简便高效的水资源调度平台

“讨赖河水资源调度配置平台”是集气象数据、监测系统数据、各模型数据接入与整合、综合数据查询分析和利用、生产作业智能化处理及综合管理的新一代水资源高效利用管理的成套技术方案的典型应用，是基于智慧流域管理水联网技术体系开发的应用型平台，实现的主要功能包括：

（1）实时监控

基于云平台系统的多数据源，云平台实时监测感知数据源数据变化，将最新数据信息接入云平台数据库，通过云平台的数据加工给模型服务提供最新的数据源服务。

（2）数据管理

按数据源来源和类型，管理云平台多数据源数据，实现云平台数据的检索、加工和运算，为底层模型服务提供数据支撑。

（3）模型集成

将水库调度模型集成进云平台系统中，由云平台多数据源数据做支撑，提供模型运算所需数据，为水量调度提供可靠的模型决策信息。

（4）调控系统

基于云平台多数据源数据和多模型运算决策信息，进入调控系统，通过自动化系统实时调整调水策略，优化调水过程，实现调水智能决策优化。

8.1.2.1　平台基本构架

水资源调度模型是云平台的核心，其主要作用是按照流域水资源实时调度需求，结合气象预报数据及水文监测数据等各类相关数据，采用专业模型实时对供需水进行预测预报，为水量调配提供决策依据。

水资源调度配置平台是以水资源模型为基础，进行水资源的合理配置。水资源合理配置要以可持续发展为总原则，对有限的、不同形式的水资源，通过工程措施与非工程措施在各用水户之间进行科学分配。对讨赖河流域有三方面的合理配置原则：

（1）水源上

要统筹考虑地表水和地下水的转化关系和联合运用，考虑水资源利用过程的引、供、用、耗、排各个环节，综合考虑污水处理与回用等，尽可能做到高水高用、好水好用、尾水生态用的配置格局。

（2）空间上

要统筹考虑流域上、中、下游和区域内各行政区域的用水公平性，在保障生活用水、基本生态用水的前提下，兼顾地区间缺水度差异性最小和水资源效率最高，尽可能合理发挥水资源在不同地区的最佳作用。(www.xing528.com)

（3）结构上

要统筹考虑生活用水、生产用水和生态用水三部分用水，根据重要性原则，以保障生活用水、基本生态用水，尽可能满足工业用水，协调农业用水和其他生态用水的顺序，合理配置水资源，以体现流域水资源支撑人类社会发展和保障人类生存环境安全的重要作用。

由于讨赖河流域水资源的稀缺性、不可替代性和时空分布的不均衡性以及供求矛盾，天然的水循环条件以及现实的水资源利用格局已经严重扭曲，对水资源的合理配置的公平性造成影响，难以实现既保障流域中、下游生态目标又支持区域经济发展的目标，需要在水资源自然配置格局的基础上进行合理的人工配置，用工程和管理的手段，协调并避免中、下游之间的用水矛盾。

8.1.2.2　平台主要组件

（1）水资源系统模型

水资源系统模型对现实中的水力循环系统以水资源的各种开发利用为目的，在已知的水力学公式基础上做出必要的简化和假设，得到一个水力学简化结构，运用一定的数学工具（如计算机技术）模拟、描述该结构，进而用它来解释特定的水资源现象，预测未来水资源的情形。进一步在设定各种边界条件的情况下，对它求最优解或寻找可行解，来优化水资源的配置。水资源是流动和变化中的资源，一个流域从上游到下游随时在与流经的区域进行着水量的交换，而所流经的地区由于自然条件和水资源条件不同，其生态环境状况和经济社会发展状况往往也不尽相同，因而对水资源的取用程度和需求设想也不同，而一个流域水资源数量及其可利用量却往往是有限的，因而一方面对水资源的过度开发利用必将造成另一方面的损害，而不能达到整体的最优。水资源系统模型的主要功能是计算在进行流域地表水、地下水联合调度的情况下，各种规划方案的供需平衡关系。其结果将反映在各种工程措施和管理措施下，各用水部门地表水和地下水相互转化关系，以及国民经济各部门需水的满足程度等，同时也反映出地下水的变化及其对生态环境可能产生的影响。模拟模型的核心是对真实的水资源系统进行仿真。

针对流域水资源系统复杂性的特点，构建流域水资源的物理网络系统，将河流系统和水库等概化为水库节点、汇流点、分流点、取水点等节点，用表示河段或引水渠道的连线对节点连接组成拓扑网络，并以流域节点图为基础，把实际水资源系统中的一些基本规律抽象成为数学关系式，通过运行模型，追踪河道径流、水库蓄水等变化过程，分析计算每个节点的物理指标，从而达到时间上和空间上模拟流域各种水资源信息特征的目的。

（2）系统模型成果数据库

模型成果数据库主要用于存储模型计算成果，为模型成果在水资源调度配置平台上的展现提供数据。

数据库结构设计需遵从国家和行业相关规范进行，为模型运行提供数据基础。数据库建设要求数据结构分明、易于管理，以最佳方式组织数据，使得数据库在逻辑上划分合理，减少数据的冗余，实现数据共享；数据库的组织要可靠性高，便于维护、扩充与更新，便于信息查询。

为了提高应用软件开发的质量及运行的效率，针对综合数据的基础，进行数据库设计时应坚持统一规划、统一标准、可靠、实用、先进、开放的原则。

①标准化原则。数据类别界定清晰，定义明确（无二义性），字段说明翔实。术语的采用、定义尽可能符合有关国家和行业规范。对没有国家或行业标准但是使用频繁、数据量多的字段或经常需要进行排序、统计的字段，定义本系统内统一的代码编制规则和代码表。

②可靠性原则。数据表结构、属性字段的定义完整、明确、界限清晰，保证用户能方便准确地采集和查询数据。对为了提高查询速度增加的数据冗余，应确保其一致性，避免更新异常以提高系统的可靠性。

③实用性原则。满足各工作环节的需求，充分考虑工作的具体要求。数据的取舍、关系的建立应符合各类工程的实际。

④先进性原则。尽可能采用现代数据库技术，保证设计的先进性。必要时适当放宽规范化要求和冗余度要求。