饮用水水源地水质监测预警管理信息系统开发与应用

·30·中国环境管理2013年第5卷第5期前言据中国环境监测总站2006年6月发布的《113个环境保护重点城市集中式饮用水源地水质月报》显示，当时有16个城市水质全部不达标，占重点城市的14%；有74个饮用水源地不达标，占重点城市饮用水源地的20.1%。2008年7月环境保护部环境监察局针对上述饮用水源地进行了“后督察”。“后督察”报告显示，从113个重点城市饮用水源地水质达标情况看，达标率仍然偏低。如2008年上半年环境监测结果显示，113个环保重点城市的243个地表水水源地中，达标水源地为159个，占65%；不达标的为84个，占35%，其中，涉及16个省、自治区、直辖市的40个城市[1]。保护水源地,改善饮水水质，保障饮水安全，已成为我国当前社会关注的热点问题之一[2]。我国饮用水水源地存在的主要问题包括：（1）排污口众多，污水排放量大；（2）城市化进程威胁水源地的选择；（3）农业面源污染日趋严重；（4）水源地管理措施薄弱[3]。计算机技术和“3S”（遥感、地理信息系统和全球定位系统）技术的发展为水源地水质污染研究提供了全新的手段，极大地方便了水源污染的模饮用水水源地水质监测预警管理信息系统开发与应用毛楠刘锐李红华宁国锋（中科宇图资源环境科学研究院，北京100101）[摘要]结合饮用水水源地管理需求，设计开发包含在线监测、模拟分析、水质预警和风险应急等模块的饮用水水源地水质监测预警管理信息系统。本文介绍了该系统的功能设计。[关键词]饮用水；水源地；水质监测；水质预警；管理信息系统中图分类号：X32.029文献标识码：A文章编号：1674-6252（2013）05-0030-04拟、预测和管理决策[4,5]。本文阐述了通过将地理信息系统（GIS）和先进的水质模型集成开发饮用水水源地水质监测预警管理信息系统的顶层设计思想，及其主要功能设计，为改善水质和保障饮用水用水安全提供科学依据和高效管理手段。1．系统总体设计针对饮用水水源地特点和饮用水水质安全保障要求，构建集监测、模拟、预警和风险应急于一体的饮用水水源地水质监测预警管理信息系统。基于水质在线监测和水质模拟评估技术，全面提升饮用水水源水质的预警预报水平和应急管理能力，为饮用水水质安全提供科学、规范、系统化保障（见图1）。2．系统功能模块设计与开发饮用水水源地水质监测预警管理信息系统采用B/S与C/S结合的系统架构进行系统设计，包括监测、模拟、预警、风险应急、综合管理和系统管理六个功能模块（见图2）。2013第5期-内文.indd302013-11-411:13:39·31·第5卷第5期毛楠等饮用水水源地水质监测预警管理信息系统开发与应用饮用水水源地水质监测预警管理信息系统监测模拟风险应急预警综合管理系统管理在线监测在线报警多模式视图模拟条件设置模拟计算模拟结果展示预警条件设置预警计算预警结果展示风险分析应急管理文档管理统计报表角色管理权限分配系统设置2.1水质在线监测模块目前，全国多个省市分别建立了水质自动监测系统，实时监测水质变化。该系统主要包括水质在线监测、移动应急监测、实验室日常监测。水质自动预警站可在污染源污水、废水排口安装并进行监测；对影响较大的风险源可加设视频监控设施；水污染事故发生之后进行现场快速移动应急监测；对要求精度较高的水质可在实验室完成。为了充分利用和合理展示多点位、多指标的水质监测数据，提供科学高效的决策支持，水质监测模块提供在线监测数据的管理和展示功能。如图3所示，用户可以在地图视图上自定义配置监测数据种类和形式等信息，满足不同的水质管理目的。同时，水质监测模块提供地图视图、监测数据表视图和实时曲线等视图模式，方便用户进行数据展示、查询、对比和分析。2.2水质模拟分析模块根据水源地保护工作的特点，构建水动力学和水质模型，基于在线监测数据，结合饮用水水源地水质综合评价技术的研究成果，模拟分析饮用水水源地的水质水量的历史变化规律和现状，指导日常供水和水资源保护工作，保障饮用水安全。如图4所示，用户批量导入模型属性数据后，可设置模拟情景和模拟条件，进行模拟计算。模拟结果以表格、曲线和专题图形式展现，并提供相应的查询功能。图4水质监测模拟分析模块2.3水质预警模块通过研究建立水污染预测模型和污染风险预警预报模型，结合水质在线监测技术和水质遥感技术开发建立水质预警模块。目前，各地饮用水水源地自动站建设尚不到位，且已建设的水源地水质自动站通常在水厂取水口附近设置采样点，这时发现水质异常时，大量受污染的水已经进入供水管网。本系统采用二水质模型和模拟分析GIS综合展示技术集成水质历史和现状分析水质综合管理平台水质模拟分析与风险防范污染预测应急预案制定和评估水质污染预警预报水源保护区实时划分情景模拟预警预报技术与应急管理风险源识别与防范水质在线监测图1饮用水水源地水