全、工期目標(biāo)和投資控制,其中前三者是基本目標(biāo),實行一票否決,即只要有一個目標(biāo)未能實現(xiàn)就不予獎勵;其次,對于完成工程質(zhì)量、安全、工期目標(biāo),同時有結(jié)余投資的,分析結(jié)余投資情況,屬優(yōu)化設(shè)計、技術(shù)創(chuàng)新、科學(xué)組織施工等管理措施形成的結(jié)余投資按比例用于獎勵、彌補工程投資缺口等;最后,對于管理不善等主觀因素造成超支的按規(guī)定給予處罰,其中超支情節(jié)嚴(yán)重的則將依據(jù)相關(guān)規(guī)定對有關(guān)責(zé)任人和責(zé)任單位給予行政處罰。
b.分級分層次考評。按照南水北調(diào)工程建設(shè)管理機(jī)制,確定投資控制考評分兩個層面:①由南水北調(diào)辦組織對項目法人投資控制的考評,具體實施時項目法人要對完工的設(shè)計單元工程編制初步設(shè)計概算和項目管理預(yù)算執(zhí)行情況分析報告,評價投資控制情況,對于形成結(jié)余投資的,還要分析說明結(jié)余投資情況和具體數(shù)額,報南水北調(diào)辦批準(zhǔn);②由項目法人根據(jù)直接管理、委托管理、代建管理的管理模式,對項目建設(shè)管理單位分別進(jìn)行投資控制考評。
c.分階段考評獎懲。根據(jù)項目生命周期,對南水北調(diào)工程投資控制的考評按初步設(shè)計階段和建設(shè)實施階段分別開展。①初步設(shè)計階段投資控制的考評首先將審批的設(shè)計單元工程初步設(shè)計概算與對應(yīng)的可研投資估算進(jìn)行比較,計算出優(yōu)化設(shè)計投資節(jié)約,然后由南水北調(diào)辦按照節(jié)約投資額的一定比例對設(shè)計和參與設(shè)計工作單位進(jìn)行專項獎勵。②建設(shè)實施階段投資控制的考評是將初步設(shè)計概算投資、經(jīng)國家有關(guān)部門審批同意增減的價差之和,與項目實際投資支出(不含建設(shè)期貸款利息和超支建設(shè)管理費)進(jìn)行比較,沒有節(jié)余的不得獎勵;投資超支的,按超支額扣減投資控制保證金;有節(jié)余的,返還投資控制保證金,并拿出一定比例作為項目法人留成收入,主要用于獎勵。
3南水北調(diào)工程投資“靜態(tài)控制、動態(tài)管理”實踐的幾點啟示
3·1“靜態(tài)控制、動態(tài)管理”模式是大型水利水電項目投資控制管理的科學(xué)方法
實行“靜態(tài)控制、動態(tài)管理”模式,實際上是以編制初步設(shè)計概算年份為基期,把工程投資分為工程基本成本、基本預(yù)備費和價差預(yù)備費,對影響工程投資的靜態(tài)因素和動態(tài)因素分別進(jìn)行控制和管理。這種投資管理模式,防止了項目法人以價格上漲過猛,無法承擔(dān)價差為由,一而再、再而三地要求修改概算,同時也防止其調(diào)整概算或者在修改調(diào)整概算時擅自提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),或者將因管理不善、施工浪費等原因增加的投資混雜在概算中,轉(zhuǎn)移責(zé)任,變不合理、不合法為合理、合法,加大“三超”的嚴(yán)重程度。這種辦法與國際上通行的做法是一致的。通過近幾年的實踐,證明了南水北調(diào)工程實行該投資管理模式有利于明確各管理主體的職責(zé),發(fā)揮項目法人組織工程建設(shè)的主導(dǎo)作用和形成自我約束機(jī)制,也有利于國家管理部門進(jìn)行監(jiān)督。這與建立社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制是相適應(yīng)的,是符合建立現(xiàn)代企業(yè)制度的科學(xué)管理方法。
3·2激勵約束機(jī)制是“靜態(tài)控制、動態(tài)管理”模式有效實施的核心和關(guān)鍵
建立激勵約束機(jī)制,落實項目法人責(zé)任制,充分調(diào)動參建各方控制工程投資的積極性,是實施“靜態(tài)控制、動態(tài)管理”模式,有效控制投資,提高項目投資效益的核心和關(guān)鍵。為了建立健全投資控制管理的激勵和約束機(jī)制,在確保工程質(zhì)量、安全和工期的前提下,南水北調(diào)辦對項目法人所管理設(shè)計單元工程進(jìn)行投資控制考評,項目法人對建設(shè)管理單位所管理工程進(jìn)行投資控制考評,建立投資控制獎懲機(jī)制,并由財政部和南水北調(diào)辦共同印發(fā)了投資控制獎懲辦法。根據(jù)獎懲辦法,投資控制考評以靜態(tài)投資加上經(jīng)批準(zhǔn)的年度價差之和,與完工項目實際完成投資(不含據(jù)實計列的建設(shè)期利息)進(jìn)行比較,視節(jié)余或超支情況予以獎懲,這種激勵是目標(biāo)激勵。同時,這種考評機(jī)制也是一種約束機(jī)制,如果項目法人由于管理不力造成投資失控,將會按突破投資的不同比例予以處罰,處罰額度控制在項目管理費的30%以內(nèi),并依據(jù)相關(guān)規(guī)定對有關(guān)責(zé)任人和責(zé)任單位給予行政處罰。正是通過這種激勵和約束相結(jié)合的機(jī)制,保證了既實現(xiàn)目標(biāo)激勵的目標(biāo),又實現(xiàn)協(xié)調(diào)約束的作用,從而有力保障了“靜態(tài)控制、動態(tài)管理”模式的順利實施。
3·3風(fēng)險共擔(dān)機(jī)制是“靜態(tài)控制、動態(tài)管理”的基礎(chǔ)和保障
靜態(tài)投資指以某一價格水平年計算的建設(shè)項目全部工程的投資,動態(tài)投資系指工程建設(shè)過程中包括通貨膨脹和稅種、稅率變化增減的投資,建設(shè)期內(nèi)需支付的籌資利息以及項目利用外資時發(fā)生的匯率損益等。無論是靜態(tài)投資還是動態(tài)投資都存在風(fēng)險。“靜態(tài)控制、動態(tài)管理”模式是將靜態(tài)投資的風(fēng)險主要分給項目法人承擔(dān),而將動態(tài)投資存在的風(fēng)險主要分給出資人(國家主管部門)承擔(dān),免除了項目法人難以承擔(dān)的價差、貸款利率和政策變動風(fēng)險。同時,在具體管理過程中為了風(fēng)險分擔(dān)更加公平合理,計算和核定更為公正透明、便于操作,依據(jù)風(fēng)險共擔(dān)的原則做了如下具體規(guī)定:①建設(shè)期利息支出與建設(shè)資金的來源和適用利率有直接關(guān)系,是項目執(zhí)行層難以控制的,按實核增這部分動態(tài)投資;②項目利用部分外資則匯率的損益也按實增減動態(tài)投資;③如果國家稅種稅率發(fā)生變化,也按實增減動態(tài)投資;④通貨膨脹引起的價格調(diào)整是項目投資“靜態(tài)控制,動態(tài)管理”的重點。這種分擔(dān)風(fēng)險的原則和做法是公平合理的,也是符合國際慣例的,可以最大限度地避免人為因素的影響,大大減少每年投入計算及審定價格調(diào)整上的資源,可以讓項目法人集中更多的精力去管理工程,也有利于出資人的宏觀管理。
［關(guān)鍵詞］水利工程；數(shù)據(jù)庫；設(shè)計；動態(tài)管理；遼寧省
近年來，水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度不斷加大，病險水庫除險加固、飲水安全、灌區(qū)節(jié)水改造、泵站更新改造、水土保持、引輸水工程等建設(shè)項目呈現(xiàn)出點多、面廣、量大，管理主體分散，管理對象多樣化等特征，水利建設(shè)管理呈現(xiàn)出投資強度高、建設(shè)任務(wù)重、管理要求高、工作責(zé)任大等新的特點[1]。在新的形式下，遼寧省為全面做好水利工程建設(shè)與管理工作，在借鑒探索的基礎(chǔ)上，提出開展水利工程建設(shè)項目動態(tài)管理系統(tǒng)建設(shè)，重點研究了水利工程建設(shè)項目動態(tài)數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作，現(xiàn)將設(shè)計要點進(jìn)行交流分享。
1設(shè)計要點
數(shù)據(jù)庫設(shè)計是應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的根基，數(shù)據(jù)庫設(shè)計關(guān)乎系統(tǒng)功能實現(xiàn)度、穩(wěn)定性、擴(kuò)展性等多個方面的內(nèi)容[2]。為確保水利工程建設(shè)項目動態(tài)數(shù)據(jù)庫達(dá)到“把數(shù)據(jù)管起來，將數(shù)據(jù)用起來，使數(shù)據(jù)活起來的”的預(yù)期目標(biāo)，特對數(shù)據(jù)庫在內(nèi)容覆蓋、信息共享、標(biāo)準(zhǔn)化、面向?qū)ο?、約束條件、查詢統(tǒng)計等方面進(jìn)行了重點設(shè)計。
1.1全過程覆蓋
依據(jù)遼寧水利建設(shè)項目管理經(jīng)驗，將水利建設(shè)項目管理有關(guān)字段按照建設(shè)過程進(jìn)行科學(xué)劃分，按項目實施過程劃分為前期工作、項目基本信息管理、建設(shè)過程管理三大階段，按項目管理內(nèi)容分為前期工作、項目基本情況、項目招投標(biāo)、參建單位及人員履行合同情況、進(jìn)度管理、計劃和資金管理、質(zhì)量管理、安全管理、檢查稽察督查審計及整改情況、竣工驗收等10個環(huán)節(jié)[3]，對管理內(nèi)容進(jìn)行全面覆蓋。見圖1和圖2。
2水利工程建設(shè)項目動態(tài)管理數(shù)據(jù)歸類示意圖
1.2信息互聯(lián)共享
在遼寧水利信息化整合建設(shè)的背景下，嚴(yán)格執(zhí)行數(shù)據(jù)來源唯一性的原則，充分利用現(xiàn)有系統(tǒng)的權(quán)威數(shù)據(jù)。與水利建設(shè)項目管理有關(guān)的設(shè)計、施工等單位和人員信息，采取“同存異消”的方針，對遼寧省水利建設(shè)市場信用信息平臺系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)字段進(jìn)行整理，作為水利建設(shè)項目動態(tài)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的字段內(nèi)容，確保此類信息同源權(quán)威；同時結(jié)合質(zhì)檢處等有關(guān)處室意見，合理設(shè)置數(shù)據(jù)字段，為今后相關(guān)處室新建或改建系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。
1.3標(biāo)準(zhǔn)化處理設(shè)計
標(biāo)準(zhǔn)化是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要手段，是科學(xué)管理的重要組成部分，加強數(shù)據(jù)庫建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化處理在數(shù)據(jù)庫建設(shè)中尤為重要[4]。水利建設(shè)項目面廣類多，主要可分為水庫、水閘、泵站等工程建設(shè)項目、水土保持治理項目、移民后期扶持項目、水文測站項目、農(nóng)村電氣化項目以及河流治理項目等幾大類別。為保障水利工程建設(shè)項目動態(tài)管理數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，特采取“求大同存小異”的方針，對全部項目的前期工作、項目信息管理、除進(jìn)度管理以外的過程管理進(jìn)行規(guī)范化處理，在字段設(shè)計上統(tǒng)籌兼顧，歸一化處理，形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；因不同項目在進(jìn)度管理中體現(xiàn)的指標(biāo)不一樣，比如農(nóng)村電氣化項目主要體現(xiàn)在發(fā)電設(shè)備采購、安裝方面，水土保持治理項目體現(xiàn)在魚鱗坑、截水溝、植被綠化的數(shù)量、長度和面積上，水庫、水閘等工程項目體現(xiàn)在土石挖方、混凝土澆筑體積上，特采取先差異化后標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行處理。通過標(biāo)準(zhǔn)化處理設(shè)計，大大提高數(shù)據(jù)庫的兼容和共享，提高數(shù)據(jù)庫的通用性，特別利用降低建設(shè)成本和方便數(shù)據(jù)庫用戶使用。
1.4面向?qū)ο笤O(shè)計
數(shù)據(jù)是系統(tǒng)的靈魂，活的數(shù)據(jù)是系統(tǒng)生命的保證。水利工程項目動態(tài)管理數(shù)據(jù)涉及到項目法人，設(shè)計、施工、監(jiān)理單位及人員、質(zhì)檢處、安監(jiān)處、建設(shè)與管理處等眾多機(jī)構(gòu)和人員，這些信息都需要納入數(shù)據(jù)庫中，為保障數(shù)據(jù)更新及時、穩(wěn)定，就必須面向?qū)ο髞碓O(shè)計?？紤]到項目法人在整個項目中的主導(dǎo)作用和穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)更新以項目法人為主導(dǎo)、質(zhì)檢處輔助來進(jìn)行設(shè)計。不同對象對項目管理的側(cè)重點也不同，考慮用戶在系統(tǒng)使用過程中的權(quán)限分配，在對數(shù)據(jù)庫表的處理上，按照項目法人、參建單位、監(jiān)督機(jī)構(gòu)、建管機(jī)構(gòu)、管理員等5類人員進(jìn)行分類標(biāo)識，支撐系統(tǒng)交互界面的設(shè)計與調(diào)用。
1.5約束機(jī)制設(shè)計
提供約束條件機(jī)制、完整性檢查方法、違約處理是維護(hù)數(shù)據(jù)庫完整性的充分必要條件。水利工程建設(shè)項目動態(tài)管理數(shù)據(jù)庫在約束機(jī)制上主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1）對數(shù)值的自動求和計算方面，避免人工錄入出現(xiàn)計算錯誤；2）對參建單位人員方面，系統(tǒng)自動調(diào)取遼寧省水利建設(shè)市場信用信息平臺中的入庫資料供填報人員選取，確保各類人員符合相關(guān)資格；3）對持證上崗人員出現(xiàn)一員多崗現(xiàn)象及失信懲戒人員進(jìn)行紅色警示。
1.6查詢統(tǒng)計設(shè)計
數(shù)據(jù)檢索與查詢也是數(shù)據(jù)庫的主要功能之一[5]。為便于對水利工程建設(shè)項目進(jìn)行統(tǒng)計查詢，特在數(shù)據(jù)庫設(shè)計上充分考慮查詢或統(tǒng)計的口徑，結(jié)合遼寧水利建設(shè)管理需要，設(shè)計了年度、工程類別、業(yè)務(wù)處室、行政區(qū)劃、投資來源等5類統(tǒng)計口徑。其中工程類別和業(yè)務(wù)處室劃分要與遼寧省水利投資統(tǒng)計軟件相銜接，確保水利建設(shè)投資統(tǒng)計結(jié)果與本庫中的建設(shè)進(jìn)度統(tǒng)計能對應(yīng)分析。
3結(jié)語
遼寧省水利工程建設(shè)項目動態(tài)數(shù)據(jù)庫設(shè)計是對遼寧水利工程建設(shè)監(jiān)督管理的一次全方位梳理。經(jīng)過查閱了大量的法規(guī)文件，多次征集有關(guān)部門意見，仔細(xì)分析數(shù)據(jù)上報程序，形成了多方認(rèn)可、程序嚴(yán)密、動靜結(jié)合、報管分離的水利工程建設(shè)動態(tài)數(shù)據(jù)庫，以此庫為基礎(chǔ)，研發(fā)遼寧省水利工程建設(shè)項目動態(tài)管理信息系統(tǒng)，將高效支撐和提升遼寧水利建設(shè)與管理效能，為水利建設(shè)管理改革發(fā)展提供新的起點。
作者:高真?zhèn)?趙巨偉 單位:1.遼寧省水利廳建設(shè)與管理處 2.遼寧江河水利水電新技術(shù)設(shè)計研究院
［參考文獻(xiàn)］
［1］陳雷.堅持改革創(chuàng)新強化建設(shè)管理努力開創(chuàng)水利建設(shè)與管理工作新局面［EB/OL］..2011—06—01.
［2］傘穎，高輝.淺談數(shù)據(jù)庫設(shè)計在系統(tǒng)設(shè)計中的重要性［J］.中國校外教育,2013（24）：168—169.
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關(guān)鍵詞：水政監(jiān)察，動態(tài)管理，扶綏縣
中圖分類號： C93 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
扶綏縣地處低緯，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。年平均氣溫在21.3-22.8℃，歷年最低氣溫-0.6℃，歷年最高氣溫39.5℃，日平均氣溫≥10℃。左江是扶綏的第一大河，稱為扶綏的母親河。左江屬珠江水系，豐水期和枯水期分別可通航500噸位和150噸位的船舶，隨著下游老口電站的建成，通航噸位常年可達(dá)1000噸。左江河運船舶順流而下經(jīng)南寧沿西江航道可通達(dá)梧州、廣州、香港等地，逆流而上可通達(dá)越南[1]。
長期以來非法采砂破壞河床與侵損河岸污染河道的現(xiàn)象時有發(fā)生，這給水政監(jiān)管帶來很大的壓力。因為未能及時發(fā)現(xiàn)，所以很難有效治理，違法者往往采用突擊的形式“作案”，監(jiān)管人員到來后則遁去，與執(zhí)法者玩起“捉迷藏”，盜采者因此而屢屢得逞，危害巨大。如何杜絕此類似事件的發(fā)生，一直是地方政府考慮的重要問題之一。若能在其“作案”之初則給予立即監(jiān)管，把非法盜采和侵損河床河岸的行為消滅在萌芽狀態(tài)，那么此類事件的發(fā)生率將大幅降低。據(jù)于此，本文提出的應(yīng)用高速發(fā)展的3S技術(shù)搭建扶綏縣水政監(jiān)察動態(tài)管理系統(tǒng)。對河道進(jìn)行分段實時監(jiān)控，及時拍照、攝像，使得非法侵損河道、非法采砂等違法行為無處遁形。此外，管理平臺還兼顧有河道受自然災(zāi)害威脅預(yù)警之保護(hù)功能。
1 建設(shè)任務(wù)
扶綏縣水政監(jiān)察動態(tài)管理系統(tǒng)建設(shè)的主要任務(wù)為以下幾個方面：
（1）標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)
認(rèn)真貫徹執(zhí)行上級信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我縣的實際情況，補充完善我縣信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、制度，規(guī)范水政監(jiān)察建設(shè)，提高扶綏縣水政監(jiān)察建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
（2）數(shù)據(jù)中心建設(shè)
根據(jù)國家及區(qū)廳要求，建立縣級水政監(jiān)察動態(tài)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，以實現(xiàn)各類水政監(jiān)察數(shù)據(jù)的存儲、管理、共享、交換等。
（3）電子政務(wù)系統(tǒng)建設(shè)
整合已有的各業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，建立水政監(jiān)察動態(tài)管理系統(tǒng)，并建立其他業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程網(wǎng)上監(jiān)察、公文網(wǎng)上審批傳遞的現(xiàn)代化動態(tài)管理[2]。
2 技術(shù)依據(jù)
（1） 《中華人民共和國行政區(qū)劃代碼》，GB 2260―2002
（2） 《地球空間數(shù)據(jù)交換格式》，GB/T 17798―1999
（3） 《國土基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)分類與代碼》，GB/T 13923－1992
（4） 《城市地理要素―城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管線，編碼結(jié)構(gòu)規(guī)則》，GB 14395－93
（5） 《國家基本比例尺地形圖分幅和編號》，GB/T 13989―1992
（6） 《1∶500 1∶1000 1∶2000，地形圖要素分類與代碼》，GB 14804－1993
（7） 《1∶500 1∶1000 1∶2000，地形圖圖式》，GB/T 20257.1-2007
（8） 《1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖數(shù)字化規(guī)范》，GB/T 17160-1997
（9） 《地籍測繪規(guī)范》，國家測繪局 CH 5002-1994
（10） 《地籍圖式規(guī)范》，國家測繪局 CH 5002-1994
（11） 《大比例尺地形圖機(jī)助成圖規(guī)范》，GB 14912-1994
3 總體結(jié)構(gòu)圖
圖1 扶綏縣水政監(jiān)察動態(tài)管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖
考慮到扶綏縣水政監(jiān)察大隊的辦公特點及與政府和上級、下級之間網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的要求，本文采用B/S為主，C/S為輔的網(wǎng)絡(luò)模式的系統(tǒng)框架，大隊內(nèi)部各職能科室通過局域網(wǎng)用B/S模式訪問信息中心，信息中心以C/S模式管理數(shù)據(jù)；大隊與外網(wǎng)采用物理隔開，通過Internet網(wǎng)相連，并設(shè)有防火墻，以保證系統(tǒng)的安全性。各級單位可以通過B/S模式訪問大隊信息中心。
4 系統(tǒng)搭建
4.1數(shù)據(jù)庫總體架構(gòu)
扶綏縣水政監(jiān)察大隊數(shù)據(jù)中心依托MapGIS K9基礎(chǔ)GIS平臺構(gòu)建多源異構(gòu)數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、管理、分析、維護(hù)的核心功能倉庫，運用數(shù)據(jù)中心集成開發(fā)平臺自定義搭建可視化的數(shù)據(jù)組織、視圖加載、界面設(shè)計、后臺更新維護(hù)，并運用MapGIS-IMS技術(shù)向外數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心成果。系統(tǒng)探索并實現(xiàn)了扶綏縣水政監(jiān)察大隊數(shù)據(jù)中心與日常管理應(yīng)用相結(jié)合的模式和方法，提供可供推廣的數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)、軟件規(guī)范和實現(xiàn)技術(shù)，全程服務(wù)于土地批、供、用、補、查的各個環(huán)節(jié)，最終實現(xiàn)了便捷、規(guī)范的綜合管理和科學(xué)的、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析決策支持[3]。
扶綏縣水政監(jiān)察大隊數(shù)據(jù)中心中，K9基礎(chǔ)平臺是基礎(chǔ)，提供了豐富、專業(yè)的矢量、柵格、影像、三維四位一體的存儲、管理、編輯與分析功能。數(shù)據(jù)中心集成開發(fā)平臺提供了系統(tǒng)的運行框架，以及其他業(yè)務(wù)專用插件，通用搭建組合，最終行成了綜合管理系統(tǒng)中用于后臺的數(shù)據(jù)中心管理的C/S子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)的用戶對象是信息中心技術(shù)人員，主要提供了數(shù)據(jù)的上載入庫、管理更新、綜合統(tǒng)計輸出等功能。
4.2 邏輯結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)中心主要包含六個部分：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)中心管理平臺、數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘支持系統(tǒng)和數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)。
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)接入、本級核心網(wǎng)絡(luò)管理功能；數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和文件管理系統(tǒng)，提供對各類數(shù)據(jù)的存貯、備份、恢復(fù)、遷移等基礎(chǔ)功能；空間數(shù)據(jù)中心管理平臺提供數(shù)據(jù)的檢查、整合、數(shù)據(jù)入庫、數(shù)據(jù)的更新維護(hù)、數(shù)據(jù)清理等功能；數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)目錄、數(shù)據(jù)服務(wù)目錄、元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)搜索引擎、數(shù)據(jù)加工、服務(wù)計費等功能；數(shù)據(jù)挖掘支持系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的主題分析，主題統(tǒng)計，數(shù)據(jù)挖掘、輸出，決策服務(wù)等功能；數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸方面的功能。
4.3 業(yè)務(wù)板塊
業(yè)務(wù)庫中的業(yè)務(wù)均可自定義的業(yè)務(wù)編號規(guī)則，每個業(yè)務(wù)對應(yīng)一個或者多個相關(guān)聯(lián)或者組合在一起的案卷，不同類型的案卷編號均采用統(tǒng)一的編號規(guī)則，案卷中包含業(yè)務(wù)坐標(biāo)信息、表格信息、多媒體信息，可以以數(shù)據(jù)包的形式壓縮導(dǎo)出或者導(dǎo)入。
數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和更新與其數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)板塊設(shè)計是緊密相連的。每個業(yè)務(wù)板塊在運轉(zhuǎn)時都需要特定的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)做決策基礎(chǔ)，劃定一定的分析范圍進(jìn)行空間裁剪分析得到?jīng)Q策結(jié)果，并最終提交或者放棄提交業(yè)務(wù)專題圖層的落地更新。
4.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫
按數(shù)據(jù)來源劃分，數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)包括調(diào)查數(shù)據(jù)和審批數(shù)據(jù)，調(diào)查數(shù)據(jù)指通過野外調(diào)查的成果數(shù)據(jù)；審批數(shù)據(jù)指辦理各類業(yè)務(wù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。按數(shù)據(jù)用途劃分，數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)倉庫管理的數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要是指反映水政監(jiān)察現(xiàn)狀，主要包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)。專題數(shù)據(jù)是指根據(jù)水政監(jiān)察需要從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)派生的數(shù)據(jù)。專題數(shù)據(jù)包括規(guī)劃數(shù)據(jù)、執(zhí)法數(shù)據(jù)與地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)。
一般而言，水政監(jiān)察數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫可能包括如下空間數(shù)據(jù)：
① 第二次土地調(diào)查變更數(shù)據(jù)庫；
② 第二次土地調(diào)查DOM影像圖；
③ “一張圖”遙感影像圖；
④ 土地整理項目規(guī)劃和竣工圖；
⑤ 衛(wèi)片監(jiān)測數(shù)據(jù)；
以上數(shù)據(jù)通過分散采集、加然后工、檢查，形成數(shù)據(jù)成果，按照統(tǒng)一的命名規(guī)范，按層存放在物理數(shù)據(jù)庫中，形成各業(yè)務(wù)科室關(guān)心的邏輯上的專題基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫。
4.5 管理與共享方式
實現(xiàn)扶綏縣水政監(jiān)察信息統(tǒng)一管理與共享交換暢通，在系統(tǒng)建設(shè)運行過程中必須滿足以下要求：
市、縣級數(shù)據(jù)中心由各地信息中心或相應(yīng)信息機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)建設(shè)、運行、管理和維護(hù)，保證數(shù)據(jù)中心建設(shè)的規(guī)范、完整和可靠。
將水政監(jiān)察所需的各類基礎(chǔ)信息匯總提交到各自信息中心或相應(yīng)信息機(jī)構(gòu)，由數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理和存儲，并負(fù)責(zé)與上下級共享交換以及對外提供信息服務(wù)。
為保證市、縣各地信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式和結(jié)構(gòu)一致性及數(shù)據(jù)完整性，扶綏縣水政監(jiān)察系統(tǒng)應(yīng)按國家和自治區(qū)要求的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，特別是數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)必須符合標(biāo)準(zhǔn)，如提供符合標(biāo)準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出功能等。
數(shù)據(jù)存儲采用分布式和集中式相結(jié)合的方式，不但能對本級信息進(jìn)行統(tǒng)一管理，并能實現(xiàn)與上下級系統(tǒng)間的調(diào)用、共享和交換。GIS系統(tǒng)管理的空間數(shù)據(jù)應(yīng)逐步由單個圖形文件形式過渡到由關(guān)系型數(shù)據(jù)庫直接管理矢量數(shù)據(jù)的形式，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)共存于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中。
由于數(shù)據(jù)信息在扶綏縣水政監(jiān)察信息系統(tǒng)乃至整個工作中的重要性，因此數(shù)據(jù)備份是各地信息中心或相應(yīng)信息機(jī)構(gòu)需特別加強的工作，必要時應(yīng)采取數(shù)據(jù)異地備份。
5結(jié)束語
扶綏縣水政監(jiān)察動態(tài)管理系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用，將化被動管理為主動管理，及時遏制水事違法事件的發(fā)生。隨著系統(tǒng)布點的增多，水政監(jiān)管工作將會發(fā)揮巨大的水政監(jiān)察動態(tài)管理作用，同時將大大促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)和社會信息化的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 扶綏縣水利局．扶綏縣水利志[M]． 扶綏縣水利局，2010：100―105．
關(guān)鍵詞：水政監(jiān)察；動態(tài)管理；方案
前言
惠安縣地處福建東南沿海，境內(nèi)分布著四大溪流，灘淺水緩，沙質(zhì)豐優(yōu)，長期以來非法采砂破壞河床的現(xiàn)象十分猖獗，侵損河岸污染河道的事件也時有發(fā)生，這給水政監(jiān)管帶來很大的壓力。由于未能及時發(fā)現(xiàn)，故很難有效治理，違法者往往采用突擊的形式“作案”，監(jiān)管人員到來后則遁去，與執(zhí)法者玩起“躲迷藏”，盜采者因此而屢屢得逞，危害巨大。如何杜絕此類似事件的發(fā)生，一直是地方政府考慮的重要問題之一。若能在其“作案”之初則給予立即監(jiān)管，把非法盜采和侵損河床河岸的行為消滅在萌芽狀態(tài)，那么此類事件的發(fā)生率將大幅降低。據(jù)此思路，本文提出的應(yīng)用信息遙感技術(shù)――水政監(jiān)察動態(tài)管理平臺，對河道的重要部位進(jìn)行實時監(jiān)控，及時拍照、攝像，使得非法侵損河道、非法采砂等違法行為無處遁形。此外，管理平臺還兼顧有河道受自然災(zāi)害威脅預(yù)警之保護(hù)功能。以下介紹水政監(jiān)察動態(tài)管理平臺的構(gòu)造、原理以及其技術(shù)要求等內(nèi)容。
1 系統(tǒng)組成
水政監(jiān)察動態(tài)管理平臺信息遙感技術(shù)主要由水文監(jiān)測（雨量、水位、流量）和視頻監(jiān)控以及信息傳輸三個部分組成。通過現(xiàn)場檢測到的各種數(shù)據(jù)的變化進(jìn)行分析，最后綜合判斷現(xiàn)場出現(xiàn)的狀況：是自然災(zāi)害對河岸的威脅，還是人為非法采砂或?qū)影逗哟病⒅脖坏那謸p，進(jìn)而作出采取相應(yīng)行動的決定，有效保護(hù)水利工程設(shè)施，杜絕非法破壞行為。
1.1 雨量計
雨量計采用翻斗式雨量計，雨量每增加1mm即雨量計輸出一個電信號，送至終端機(jī)上轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，最后經(jīng)手機(jī)模塊轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€代表雨量數(shù)值的射頻信號向外界發(fā)射（短信或GPRS信號）。
1.2 水位計
水位計采用氣泡式水位計，其水位傳感頭安裝在河流或水庫中，每當(dāng)水位增加或減少一定數(shù)值（可按需設(shè)定，如5cm等），即氣泡水位計輸出一個能反映水位的電信號，送至終端機(jī)上轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，再經(jīng)手機(jī)模塊轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€代表水位數(shù)值的射頻信號向外界發(fā)射（短信或GPRS信號），最后借助移動通信把信息傳輸至機(jī)房控制中心。
1.3 流量計
流量計安裝在河流某中能反映某種典型信息的重要河段，每當(dāng)河流流量發(fā)生變化，且變化量超過某設(shè)定的數(shù)值時，流量計即輸出一個相應(yīng)的電信號，并送至終端機(jī)上轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，再經(jīng)手機(jī)模塊轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€代表流量數(shù)值的射頻信號向外界發(fā)射（短信或GPRS信號），最后借助移動通信把信息傳輸至機(jī)房控制中心。
1.4 視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控由紅外攝像頭和控制云臺與微波視頻傳輸系統(tǒng)等組成，現(xiàn)場視頻圖像將通過攝像頭轉(zhuǎn)換成視頻信號再經(jīng)過微波發(fā)射裝置，把反映現(xiàn)場情景的視頻圖像信號傳輸至單位里的機(jī)房控制中心。
1.5 支持設(shè)備
監(jiān)控現(xiàn)場所有傳感設(shè)備的工作都依賴于一個共同的支持系統(tǒng)，那就是電源供給系統(tǒng)，它由太陽能電池板和蓄電池及充電設(shè)備等組成，夜間或陰雨天時，由蓄電池供電，白天由太陽能向蓄電池充電，這樣，電能就能一直保持下去，保持一段相當(dāng)長的時間，蓄電池至少可以使用5年。
2 監(jiān)控原理
通過獲取來自雨量計、水位計、流量計及視頻監(jiān)控這些傳感設(shè)施的各種數(shù)據(jù)圖像，即可進(jìn)行綜合分析，判斷所保護(hù)的河段是否正在遭受人為的破壞（包括非法采砂、侵損河岸河床等）或正受自然災(zāi)害的威脅或破壞，從而作出正確行動的決定。
2.1 雨量水位流量監(jiān)控
當(dāng)監(jiān)測點附近下大雨且雨量達(dá)到一定預(yù)警數(shù)值時，河水水位也必將跟著上漲，來自水位傳感器的水位數(shù)值將不斷增加，當(dāng)水位增加達(dá)到一定的預(yù)警值時，且雨量值仍在不斷攀升，則預(yù)示著被監(jiān)測段的河岸可能會受洪水的威脅，此時指揮中心就會作出決定，通知做好該河段的防護(hù)工作，包括加密巡護(hù)，做好加固搶險的準(zhǔn)備。此外，當(dāng)檢測段河流水位低至一定程度時，其不遠(yuǎn)的上游就可能出現(xiàn)干涸，人為非法采砂現(xiàn)象就會增多，此時就需要加強巡查，把非法采砂破壞河床的事件消滅在萌芽狀態(tài)，提高巡查效率。同樣，當(dāng)被監(jiān)測河段水位增加到一定程度時，就必須注意巡查，以防采砂船的侵?jǐn)_。同理流量數(shù)據(jù)也同樣能夠反映出河道的水量多寡，通過掌握流量與水量的關(guān)系，即能有效地判斷出非法采砂和破壞河道事件發(fā)生的幾率大小。
2.2 視頻監(jiān)控
利用視頻攝像頭對重要河段重要區(qū)域進(jìn)行全天候的視頻監(jiān)控，能夠有效地遠(yuǎn)程監(jiān)控被監(jiān)控的區(qū)域是否有違法水事案件、入河排污、河道污染等事件的發(fā)生。視頻攝像頭把現(xiàn)場場景轉(zhuǎn)換成視頻信號，傳輸至視頻處理中心，再加載至射頻信號中，通過微波傳送，把加載有視頻信息的微波信號發(fā)送至指揮中心的微波接收裝置上，再輸送至計算機(jī)的數(shù)據(jù)處理中心，經(jīng)信息圖像處理軟件處理后在顯示屏上還原出相應(yīng)的視頻場景，值守人員通過監(jiān)控圖像即可及時發(fā)現(xiàn)侵損河岸河床以及非法采砂等違法行為。
3 技術(shù)指標(biāo)
3.1 水位計：量程0-15m，精度+5mm，分辨率1mm/0.1mBar；測量間隔1min-24h。
3.2 雨量計：分辨率1mm，雨強測量范圍0-4/min，允許通過最大雨強8mm/min。
3.3 太陽能板：工作電壓≥16V，工作電流≥2A，峰值功率40W。
3.4 蓄電池：12V，100Ah；浮充壽命≥5年。
3.5 視頻攝像：200萬像素，旋轉(zhuǎn)角度水平0-360°，垂直0-105°，
水平視角55.4-2.9度（廣角-遠(yuǎn)望），焦距20倍光學(xué)變焦。
3.6 遙測終端機(jī)：雨量范圍0-9999mm，可循環(huán)，水位0-4095cm，信源編碼BCD，信道編碼BCH，數(shù)據(jù)傳輸模式采用異步傳輸，工作電源12V，靜態(tài)電流≤2.5mA。
3.7 GPRS/GSM/CDMA模塊：工頻支持雙頻GSM/GPRS，發(fā)射功率2W（900MHz），功耗≤150mA（工作），靜態(tài)功耗≤10Ma。
4 結(jié)束語
據(jù)不完全統(tǒng)計，每年遭受盜采的河沙以及河床河岸遭受破壞的損失達(dá)到上千萬元之多，其社會危害所造成的損失更是巨大。而水政監(jiān)察動態(tài)管理系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，變被動管理為主動管理，及時遏制水事違法事件的發(fā)生。隨著系統(tǒng)布點的增多，水政監(jiān)管工作將有了質(zhì)的飛躍，增強執(zhí)法能力，減少盲目“疲勞作戰(zhàn)”的無用功，提高執(zhí)法效率，每年可遏制非法采砂事件50起以上，減少大量水土流失，減少河流污染以及侵占破壞河道河岸的事件發(fā)生，由此所產(chǎn)生的效益非常巨大，所帶來的社會效益更是不可估量。
參考文獻(xiàn)
[1]陳敏，張仁陵.水雨情自動測報系統(tǒng)[J].中國水利，2007（11）.
關(guān)鍵詞：給水管網(wǎng)；動態(tài)水力建模數(shù)據(jù)；管理
中圖分類號：TU821文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
1.給水管網(wǎng)動態(tài)模擬概述
針對給水管網(wǎng)運行特點，建立相應(yīng)的動態(tài)水力模型，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化控制的目的，同時還能夠起到科學(xué)管理的效果。在模型中，其水流需要能夠有效反映現(xiàn)實管網(wǎng)中水流所具有的流動狀態(tài)，換而言之，該動態(tài)模型需要能夠有效反映現(xiàn)實管網(wǎng)中的一系列動態(tài)參數(shù)。合理的給水管網(wǎng)動態(tài)模型具有以下作用：對管網(wǎng)漏損進(jìn)行有效的輔助預(yù)測；對事故狀態(tài)下的運行進(jìn)行有效模擬，從而便于故障解決措施的制定和實施；對以爆管為代表的一系列異常狀況進(jìn)行預(yù)見性分析，為調(diào)度及維修人員提供有益參考；為水系統(tǒng)運行的后續(xù)優(yōu)化工作奠定基礎(chǔ)；方便水質(zhì)模型的構(gòu)建，在水質(zhì)分析過程中發(fā)揮輔助作用[1]。
2.給水管網(wǎng)動態(tài)水力建模數(shù)據(jù)分析
2.1動態(tài)水力建模數(shù)據(jù)類型及來源
管網(wǎng)屬性數(shù)據(jù)。對于給水管網(wǎng)而言，其屬性數(shù)據(jù)通常指的是測量值及實際調(diào)查獲得數(shù)據(jù)，該類數(shù)據(jù)大多情況下借助GIS系統(tǒng)便能夠準(zhǔn)確獲得。
管網(wǎng)運行監(jiān)測數(shù)據(jù)。該類數(shù)據(jù)主要包括兩個部分，一種是在線監(jiān)測的壓力數(shù)據(jù)，另一種是在線監(jiān)測的流量數(shù)據(jù)。在建立水力模型的過程中，通常應(yīng)用SCADA系統(tǒng)以實現(xiàn)對管網(wǎng)的延時模擬，也可以截取代表性較為突出的某幾天數(shù)據(jù)進(jìn)行模型校驗處理
實測數(shù)據(jù)。在具體建模環(huán)節(jié)，需進(jìn)行實測的數(shù)據(jù)主要包括三大部分，一是對管網(wǎng)屬性中那一類不確定信息進(jìn)行準(zhǔn)確地現(xiàn)場測定，二是對水泵曲線（尤其是工作年限較長的）進(jìn)行現(xiàn)場實測，三是對用戶的用水量曲線進(jìn)行現(xiàn)場測定。
派生數(shù)據(jù)。所謂派生數(shù)據(jù)指的是，在分析數(shù)據(jù)過程中形成的一類新數(shù)據(jù)，雖然不是建模的必要組成部分，但有助于對既有數(shù)據(jù)中所包含的隱形信息進(jìn)行一定程度的挖掘。如可利用數(shù)據(jù)挖掘功能對爆管進(jìn)行分析，從而提高管網(wǎng)的安全系數(shù)。
2.2動態(tài)水力建模數(shù)據(jù)質(zhì)量分析
2.2.1數(shù)據(jù)質(zhì)量評價準(zhǔn)則
在建模過程中，應(yīng)對相關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行有效分析和控制。所謂數(shù)據(jù)質(zhì)量（英文簡稱DQI）指的是，參與動態(tài)建模的諸多數(shù)據(jù)能夠滿足建模實際需求的特征。在獲悉數(shù)據(jù)質(zhì)量的情況下，才能對建模的可行性等進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)判斷。對于動態(tài)建模數(shù)據(jù)而言，其質(zhì)量水平集中體現(xiàn)在如下各點：準(zhǔn)確度、精度、不確定性、包容性、一致性、完整性、易使用性、可得性、現(xiàn)勢性等。
2.2.2數(shù)據(jù)質(zhì)量評價方法——以模糊綜合評價法為例
采用模糊綜合評價法的過程中，涉及以下評價指標(biāo)：1）拓?fù)鋵傩?，如?jié)點坐標(biāo)位置精度等；2）節(jié)點流量，如用水?dāng)?shù)據(jù)精度等；3）泵站相關(guān)數(shù)據(jù)，如水泵曲線符合實際的程度；4）監(jiān)測數(shù)據(jù)，如監(jiān)測點分布密度；5）其它輔助信息，如地面標(biāo)高等反應(yīng)真實的程度。
對上述指標(biāo)進(jìn)行評價時，劃分優(yōu)良中差四個不同等級：優(yōu)指的是數(shù)據(jù)質(zhì)量相當(dāng)優(yōu)異，能夠為建模工作提供理想的數(shù)據(jù)支持；良指的是數(shù)據(jù)質(zhì)量稍次；中指的是能夠基本滿足建模需要；差指的是數(shù)據(jù)質(zhì)量極不理想，無法支持建模工作。
2.3數(shù)據(jù)處理
當(dāng)篩選出適宜的管網(wǎng)建模數(shù)據(jù)之后，接下來便需對其展開相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理，即對原始形式下的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使其轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的且能夠參與實際建模的形式。
管網(wǎng)建模過程中，涉及的關(guān)鍵數(shù)據(jù)需求及其處理如下：1）建立健全管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并準(zhǔn)確輸入有關(guān)屬性信息——管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、管段以及節(jié)點屬性、標(biāo)高數(shù)據(jù)等；2）對節(jié)點流量進(jìn)行科學(xué)分配——用戶用水量數(shù)據(jù)以及用水曲線；3）構(gòu)建有效的泵站模型，并加以校核——水泵曲線以及泵站運行記錄；4）展開相應(yīng)的模擬計算以及校核——監(jiān)測點數(shù)據(jù)記錄等[2]。
3.動態(tài)水力模型數(shù)據(jù)綜合管理
3.1模型數(shù)據(jù)綜合管理需求分析
3.1.1數(shù)據(jù)完整和同步的需求
給水系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)絕大部分屬于測量值以及實地調(diào)研數(shù)據(jù)，所以，應(yīng)尋求這樣一個高效數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，即無論發(fā)生何種類型的連動變更，都能夠借助系統(tǒng)本身提供的內(nèi)部功能予以自行維護(hù)，從而保證一系列數(shù)據(jù)的完整性以及同步性。另外，在正式管理過程中，應(yīng)嚴(yán)格設(shè)置和管理用戶權(quán)限，從而確保相關(guān)數(shù)據(jù)的安全性。
3.1.2數(shù)據(jù)使用便利的需求
在模型的諸多計算中，通常需要涉及大量數(shù)據(jù)的綜合計算，由于來源不一，再加上格式多樣，所以，有必要構(gòu)建一個高度統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)使用提供便利，不僅如此，借助視圖或者存儲方式，能夠基于模型計算對數(shù)據(jù)的相應(yīng)要求而得到目的明確的查詢結(jié)果，從而在一定程度上有效強化了篩選模型計算數(shù)據(jù)的工作效率。
3.2給水管網(wǎng)動態(tài)數(shù)據(jù)管理技術(shù)——給水管網(wǎng)動態(tài)數(shù)據(jù)庫
給水管網(wǎng)動態(tài)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)成如圖1所示。
圖1 給水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
對該數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理時，主要涉及以下幾點：1）數(shù)據(jù)存儲，即把全部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)表形式，并存儲起來；2）數(shù)據(jù)庫連接，即數(shù)據(jù)庫之間的連接，以及數(shù)據(jù)庫和其他系統(tǒng)之間的連接；綜合/聯(lián)合查詢，借助查詢方式搜集需要用到的數(shù)據(jù)及信息，又或者基于視圖與存儲的形式，對常用查詢模塊進(jìn)行有效保存，以便后期調(diào)用；3）數(shù)據(jù)更新；4）用戶管理。
3.2.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計原則
數(shù)據(jù)庫設(shè)計原則主要包括：滿足用戶需求的實用性原則、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性原則、安全穩(wěn)定性原則、易操作性可擴(kuò)展性原則、
3.2.2數(shù)據(jù)庫的建立
數(shù)據(jù)庫組成主要涉及以下幾點：1）管網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類，如參數(shù)表、用戶信息表、測壓點信息表、水泵信息表、水廠信息表、閥門信息表、加壓泵站信息表、清水池信息表；2）動態(tài)模擬數(shù)據(jù)類，如測壓點壓力表、水廠出水壓力表、水泵數(shù)據(jù)表、清水池水位表、加壓泵站數(shù)據(jù)表、閥門數(shù)據(jù)表、累計流量數(shù)據(jù)表。
將上述數(shù)據(jù)統(tǒng)籌、歸類、入庫便能夠獲得一個具有動態(tài)特性的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)表相互間存在一定的關(guān)聯(lián)性以及制約性，這是因為數(shù)據(jù)本身便存在一定的關(guān)聯(lián)性，常見的有管線和節(jié)點之間、閥門和節(jié)點之間、以及設(shè)備兩端節(jié)點之間等。在執(zhí)行刪除或者編輯等重要動作時，應(yīng)特別注意：對節(jié)點進(jìn)行挪動時，與節(jié)點保持相連的管道也應(yīng)隨著節(jié)點置的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化；對節(jié)點新坐標(biāo)進(jìn)行確定時，需要對管道長度進(jìn)行修改；對管段進(jìn)行移動時，對于該管段而言，其兩個節(jié)點也會隨之進(jìn)行相應(yīng)的移動，另外，和這一管段存在連接關(guān)系的諸多管段也會隨之出現(xiàn)一定程度的拉伸效應(yīng)。在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的幫助下，能夠清晰且明確地觀察到數(shù)據(jù)表相互間存在的關(guān)系結(jié)構(gòu)，從而準(zhǔn)確理清各個數(shù)據(jù)表之間的內(nèi)外在關(guān)系。
數(shù)據(jù)庫的其他組成部分：1）視圖。對于那些需要固定格式處理的數(shù)據(jù)可借助視圖予以保存，在需要的情況下再抽調(diào)出來，從而有效避免了重復(fù)作業(yè)的發(fā)生；2）存儲過程。對于那些應(yīng)用頻率相對較高的查詢模塊，則有必要為其編譯相應(yīng)的存儲過程，使其成為具有獨立特性的單元體以供用戶調(diào)用，從而防止代碼的多次編譯，進(jìn)而節(jié)省大量的人力和時間；3）觸發(fā)。通常適應(yīng)于級聯(lián)更新或者級聯(lián)刪除的情況。
3.2.3數(shù)據(jù)維護(hù)和更新
基于現(xiàn)有模型構(gòu)建一個全新的、完整的數(shù)據(jù)庫之后，在將來的備份及更新時，那些不同時間段的數(shù)據(jù)便有了與之相應(yīng)的版本。應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理軟件本身具備的優(yōu)異更新及備份功能，能夠基于既有的數(shù)據(jù)庫開展相應(yīng)的備份操作，在此過程中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫可以共用，而不同時間段的各個版本可以以相對獨立的更新文件形式予以存儲，如此一來，任何時間段所對應(yīng)的版本均能夠得到完整而有效的保存，不僅如此，還實現(xiàn)了數(shù)據(jù)冗余最小化的目標(biāo)，再加上共享度相對較高，文件以最小體積形式存在，使得更新任務(wù)量也相對較小。
對給水管網(wǎng)動態(tài)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)和更新時，主要涉及如下工作：1）對管網(wǎng)模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新；2）對節(jié)點流量進(jìn)行更新；3）對操作方案進(jìn)行更新；4）對管道粗糙系數(shù)進(jìn)行更新；5）對水泵特性曲線進(jìn)行更新；6）對模型進(jìn)行定期檢驗[4]。
當(dāng)上述數(shù)據(jù)出現(xiàn)相應(yīng)改變時，數(shù)據(jù)庫中與之對應(yīng)的數(shù)據(jù)也會隨之被有效更新。對管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及相關(guān)屬性信息進(jìn)行更新時，可借助數(shù)據(jù)庫和模型本身的接口對相關(guān)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行重新導(dǎo)入。對于那些繁雜程度較高且形式變化較多的數(shù)據(jù)，可結(jié)合具體變化情況，由有修改權(quán)限的數(shù)據(jù)庫管理人員進(jìn)行手動方式或者其他方式的更新。
4.結(jié)束語
隨著城市給水管網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其運行及管理工作將面臨更大的挑戰(zhàn)，所以，做好給水管網(wǎng)動態(tài)水力建模數(shù)據(jù)分析及其綜合管理工作便顯得尤為重要了。相信隨著研究的不斷深入，動態(tài)水力模型將會在功能及精度上取得更大的進(jìn)步，從而為城市給水管網(wǎng)的正常運行及高效運行提供更大的幫助。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳濤,徐鵬,趙潔. 給水管網(wǎng)動態(tài)水力模擬系統(tǒng)的建模研究[J]. 城鎮(zhèn)供水,2012,01:66-67.
關(guān)鍵詞：給水管網(wǎng)微觀動態(tài)水力模型 標(biāo)準(zhǔn)方法 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
1 水司建立給水管網(wǎng)微觀動態(tài)水力模型的必要性
給水管網(wǎng)微觀動態(tài)水力模型是指將給水系統(tǒng)中的一些給水設(shè)施(如：水泵、管道、閥門、 水庫或水塔等)的特性數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)及水量數(shù)據(jù)輸入管網(wǎng)模擬計算軟件，進(jìn)行延時模擬計 算，并達(dá)到一定校驗標(biāo)準(zhǔn)的模型。建立大規(guī)模城市給水管網(wǎng)微觀水力模型是一項系統(tǒng)工程。
要實現(xiàn)配水系統(tǒng)的科學(xué)化管理，尤其是大規(guī)模給水系統(tǒng)，水司必須建立給水管網(wǎng)微觀動態(tài) 水力模型，原因是：給水系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計及改擴(kuò)建需要它；能指導(dǎo)和幫助安排檢漏工作； 管網(wǎng)改造優(yōu)先性評估；診斷管網(wǎng)中的異常情況，如：錯關(guān)閥門，摩阻突變等，并提出解決方 案；分析事故或工程對用戶用水的影響程度，分析用水困難原因，提高供水服務(wù)業(yè)務(wù)水平； 調(diào)查大規(guī)模給水系統(tǒng)中水打回籠現(xiàn)象，尋找季節(jié)性閥門經(jīng)濟(jì)開度；用模型進(jìn)行每天管網(wǎng)運行 工況分析，能增強調(diào)度員調(diào)度信心，有利于經(jīng)濟(jì)調(diào)度，同時模型可用于培訓(xùn)調(diào)度員；能幫助 選定管網(wǎng)中測點位置，優(yōu)化測點布置；在管網(wǎng)微觀水力模型的基礎(chǔ)上可開發(fā)水質(zhì)模型，管網(wǎng) 水力動態(tài)模型與SCADA系統(tǒng)相連，可實現(xiàn)在線實時調(diào)度，為進(jìn)一步實現(xiàn)離線或在線優(yōu)化調(diào)度 提供條件等等。
2 建立給水管網(wǎng)微觀動態(tài)水力模型標(biāo)準(zhǔn)方法
2.1 管網(wǎng)分析軟件及現(xiàn)場測試儀器的選擇原則
選定管網(wǎng)分析軟件原則：
(1)與GIS、營業(yè)水費賬單系統(tǒng)及SCADA系統(tǒng)有接口；
(2)能支持多種操作平臺，支持多種輸入輸出設(shè)備，有網(wǎng)絡(luò)版，人機(jī)界面友好；
(3)計算管網(wǎng)節(jié)點數(shù)應(yīng)無限，計算速度快，占內(nèi)存少(15000個節(jié)點管網(wǎng)模型要求內(nèi)存不能超過35M)；
(4)能對多種給水設(shè)施進(jìn)行模擬，同一種給水設(shè)施有多種水力計算公式(尤其是管道)；
(5)具備條件選定功能，具備對某些給水設(shè)施參數(shù)整體改變或修改的功能，能進(jìn)行延時模擬計算(至少24h)，時間間隔可任意設(shè)置；
(6)具備模型組合、拆分及簡化功能；
(7)建立的GIS圖形能作為一個圖層放在管網(wǎng)模型圖形底層，同時能對管網(wǎng)模型進(jìn)行正常的 修改等操作。
現(xiàn)場測試儀器的選擇原則：
(1)水泵測試儀應(yīng)具備測定電動機(jī)功率及效率，水泵的H～Q曲線，H～η曲線，水泵溫度等參數(shù)；
(2)壓力數(shù)據(jù)采集儀應(yīng)能連接消火栓，收集壓力數(shù)據(jù)；流量儀能安裝在流量井里，進(jìn)行雙 向瞬時流量測定，桿的振動應(yīng)該小，同時具備多種規(guī)格；水位儀投入水底，應(yīng)能采集水位或 深度變化；
(3)各種儀器設(shè)備及電池能防水，有時鐘、日歷及隨機(jī)存儲器，采集時間間隔應(yīng)能設(shè)置， 數(shù)據(jù)容量不能少于7d(間隔15min)；
(4)采集的數(shù)據(jù)應(yīng)能在測試儀的隨機(jī)存儲器和個人計算機(jī)(PC)之間相互調(diào)用；
(5)各種儀器設(shè)備采集數(shù)據(jù)的量程及精度應(yīng)滿足要求，安裝操作應(yīng)簡便、安全。
2.2 建立管網(wǎng)模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
管網(wǎng)模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立有兩種方法：一種是用數(shù)字化儀將給水設(shè)施數(shù)字化輸入建模軟件 ，形成點線結(jié)構(gòu)的管網(wǎng)圖形；另一種是從給水GIS系統(tǒng)中按照一定的文件格式調(diào)入經(jīng)矢量化 的給水設(shè)施圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，使之在管網(wǎng)模型軟件里形成計算機(jī)給水系統(tǒng)管網(wǎng)圖形。不 論是用哪種方法，實際的管網(wǎng)圖形都要經(jīng)過"微誤差簡化"[1]，前一種方法是在 管線圖紙上完成，第二種方法是在管網(wǎng)建模軟件里完成的。
"微誤差簡化"原則：
(1)簡化枝狀管。一般情況下，將枝狀管簡化掉，把它的用戶用水量劃到與之相連的環(huán)狀 管節(jié)點上，如果枝狀管上有大用戶，將保留該枝狀管，便于大用戶24h實時用水曲線調(diào)查；
(2)簡化"T"(梯)型連通管。當(dāng)連通兩管道"T"的直徑與其中一根管道的直徑相同時， 將"T"簡化掉；如連通兩管道"T"的直徑與兩根管道的直徑都不同時，將保留"T"；如 "T"上有常規(guī)操作閥，將保留"T"；
(3)輸水管道如不是枝狀管，不論直徑大小，不能簡化掉；
(4)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)不能進(jìn)行人工分解，平行管線不能合并；
(5)多根管道連接于同一根管道，且節(jié)點間間距小于2m，可合并為一個節(jié)點，局部水頭損 失轉(zhuǎn)化為管道沿程水頭損失；
(6)管道拐彎或經(jīng)"微誤差簡化"產(chǎn)生的水頭損失，模型校驗時轉(zhuǎn)化為管道沿程水頭損失。
節(jié)點的選定應(yīng)遵循以下原則：
(1)閥門和水泵的兩端設(shè)置節(jié)點；
(2)水庫或水塔設(shè)置節(jié)點；
(3)管道交叉連通處設(shè)置節(jié)點；
(4)管道變徑處設(shè)置節(jié)點；
(5)埋設(shè)年代不同的管道(一般在5年以上)連接處設(shè)置節(jié)點；
(6)管材不同的管道連接處設(shè)置節(jié)點；
(7)大用戶位置設(shè)置單獨用水量節(jié)點；
(8)現(xiàn)場測試點處設(shè)置節(jié)點。
節(jié)點和元素編碼方法：
節(jié)點和元素編碼沒有統(tǒng)一的規(guī)則，應(yīng)該根據(jù)給水管網(wǎng)建模給水區(qū)域的具體情況而定。節(jié)點 和元素的編碼應(yīng)用有限的位數(shù)盡量反映多的信息量，模型軟件里允許的節(jié)點和元素編碼一般 各為8位字符，信息量一般包括：給水設(shè)施類別、使用年代、材質(zhì)、區(qū)域、圖紙?zhí)柕?。這樣 一來，便于管網(wǎng)模型的更新和校驗，便于對實際管網(wǎng)的操作、保養(yǎng)和管理，也便于工程應(yīng)用。
給水GIS里的節(jié)點編碼方法一般與管網(wǎng)模型里節(jié)點編碼方法不同，如：給水GIS里的閥門、 水泵等，只有一個編碼，而管網(wǎng)模型里將任何單個給水設(shè)施兩個節(jié)點，一個元素編碼；考慮 雙方接口時，應(yīng)考慮節(jié)點和元素編碼在兩個系統(tǒng)之間的相互轉(zhuǎn)化或生成方法；如給水設(shè)施是 利用數(shù)字化板輸入，那么節(jié)點和元素編碼是直接手工輸入管網(wǎng)模型軟件。節(jié)點的高程、管道的公稱直徑應(yīng)從GIS系統(tǒng)里轉(zhuǎn)入到管網(wǎng)模型，或手工直接輸入，管道公 稱直徑轉(zhuǎn)化為實際直徑應(yīng)在管網(wǎng)模型軟件里采用條件整體改變方式完成。
2.3 現(xiàn)場測試
現(xiàn)場測試的目的是為計算給水區(qū)域或系統(tǒng)的總用水量、節(jié)點流量及校驗管網(wǎng)動態(tài)水力模型 提供數(shù)據(jù)。SCADA系統(tǒng)或遙測系統(tǒng)返回的數(shù)據(jù)一般不能滿足建模精度要求。
現(xiàn)場對給水系統(tǒng)任何檢查和操作，都應(yīng)該遵從給水系統(tǒng)有關(guān)安全操作程序，絕對不能影響 正常的日常供水秩序；對閥門或水泵的操作，必須得到有關(guān)責(zé)任部門的批準(zhǔn)，并協(xié)作完成。
2.3.1 測試前的準(zhǔn)備工作
(1)整理分析用戶用水量賬單數(shù)據(jù)，選定要現(xiàn)場讀數(shù)的水表為大用戶水表；對選定的大用 戶水表進(jìn)行強檢、校正，對于大用戶，要調(diào)查每周工作天數(shù)，每天的工作時間，工作班制， 是否有廠內(nèi)蓄水池，蓄水池體積，進(jìn)水方式，進(jìn)水時間及使用周期等；
關(guān)鍵詞：給水管網(wǎng) 動態(tài)分析 水力模型 現(xiàn)場測試 校驗
上海市自來水公司供水系統(tǒng)是世界上最大的供水系統(tǒng)之一，由16座水廠、42座泵站和6300km的供水管線組成，供水區(qū)域為690km2，裝有220萬只水表。1998年日最高供水量為650.1×104t。近年來，隨著上海市的高速發(fā)展，給水管網(wǎng)的改擴(kuò)建及給水管網(wǎng)的日常操作管理引起人們的關(guān)注。
上海市給水管網(wǎng)的改擴(kuò)建主要指由于上海市區(qū)向郊區(qū)延伸，原有的某些給水設(shè)施(泵站、水庫等)不合理性日益明顯，引起了宏觀規(guī)劃問題；由于大量的低層房屋被高層代替，局部用水量增加，引起了局部用水量的規(guī)劃問題。長期以來，上海市供水管網(wǎng)的日常操作(主要指水源調(diào)度、管網(wǎng)的維護(hù)和更新)主要是憑借經(jīng)驗，而不是建立在科學(xué)的理論體系之上。
建立計算機(jī)給水管網(wǎng)動態(tài)水力模型(包括計算機(jī)給水管網(wǎng)宏觀動態(tài)水力模型和詳細(xì)動態(tài)水力模型)，是解決這個問題的最有效手段。宏觀動態(tài)水力模型主要用于上海市給水總體規(guī)劃活動的分析，包括優(yōu)化現(xiàn)有的給水設(shè)施，規(guī)劃新給水設(shè)施，為上海市供水系統(tǒng)的改擴(kuò)建提供宏觀的、總體的分析策略。詳細(xì)動態(tài)水力模型主要用于上海市供水系統(tǒng)的日常操作、維護(hù)和更新的活動分析，包括為管網(wǎng)的更新和維護(hù)提供科學(xué)的操作管理方法，為區(qū)域性的給水管網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計和更新的優(yōu)先性評估提供科學(xué)依據(jù)。
1 研究方法
1.1 建立計算機(jī)供水管網(wǎng)圖形［1、2］
計算機(jī)供水系統(tǒng)管網(wǎng)圖形應(yīng)該包括供水系統(tǒng)中的所有供水設(shè)施及其圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)(如管道直徑、節(jié)點標(biāo)高、位置坐標(biāo)等)。一般有兩種方法建立計算機(jī)供水系統(tǒng)管網(wǎng)圖形，一種是用數(shù)字化板將供水設(shè)施數(shù)字化輸入管網(wǎng)建模軟件，形成點線結(jié)構(gòu)的管網(wǎng)圖形；另一種是從供水地理信息系統(tǒng)(GIS)中按照一定的文件格式調(diào)用供水設(shè)施的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，使之在管網(wǎng)建模軟件里形成計算機(jī)供水系統(tǒng)管網(wǎng)圖形。
上海市供水設(shè)施的數(shù)目大，計算機(jī)供水系統(tǒng)管網(wǎng)圖形中節(jié)點數(shù)目過多，根據(jù)建立供水管網(wǎng)模型的用途不同，制定了取舍管線的原則：宏觀動態(tài)水力模型中應(yīng)該包括直徑≥500mm的管道和部分水力條件重要的小管道；詳細(xì)動態(tài)水力模型中應(yīng)該包括直徑≥300 mm的管道和部分水力條件重要的小管道。形成計算機(jī)供水系統(tǒng)管網(wǎng)圖形后，經(jīng)“微誤差簡化”，建立起浦西地區(qū)計算機(jī)供水系統(tǒng)詳細(xì)模型管網(wǎng)圖形。
1.2 現(xiàn)場測試
現(xiàn)場測試的目的是為計算供水系統(tǒng)的用水量、節(jié)點流量及校驗管網(wǎng)動態(tài)水力模型提供數(shù)據(jù)。
建立上海市給水管網(wǎng)動態(tài)水力模型過程中的現(xiàn)場測試由三部分組成：測試供水系統(tǒng)壓力和流量值；大用戶用水調(diào)查及現(xiàn)場24h讀表實測；測試水泵的特性參數(shù)。要求前兩個部分的現(xiàn)場測試同時進(jìn)行?？偣策M(jìn)行了十次大規(guī)模的現(xiàn)場測試，第一次測試的目的是為了解給水管網(wǎng)當(dāng)中水流的大致流動方向及壓力分布情況，為選擇模型現(xiàn)場測試點提供參考；后九次是為給水管網(wǎng)模型的校驗提供原始數(shù)據(jù)。由于受儀器數(shù)量的限制，在現(xiàn)場測試過程中，將浦西地區(qū)給水管網(wǎng)宏觀動態(tài)水力模型的測試分為南區(qū)、北區(qū)和中區(qū)分別進(jìn)行，同時又將南區(qū)和中區(qū)各分為三個子區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場測試，北區(qū)的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較簡單，只進(jìn)行宏觀動態(tài)水力模型的現(xiàn)場測試。
以上海市1996年10月用戶用水量數(shù)據(jù)庫為依據(jù)，對用水量>15000t/月、占總用水量32.5%的972家大用戶進(jìn)行同時現(xiàn)場24 h抄表，對用水量為5000～15000 t/月、占用水量15.9%的1826家工業(yè)用戶進(jìn)行工作班制和用水特點調(diào)查，為計算不同工作班制工業(yè)用戶的用水模式曲線提供數(shù)據(jù)［3］。
水泵使用的時間過長，原有水泵的水力特性參數(shù)會發(fā)生變化，建立管網(wǎng)動態(tài)水力模型時需要重新測試。建立上海市給水管網(wǎng)動態(tài)水力模型的過程中，共測試了209臺水泵。
1.3 節(jié)點流量的計算方法［3、4］
上海市給水管網(wǎng)動態(tài)水力模型中節(jié)點流量的計算是基于大量的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)、大用戶現(xiàn)場讀表數(shù)據(jù)和用戶每月讀表抄見數(shù)數(shù)據(jù)庫。節(jié)點流量的計算方法見圖1。
1.4 管道阻力計算公式
管道阻力計算公式一般采用海曾-威廉(Hazen Williams)公式或柯爾勃洛克-魏特(Colebrook White)公式。流速范圍在0～0.9m/s時，兩公式的計算結(jié)果很接近［5］；對于高雷諾數(shù)的高速水流，海曾-威廉公式的誤差增大，流速為1.5m/s時，水力坡降誤差有時超過20%［6］。在用水高峰時，很多管道的流速超過1.5m/s，因此選用柯爾勃洛克-魏特公式計算管道的阻力。
1.5 管道絕對粗糙度
經(jīng)整理分析，上海市大量的供水系統(tǒng)管道壁切片的絕對粗糙度數(shù)據(jù)見表1。
表1 上海市供水系統(tǒng)管道絕對粗糙度 管材 管道絕對粗糙度
（mm） 取樣年 每年增長比例 1980年前 1980年后 鋼筋混凝土管 2.55 1930 0.025 0.075 鑄鐵管 有內(nèi)涂層 1.63 1930 0.025 0.075 無內(nèi)涂層 16.40 1930 0.25 鋼管 有內(nèi)涂層 1.54 1967 0.025 0.075 無內(nèi)涂層 16.31 1930 0.25
1.6 模型校驗點的選擇和校驗結(jié)果
1.6.1 模型校驗點的選擇
對于大型供水系統(tǒng)管網(wǎng)模型而言，模型校驗點的選擇應(yīng)遵循以下原則：
① 模型校驗點的數(shù)目應(yīng)占模型節(jié)點數(shù)目10%以上。上海市供水系統(tǒng)管網(wǎng)模型校驗點的數(shù)目占模型節(jié)點數(shù)目15%左右。
② 模型校驗點要均勻地分布在管網(wǎng)模型中。
③ 模型校驗點的水力參數(shù)值要有代表性，能夠控制管網(wǎng)模型在該校驗點局部的水流流動情況。
1.6.2 校驗結(jié)果
上海市給水管網(wǎng)動態(tài)水力模型的計算值和現(xiàn)場測試值吻合很好，
表明該模型模擬了管網(wǎng)中水流在測試天的真實流動，見表2。
表2 上海市給水管網(wǎng)動態(tài)水力模型的校驗結(jié)果 項目 參數(shù) 參數(shù)的校驗標(biāo)準(zhǔn) 校驗結(jié)果 管段流量 流量大于用水量10%的管段 實測值的±5% 0.6% 流量小于用水量10%的管段 實測值的±10% 1.3% 節(jié)點壓力 100%的校驗節(jié)點 實測值的±39.21 kPa 100% 80%的校驗節(jié)點 實測值的±19.6kPa 97% 50%的校驗節(jié)點 實測值的±9.8kPa 82% 水庫 水庫水位 實測值的±5% 0.1%
1.7 水力模型的維護(hù)和更新
給水管網(wǎng)動態(tài)水力模型的維護(hù)和更新工作主要包括：在管網(wǎng)模型中增加新的或刪除廢棄的給水設(shè)施、更新節(jié)點流量和調(diào)度操作方案等。
2 實踐意義
上海市給水管網(wǎng)動態(tài)水力模型已投入應(yīng)用，效益良好，具有重大的實踐意義：
① 第一次將大型供水系統(tǒng)輸入計算機(jī)，并建立起管網(wǎng)動態(tài)水力模型。
② 能夠指導(dǎo)管網(wǎng)系統(tǒng)的日常管理工作，如：避免出現(xiàn)管網(wǎng)中水打回籠，協(xié)助檢漏工作，尋找較優(yōu)的季節(jié)性閥門開關(guān)狀態(tài)，指導(dǎo)管網(wǎng)改擴(kuò)建工作等。
③ 能夠有效地分析用戶用水中存在的主要問題，有針對性地提出解決方案。
④ 通過模型掌握水流的真實流動狀況，以利于對大型供水系統(tǒng)進(jìn)行管理和調(diào)度。
⑤ 為上海市自來水公司供水系統(tǒng)開發(fā)實時在線調(diào)度模型提供了基礎(chǔ)。管網(wǎng)動態(tài)水力模型與SCADA系統(tǒng)相接，實現(xiàn)實時在線優(yōu)化調(diào)度，還有待進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn)
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2 陶建科等.建立計算機(jī)供水管網(wǎng)圖形和在地形圖上劃定節(jié)點流量區(qū)域的方法.給水排水，1997；23(6)：5～8
3 陶建科.建立給水管網(wǎng)動態(tài)模型中的水量分析方法.給水排水，1998；24(1)：26～30
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