水源地水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)管理信息系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用

□羅佳寧

水源地水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)管理信息系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用

□羅佳寧

結(jié)合石河水庫(kù)飲用水水源地管理工作需求，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)包含水質(zhì)采樣編碼、化驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析報(bào)表、綜合評(píng)價(jià)等綜合管理功能模塊的水源地水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)管理信息系統(tǒng)，介紹該系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

水源地；水質(zhì)監(jiān)測(cè)；水質(zhì)評(píng)價(jià)；綜合管理；信息系統(tǒng)

石河水庫(kù)是秦皇島市的重要水源地之一，保障著山海關(guān)區(qū)及海港區(qū)部分城市生活用水和京哈鐵路機(jī)車(chē)用水。多年來(lái)，由于管理模式落后，在保護(hù)水源地及保障飲水安全方面始終是薄弱環(huán)節(jié)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)管理系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用勢(shì)在必行，為水源地工程和保障飲用水水質(zhì)安全提供科學(xué)高效管理平臺(tái)。

1.石河水庫(kù)概況

石河水庫(kù)位于河北省秦皇島市山海關(guān)區(qū)，是一座集防洪、供水、發(fā)電、旅游、灌溉和養(yǎng)殖于一體的綜合型水庫(kù)?？値?kù)容7000萬(wàn)m3，興利庫(kù)容5163萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)年調(diào)節(jié)水量1.01億m3。石河發(fā)源于長(zhǎng)城北秋樹(shù)嶺北側(cè)，有較大支流5條，河長(zhǎng)80㎞，流域面積647㎞2。石河沿途兩岸村莊較多，同時(shí)有礦山等生產(chǎn)加工企業(yè)，存在生活污水和生產(chǎn)廢水排放現(xiàn)象。

石河水庫(kù)管理處對(duì)水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)一直采取人工定期取樣化驗(yàn)的方法，造成管理成本高，水質(zhì)分析周期長(zhǎng)，對(duì)水質(zhì)發(fā)生變化的突發(fā)事件快速反應(yīng)能力差。

2.水質(zhì)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)管理信息系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)技術(shù)總體框架

水源地水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，是水庫(kù)供水管理的基礎(chǔ)工作；綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)是水源地生態(tài)環(huán)境指標(biāo)體系的重要組成部分。參考“數(shù)字水文觀測(cè)網(wǎng)站設(shè)計(jì)（Designing Hydrologic Observatories）”，“協(xié)同促進(jìn)水文科學(xué)發(fā)展的大學(xué)聯(lián)盟（CUAHSI）”計(jì)劃“水文信息系統(tǒng)（HIS）”中觀測(cè)數(shù)據(jù)模型（ODM，Observations Data Model）設(shè)計(jì)思想，包括流域系統(tǒng)水源地水庫(kù)工程、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布局、水質(zhì)采樣編碼、化驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析報(bào)表、評(píng)價(jià)報(bào)告及標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)管理等數(shù)據(jù)模塊構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的核心。三層次的以數(shù)據(jù)為中心的技術(shù)框架，是水質(zhì)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)支撐。

2.2 主要功能模塊技術(shù)

一是工程概況模塊，包括水系—工程—站點(diǎn)信息。查詢(xún)相應(yīng)站點(diǎn)信息，包括水系名稱(chēng)、站點(diǎn)名稱(chēng)、站點(diǎn)類(lèi)型、站點(diǎn)類(lèi)型定義等信息；以及站點(diǎn)的經(jīng)度、緯度和高程等信息。

二是水樣采集及化驗(yàn)數(shù)據(jù)管理。根據(jù)批次—樣品—監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣數(shù)據(jù)整編。采樣批次表單，包括批次編號(hào)、采樣日期、樣品數(shù)量、樣品編號(hào)，批次編號(hào)等信息。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及化驗(yàn)數(shù)據(jù)管理。對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，通過(guò)系統(tǒng)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)系列自動(dòng)入庫(kù)；對(duì)人工采樣，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)，系統(tǒng)提供了批量錄入界面。

三是水質(zhì)評(píng)價(jià)報(bào)表。時(shí)序過(guò)程評(píng)價(jià)報(bào)表管理包括專(zhuān)題報(bào)表，數(shù)據(jù)錄入，報(bào)表瀏覽3個(gè)功能模塊。

專(zhuān)題報(bào)表管理，包括報(bào)表標(biāo)題、報(bào)表類(lèi)型、制表人等相關(guān)信息的管理等。報(bào)表數(shù)據(jù)錄入和報(bào)表瀏覽，根據(jù)報(bào)表類(lèi)別，將報(bào)表分為水質(zhì)類(lèi)別評(píng)價(jià)表、水質(zhì)評(píng)價(jià)報(bào)告結(jié)論表、水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)表和富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)表4類(lèi)。報(bào)表瀏覽功能包括：統(tǒng)計(jì)顯示每類(lèi)所包含的報(bào)表數(shù)量，統(tǒng)計(jì)顯示所有水系、流域的水質(zhì)類(lèi)別信息，統(tǒng)計(jì)顯示所有水系、流域的水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)信息，統(tǒng)計(jì)顯示所有水系、流域的水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)信息等。

四是綜合評(píng)價(jià)報(bào)告。評(píng)價(jià)報(bào)告模塊包括專(zhuān)題報(bào)告、報(bào)告目錄、報(bào)告內(nèi)容、附表引用、報(bào)告附圖5個(gè)方面功能，可以創(chuàng)建編輯1份系統(tǒng)的評(píng)價(jià)報(bào)告，根據(jù)報(bào)告模板目錄可對(duì)評(píng)價(jià)報(bào)告的內(nèi)容增、刪、改、查功能。

五是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理包括水源地水庫(kù)工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類(lèi)、監(jiān)測(cè)站相關(guān)數(shù)據(jù)類(lèi)、監(jiān)測(cè)變量相關(guān)數(shù)據(jù)類(lèi)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)數(shù)據(jù)類(lèi)及報(bào)表報(bào)告模板類(lèi)等相關(guān)信息。其中，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)數(shù)據(jù)模塊包括基礎(chǔ)分類(lèi)、標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)管理、標(biāo)準(zhǔn)組、標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)變量、標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)值等6類(lèi)信息。

監(jiān)測(cè)變量相關(guān)數(shù)據(jù)模塊是用來(lái)管理與變量有關(guān)的的數(shù)據(jù)。變量名稱(chēng)模塊提供了各變量的名稱(chēng)信息。變量報(bào)表模塊顯示各變量報(bào)表的詳細(xì)信息。報(bào)表報(bào)告模板管理，包括了專(zhuān)題類(lèi)別、報(bào)告類(lèi)別、報(bào)告目錄、報(bào)告內(nèi)容、報(bào)表類(lèi)型、報(bào)表項(xiàng)目、報(bào)表取值列表7類(lèi)信息。

3.應(yīng)用情況及應(yīng)用效果

石河水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)自建成運(yùn)行，系統(tǒng)工況良好，建立了2013～2015年完整的水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)系列，完整的月度及年度評(píng)價(jià)報(bào)告，保證5個(gè)庫(kù)區(qū)站采樣與分析數(shù)據(jù)吻合，23項(xiàng)水質(zhì)結(jié)果正確入庫(kù)，數(shù)據(jù)積累完整，誤差率為5%以下。

水庫(kù)管理處在該系統(tǒng)上建立了原始水質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)。建立各類(lèi)時(shí)間序列分析圖表，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)比、水質(zhì)評(píng)價(jià)和趨勢(shì)預(yù)測(cè)等，便于快速了解和掌握水質(zhì)當(dāng)前狀況和未來(lái)變化趨勢(shì)，為水環(huán)境管理監(jiān)督、決策規(guī)劃、污染防治等工作決策提供科學(xué)依據(jù)。

由于水庫(kù)特征影響：如庫(kù)區(qū)成河道型，監(jiān)測(cè)站點(diǎn)和斷面偏少，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀表不足，在一定程度上影響系統(tǒng)應(yīng)用效果。這些問(wèn)題都需在后期通過(guò)不斷的解決，逐漸完善系統(tǒng)的功能?！?/p>

2016-05-12

羅佳寧，女，漢族，秦皇島市石河水庫(kù)管理處，高級(jí)工程師。