京津地区重要水源地水资源实时监控系统开发与运用研究
摘要：我国北方地区近些年来持续干旱，北京、天津城市严重缺水，通过建设京津地区重要水源地实时监控系统，对主要供水水库水雨情信息、两省市地下水分布信息、地表水水质水量信息进行全面监控，建立水资源调度决策系统，可有效的缓解京津地区供水紧张的局面，对解决我国城市供水问题做了一个有益的尝试。
关键词：水源地；水资源；实时监控；研究
近年来我国水资源短缺的问题日渐突出，尤其是我国北方地区，以严重的制约和影响到经济的发展和人民的生活质量的提高。目前国家在大力提倡节水的同时，修建了包括“南水北调”、“引滦入津”在内的大量跨流域引水工程，有效的缓解了城市供水紧张的局面。但通过工程措施调水投资大、工期长、输水损失大、调入水量有限不利于短期解决城市缺水问题。通过建立城市水源地水资源实时监控系统，有效的监控地表水和地下水的水量和水质、通过科学的水资源预报调度，实现水资源的高效使用，可有效的缓解城市供水紧张的状况。
１ 京津地区水资源现状
据统计目前我国600多个城市中，400多个城市存在供水不足的情况。严重缺水的城市达100个。城市缺水量达60亿m３。并且水污染严重，50％的地下水被污染，90％以上的城市水域污染严重。北京市水资源短缺严重。年均水资源可利用量(50%保证率)只有41亿m３，人均水资源量不足300 m３，水资源和水环境的承载能力都已开发到了极限。天津本地自产水人均水资源量仅为160m３，居全国各省市之末，加上引滦水和入境水人均水资源量为380 m３。由于天津是水资源极度短缺，国家不得不赤巨资多次引黄济津，确保城市供水。
２ 工程建设由来
京津地区是我国经济、文化中心，具有十分重要的战略地位。由于经济的快速发展和人口的增加，水资源短缺的矛盾日益突出，长期以来地表水过度开发，地下水严重超采，造成了一系列的生态危机，目前在充分利用现有水利工程的基础上，利用一系列高科技手段，建立京津地区重要水源地水资源实时监控系统，实现增加水库可供水量、提高水资源的利用率、改善水生态环境的目标。
2002年4月，海河水利委员会根据水利部的统一安排和部署，在国内专家的大力支持和指导下，在流域内有关省市和协作单位的共同努力下，经过多次的讨论和修改，编制完成了《京津地区重要水源地水资源实时监控系统项目建议书》，并于８月份完成了《京津地区重要水源地水资源实时监控系统第一期工程实施方案》。该工程总投资2992万元，分三批投资，三年完成。
３ 系统建设目标
密云水库为北京市的主要供水水库，潘家口水库、大黑汀水库为天津市的主要供水水库。一期工程建立覆盖密云水库、潘家口水库、大黑汀水库库区和上游地区的水雨情信息监测网、水质水量监测网和覆盖京津地区（含廊坊）的1.8万km2地下水信息监测网，以及覆盖上述地区的信息采集系统、信息传输系统、和信息网络系统、利用信息技术，实现对密云水库、潘大水库、京津地下水等重要水源地的水量水质信息的自动采集、实时传输、分项处理、远程控制。同时通过密云水库和潘家口水库预报调度等手段，有效增加可供水量，初步实现保障京津地区城市供水安全，改善水生态环境的目的。
４ 工程主要建设内容
京津地区重要水源地水资源实时监控系统一期工程在充分利用现有工程的基础上，考虑今后的发展趋势，建成以GIS 为平台，虚拟现实为表现手段，信息采集系统为基础，通讯及信息网络为纽带，数据库为核心，辅助决策支持系统和监控系统为应用的综合信息系统。
系统主要由信息采集系统、信息传输系统、信息网络系统、数据库系统、工程监控系统、辅助决策支持系统等六部分组成。
５ 主要工程建设
５.1 信息采集系统
信息采集系统建设是实现京津地区重要水源地实时监控系统的基础，主要任务是实时采集区域内各类水雨情信息、地下水信息和水质信息，并通过多种通讯方式将采集的各类信息传送到分中心和信息处理中心，为整个系统提供基础、准确、可靠的数据。实现京津地区重要水源地水量水质的实时监控及水资源的控制调度，掌握京津地区污染物排放总量，和水质变化趋势及地下水变化情况。为水资源优化配置提供及时、可靠、准确的信息来源。本项目利用北京分中心、天津分中心对现有遥测站信息进行实时采集。
5.1.1 水雨情采集
密云水库水雨情信息采集：密云水库1960年建成，控制流域面积15788 km2，水雨情遥测系统布设中心站1个，分中心3个，中继站3个，遥测站33个，目前投入运用的有２３个遥测站。
潘大水库水雨情信息采集：潘家口水库1980年建成，控制流域面积33700 km2，水雨情遥测系统布设中心站１个，中继站5个，遥测站35个，目前投入运用的有25个遥测站。
5.1.2 地下水信息采集
地下水信息主要利用现有746眼覆盖京津（含廊坊）地区1.8 km2的地下水监测井网实施地下水的实时采集。其中建设278眼监测井具有自动采集功能，其中128眼监测井具有自动传输功能。同时对北京市、天津市地下水管理中心部分传输设备进行更新。本次规划新建60眼地下水监测井。
5.1.3 水量水质信息采集
一期工程主要建设３个自动水质水量监测站，包括密云水库上游戴营自动监测站、潘家口水库自动监测站、官厅水库上游响水堡自动监测站。戴营、响水堡自动监测站以列入《２１世纪初期首都水资源可持续利用规划》实施，目前已建设完成，投入运行。本项目只建设潘家口水库坝上水质自动监测站。
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