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第一篇：水資源規劃管理中污水利用研究

摘要:

水資源合理規劃是水利工程規劃中非常重要的組成部分,其主要是針對流域或者區域水利的綜合規劃實施水資源多重服務功能的利用與協調。為了適應各種類型的水資源得到科學的分配,水資源的供需分析以及解決的途徑,水資源的保護與水污染的綜合治理等的總體安排。該文就先進社會水資源的現狀,存在的問題,闡釋了水資源合理規劃以及污水利用的方向與規劃,介紹污水利用的必要性和對策。

關鍵詞:

水資源；規劃；管理；利用

1水資源緊缺與污染現狀

最近幾十年,世界上很多國家和地區,對于水資源的需求早已超過對于水資源的供應。并且在不久的未來,這樣不平衡的狀態會更加普遍。據2009年國際水資源管理研究所給出的報告顯示,現今全球有近1/4的人口居住在嚴重缺水的地域。[1]未來的幾十年后,會有近10億在干旱地區居住的人面臨資源匱乏的危機。到那時,現存的水資源無法滿足人類生存和發展的基本需求,由此將會引發更加頻繁的政治事件與安全事件。

2污水利用的限制

以前,污水是不會被直接再利用的。無論是否有規劃和管理,污水一般都是會作為地下水或者合川徑流的一種補充。隨著全球水資源的緊缺,污水的再利用得到了人們的重視[2]。污水作為特殊的水資源與傳統水資源的有效補充,能夠滿足一些類型的用水需求,比如:農業、漁業等。其用途的增加,還可以根據水體處理范圍與質量控制的可操作性進一步提高。并且,污水如果作為地下水的補充,還可以滿足非常多的用戶對于地下水的有效補充。但是我們不得不承認這樣兩個事實:(1)從水資源總量上來看,任何一個國家,可以利用的污水總量都是有限的,在大多數國家中,在與農業總的需水量相比較起來,它只是其中很少的一部分。(2)一般情況,污水最好能夠直接利用在污水產生與人口相對集中地區域。因為這樣可以減少蒸發和滲漏造成的水資源損失,并且還可以實施較為全面的質量控制。

3污水利用的水質要求

污水水質的要求受很多因素的影響,其中包括最初的人口集中區的供給、收集污水的系統、人均的耗水量、污水處理的方法與效率等。污水有很多的特性是需要注意的。下面介紹的就是需要注意的特性。首先,污水的顏色代表著它惡化的程度與藻類植物存在的數量。污水在其腐化的階段往往是呈現黑色,當有藻類時會呈現綠色,當過量的藻類植物出現時會對滴灌產生影響。污水再厭氧階段會產生非常難聞的氣味,如果是靠近居民區就要很注意。如果出現泡沫可能是由于洗滌物質的出現而引起的,這也被認為是環境的一大公害。其次,污水中可能含有固體物質,固體微粒會阻礙灌溉的方式,比如：噴灌和滴灌。如果要考慮地下的長期灌溉,那也會影響土地的滲透性。在營養特性上來看,處理之后的污水有大量氮、磷、鉀等物質的出現。這些營養物質的濃度會受到處理范圍與類型的影響。最后,如果含鹽量過大是不可以用于灌溉的,如果鹽分在土壤中過度集中,那么水分就會被蒸發消耗掉,最后農作物的產量就會開始下降。污水中還可能出現一些金屬物質,如果污水中出現金屬物質的話,會對土壤的有機物、農作物以及吃掉這些農產品的人產生危害。

4污水利用的好處

污水再利用可以視為是一種新增的水資源。在水質的考慮上來看,污水可能在使用上受到一定的限制,但是還是可以對其在一定范圍內恰當的使用。針對恰當合理地需水用途,必要嚴格要求排放較高質量的污水資源。提供相同質量的水質偏好的水,其費用一般都會比污水要高。不管污水是不是有用,它都是在不斷地產生,更何況處理污水是必須要做的事情。應該盡最大可能充分利用,這樣才有意義。合理、恰當地對污水進行規劃與再利用,可以從環境方面減少很多與衛生相關的危害物質。在發展中國家一般對污水處理后,都發現了很多這樣的有害物質。現今,水體富營養化比較嚴重,而污水的再利用就可以有效地避免這樣的情況出現,特別是針對類似湖泊這樣的,封閉的水體。

5污水利用的對策

5.1確定污水回收再利用在水資源保護中的地位

以前,人們在尋找水資源的時候,往往是有限地選擇利用地下水資源。其次會選擇地表水,如果就進沒有地表水,那就近距離地進行引水。但是在人們的心理上不會將污水的回收再利用與以上兩種水資源平等看待。

5.2污水回收再利用的運營與收費政策

根據常規傳統的計算方法,一般情況下城市污水的二級處理費用的處理成本是每平方米水體0.33元[4]。如果視為工業冷卻水來處理,就需要再進行補充和處理,按照常規處理方法來看,會比現今自來水的每平方米水體1.5元要低一些，這樣對工廠來說就更加具有吸引力,其中價格政策的實施會起到鼓勵水體回收再利用的作用,這也就說明,城市的污水回收再利用實行的是國家的財政補助政策。

5.3加強對污水在利用科學與技術的交流

污水的回收與再利用是一個相對來說比較復雜的技術問題,其中城市的污水處理以及各種類型的工業污水處理再利用的技術問題也很復雜。比如:設備會出現腐蝕、微生物會出現結垢等[5]。為了使技術事故的發生減少,維護污水回收再利用的聲譽,一定要深入地開展污水的回收與再利用的實驗研究。建立起全國性質的學術團體組織,在相關的專業人員你的帶領下,進行全面的交流以及經濟政策的分析,積極參與城市之間的水資源規劃,充分協調與配合科研任務的實施,對國內外的情報進行充分交流,進而為決策提供有效地參考。

參考文獻：

[1]邵茂清,曾杰,柴宏祥.水資源規劃及其應用[J].山西建筑，2007(28)：207-209.

[2]熱合曼•依米提.水資源規劃與管理的方法[J].科技創新導報，2014(5)：176.

[3]卿太明.水資源規劃和管理中污水利用的作用續[J].四川水利，1996(6)：62-64.

[4]何偶耆.可持續利用的資源——談城市生活垃圾和生活污水的利用[J].中國資源綜合利用,2002(2)：29-33.

[5]董秀明,張麗君.搞好污水利用是水資源可持續利用的有效途徑[J].河北水利水電技術，2000(3)：11-12.

作者:侯瑞利 單位:十堰市科技學校

第二篇：本體協同構建水資源管理系統分析

摘要：

水資源管理方面知識的集成，能實現在使用者需要的時間點、以其需要的形式、把使用者所需的知識展現給需要的人，從而使水資源管理知識的查找更加便捷，同時也水資源管理知識得以廣泛傳播。本文通過論述知識組織系統在水資源管理領域的可行性，以及本體協同構建思想與知識組織系統之間的聯系，介紹以知識組織系統為框架、以本體協同構建為核心思想、以水資源管理為主題所設計的水資源管理知識組織系統的模型。

關鍵詞：

知識組織系統；水資源管理；本體協同構建；可信度；系統分析與設計

1引言

在水資源日益匱乏的今天，對水資源進行及時有效的管理成為了國家的重要任務之一。雖然國家已經在全國范圍內建立了水資源管理體系，并逐步完善水資源的法規建設，科學地管理水資源，但是在水資源管理方面仍存在管理水平落后、未形成市場管理、忽視節水政策等問題，在體制和政策上也存在一定的弊端[7]。對水資源進行管理勢必需要培養水資源管理相關的專業人員，那么水資源管理知識就需要一定的管理整合，為相關的專業人員服務，以便在其做出決策前進行參考，減少不必要的嘗試。而知識組織系統的核心便在于構建概念屬性的形式化描述框架，以滿足基于及其理解的信息處理和知識管理的功能需求，并實現不同系統之間不同層面上的互操作。若將知識組織系統技術結合本體協同構建的思想其中相關內容可以依照原有內容進行參考，亦可交互操作進行修改以供他人借鑒。因此，建立一個可交互的水資源管理知識組織系統，對于水資源管理相關的專業人員來說具有極高的實用價值。

2知識組織系統

2.1知識組織系統簡介

知識組織系統的主要作用在于對真實世界中的物體屬于以及符合系統進行組織表述，主要是一種語義工具。知識組織系統在應用過程中，無論面對什么樣的表達形式，其表達方法差距不大。知識組織系統在應用過程中，經歷了以下四個階段，分別是查詢、瀏覽、多維分面、在檢索系統中加入屬性特征四個階段[2]。網絡KOS成為知識組織系統的重要環節，主要是由于信息技術以及數字化技術的發展。KOS在網絡環境下，更加注重于智能化發展方向。智能化發展方向下的KOS，將更加注重于網絡信息技術的實際應用，幫助人們解決更多的實際問題。

2.2網絡環境下知識組織系統的優點

在信息化日益成熟的今天，網絡環境下的知識組織系統（NKOS）呈現出了一系列新的特點：①能夠對不同的知識組織系統進行吸納，并更好地發揮其優勢；②能夠將數據等級特征進行有效應用，并與元數據式進行有機結合；③可以對元數據、知識組織系統進行結合應用；④可以將多個知識組織系統結構進行結合使用；⑤強調計算機的可理解性；⑥傳統形式與可視化進行有機結合。

2.3水資源管理知識組織系統

知識組織系統旨在揭示某一領域的潛在語義結構?，F代信息系統具有較強的數字化發展特征，能夠對圖書館進行有效地進行信息選擇次序和映射方法選擇。因此，我們在復雜的水資源管理知識領域開發便于終端用戶操作的知識組織系統，可簡化終端用戶的知識查找過程，增加查找的精度，同時也順應當下乃至未來的發展方向。

3本體協同構建

3.1本體協同構建基本思想

本體的協同構建過程實質上是由用戶和群體之間通過一系列的知識行為構成的。用戶行為是用戶知識能力的體現，這決定了本體質量的高低。在本體協同構建中，用戶既是本體的創建者，又是本體的使用者。用戶可根據自身的認知水平，對本體的構建者、評價者和使用者知識行為的信任程度（可信度）等對本體的正確性做出自己的判斷，將本體的評價者擴展到普通用戶，利用用戶的群體智慧（即群體行為）去除本體中低質量的、錯誤的知識。若將本體協同構建的思想用于知識組織系統中，即可達到知識組織系統所需的人機交互，即用戶可以根據實際情況修改系統中的某些內容，使內容更加精準，以供他人參考，同時他人亦可進行補充、完善。

3.2本體協同構建可信度

馮蘭萍[1]等認為，種群對用戶直接知識行為的信任程度（直接可信度）可通過種群對同領域各個直接知識行為的綜合評價獲得；種群對用戶評價行為的信任程度（評價可信度），可通過用戶與種群對同領域相同直接行為評價距離表示，評價距離越小，用戶評價可信度就越高。若采用模糊綜合評價法[5~6]描述UREM-BCOnto方法，對模糊綜合評價模型{U，V，R}進行擴展，引入種群信息和時間維以能夠比較動態的、真實反映用戶在多領域的可信度。經實驗驗證，用戶評價可信度對用戶的低質量評價行為是敏感的，引入優秀種群后，能夠更好地反應用戶其與種群對同領域知識的認知的一致性，更真實的反映用戶評價可信度。

4系統介紹與分析

4.1開發環境及主要技術

水資源管理知識組織系統系統是基于MyEclipse開發的J2EE項目，Web服務器采用Tomcat7.0，數據服務器采用MySQL5.1。項目用到的主要技術如下：（1）前臺頁面采用JSP（包含EL、JSTL）+jQuery+Ajax；（2）請求控制轉發以及業務（BusinessLayer）邏輯處理采用Servlet技術。

4.2系統架構概述

在進行系統選擇過程中，主要利用MVC架構，能夠實現數據訪問層、系統業務層、控制轉發層等系統層級的有效應用，并且每一個分層結構將采用不同的風格進行設計。系統架構設計過程中，每一層只能對相鄰層級進行調動，無法實現跨層調用目標。例如系統層設計時，只能對數據訪問層進行調用。系統業務層不能直接調用數據訪問層。

4.3數據訪問層

實體Bean以及數據訪問類構成了數據訪問層，并且實體Bean中的數據與數據庫中的表進行一一對應，利用xx.hbm.xml進行屬性約束。數據訪問層具有數據訪問功能，例如在進行相關信息查找過程中，通過輸入關鍵詞，可以查找到用戶所需要的相關記錄。

4.4系統服務層

系統服務層是在數據訪問層上面的第一層包裝，而系統服務層中的類開始出現差異，其中，關于系統服務層的Service服務，會有專門對應的數據庫實體進行實現。

4.5系統業務層

系統業務層功能是基于服務層基礎上，對其進行再次封裝。系統業務層涉及到的相關規則，都會封裝在業務層中，粒度比系統服務層更粗。該層的每一個業務實現即對應一個或幾個場景，對應一個用例。

4.6控制轉發層

控制轉發層在系統設計過程中，具有重要作用，它可以根據用戶實際需要，對視圖進行接收，并對其進行相應的操作，將操作完成后的視圖信息進行顯示。一般情況，系統業務層執行完業務操作后會返回一個對應業務的狀態碼，表示業務執行結果。控制轉發層讀取狀態碼，根據狀態碼進行頁面跳轉。

4.7視圖層

視圖層是負責直接與用戶（本系統包含會員和職員兩種用戶）交互的一層。主要指與視圖層相關的動態或是靜態頁面。本系統采用JSP頁面負責顯示包含動態信息的頁面。在進行實際操作過程中，將數據傳遞給底層之前，需要對數據進行相應的驗證，保證數據傳輸的無誤性。同時，為了更好地滿足用戶實際需要，部分頁面采用了Ajax進行異步請求，從而不需要刷新整個頁面。

4.8功能模塊

系統總體分為6大模塊（如圖1），分別為用戶管理系統（對用戶賬戶進行管理，如圖2），本體管理系統（對用戶所屬領域、用戶關系進行管理，如圖3），系統管理，模塊管理，日志管理（對用戶行為進行管理，如圖4）以及數據統計。

5總結

知識組織系統（KOS）在應用方面已取得一定的成功，如百度百科等，而在水資源管理方面的應用并不是特別廣泛。此次以水資源管理知識為主題、以本體協同構建為核心思想、結合各種web程序設計技術而設計的水資源管理知識組織系統是一次嘗試，目前系統已經經過一定的測試，具備一定的實用價值。但該系統仍然存在一定的不足，如模塊之間的聯系還可以更加緊密，對于水資源這一主題沒有明確的、智能化的內容限制等。與現有的傳統文獻查找方式相比，該系統更加專業化、集成化，目標查找更加精確快捷，為該領域信息系統的設計提供了新的參考思維模式。

參考文獻：

[1]馮蘭萍，吳鳳平，朱禮軍.本體協同構建環境下用戶行為可信度評價研究.

[2]孫凌云.網絡環境下的知識組織有系統研究與發展概述[J].圖書館理論與實踐，2010（3）：28~30.

[3]張長征，黃德春，等.基于情境和知識集成的水資源調度流程的知識管理框架研究[J].資源科學，2012，34（10）：1935~1943.

[4]馮蘭萍，吳鳳平.基于群體行為的協同構建本體可信度研究[J].情報雜志，2015，34（6）：163~168.

[7]張曉宇，竇世卿.我國水資源管理現狀及對策[J].自然災害學報，2006，15（3）：91~95.

作者:王慕宇 張懿中 胡雨燦 單位:河海大學企業管理學院

第三篇：水資源實時監控管理系統研究

摘要：

針對內目前水資源短缺、水污染日益嚴重、沿海地區海水倒灌以及水資源監測技術、監測方法和設備落后的現狀，文中對水資源監控管理系統進行綜合研究，該系統能夠實現對水量、水位以及水質等進行實時監控，為水資源的綜合開發和利用提供重要的決策依據。關鍵詞：水資源；實時監控；管理系統；建設1402016.07水資源實時監控管理系統應用研究王麗芹,龍海森,燕鳳,朱敏（河北省水務局，河北昌黎,066600）摘要：針對內目前水資源短缺、水污染日益嚴重、沿海地區海水倒灌以及水資源監測技術、監測方法和設備落后的現狀，文中對水資源監控管理系統進行綜合研究，該系統能夠實現對水量、水位以及水質等進行實時監控，為水資源的綜合開發和利用提供重要的決策依據。

關鍵詞：

水資源；實時監控；管理系統；建設

引言

當前，我國面臨著嚴重的淡水資源問題，導致這種現象的主要原因有兩方面，一是我國淡水資源儲量比較少，二是我國在經濟社會發展的過程中，造成了十分嚴重的水污染。這不僅對我國經濟的可持續發展造成了不利影響，同時也對我國居民的正常生活帶來嚴重威脅。而我國的水資源管理水平距離發達國家還有很大差距，各省市縣區水資源監控系統的建設還處于起步階段。

1研究的目的和意義

通過地下水文勘察發現，擁有的地下的水資源總量約為2.01億立方米，占到全區水資源總量的3/4。全縣的人均水資源總量僅僅只有490立方米，這一數據遠遠低于我國的平均水平，也是全球極度缺水的地區。近年來，隨人口增長、經濟發展、生態環境惡化以及用水計量設備和監測方法落后、節水意識淡薄等因素影響，水資源短缺問題愈發突出，地下水位下降、水污染、飲水安全等問題比較突出，沿海地區出現了海水倒灌現象，淺層地下水受到海水侵蝕，直接影響到了群眾的生產生活。從我縣水資源管理水平來看，無論是基礎工作、管理手段、計量設施、監測方法等都明顯落后，例如水位數據的采集，一般采用人工測繩監測的方法，計量設施也僅限于普通機械水表，監測數據的準確性和可靠性難以保證。監測數據傳輸的現代化水平比較低，由于受傳輸途徑的限制，導致許多企業的用水數據的實效性很差，對企業的用戶情況難以及時進行掌握，這對水資源的管理工作帶來了很大困難，導致水資源管理工作落后。信息處理方面，對原始數據信息沒有進行深度處理，一些數據大部分保存在紙張上，很難做到資源共享和信息的有效利用。指揮決策方面，缺乏可用的預測方案和計算機應用軟件，緊急情況下只能是憑經驗進行指揮調度，很難做出最優化的決策。2011年中央的1號文件和中央水利工作會議明確要求實現最嚴格的水資源管理制度，并制定了針對水資源開發的利用控制、用水效率控制和用水功能卻限制納污的“三條紅線”。要抓緊開展水資源監測、取用水信息獲取等關鍵技術或工藝設備的研發和推廣應用，逐步建立中央、流域和地方水資源監控管理平臺，全面提高水資源監控、預警和管理能力，推動傳統水利向現代水利、可持續發展水利的轉變。水資源在線監控管理系統的建設，實時掌握工業企業用水情況和地下水位、水質的動態變化情況，逐步實現對水資源的科學管理。項目建成后，將會充分落實水資源有償使用制度，通過價格杠桿作用，促使企業節約用水，提高水的重復利用率，為節約、保護、合理開發利用水資源提供技術支撐。

2水資源實時監控管理系統應用研究的內容

系統在進行設計的過程中主要是以現代計算機網絡技術，以及現代通信技術為基礎，該系統能夠順利實現水資源信息的數據采集、數據傳輸以及分析功能，能夠為決策者制定政策提供必要的依據，使決策者對區域水資源進行實時管理、合理調度，而且通過這一系統能夠實現對水資源的遠程控制以及科學管理等工作，實現經濟發展、生態保護與水資源利用之間的協調發展，推動水資源管理方法向現代化轉變。

2.1水資源實時監控管理系統的主要功能

該系統的主要功能可以具體劃分為以下幾個方面：水資源實時監測、評價、預報和決策、實時管理以及實時決策（如圖1）。該系統解決了傳統水表和人工測繩等計量監測方法落后的問題，采用數據遠傳處理器、超聲波水量傳感器、數據采集傳輸設備、數字液位傳感器、GPRS數據傳輸設備等實現水量和水位的自動監測、實時傳輸，建立相應的資料庫，對監測數據信息分析處理，具有高準確性和實用性。系統建設主要包括以下幾點：①水資源實時監測系統基礎設施建設；②水資源信息服務平臺的建立；③水資源綜合數據庫的建立；④水資源決策支持系統的建立；⑤水資源網絡辦公自動化管理系統的建立。系統本身還具有很強的實用性和拓展性，以滿足不同用戶的需求，適應發展的需要，系統建成后將在全縣范圍內運行。

2.2系統建設的原則

為保障水資源實時監控管理系統充分發揮實效，在系統應用研究建設應用中遵循先進性與實用性、可靠性、可操作性相結合的原則，同時遵循“全面規劃、分步實施、試點先行、逐步擴展”的原則，根據水資源管理工作的具體現狀，能夠加強水資源管理工作，提高水資源管理的合理性和高效性。

2.3系統建設的技術路線

2.3.1方案設計：首先需要將境內的地下水、水量、水質等監測點的設置進行合理規劃并進行科學布設，通過以太網進行在線管控平臺建設，依托現代傳感技術自動采集瞬時流量、累積流量、埋深、水位、水溫以及相關水質監測數據等，將獲得的各種監測數據傳輸到水資源監控中心，同時可以隨時通過軟件遠程召測水資源測控器各種測量數據、開關量的狀態和歷史記錄，為水資源管理和決策提供依據。

2.3.2監測站網布設：根據重點取用水戶和區域水資源的分布特點，進行監控站點的選擇和布設，本著布局合理、投資最小、效益最高的原則選擇各個監控點。水量監控優先選取用水量較大的用水戶，地下水位監測點重點選取地下水集中開采區、超采區和沿海海水倒灌區，在監測站點布設的過程中，需要根據地下水類型和水文地質單元的分區情況，選擇適合監測層位的取水井作為觀測井點，以保證監測資料的代表性和可比性，逐步健全完善水資源監控體系。

2.3.3水資源的實時監測。在進行系統設計的過程中，利用數字液位傳感器、自動監測儀、數據遠傳處理器等現代高科技設備，能夠通過遙測和網絡技術對監測信息進行采集監測。

2.3.4對各類水資源信息進行存儲。在系統內部建立水資源綜合信息數據庫，通過數字、圖片等豐富的形式對區域內所有的水資源監測系統獲得的數據進行存儲、管理，能夠確保數據的安全、可靠和一致性。

2.3.5實時評價。根據系統獲取的各種監測資源，及時對水資源進行實時評價，對不同行業的用水情況進行科學分析，對企業的用戶量以及節水工作進行實時監控，對地下水位變化、水資源的開發程度和利用情況等工作任務進行實時評價。

2.3.6實施決策和管理。根據該系統提供的水資源實時評價以及預報結果，制定出具體的水資源管理方案，為有關部門行使水資源管理功能提供科學的依據，為水資源開發和保護工作提供依據。

3水資源遠程實時監控系統的效益分析

水資源實時監控管理系統的應用，將有效地規范企業用水行為，提高用水計量的準確性、科學性，充分落實水資源有償使用制度，促進水資源費的足額征收，預計水資源費征收數額將提高3到4倍；通過價格杠桿作用，促使企業節約用水，水的重復利用率由40%提高到70%；地下水位實時監測系統的建設，全面、及時地掌握地下水動態變化情況，為保護地下水環境提供科學有效的依據。水資源實時監控管理系統的建設還可與防洪、水情、旱情、墑情等信息平臺共享，建立更加完善的現代化水務管理系統。

4結語

文中分析了當前水資源管理工作中存在的問題。為了滿足經濟社會發展的需要，針對水資源的特點，具體設計了水資源實時監控管理系統，該系統利用現代自動化技術、計算機網絡技術以及人工智能技術，能夠實現水資源數據的自動采集、信息數據傳輸網絡、信息處理數字化等目標，能夠為水資源管理工作決策提供支持。該系統能夠促進水資源管理工作的自動化和數字化，提高了水資源管理工作的工作水平和工作效率。

參考文獻：

[1]朱翔，江霞,水資源實時監控與管理系統建設的作用,中國水運,2015（3）：67-68.

[2]王學軍,賈中青,常興連,李海明,李英杰，水資源實時監控管理系統，山東科學,2005(3):68-70.

作者:王麗芹 龍海森 燕鳳 朱敏 單位:河北省昌黎縣水務局