时间：2023-07-12 16:27:40
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1南水北调工程投资“静态控制、动态管理”体系构建
南水北调工程规模浩大、投资额巨大。工程建设资金通过中央财政拨款、南水北调工程基金、国家重大水利建设资金和银行贷款等多渠道筹集,对投资管理要求高,因此需要构建一个科学合理、能充分调动参建单位各方积极性的投资控制管理模式[1]。
为适应工程建设投资管理的需要,南水北调工程建设主管部门积极研究探索,不断完善投资控制约束激励机制,并在工程建设实践过程中逐步形成了包括静态投资控制、动态投资管理和投资控制考评等内容的南水北调工程投资“静态控制、动态管理”体系,为有效提高投资管理水平,控制工程建设总投资奠定了基础。南水北调工程投资管理框架体系如图1所示。
图1所示的框架体系主要包括三大部分:①静态控制。静态控制是指项目法人以静态投资为依据,通过采取设计优化、完善概算结构、组织编报项目管理预算、科学组织施工、加强建设管理等措施,将投资控制在其管理的各设计单元工程静态投资总和的范围内。②动态投资管理。动态投资管理是指项目法人对工程实施过程中的建设期贷款利息以及因价格、国家政策调整(含税费、建设期贷款利率、
率等)和设计变更等因素变化发生超出原批准静态投资的投资,通过逐年编报年度价差报告、据实计列建设期贷款利息投资、严格设计变更管理等措施,对动态投资进行有效管理[2-3]。③投资控制考评。投资控制考评是指以静态投资加上经批准的年度价差之和,与工程实际完成投资(不含据实计列的建设期贷款利息投资等)进行比较,并视情况进行奖惩。
2南水北调工程投资“静态控制、动态管理”主要做法
2·1静态投资控制主要做法
a.编制项目管理预算。项目管理预算是“静态控制、动态管理”体系的核心,南水北调工程十分重视项目管理预算编制工作,专门出台了《南水北调工程项目管理预算编制办法》。在该项工作的实施中,项目法人按照“总量控制、合理调整”的原则,结合工程建设管理体制和招标实际,将项目划分为业主管理项目、建设单位管理项目、招标工程项目、其他项目4部分,委托具有相应资质的单位编制项目管理预算。这种将项目的划分尽可能与招标内容和工程实际情况相一致,使得项目管理预算比概算更接近实际,更具有可操作性,将各分项投资控制在批准的项目管理预算范围内,从而为最终有效控制工程总投资奠定了基础。
b.实行限额设计。南水北调工程实行的限额设计并不是单纯考虑节约投资,更重要的是考虑尊重科学、尊重实际、精心设计和保证设计的科学性。为此,南水北调工程鼓励项目法人在满足工程功能、安全标准、质量要求等前提下,采取新技术、新工艺、新材料,实行设计优化,降低工程建设投资。实践证明,该限额设计管理手段有利于实现对投资限额的控制和管理,也有利于实现对设计规模、设计标准、工程数量与概预算指标等的控制。
c.加强设计变更管理。设计变更是工程投资变化的主要根源,只有对设计变更尤其是重大设计变更实现有效控制,才能控制住工程建设总投资[4]。南水北调工程在设计变更管理上实行了两条行之有效的措施:一是要求工程建设发生的一般设计变更所增加的投资,应在该设计单元工程内解决,不得突破该工程静态投资;二是要求属重大设计变更且所增加的投资超出该工程静态投资部分,经批准才能纳入动态投资管理。实践表明,以上措施确实能有效减少许多不合理的变更。
d.加强基本预备费使用管理。基本预备费又称工程建设不可预见费,主要是针对工程实施过程中可能发生难以预料的支出而事先预留的费用,用以保证工程建设的顺利完成[5]。南水北调工程确定了分级管理和限额管理相结合的基本预备费使用管理机制,即一次使用预备费在200万元以下的,基本预备费在总额的50%以内的,项目法人可根据工程建设实际自主确定使用;但当一次使用预备费超过200万元,或者项目法人负责管理的基本预备费超过其总额的50%时,项目法人动用基本预备费就需向国务院南水北调办公室(简称南水北调办)提出申请,经审批或授权后方可使用。这种措施既考虑了项目法人和现场建设管理单位的实际情况,提高了工作效率,同时也有效实现了对基本预备费的控制管理,有力保证了投资控制目标的实现。
e.加强建管费使用管理。建设单位管理费在总投资中所占比重虽然不大,但其反映了建设单位综合管理水平的高低,是一个比较敏感的指标。目前,在我国工程建设领域,由于建设单位管理费取费标准偏低、列支项目不够科学、开支预算不强、随意性大等原因,使得建设单位管理费超支现象非常普遍,费用能控制在批准概算范围内的很少,很多项目尽管采取了严格的节省和控制经费的手段,都无法做到不超支[6]。为从根本上改变这种恶性循环的情况,南水北调工程按照经过管理者的努力可以将建管费控制在批准的概算范围内或略有节余的原则,在编制项目管理预算时对概算取费标准进行了适当调整,使该项费用的概算处在一个比较合理的水平。同时,建立了约束与激励机制,将费用控制的效果与管理人员的奖金福利结合起来,促使管理者提高管理水平,充分调动其积极性,保证全面预算管理取得实效,使各建设单位管理费用控制得更好。
2·2动态投资管理主要做法
a.逐年编报年度价差报告。价差计算是价差管理的核心,为规范价差计算工作,南水北调办专门制定了工程价差报告编制办法。同时,在价差管理工作中,根据工程特点和建设管理现状,采用了每年按市场实际情况和国家及行业的有关文件进行测算和报批的办法。测算工作首先由项目法人委托具有甲级资质和对大型水利水电工程价差编制有丰富经验的工程造价咨询公司开展,并按照“依法计价、公平公正”的原则编制年度价差计算报告报南水北调办;之后,再由南水北调办组织对各项目法人报送的年度价差报告进行审查,综合汇总后形成南水北调工程综合价格指数和年度价差,报国家发展改革委批准。实践证明,这种做法保证了价差计算结果科学、客观和公正,也防止了讨价还价等扯皮现象的发生。
b.严格重大设计变更管理。设计变更,尤其是重大设计变更对工程投资控制影响较大,但在施工过程中却又往往难以避免。为了有效控制工程投资,南水北调工程对重大设计变更实行了严格的管理制度:①明确界定重大设计变更的范围,即对于初步设计批复后,工程任务和规模,工程等别及建筑物级别、设计标准,工程布置及建筑物结构、用途等方面发生变化,或工程设计变更引起总投资超出国家批准的设计单元工程初步设计概算投资,才界定为重大设计变更;②提高审批单位规格层次,要求重大设计变更必须报南水北调办审批;③严格重大设计变更程序,要求项目法人对重大设计变更情况进行认真分析,编制重大设计变更报告(包括变更缘由、技术方案、设计图纸、投资分析表等主要内容),并及时组织初审,提出报审意见。通过以上措施有效实现了对重大设计变更的管理,从而确保工程投资控制目实现。
2·3投资控制考评主要做法
a.建立奖惩机制。按照激励与约束并重的原则建立奖惩机制。首先,明确南水北调工程投资控制考评内容包括工程质量、安全、工期目标和投资控制,其中前三者是基本目标,实行一票否决,即只要有一个目标未能实现就不予奖励;其次,对于完成工程质量、安全、工期目标,同时有结余投资的,分析结余投资情况,属优化设计、技术创新、科学组织施工等管理措施形成的结余投资按比例用于奖励、弥补工程投资缺口等;最后,对于管理不善等主观因素造成超支的按规定给予处罚,其中超支情节严重的则将依据相关规定对有关责任人和责任单位给予行政处罚。
b.分级分层次考评。按照南水北调工程建设管理机制,确定投资控制考评分两个层面:①由南水北调办组织对项目法人投资控制的考评,具体实施时项目法人要对完工的设计单元工程编制初步设计概算和项目管理预算执行情况分析报告,评价投资控制情况,对于形成结余投资的,还要分析说明结余投资情况和具体数额,报南水北调办批准;②由项目法人根据直接管理、委托管理、代建管理的管理模式,对项目建设管理单位分别进行投资控制考评。
c.分阶段考评奖惩。根据项目生命周期,对南水北调工程投资控制的考评按初步设计阶段和建设实施阶段分别开展。①初步设计阶段投资控制的考评首先将审批的设计单元工程初步设计概算与对应的可研投资估算进行比较,计算出优化设计投资节约,然后由南水北调办按照节约投资额的一定比例对设计和参与设计工作单位进行专项奖励。②建设实施阶段投资控制的考评是将初步设计概算投资、经国家有关部门审批同意增减的价差之和,与项目实际投资支出(不含建设期贷款利息和超支建设管理费)进行比较,没有节余的不得奖励;投资超支的,按超支额扣减投资控制保证金;有节余的,返还投资控制保证金,并拿出一定比例作为项目法人留成收入,主要用于奖励。
3南水北调工程投资“静态控制、动态管理”实践的几点启示
3·1“静态控制、动态管理”模式是大型水利水电项目投资控制管理的科学方法
实行“静态控制、动态管理”模式,实际上是以编制初步设计概算年份为基期,把工程投资分为工程基本成本、基本预备费和价差预备费,对影响工程投资的静态因素和动态因素分别进行控制和管理。这种投资管理模式,防止了项目法人以价格上涨过猛,无法承担价差为由,一而再、再而三地要求修改概算,同时也防止其调整概算或者在修改调整概算时擅自提高设计标准,或者将因管理不善、施工浪费等原因增加的投资混杂在概算中,转移责任,变不合理、不合法为合理、合法,加大“三超”的严重程度。这种办法与国际上通行的做法是一致的。通过近几年的实践,证明了南水北调工程实行该投资管理模式有利于明确各管理主体的职责,发挥项目法人组织工程建设的主导作用和形成自我约束机制,也有利于国家管理部门进行监督。这与建立社会主义市场经济体制是相适应的,是符合建立现代企业制度的科学管理方法。
3·2激励约束机制是“静态控制、动态管理”模式有效实施的核心和关键
建立激励约束机制,落实项目法人责任制,充分调动参建各方控制工程投资的积极性,是实施“静态控制、动态管理”模式,有效控制投资,提高项目投资效益的核心和关键。为了建立健全投资控制管理的激励和约束机制,在确保工程质量、安全和工期的前提下,南水北调办对项目法人所管理设计单元工程进行投资控制考评,项目法人对建设管理单位所管理工程进行投资控制考评,建立投资控制奖惩机制,并由财政部和南水北调办共同印发了投资控制奖惩办法。根据奖惩办法,投资控制考评以静态投资加上经批准的年度价差之和,与完工项目实际完成投资(不含据实计列的建设期利息)进行比较,视节余或超支情况予以奖惩,这种激励是目标激励。同时,这种考评机制也是一种约束机制,如果项目法人由于管理不力造成投资失控,将会按突破投资的不同比例予以处罚,处罚额度控制在项目管理费的30%以内,并依据相关规定对有关责任人和责任单位给予行政处罚。正是通过这种激励和约束相结合的机制,保证了既实现目标激励的目标,又实现协调约束的作用,从而有力保障了“静态控制、动态管理”模式的顺利实施。
3·3风险共担机制是“静态控制、动态管理”的基础和保障
静态投资指以某一价格水平年计算的建设项目全部工程的投资,动态投资系指工程建设过程中包括通货膨胀和税种、税率变化增减的投资,建设期内需支付的筹资利息以及项目利用外资时发生的汇率损益等。无论是静态投资还是动态投资都存在风险。“静态控制、动态管理”模式是将静态投资的风险主要分给项目法人承担,而将动态投资存在的风险主要分给出资人(国家主管部门)承担,免除了项目法人难以承担的价差、贷款利率和政策变动风险。同时,在具体管理过程中为了风险分担更加公平合理,计算和核定更为公正透明、便于操作,依据风险共担的原则做了如下具体规定:①建设期利息支出与建设资金的来源和适用利率有直接关系,是项目执行层难以控制的,按实核增这部分动态投资;②项目利用部分外资则汇率的损益也按实增减动态投资;③如果国家税种税率发生变化,也按实增减动态投资;④通货膨胀引起的价格调整是项目投资“静态控制,动态管理”的重点。这种分担风险的原则和做法是公平合理的,也是符合国际惯例的,可以最大限度地避免人为因素的影响,大大减少每年投入计算及审定价格调整上的资源,可以让项目法人集中更多的精力去管理工程,也有利于出资人的宏观管理。
［关键词］水利工程；数据库；设计；动态管理；辽宁省
近年来，水利基础设施建设力度不断加大，病险水库除险加固、饮水安全、灌区节水改造、泵站更新改造、水土保持、引输水工程等建设项目呈现出点多、面广、量大，管理主体分散，管理对象多样化等特征，水利建设管理呈现出投资强度高、建设任务重、管理要求高、工作责任大等新的特点[1]。在新的形式下，辽宁省为全面做好水利工程建设与管理工作，在借鉴探索的基础上，提出开展水利工程建设项目动态管理系统建设，重点研究了水利工程建设项目动态数据库建设工作，现将设计要点进行交流分享。
1设计要点
数据库设计是应用系统设计的根基，数据库设计关乎系统功能实现度、稳定性、扩展性等多个方面的内容[2]。为确保水利工程建设项目动态数据库达到“把数据管起来，将数据用起来，使数据活起来的”的预期目标，特对数据库在内容覆盖、信息共享、标准化、面向对象、约束条件、查询统计等方面进行了重点设计。
1.1全过程覆盖
依据辽宁水利建设项目管理经验，将水利建设项目管理有关字段按照建设过程进行科学划分，按项目实施过程划分为前期工作、项目基本信息管理、建设过程管理三大阶段，按项目管理内容分为前期工作、项目基本情况、项目招投标、参建单位及人员履行合同情况、进度管理、计划和资金管理、质量管理、安全管理、检查稽察督查审计及整改情况、竣工验收等10个环节[3]，对管理内容进行全面覆盖。见图1和图2。
2水利工程建设项目动态管理数据归类示意图
1.2信息互联共享
在辽宁水利信息化整合建设的背景下，严格执行数据来源唯一性的原则，充分利用现有系统的权威数据。与水利建设项目管理有关的设计、施工等单位和人员信息，采取“同存异消”的方针，对辽宁省水利建设市场信用信息平台系统中的数据字段进行整理，作为水利建设项目动态管理系统数据库的字段内容，确保此类信息同源权威；同时结合质检处等有关处室意见，合理设置数据字段，为今后相关处室新建或改建系统提供数据接口。
1.3标准化处理设计
标准化是组织现代化生产的重要手段，是科学管理的重要组成部分，加强数据库建设的标准化处理在数据库建设中尤为重要[4]。水利建设项目面广类多，主要可分为水库、水闸、泵站等工程建设项目、水土保持治理项目、移民后期扶持项目、水文测站项目、农村电气化项目以及河流治理项目等几大类别。为保障水利工程建设项目动态管理数据库标准统一，特采取“求大同存小异”的方针，对全部项目的前期工作、项目信息管理、除进度管理以外的过程管理进行规范化处理，在字段设计上统筹兼顾，归一化处理，形成统一标准；因不同项目在进度管理中体现的指标不一样，比如农村电气化项目主要体现在发电设备采购、安装方面，水土保持治理项目体现在鱼鳞坑、截水沟、植被绿化的数量、长度和面积上，水库、水闸等工程项目体现在土石挖方、混凝土浇筑体积上，特采取先差异化后标准化进行处理。通过标准化处理设计，大大提高数据库的兼容和共享，提高数据库的通用性，特别利用降低建设成本和方便数据库用户使用。
1.4面向对象设计
数据是系统的灵魂，活的数据是系统生命的保证。水利工程项目动态管理数据涉及到项目法人，设计、施工、监理单位及人员、质检处、安监处、建设与管理处等众多机构和人员，这些信息都需要纳入数据库中，为保障数据更新及时、稳定，就必须面向对象来设计。考虑到项目法人在整个项目中的主导作用和稳定性，数据更新以项目法人为主导、质检处辅助来进行设计。不同对象对项目管理的侧重点也不同，考虑用户在系统使用过程中的权限分配，在对数据库表的处理上，按照项目法人、参建单位、监督机构、建管机构、管理员等5类人员进行分类标识，支撑系统交互界面的设计与调用。
1.5约束机制设计
提供约束条件机制、完整性检查方法、违约处理是维护数据库完整性的充分必要条件。水利工程建设项目动态管理数据库在约束机制上主要体现在以下几个方面：1）对数值的自动求和计算方面，避免人工录入出现计算错误；2）对参建单位人员方面，系统自动调取辽宁省水利建设市场信用信息平台中的入库资料供填报人员选取，确保各类人员符合相关资格；3）对持证上岗人员出现一员多岗现象及失信惩戒人员进行红色警示。
1.6查询统计设计
数据检索与查询也是数据库的主要功能之一[5]。为便于对水利工程建设项目进行统计查询，特在数据库设计上充分考虑查询或统计的口径，结合辽宁水利建设管理需要，设计了年度、工程类别、业务处室、行政区划、投资来源等5类统计口径。其中工程类别和业务处室划分要与辽宁省水利投资统计软件相衔接，确保水利建设投资统计结果与本库中的建设进度统计能对应分析。
3结语
辽宁省水利工程建设项目动态数据库设计是对辽宁水利工程建设监督管理的一次全方位梳理。经过查阅了大量的法规文件，多次征集有关部门意见，仔细分析数据上报程序，形成了多方认可、程序严密、动静结合、报管分离的水利工程建设动态数据库，以此库为基础，研发辽宁省水利工程建设项目动态管理信息系统，将高效支撑和提升辽宁水利建设与管理效能，为水利建设管理改革发展提供新的起点。
作者:高真伟 赵巨伟 单位:1.辽宁省水利厅建设与管理处 2.辽宁江河水利水电新技术设计研究院
［参考文献］
［1］陈雷.坚持改革创新强化建设管理努力开创水利建设与管理工作新局面［EB/OL］..2011—06—01.
［2］伞颖，高辉.浅谈数据库设计在系统设计中的重要性［J］.中国校外教育,2013（24）：168—169.
［3］中华人民共和国水利部.SL223-2008，水利水电建设工程验收规程［S］.北京：中国水利水电出版社，2008：1—10.
关键词：水政监察，动态管理，扶绥县
中图分类号： C93 文献标识码： A
扶绥县地处低纬，属南亚热带季风气候区。年平均气温在21.3-22.8℃，历年最低气温-0.6℃，历年最高气温39.5℃，日平均气温≥10℃。左江是扶绥的第一大河，称为扶绥的母亲河。左江属珠江水系，丰水期和枯水期分别可通航500吨位和150吨位的船舶，随着下游老口电站的建成，通航吨位常年可达1000吨。左江河运船舶顺流而下经南宁沿西江航道可通达梧州、广州、香港等地，逆流而上可通达越南[1]。
长期以来非法采砂破坏河床与侵损河岸污染河道的现象时有发生，这给水政监管带来很大的压力。因为未能及时发现，所以很难有效治理，违法者往往采用突击的形式“作案”，监管人员到来后则遁去，与执法者玩起“捉迷藏”，盗采者因此而屡屡得逞，危害巨大。如何杜绝此类似事件的发生，一直是地方政府考虑的重要问题之一。若能在其“作案”之初则给予立即监管，把非法盗采和侵损河床河岸的行为消灭在萌芽状态，那么此类事件的发生率将大幅降低。据于此，本文提出的应用高速发展的3S技术搭建扶绥县水政监察动态管理系统。对河道进行分段实时监控，及时拍照、摄像，使得非法侵损河道、非法采砂等违法行为无处遁形。此外，管理平台还兼顾有河道受自然灾害威胁预警之保护功能。
1 建设任务
扶绥县水政监察动态管理系统建设的主要任务为以下几个方面：
（1）标准化建设
认真贯彻执行上级信息化建设标准，结合我县的实际情况，补充完善我县信息化建设标准、制度，规范水政监察建设，提高扶绥县水政监察建设的标准化程度。
（2）数据中心建设
根据国家及区厅要求，建立县级水政监察动态管理系统数据中心，以实现各类水政监察数据的存储、管理、共享、交换等。
（3）电子政务系统建设
整合已有的各业务管理系统，建立水政监察动态管理系统，并建立其他业务流程管理系统，实现业务流程网上监察、公文网上审批传递的现代化动态管理[2]。
2 技术依据
（1） 《中华人民共和国行政区划代码》，GB 2260―2002
（2） 《地球空间数据交换格式》，GB/T 17798―1999
（3） 《国土基础信息数据分类与代码》，GB/T 13923－1992
（4） 《城市地理要素―城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线，编码结构规则》，GB 14395－93
（5） 《国家基本比例尺地形图分幅和编号》，GB/T 13989―1992
（6） 《1∶500 1∶1000 1∶2000，地形图要素分类与代码》，GB 14804－1993
（7） 《1∶500 1∶1000 1∶2000，地形图图式》，GB/T 20257.1-2007
（8） 《1∶500 1∶1000 1∶2000地形图数字化规范》，GB/T 17160-1997
（9） 《地籍测绘规范》，国家测绘局 CH 5002-1994
（10） 《地籍图式规范》，国家测绘局 CH 5002-1994
（11） 《大比例尺地形图机助成图规范》，GB 14912-1994
3 总体结构图
图1 扶绥县水政监察动态管理系统总体结构图
考虑到扶绥县水政监察大队的办公特点及与政府和上级、下级之间网络联接的要求，本文采用B/S为主，C/S为辅的网络模式的系统框架，大队内部各职能科室通过局域网用B/S模式访问信息中心，信息中心以C/S模式管理数据；大队与外网采用物理隔开，通过Internet网相连，并设有防火墙，以保证系统的安全性。各级单位可以通过B/S模式访问大队信息中心。
4 系统搭建
4.1数据库总体架构
扶绥县水政监察大队数据中心依托MapGIS K9基础GIS平台构建多源异构数据采集、处理、显示、管理、分析、维护的核心功能仓库，运用数据中心集成开发平台自定义搭建可视化的数据组织、视图加载、界面设计、后台更新维护，并运用MapGIS-IMS技术向外数据中心数据中心成果。系统探索并实现了扶绥县水政监察大队数据中心与日常管理应用相结合的模式和方法，提供可供推广的数据编码标准、软件规范和实现技术，全程服务于土地批、供、用、补、查的各个环节，最终实现了便捷、规范的综合管理和科学的、准确的数据分析决策支持[3]。
扶绥县水政监察大队数据中心中，K9基础平台是基础，提供了丰富、专业的矢量、栅格、影像、三维四位一体的存储、管理、编辑与分析功能。数据中心集成开发平台提供了系统的运行框架，以及其他业务专用插件，通用搭建组合，最终行成了综合管理系统中用于后台的数据中心管理的C/S子系统，该子系统的用户对象是信息中心技术人员，主要提供了数据的上载入库、管理更新、综合统计输出等功能。
4.2 逻辑结构
数据中心主要包含六个部分：网络系统、数据存贮系统、空间数据中心管理平台、数据服务系统、数据挖掘支持系统和数据交换系统。
网络系统提供网络接入、本级核心网络管理功能；数据存贮系统包括数据库管理系统和文件管理系统，提供对各类数据的存贮、备份、恢复、迁移等基础功能；空间数据中心管理平台提供数据的检查、整合、数据入库、数据的更新维护、数据清理等功能；数据服务系统提供数据目录、数据服务目录、元数据、数据搜索引擎、数据加工、服务计费等功能；数据挖掘支持系统完成数据的主题分析，主题统计，数据挖掘、输出，决策服务等功能；数据交换系统提供数据提取、数据发送、数据接收、数据转换、数据传输方面的功能。
4.3 业务板块
业务库中的业务均可自定义的业务编号规则，每个业务对应一个或者多个相关联或者组合在一起的案卷，不同类型的案卷编号均采用统一的编号规则，案卷中包含业务坐标信息、表格信息、多媒体信息，可以以数据包的形式压缩导出或者导入。
数据库空间数据库的设计和更新与其数据中心的业务板块设计是紧密相连的。每个业务板块在运转时都需要特定的基础空间数据做决策基础，划定一定的分析范围进行空间裁剪分析得到决策结果，并最终提交或者放弃提交业务专题图层的落地更新。
4.4 系统数据库
按数据来源划分，数据中心数据包括调查数据和审批数据，调查数据指通过野外调查的成果数据；审批数据指办理各类业务产生的数据。按数据用途划分，数据中心数据仓库管理的数据包括基础数据和专题数据。基础数据主要是指反映水政监察现状，主要包括基础地理数据、遥感影像数据。专题数据是指根据水政监察需要从基础数据派生的数据。专题数据包括规划数据、执法数据与地质环境数据。
一般而言，水政监察数据中心数据库可能包括如下空间数据：
① 第二次土地调查变更数据库；
② 第二次土地调查DOM影像图；
③ “一张图”遥感影像图；
④ 土地整理项目规划和竣工图；
⑤ 卫片监测数据；
以上数据通过分散采集、加然后工、检查，形成数据成果，按照统一的命名规范，按层存放在物理数据库中，形成各业务科室关心的逻辑上的专题基础空间数据库。
4.5 管理与共享方式
实现扶绥县水政监察信息统一管理与共享交换畅通，在系统建设运行过程中必须满足以下要求：
市、县级数据中心由各地信息中心或相应信息机构负责建设、运行、管理和维护，保证数据中心建设的规范、完整和可靠。
将水政监察所需的各类基础信息汇总提交到各自信息中心或相应信息机构，由数据中心统一管理和存储，并负责与上下级共享交换以及对外提供信息服务。
为保证市、县各地信息系统的数据格式和结构一致性及数据完整性，扶绥县水政监察系统应按国家和自治区要求的标准进行建设，特别是数据库和应用系统的建设必须符合标准，如提供符合标准的空间数据和属性数据的导入、导出功能等。
数据存储采用分布式和集中式相结合的方式，不但能对本级信息进行统一管理，并能实现与上下级系统间的调用、共享和交换。GIS系统管理的空间数据应逐步由单个图形文件形式过渡到由关系型数据库直接管理矢量数据的形式，实现空间数据和属性数据共存于关系型数据库中。
由于数据信息在扶绥县水政监察信息系统乃至整个工作中的重要性，因此数据备份是各地信息中心或相应信息机构需特别加强的工作，必要时应采取数据异地备份。
5结束语
扶绥县水政监察动态管理系统的建设与应用，将化被动管理为主动管理，及时遏制水事违法事件的发生。随着系统布点的增多，水政监管工作将会发挥巨大的水政监察动态管理作用，同时将大大促进国民经济和社会信息化的发展。
参考文献
[1] 扶绥县水利局．扶绥县水利志[M]． 扶绥县水利局，2010：100―105．
关键词：水政监察；动态管理；方案
前言
惠安县地处福建东南沿海，境内分布着四大溪流，滩浅水缓，沙质丰优，长期以来非法采砂破坏河床的现象十分猖獗，侵损河岸污染河道的事件也时有发生，这给水政监管带来很大的压力。由于未能及时发现，故很难有效治理，违法者往往采用突击的形式“作案”，监管人员到来后则遁去，与执法者玩起“躲迷藏”，盗采者因此而屡屡得逞，危害巨大。如何杜绝此类似事件的发生，一直是地方政府考虑的重要问题之一。若能在其“作案”之初则给予立即监管，把非法盗采和侵损河床河岸的行为消灭在萌芽状态，那么此类事件的发生率将大幅降低。据此思路，本文提出的应用信息遥感技术――水政监察动态管理平台，对河道的重要部位进行实时监控，及时拍照、摄像，使得非法侵损河道、非法采砂等违法行为无处遁形。此外，管理平台还兼顾有河道受自然灾害威胁预警之保护功能。以下介绍水政监察动态管理平台的构造、原理以及其技术要求等内容。
1 系统组成
水政监察动态管理平台信息遥感技术主要由水文监测（雨量、水位、流量）和视频监控以及信息传输三个部分组成。通过现场检测到的各种数据的变化进行分析，最后综合判断现场出现的状况：是自然灾害对河岸的威胁，还是人为非法采砂或对河岸河床、植被的侵损，进而作出采取相应行动的决定，有效保护水利工程设施，杜绝非法破坏行为。
1.1 雨量计
雨量计采用翻斗式雨量计，雨量每增加1mm即雨量计输出一个电信号，送至终端机上转换为数据信号，最后经手机模块转变为一个代表雨量数值的射频信号向外界发射（短信或GPRS信号）。
1.2 水位计
水位计采用气泡式水位计，其水位传感头安装在河流或水库中，每当水位增加或减少一定数值（可按需设定，如5cm等），即气泡水位计输出一个能反映水位的电信号，送至终端机上转换为数据信号，再经手机模块转变为一个代表水位数值的射频信号向外界发射（短信或GPRS信号），最后借助移动通信把信息传输至机房控制中心。
1.3 流量计
流量计安装在河流某中能反映某种典型信息的重要河段，每当河流流量发生变化，且变化量超过某设定的数值时，流量计即输出一个相应的电信号，并送至终端机上转换为数据信号，再经手机模块转变为一个代表流量数值的射频信号向外界发射（短信或GPRS信号），最后借助移动通信把信息传输至机房控制中心。
1.4 视频监控
视频监控由红外摄像头和控制云台与微波视频传输系统等组成，现场视频图像将通过摄像头转换成视频信号再经过微波发射装置，把反映现场情景的视频图像信号传输至单位里的机房控制中心。
1.5 支持设备
监控现场所有传感设备的工作都依赖于一个共同的支持系统，那就是电源供给系统，它由太阳能电池板和蓄电池及充电设备等组成，夜间或阴雨天时，由蓄电池供电，白天由太阳能向蓄电池充电，这样，电能就能一直保持下去，保持一段相当长的时间，蓄电池至少可以使用5年。
2 监控原理
通过获取来自雨量计、水位计、流量计及视频监控这些传感设施的各种数据图像，即可进行综合分析，判断所保护的河段是否正在遭受人为的破坏（包括非法采砂、侵损河岸河床等）或正受自然灾害的威胁或破坏，从而作出正确行动的决定。
2.1 雨量水位流量监控
当监测点附近下大雨且雨量达到一定预警数值时，河水水位也必将跟着上涨，来自水位传感器的水位数值将不断增加，当水位增加达到一定的预警值时，且雨量值仍在不断攀升，则预示着被监测段的河岸可能会受洪水的威胁，此时指挥中心就会作出决定，通知做好该河段的防护工作，包括加密巡护，做好加固抢险的准备。此外，当检测段河流水位低至一定程度时，其不远的上游就可能出现干涸，人为非法采砂现象就会增多，此时就需要加强巡查，把非法采砂破坏河床的事件消灭在萌芽状态，提高巡查效率。同样，当被监测河段水位增加到一定程度时，就必须注意巡查，以防采砂船的侵扰。同理流量数据也同样能够反映出河道的水量多寡，通过掌握流量与水量的关系，即能有效地判断出非法采砂和破坏河道事件发生的几率大小。
2.2 视频监控
利用视频摄像头对重要河段重要区域进行全天候的视频监控，能够有效地远程监控被监控的区域是否有违法水事案件、入河排污、河道污染等事件的发生。视频摄像头把现场场景转换成视频信号，传输至视频处理中心，再加载至射频信号中，通过微波传送，把加载有视频信息的微波信号发送至指挥中心的微波接收装置上，再输送至计算机的数据处理中心，经信息图像处理软件处理后在显示屏上还原出相应的视频场景，值守人员通过监控图像即可及时发现侵损河岸河床以及非法采砂等违法行为。
3 技术指标
3.1 水位计：量程0-15m，精度+5mm，分辨率1mm/0.1mBar；测量间隔1min-24h。
3.2 雨量计：分辨率1mm，雨强测量范围0-4/min，允许通过最大雨强8mm/min。
3.3 太阳能板：工作电压≥16V，工作电流≥2A，峰值功率40W。
3.4 蓄电池：12V，100Ah；浮充寿命≥5年。
3.5 视频摄像：200万像素，旋转角度水平0-360°，垂直0-105°，
水平视角55.4-2.9度（广角-远望），焦距20倍光学变焦。
3.6 遥测终端机：雨量范围0-9999mm，可循环，水位0-4095cm，信源编码BCD，信道编码BCH，数据传输模式采用异步传输，工作电源12V，静态电流≤2.5mA。
3.7 GPRS/GSM/CDMA模块：工频支持双频GSM/GPRS，发射功率2W（900MHz），功耗≤150mA（工作），静态功耗≤10Ma。
4 结束语
据不完全统计，每年遭受盗采的河沙以及河床河岸遭受破坏的损失达到上千万元之多，其社会危害所造成的损失更是巨大。而水政监察动态管理系统的推广应用，变被动管理为主动管理，及时遏制水事违法事件的发生。随着系统布点的增多，水政监管工作将有了质的飞跃，增强执法能力，减少盲目“疲劳作战”的无用功，提高执法效率，每年可遏制非法采砂事件50起以上，减少大量水土流失，减少河流污染以及侵占破坏河道河岸的事件发生，由此所产生的效益非常巨大，所带来的社会效益更是不可估量。
参考文献
[1]陈敏，张仁陵.水雨情自动测报系统[J].中国水利，2007（11）.
关键词：给水管网；动态水力建模数据；管理
中图分类号：TU821文献标识码： A
1.给水管网动态模拟概述
针对给水管网运行特点，建立相应的动态水力模型，不仅能够实现优化控制的目的，同时还能够起到科学管理的效果。在模型中，其水流需要能够有效反映现实管网中水流所具有的流动状态，换而言之，该动态模型需要能够有效反映现实管网中的一系列动态参数。合理的给水管网动态模型具有以下作用：对管网漏损进行有效的辅助预测；对事故状态下的运行进行有效模拟，从而便于故障解决措施的制定和实施；对以爆管为代表的一系列异常状况进行预见性分析，为调度及维修人员提供有益参考；为水系统运行的后续优化工作奠定基础；方便水质模型的构建，在水质分析过程中发挥辅助作用[1]。
2.给水管网动态水力建模数据分析
2.1动态水力建模数据类型及来源
管网属性数据。对于给水管网而言，其属性数据通常指的是测量值及实际调查获得数据，该类数据大多情况下借助GIS系统便能够准确获得。
管网运行监测数据。该类数据主要包括两个部分，一种是在线监测的压力数据，另一种是在线监测的流量数据。在建立水力模型的过程中，通常应用SCADA系统以实现对管网的延时模拟，也可以截取代表性较为突出的某几天数据进行模型校验处理
实测数据。在具体建模环节，需进行实测的数据主要包括三大部分，一是对管网属性中那一类不确定信息进行准确地现场测定，二是对水泵曲线（尤其是工作年限较长的）进行现场实测，三是对用户的用水量曲线进行现场测定。
派生数据。所谓派生数据指的是，在分析数据过程中形成的一类新数据，虽然不是建模的必要组成部分，但有助于对既有数据中所包含的隐形信息进行一定程度的挖掘。如可利用数据挖掘功能对爆管进行分析，从而提高管网的安全系数。
2.2动态水力建模数据质量分析
2.2.1数据质量评价准则
在建模过程中，应对相关数据质量进行有效分析和控制。所谓数据质量（英文简称DQI）指的是，参与动态建模的诸多数据能够满足建模实际需求的特征。在获悉数据质量的情况下，才能对建模的可行性等进行准确预判断。对于动态建模数据而言，其质量水平集中体现在如下各点：准确度、精度、不确定性、包容性、一致性、完整性、易使用性、可得性、现势性等。
2.2.2数据质量评价方法——以模糊综合评价法为例
采用模糊综合评价法的过程中，涉及以下评价指标：1）拓扑属性，如节点坐标位置精度等；2）节点流量，如用水数据精度等；3）泵站相关数据，如水泵曲线符合实际的程度；4）监测数据，如监测点分布密度；5）其它辅助信息，如地面标高等反应真实的程度。
对上述指标进行评价时，划分优良中差四个不同等级：优指的是数据质量相当优异，能够为建模工作提供理想的数据支持；良指的是数据质量稍次；中指的是能够基本满足建模需要；差指的是数据质量极不理想，无法支持建模工作。
2.3数据处理
当筛选出适宜的管网建模数据之后，接下来便需对其展开相应标准化处理，即对原始形式下的数据进行处理，使其转化成标准的且能够参与实际建模的形式。
管网建模过程中，涉及的关键数据需求及其处理如下：1）建立健全管网拓扑结构，并准确输入有关属性信息——管网拓扑结构、管段以及节点属性、标高数据等；2）对节点流量进行科学分配——用户用水量数据以及用水曲线；3）构建有效的泵站模型，并加以校核——水泵曲线以及泵站运行记录；4）展开相应的模拟计算以及校核——监测点数据记录等[2]。
3.动态水力模型数据综合管理
3.1模型数据综合管理需求分析
3.1.1数据完整和同步的需求
给水系统涉及的数据绝大部分属于测量值以及实地调研数据，所以，应寻求这样一个高效数据管理系统，即无论发生何种类型的连动变更，都能够借助系统本身提供的内部功能予以自行维护，从而保证一系列数据的完整性以及同步性。另外，在正式管理过程中，应严格设置和管理用户权限，从而确保相关数据的安全性。
3.1.2数据使用便利的需求
在模型的诸多计算中，通常需要涉及大量数据的综合计算，由于来源不一，再加上格式多样，所以，有必要构建一个高度统一的数据管理系统，为数据使用提供便利，不仅如此，借助视图或者存储方式，能够基于模型计算对数据的相应要求而得到目的明确的查询结果，从而在一定程度上有效强化了筛选模型计算数据的工作效率。
3.2给水管网动态数据管理技术——给水管网动态数据库
给水管网动态数据库的构成如图1所示。
图1 给水管网数据库系统
对该数据库进行管理时，主要涉及以下几点：1）数据存储，即把全部数据转化成数据表形式，并存储起来；2）数据库连接，即数据库之间的连接，以及数据库和其他系统之间的连接；综合/联合查询，借助查询方式搜集需要用到的数据及信息，又或者基于视图与存储的形式，对常用查询模块进行有效保存，以便后期调用；3）数据更新；4）用户管理。
3.2.1数据库设计原则
数据库设计原则主要包括：满足用户需求的实用性原则、数据的准确性原则、安全稳定性原则、易操作性可扩展性原则、
3.2.2数据库的建立
数据库组成主要涉及以下几点：1）管网基础数据类，如参数表、用户信息表、测压点信息表、水泵信息表、水厂信息表、阀门信息表、加压泵站信息表、清水池信息表；2）动态模拟数据类，如测压点压力表、水厂出水压力表、水泵数据表、清水池水位表、加压泵站数据表、阀门数据表、累计流量数据表。
将上述数据统筹、归类、入库便能够获得一个具有动态特性的数据管理系统。
数据表相互间存在一定的关联性以及制约性，这是因为数据本身便存在一定的关联性，常见的有管线和节点之间、阀门和节点之间、以及设备两端节点之间等。在执行删除或者编辑等重要动作时，应特别注意：对节点进行挪动时，与节点保持相连的管道也应随着节点置的变化而发生相应的变化；对节点新坐标进行确定时，需要对管道长度进行修改；对管段进行移动时，对于该管段而言，其两个节点也会随之进行相应的移动，另外，和这一管段存在连接关系的诸多管段也会随之出现一定程度的拉伸效应。在数据库管理系统的帮助下，能够清晰且明确地观察到数据表相互间存在的关系结构，从而准确理清各个数据表之间的内外在关系。
数据库的其他组成部分：1）视图。对于那些需要固定格式处理的数据可借助视图予以保存，在需要的情况下再抽调出来，从而有效避免了重复作业的发生；2）存储过程。对于那些应用频率相对较高的查询模块，则有必要为其编译相应的存储过程，使其成为具有独立特性的单元体以供用户调用，从而防止代码的多次编译，进而节省大量的人力和时间；3）触发。通常适应于级联更新或者级联删除的情况。
3.2.3数据维护和更新
基于现有模型构建一个全新的、完整的数据库之后，在将来的备份及更新时，那些不同时间段的数据便有了与之相应的版本。应用数据库系统管理软件本身具备的优异更新及备份功能，能够基于既有的数据库开展相应的备份操作，在此过程中，基础数据库可以共用，而不同时间段的各个版本可以以相对独立的更新文件形式予以存储，如此一来，任何时间段所对应的版本均能够得到完整而有效的保存，不仅如此，还实现了数据冗余最小化的目标，再加上共享度相对较高，文件以最小体积形式存在，使得更新任务量也相对较小。
对给水管网动态模型数据进行维护和更新时，主要涉及如下工作：1）对管网模型的拓扑结构及有关数据进行更新；2）对节点流量进行更新；3）对操作方案进行更新；4）对管道粗糙系数进行更新；5）对水泵特性曲线进行更新；6）对模型进行定期检验[4]。
当上述数据出现相应改变时，数据库中与之对应的数据也会随之被有效更新。对管网拓扑结构及相关属性信息进行更新时，可借助数据库和模型本身的接口对相关模型数据进行重新导入。对于那些繁杂程度较高且形式变化较多的数据，可结合具体变化情况，由有修改权限的数据库管理人员进行手动方式或者其他方式的更新。
4.结束语
随着城市给水管网规模的不断扩大，其运行及管理工作将面临更大的挑战，所以，做好给水管网动态水力建模数据分析及其综合管理工作便显得尤为重要了。相信随着研究的不断深入，动态水力模型将会在功能及精度上取得更大的进步，从而为城市给水管网的正常运行及高效运行提供更大的帮助。
参考文献：
[1]陈涛,徐鹏,赵洁. 给水管网动态水力模拟系统的建模研究[J]. 城镇供水,2012,01:66-67.
关键词：给水管网微观动态水力模型 标准方法 拓扑结构
1 水司建立给水管网微观动态水力模型的必要性
给水管网微观动态水力模型是指将给水系统中的一些给水设施(如：水泵、管道、阀门、 水库或水塔等)的特性数据、属性数据及水量数据输入管网模拟计算软件，进行延时模拟计 算，并达到一定校验标准的模型。建立大规模城市给水管网微观水力模型是一项系统工程。
要实现配水系统的科学化管理，尤其是大规模给水系统，水司必须建立给水管网微观动态 水力模型，原因是：给水系统的规划、设计及改扩建需要它；能指导和帮助安排检漏工作； 管网改造优先性评估；诊断管网中的异常情况，如：错关阀门，摩阻突变等，并提出解决方 案；分析事故或工程对用户用水的影响程度，分析用水困难原因，提高供水服务业务水平； 调查大规模给水系统中水打回笼现象，寻找季节性阀门经济开度；用模型进行每天管网运行 工况分析，能增强调度员调度信心，有利于经济调度，同时模型可用于培训调度员；能帮助 选定管网中测点位置，优化测点布置；在管网微观水力模型的基础上可开发水质模型，管网 水力动态模型与SCADA系统相连，可实现在线实时调度，为进一步实现离线或在线优化调度 提供条件等等。
2 建立给水管网微观动态水力模型标准方法
2.1 管网分析软件及现场测试仪器的选择原则
选定管网分析软件原则：
(1)与GIS、营业水费账单系统及SCADA系统有接口；
(2)能支持多种操作平台，支持多种输入输出设备，有网络版，人机界面友好；
(3)计算管网节点数应无限，计算速度快，占内存少(15000个节点管网模型要求内存不能超过35M)；
(4)能对多种给水设施进行模拟，同一种给水设施有多种水力计算公式(尤其是管道)；
(5)具备条件选定功能，具备对某些给水设施参数整体改变或修改的功能，能进行延时模拟计算(至少24h)，时间间隔可任意设置；
(6)具备模型组合、拆分及简化功能；
(7)建立的GIS图形能作为一个图层放在管网模型图形底层，同时能对管网模型进行正常的 修改等操作。
现场测试仪器的选择原则：
(1)水泵测试仪应具备测定电动机功率及效率，水泵的H～Q曲线，H～η曲线，水泵温度等参数；
(2)压力数据采集仪应能连接消火栓，收集压力数据；流量仪能安装在流量井里，进行双 向瞬时流量测定，杆的振动应该小，同时具备多种规格；水位仪投入水底，应能采集水位或 深度变化；
(3)各种仪器设备及电池能防水，有时钟、日历及随机存储器，采集时间间隔应能设置， 数据容量不能少于7d(间隔15min)；
(4)采集的数据应能在测试仪的随机存储器和个人计算机(PC)之间相互调用；
(5)各种仪器设备采集数据的量程及精度应满足要求，安装操作应简便、安全。
2.2 建立管网模型拓扑结构
管网模型拓扑结构的建立有两种方法：一种是用数字化仪将给水设施数字化输入建模软件 ，形成点线结构的管网图形；另一种是从给水GIS系统中按照一定的文件格式调入经矢量化 的给水设施图形数据和属性数据，使之在管网模型软件里形成计算机给水系统管网图形。不 论是用哪种方法，实际的管网图形都要经过"微误差简化"[1]，前一种方法是在 管线图纸上完成，第二种方法是在管网建模软件里完成的。
"微误差简化"原则：
(1)简化枝状管。一般情况下，将枝状管简化掉，把它的用户用水量划到与之相连的环状 管节点上，如果枝状管上有大用户，将保留该枝状管，便于大用户24h实时用水曲线调查；
(2)简化"T"(梯)型连通管。当连通两管道"T"的直径与其中一根管道的直径相同时， 将"T"简化掉；如连通两管道"T"的直径与两根管道的直径都不同时，将保留"T"；如 "T"上有常规操作阀，将保留"T"；
(3)输水管道如不是枝状管，不论直径大小，不能简化掉；
(4)管网结构不能进行人工分解，平行管线不能合并；
(5)多根管道连接于同一根管道，且节点间间距小于2m，可合并为一个节点，局部水头损 失转化为管道沿程水头损失；
(6)管道拐弯或经"微误差简化"产生的水头损失，模型校验时转化为管道沿程水头损失。
节点的选定应遵循以下原则：
(1)阀门和水泵的两端设置节点；
(2)水库或水塔设置节点；
(3)管道交叉连通处设置节点；
(4)管道变径处设置节点；
(5)埋设年代不同的管道(一般在5年以上)连接处设置节点；
(6)管材不同的管道连接处设置节点；
(7)大用户位置设置单独用水量节点；
(8)现场测试点处设置节点。
节点和元素编码方法：
节点和元素编码没有统一的规则，应该根据给水管网建模给水区域的具体情况而定。节点 和元素的编码应用有限的位数尽量反映多的信息量，模型软件里允许的节点和元素编码一般 各为8位字符，信息量一般包括：给水设施类别、使用年代、材质、区域、图纸号等。这样 一来，便于管网模型的更新和校验，便于对实际管网的操作、保养和管理，也便于工程应用。
给水GIS里的节点编码方法一般与管网模型里节点编码方法不同，如：给水GIS里的阀门、 水泵等，只有一个编码，而管网模型里将任何单个给水设施两个节点，一个元素编码；考虑 双方接口时，应考虑节点和元素编码在两个系统之间的相互转化或生成方法；如给水设施是 利用数字化板输入，那么节点和元素编码是直接手工输入管网模型软件。节点的高程、管道的公称直径应从GIS系统里转入到管网模型，或手工直接输入，管道公 称直径转化为实际直径应在管网模型软件里采用条件整体改变方式完成。
2.3 现场测试
现场测试的目的是为计算给水区域或系统的总用水量、节点流量及校验管网动态水力模型 提供数据。SCADA系统或遥测系统返回的数据一般不能满足建模精度要求。
现场对给水系统任何检查和操作，都应该遵从给水系统有关安全操作程序，绝对不能影响 正常的日常供水秩序；对阀门或水泵的操作，必须得到有关责任部门的批准，并协作完成。
2.3.1 测试前的准备工作
(1)整理分析用户用水量账单数据，选定要现场读数的水表为大用户水表；对选定的大用 户水表进行强检、校正，对于大用户，要调查每周工作天数，每天的工作时间，工作班制， 是否有厂内蓄水池，蓄水池体积，进水方式，进水时间及使用周期等；
关键词：给水管网 动态分析 水力模型 现场测试 校验
上海市自来水公司供水系统是世界上最大的供水系统之一，由16座水厂、42座泵站和6300km的供水管线组成，供水区域为690km2，装有220万只水表。1998年日最高供水量为650.1×104t。近年来，随着上海市的高速发展，给水管网的改扩建及给水管网的日常操作管理引起人们的关注。
上海市给水管网的改扩建主要指由于上海市区向郊区延伸，原有的某些给水设施(泵站、水库等)不合理性日益明显，引起了宏观规划问题；由于大量的低层房屋被高层代替，局部用水量增加，引起了局部用水量的规划问题。长期以来，上海市供水管网的日常操作(主要指水源调度、管网的维护和更新)主要是凭借经验，而不是建立在科学的理论体系之上。
建立计算机给水管网动态水力模型(包括计算机给水管网宏观动态水力模型和详细动态水力模型)，是解决这个问题的最有效手段。宏观动态水力模型主要用于上海市给水总体规划活动的分析，包括优化现有的给水设施，规划新给水设施，为上海市供水系统的改扩建提供宏观的、总体的分析策略。详细动态水力模型主要用于上海市供水系统的日常操作、维护和更新的活动分析，包括为管网的更新和维护提供科学的操作管理方法，为区域性的给水管网规划、设计和更新的优先性评估提供科学依据。
1 研究方法
1.1 建立计算机供水管网图形［1、2］
计算机供水系统管网图形应该包括供水系统中的所有供水设施及其图形数据和属性数据(如管道直径、节点标高、位置坐标等)。一般有两种方法建立计算机供水系统管网图形，一种是用数字化板将供水设施数字化输入管网建模软件，形成点线结构的管网图形；另一种是从供水地理信息系统(GIS)中按照一定的文件格式调用供水设施的图形数据和属性数据，使之在管网建模软件里形成计算机供水系统管网图形。
上海市供水设施的数目大，计算机供水系统管网图形中节点数目过多，根据建立供水管网模型的用途不同，制定了取舍管线的原则：宏观动态水力模型中应该包括直径≥500mm的管道和部分水力条件重要的小管道；详细动态水力模型中应该包括直径≥300 mm的管道和部分水力条件重要的小管道。形成计算机供水系统管网图形后，经“微误差简化”，建立起浦西地区计算机供水系统详细模型管网图形。
1.2 现场测试
现场测试的目的是为计算供水系统的用水量、节点流量及校验管网动态水力模型提供数据。
建立上海市给水管网动态水力模型过程中的现场测试由三部分组成：测试供水系统压力和流量值；大用户用水调查及现场24h读表实测；测试水泵的特性参数。要求前两个部分的现场测试同时进行。总共进行了十次大规模的现场测试，第一次测试的目的是为了解给水管网当中水流的大致流动方向及压力分布情况，为选择模型现场测试点提供参考；后九次是为给水管网模型的校验提供原始数据。由于受仪器数量的限制，在现场测试过程中，将浦西地区给水管网宏观动态水力模型的测试分为南区、北区和中区分别进行，同时又将南区和中区各分为三个子区域进行现场测试，北区的管网结构比较简单，只进行宏观动态水力模型的现场测试。
以上海市1996年10月用户用水量数据库为依据，对用水量>15000t/月、占总用水量32.5%的972家大用户进行同时现场24 h抄表，对用水量为5000～15000 t/月、占用水量15.9%的1826家工业用户进行工作班制和用水特点调查，为计算不同工作班制工业用户的用水模式曲线提供数据［3］。
水泵使用的时间过长，原有水泵的水力特性参数会发生变化，建立管网动态水力模型时需要重新测试。建立上海市给水管网动态水力模型的过程中，共测试了209台水泵。
1.3 节点流量的计算方法［3、4］
上海市给水管网动态水力模型中节点流量的计算是基于大量的现场实测数据、大用户现场读表数据和用户每月读表抄见数数据库。节点流量的计算方法见图1。
1.4 管道阻力计算公式
管道阻力计算公式一般采用海曾-威廉(Hazen Williams)公式或柯尔勃洛克-魏特(Colebrook White)公式。流速范围在0～0.9m/s时，两公式的计算结果很接近［5］；对于高雷诺数的高速水流，海曾-威廉公式的误差增大，流速为1.5m/s时，水力坡降误差有时超过20%［6］。在用水高峰时，很多管道的流速超过1.5m/s，因此选用柯尔勃洛克-魏特公式计算管道的阻力。
1.5 管道绝对粗糙度
经整理分析，上海市大量的供水系统管道壁切片的绝对粗糙度数据见表1。
表1 上海市供水系统管道绝对粗糙度 管材 管道绝对粗糙度
（mm） 取样年 每年增长比例 1980年前 1980年后 钢筋混凝土管 2.55 1930 0.025 0.075 铸铁管 有内涂层 1.63 1930 0.025 0.075 无内涂层 16.40 1930 0.25 钢管 有内涂层 1.54 1967 0.025 0.075 无内涂层 16.31 1930 0.25
1.6 模型校验点的选择和校验结果
1.6.1 模型校验点的选择
对于大型供水系统管网模型而言，模型校验点的选择应遵循以下原则：
① 模型校验点的数目应占模型节点数目10%以上。上海市供水系统管网模型校验点的数目占模型节点数目15%左右。
② 模型校验点要均匀地分布在管网模型中。
③ 模型校验点的水力参数值要有代表性，能够控制管网模型在该校验点局部的水流流动情况。
1.6.2 校验结果
上海市给水管网动态水力模型的计算值和现场测试值吻合很好，
表明该模型模拟了管网中水流在测试天的真实流动，见表2。
表2 上海市给水管网动态水力模型的校验结果 项目 参数 参数的校验标准 校验结果 管段流量 流量大于用水量10%的管段 实测值的±5% 0.6% 流量小于用水量10%的管段 实测值的±10% 1.3% 节点压力 100%的校验节点 实测值的±39.21 kPa 100% 80%的校验节点 实测值的±19.6kPa 97% 50%的校验节点 实测值的±9.8kPa 82% 水库 水库水位 实测值的±5% 0.1%
1.7 水力模型的维护和更新
给水管网动态水力模型的维护和更新工作主要包括：在管网模型中增加新的或删除废弃的给水设施、更新节点流量和调度操作方案等。
2 实践意义
上海市给水管网动态水力模型已投入应用，效益良好，具有重大的实践意义：
① 第一次将大型供水系统输入计算机，并建立起管网动态水力模型。
② 能够指导管网系统的日常管理工作，如：避免出现管网中水打回笼，协助检漏工作，寻找较优的季节性阀门开关状态，指导管网改扩建工作等。
③ 能够有效地分析用户用水中存在的主要问题，有针对性地提出解决方案。
④ 通过模型掌握水流的真实流动状况，以利于对大型供水系统进行管理和调度。
⑤ 为上海市自来水公司供水系统开发实时在线调度模型提供了基础。管网动态水力模型与SCADA系统相接，实现实时在线优化调度，还有待进一步研究。
参考文献
1 Anglian Water Services.Standard Methodology for Network Management.1994
2 陶建科等.建立计算机供水管网图形和在地形图上划定节点流量区域的方法.给水排水，1997；23(6)：5～8
3 陶建科.建立给水管网动态模型中的水量分析方法.给水排水，1998；24(1)：26～30
4 Water Authorities Associates/WRC.Network AnalysisA Code of Practice.1989
