滇池流域水環(huán)境綜合管理技術(shù)支撐平臺(tái)構(gòu)建研究

張 迪，嵇曉燕，宮正宇，孫宗光，李文攀，劉 允，羅 毅

1.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，國(guó)家環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012 2.環(huán)境保護(hù)部環(huán)境監(jiān)測(cè)司，北京 100012

滇池流域水環(huán)境綜合管理技術(shù)支撐平臺(tái)構(gòu)建研究

張 迪1，嵇曉燕1，宮正宇1，孫宗光1，李文攀1，劉 允1，羅 毅2

1.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，國(guó)家環(huán)境保護(hù)環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012 2.環(huán)境保護(hù)部環(huán)境監(jiān)測(cè)司，北京 100012

滇池流域水環(huán)境綜合管理技術(shù)支撐平臺(tái)以實(shí)現(xiàn)水環(huán)境數(shù)據(jù)信息化、支撐多元化、管理智能化為目標(biāo)，集成水環(huán)境多元數(shù)據(jù)采集傳輸、融合共享及動(dòng)態(tài)表征技術(shù)，突破高原湖泊流域多目標(biāo)復(fù)雜環(huán)境綜合管理決策控制技術(shù)，構(gòu)建“數(shù)據(jù)中心-業(yè)務(wù)系統(tǒng)-信息發(fā)布”為主線的綜合管理平臺(tái)，其以水環(huán)境數(shù)據(jù)中心為支撐，以水環(huán)境信息系統(tǒng)與水環(huán)境專家決策支持系統(tǒng)為核心，以水環(huán)境信息發(fā)布系統(tǒng)為共享交換媒介，為流域管理提供監(jiān)控預(yù)警、總量控制、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、項(xiàng)目評(píng)估及應(yīng)急決策等技術(shù)服務(wù)，有效支撐滇池流域水環(huán)境監(jiān)控預(yù)警和綜合管理。

管理平臺(tái)；數(shù)據(jù)中心；監(jiān)控預(yù)警；總量控制；預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)；項(xiàng)目評(píng)估；應(yīng)急決策

以流域?yàn)橐?guī)劃和管理單元的水資源綜合管理(IWRM)概念形成于20世紀(jì)90年代[1]，其衍生的流域綜合管理(IRBM) 理論目前已成為水環(huán)境和資源管理的主流思想，隨著這一概念被引入歐盟水框架指令(WFD)，其所有的成員國(guó)均在流域?qū)用嬷匦抡{(diào)整了水環(huán)境及資源管理策略[2]。中國(guó)流域管理體系中的環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警體系已經(jīng)逐步從原來(lái)的點(diǎn)源、區(qū)域監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變到流域監(jiān)測(cè)管理層面[3]，但目前仍普遍存在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分散、利用率低及缺少評(píng)估、預(yù)警、應(yīng)急功能等問(wèn)題。以智能化的管理手段來(lái)提升流域監(jiān)測(cè)預(yù)警體系中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取、評(píng)估、預(yù)警和應(yīng)急等功能是現(xiàn)代流域管理的發(fā)展趨勢(shì)[4]，其不僅要對(duì)流域水環(huán)境狀況進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和評(píng)估，同時(shí)也要對(duì)突發(fā)及演化的環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)。

滇池是“三河三湖”治理重點(diǎn)之一，“九五”開(kāi)始就被列入水污染防治重點(diǎn)湖泊[5]。滇池流域水污染防治工作在多年的污染治理和環(huán)境管理中取得了一定成效[6-7]，但仍存在水環(huán)境數(shù)據(jù)信息散落在不同部門，形成數(shù)據(jù)孤島，重復(fù)采集，信息表征單一、不直觀、利用程度低等問(wèn)題，造成了極大的資源浪費(fèi)；同時(shí)，流域缺乏統(tǒng)一的、融合多部門信息的、科學(xué)權(quán)威的環(huán)境信息共享和管理決策平臺(tái)，造成了管理上的混亂和科學(xué)決策的失位。通過(guò)對(duì)滇池湖體、出入湖河流、流域湖庫(kù)的85個(gè)監(jiān)測(cè)斷面(點(diǎn)位)進(jìn)行篩選、判別，優(yōu)化滇池流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)選污染特征指標(biāo)，補(bǔ)充完善滇池流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)體系等手段，本研究在增強(qiáng)了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的代表性，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和評(píng)估，全面客觀地反映滇池流域水環(huán)境質(zhì)量狀況的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代流域綜合管理理論，研究水環(huán)境數(shù)據(jù)采集傳輸、融合共享及動(dòng)態(tài)表征技術(shù)和高原湖泊流域多目標(biāo)復(fù)雜環(huán)境綜合管理決策控制技術(shù)，通過(guò)先進(jìn)的理念和信息化技術(shù)整合、分析、評(píng)估與應(yīng)用滇池流域水環(huán)境信息，強(qiáng)化流域水環(huán)境數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)管理，提高監(jiān)控預(yù)警、評(píng)估與應(yīng)急決策支持能力，建設(shè)一個(gè)具有水環(huán)境監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)管理、入湖總量模擬、水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、治理項(xiàng)目評(píng)估、應(yīng)急決策管理等功能，并能與流域其他管理部門進(jìn)行信息交流與共享的技術(shù)支撐平臺(tái)。

1 關(guān)鍵技術(shù)研究

1.1 水環(huán)境數(shù)據(jù)采集傳輸、融合共享及動(dòng)態(tài)表征技術(shù)

滇池流域的水環(huán)境數(shù)據(jù)涉及環(huán)保、統(tǒng)計(jì)、國(guó)土、規(guī)劃、水文、水利、城建、農(nóng)業(yè)等不同部門，包括水環(huán)境質(zhì)量、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、飲用水源地、水污染源、藍(lán)藻監(jiān)測(cè)、知識(shí)模型方法、水文、氣象、土地利用以及涉滇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等多種類的多格式、多標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

本研究首先采用TUXEDO/Q[8]消息傳遞機(jī)制、SAX(用于處理XML事件驅(qū)動(dòng)的“推”模型)文檔解析標(biāo)準(zhǔn)、XML[9](可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言)中間件和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)挖掘等技術(shù)，提取多元異構(gòu)數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的XML數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多格式、多標(biāo)準(zhǔn)的水環(huán)境數(shù)據(jù)信息的采集；通過(guò)規(guī)范化的VPN[10](虛擬專用網(wǎng))和環(huán)保局政務(wù)網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

其次在整合滇池流域水環(huán)境多元數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建立兼顧多個(gè)部門、多個(gè)單位安全性、時(shí)效性、操作靈活性和訪問(wèn)效率的異構(gòu)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同部門多種類、多格式、多標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的交換與共享。

最后通過(guò)融合空間信息技術(shù)、信息仿真、模擬技術(shù)及GIS(地理信息系統(tǒng))表征技術(shù)，搭建基于WebGIS(網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng))的具有流域水環(huán)境質(zhì)量和污染源的實(shí)時(shí)監(jiān)控、入湖污染物總量動(dòng)態(tài)監(jiān)控、水環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、污染治理項(xiàng)目評(píng)估等功能的滇池流域水環(huán)境綜合管理技術(shù)支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)涉滇基礎(chǔ)信息、點(diǎn)位信息、水環(huán)境質(zhì)量及污染源、水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、應(yīng)急事故模擬分析及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等內(nèi)容的動(dòng)態(tài)展示，為滇池流域水環(huán)境綜合管理提供可視化決策依據(jù)。

最終研究集成滇池流域水環(huán)境多元數(shù)據(jù)采集傳輸、融合共享及動(dòng)態(tài)表征技術(shù)，實(shí)現(xiàn)流域水環(huán)境信息數(shù)字化，為滇池流域水環(huán)境統(tǒng)一監(jiān)管提供信息支持。

1.2 高原湖泊流域多目標(biāo)復(fù)雜環(huán)境綜合管理決策控制技術(shù)

流域水文水質(zhì)HSPF模型[11-12]能夠綜合模擬流域徑流過(guò)程，是半分布式水文水質(zhì)模型的優(yōu)秀代表。環(huán)境流體動(dòng)力學(xué)EFDC模型[13-14]是地表水三維數(shù)值計(jì)算的通用模型，通過(guò)設(shè)置初始條件和邊界條件實(shí)現(xiàn)湖泊不同情景下的水質(zhì)模擬。

本研究在開(kāi)發(fā)水環(huán)境污染物總量動(dòng)態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)及水環(huán)境污染物預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)子系統(tǒng)的過(guò)程中，成功耦合HSPF模型和EFDC模型，研發(fā)了HSPF與EFDC的一體化集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了流域到湖體的系統(tǒng)性模擬與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，完成了在數(shù)據(jù)流和信息流支撐下，從總量控制到湖體水質(zhì)預(yù)測(cè)的一序列基于模型驅(qū)動(dòng)的流域水環(huán)境管理控制技術(shù)集成。

采用TUXEDO/Q消息傳遞機(jī)制、SAX文檔解析標(biāo)準(zhǔn)和XML中間件技術(shù)，結(jié)合數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)挖掘技術(shù)等，從分布異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取信用數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的XML數(shù)據(jù)格式，研發(fā)了HSPF、EFDC模型數(shù)據(jù)XML標(biāo)準(zhǔn)化中間件技術(shù)。使基于多元環(huán)境數(shù)據(jù)的HSPF和EFDC模型數(shù)據(jù)在遠(yuǎn)程運(yùn)用中得以可靠傳輸和異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)得以無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)分布異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)中多元數(shù)據(jù)的整合共享。

利用Windows系統(tǒng)和Arcgis系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)EFDC模型的前處理和后處理計(jì)算機(jī)圖形界面軟件，進(jìn)行模型開(kāi)發(fā)、直角和曲線正交網(wǎng)格生成、模型測(cè)試、校準(zhǔn)和數(shù)據(jù)可視化、EFDC模型計(jì)算結(jié)果繪制和動(dòng)畫模擬，開(kāi)發(fā)了基于GIS的EFDC模型可視化界面設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了EFDC模型與GIS系統(tǒng)在B/S體系中的嵌入與對(duì)接。

最終研究形成了由HSPF與EFDC模型的一體化集成技術(shù)，HSPF、EFDC模型數(shù)據(jù)XML標(biāo)準(zhǔn)化中間件技術(shù)以及基于GIS的EFDC模型可視化界面設(shè)計(jì)技術(shù)構(gòu)成的高原湖泊流域多目標(biāo)復(fù)雜環(huán)境綜合管理決策控制技術(shù)，并基于此技術(shù)構(gòu)建了滇池流域水環(huán)境綜合管理專家支持系統(tǒng)。

2 平臺(tái)構(gòu)建

以實(shí)現(xiàn)流域水環(huán)境數(shù)據(jù)信息化、支撐多元化、管理智能化，建立流域水環(huán)境信息的高效監(jiān)管體系，提升全流域污染控制和決策管理能力為建設(shè)目標(biāo)，基于以上2項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建以“數(shù)據(jù)中心-業(yè)務(wù)系統(tǒng)-信息發(fā)布”為主線的滇池流域水環(huán)境綜合管理技術(shù)支撐平臺(tái)，對(duì)應(yīng)總體架構(gòu)中的數(shù)據(jù)管理層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和共享發(fā)布層，平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

圖1 滇池流域水環(huán)境綜合管理技術(shù)支撐平臺(tái)總體架構(gòu)圖

滇池流域水環(huán)境綜合管理技術(shù)支撐平臺(tái)包括1個(gè)數(shù)據(jù)中心，2個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)和1個(gè)發(fā)布系統(tǒng)。建設(shè)內(nèi)容主要為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、數(shù)據(jù)中心建設(shè)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)、分析與發(fā)布系統(tǒng)建設(shè)等。首先，通過(guò)制定和實(shí)施總體開(kāi)發(fā)要求、數(shù)據(jù)編碼與組織規(guī)范、系統(tǒng)集成規(guī)范等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，把流域水環(huán)境信息化的前、中、后全過(guò)程納入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研發(fā)和管理中，規(guī)范滇池流域綜合管理平臺(tái)各系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程；其次，構(gòu)建流域水環(huán)境數(shù)據(jù)中心，并在此基礎(chǔ)上建立滇池流域水環(huán)境信息系統(tǒng)、滇池流域水環(huán)境綜合管理專家支持系統(tǒng)兩大業(yè)務(wù)系統(tǒng)及滇池流域水環(huán)境信息發(fā)布系統(tǒng)；最終集成數(shù)據(jù)中心、兩大業(yè)務(wù)系統(tǒng)及信息發(fā)布系統(tǒng)構(gòu)建滇池流域水環(huán)境綜合管理技術(shù)支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)流域水環(huán)境數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)分析、整合及虛擬再現(xiàn)、應(yīng)急決策等多層次、多目標(biāo)的復(fù)雜環(huán)境綜合管理決策，為流域污染控制提供必要的技術(shù)支撐，具有先進(jìn)性、可靠性、可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。

數(shù)據(jù)來(lái)源層是平臺(tái)總的數(shù)據(jù)來(lái)源，主要包括地表水/飲用水源地常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、藍(lán)藻人工及自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、污染源在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、知識(shí)模型方法、GIS地理信息數(shù)據(jù)、水文氣象及人口經(jīng)濟(jì)等涉滇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)挖掘、整合、匯總處理后，通過(guò)手工錄入、自動(dòng)入庫(kù)、手工導(dǎo)入、交換入庫(kù)等方式進(jìn)入系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理層的各個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

數(shù)據(jù)管理層包括了水環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)、污染源數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)模型方法庫(kù)、地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、水文氣象數(shù)據(jù)庫(kù)及涉滇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。經(jīng)過(guò)整合匯總的原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的原始數(shù)據(jù)表中，經(jīng)過(guò)自動(dòng)及人工審核、處理后形成中間數(shù)據(jù)表，用于生成各種統(tǒng)計(jì)圖表和報(bào)告等。

業(yè)務(wù)應(yīng)用層是業(yè)務(wù)應(yīng)用的具體實(shí)現(xiàn)層，是系統(tǒng)的展現(xiàn)層之一。通過(guò)基于B/S架構(gòu)的程序調(diào)用內(nèi)部服務(wù)層的WebService[15](Web服務(wù))，進(jìn)行各種數(shù)據(jù)和信息處理分析等操作，主要包括滇池流域水環(huán)境信息系統(tǒng)和滇池流域水環(huán)境綜合管理專家支持系統(tǒng)。

共享發(fā)布層是數(shù)據(jù)共享發(fā)布的具體實(shí)現(xiàn)層，也是系統(tǒng)的展現(xiàn)層之一。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)抽取、轉(zhuǎn)換和加載等操作，根據(jù)滇池流域管理需求生成各種面向主題的數(shù)據(jù)信息，提供數(shù)據(jù)查詢、信息下載和數(shù)據(jù)的各類應(yīng)用。

2.1 數(shù)據(jù)中心建設(shè)

在整合滇池流域水環(huán)境多元數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)采集傳輸構(gòu)架和多類型數(shù)據(jù)交換技術(shù)的研究，搭建一個(gè)對(duì)各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合與管理、交換與共享的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)環(huán)保、國(guó)土、規(guī)劃、水文、農(nóng)業(yè)等不同部門多種類型、多種格式、多種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換與共享。建設(shè)內(nèi)容包括水環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)、污染源數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)模型方法庫(kù)、地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、水文氣象數(shù)據(jù)庫(kù)及涉滇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)等一系列數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)中心劃分為系統(tǒng)支撐層、數(shù)據(jù)整合層、數(shù)據(jù)共享層、應(yīng)用層及展現(xiàn)層，包含水環(huán)境質(zhì)量、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、飲用水源地、水污染源、藍(lán)藻監(jiān)測(cè)、知識(shí)模型方法、水文、氣象、土地利用以及涉滇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等多種類數(shù)據(jù)。最終實(shí)現(xiàn)了多元數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)解析與存儲(chǔ)、異構(gòu)數(shù)據(jù)交換與共享、數(shù)據(jù)查詢、挖掘與分析、數(shù)據(jù)信息展示等功能，主要面向決策者、管理層人員、分析人員和業(yè)務(wù)人員等業(yè)務(wù)用戶。

2.2 業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)

基于數(shù)據(jù)中心建立以滇池流域水環(huán)境信息系統(tǒng)和滇池流域水環(huán)境綜合管理專家支持系統(tǒng)為核心的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，既為滇池流域水環(huán)境綜合管理提供及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的水質(zhì)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，又能滿足流域監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)管理、入湖總量模擬、水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、治理項(xiàng)目評(píng)估、應(yīng)急決策等功能性需求。

滇池流域水環(huán)境信息系統(tǒng)包括水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)以及滇池藍(lán)藻天地一體化監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。系統(tǒng)將水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、藍(lán)藻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合并有效地組織應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)流域水環(huán)境信息的自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)分析評(píng)價(jià)、藍(lán)藻水華監(jiān)測(cè)等功能，為流域水環(huán)境的綜合管理提供數(shù)據(jù)查詢、分析及報(bào)告生成、下載等服務(wù)。

滇池流域水環(huán)境綜合管理專家支持系統(tǒng)包括水環(huán)境污染物總量動(dòng)態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)、水環(huán)境污染物預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)子系統(tǒng)、水污染治理項(xiàng)目評(píng)估子系統(tǒng)以及水污染治理項(xiàng)目應(yīng)急決策子系統(tǒng)。整合已有的滇池水環(huán)境和相關(guān)基礎(chǔ)信息，集成現(xiàn)有的文獻(xiàn)知識(shí)和專家判斷形成知識(shí)、模型與方法庫(kù)；集成流域污染物遷移以及通量核算模型，構(gòu)建滇池流域入湖通量與污染物總量監(jiān)控模塊；在總量監(jiān)控模塊的基礎(chǔ)上，結(jié)合滇池水質(zhì)與水生態(tài)響應(yīng)模擬模型，構(gòu)建滇池流域水環(huán)境預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模塊；在總量監(jiān)控模塊和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模塊的基礎(chǔ)上，構(gòu)建滇池流域水污染治理項(xiàng)目評(píng)估模塊；基于前3個(gè)模塊，構(gòu)建滇池流域水污染治理項(xiàng)目應(yīng)急決策模塊；形成專家支持系統(tǒng)的推理機(jī)制，構(gòu)建滇池流域水環(huán)境綜合管理專家支持系統(tǒng)。滇池流域水環(huán)境管理專家支持系統(tǒng)完成流域污染物從源頭產(chǎn)生量、途中輸送遷移到入湖水質(zhì)響應(yīng)的全過(guò)程數(shù)值模擬計(jì)算，實(shí)現(xiàn)29條主要入湖河流各監(jiān)測(cè)斷面的總磷、總氮等特征污染物通量和入湖總量計(jì)算，實(shí)現(xiàn)滇池湖體總磷、總氮、葉綠素a等遷移、沉積、營(yíng)養(yǎng)化與生化過(guò)程模擬，實(shí)現(xiàn)滇池入湖河流和湖體短期水質(zhì)預(yù)測(cè)、中長(zhǎng)期水質(zhì)模擬以及突發(fā)事故水質(zhì)預(yù)測(cè)，滿足流域污染治理項(xiàng)目和突發(fā)環(huán)境污染事件應(yīng)急管理需求。

2.3 發(fā)布系統(tǒng)建設(shè)

針對(duì)流域水質(zhì)及污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息、流域入湖河道污染物總量模擬計(jì)算結(jié)果、污染物排放量動(dòng)態(tài)監(jiān)控和總量控制管理等信息，水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)結(jié)果、三維水質(zhì)短期和中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果、突發(fā)水環(huán)境事故水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等信息，污染治理項(xiàng)目全過(guò)程指標(biāo)分析和效率評(píng)估信息等不同內(nèi)容、不同形式的數(shù)據(jù)信息，建立滇池流域水環(huán)境信息發(fā)布系統(tǒng)。通過(guò)統(tǒng)計(jì)化、矢量化的手段，結(jié)合GIS表征技術(shù)，面向不同類型的用戶進(jìn)行展示，主要包括圖形演示、信息查詢、空間分析、信息共享等功能，為滇池流域水環(huán)境綜合管理提供及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的數(shù)據(jù)信息。信息發(fā)布面向的群體包括政府部門、科研單位和公眾，基于WebServices提供數(shù)據(jù)查詢、報(bào)告下載等服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)與不同用戶群體的交互與數(shù)據(jù)共享。

3 結(jié)論

以現(xiàn)代流域綜合管理理論為基礎(chǔ)，打破長(zhǎng)期困擾滇池流域“信息數(shù)據(jù)分散在多個(gè)部門和單位，存在信息孤島，管理各自為政”的現(xiàn)象，集成滇池流域水環(huán)境多元數(shù)據(jù)采集傳輸、融合共享及動(dòng)態(tài)表征技術(shù)，突破高原湖泊流域多目標(biāo)復(fù)雜環(huán)境綜合管理決策控制技術(shù)，以水環(huán)境數(shù)據(jù)中心為支撐、以水環(huán)境信息系統(tǒng)與水環(huán)境專家決策支持系統(tǒng)為核心、以研發(fā)的水環(huán)境信息發(fā)布系統(tǒng)為共享交換媒介，構(gòu)建了對(duì)滇池流域水環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、對(duì)水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警、對(duì)具體治理項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估、對(duì)水污染進(jìn)行應(yīng)急決策與處置管理，并能與流域其他管理部門進(jìn)行信息交流與共享的技術(shù)支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了流域水環(huán)境數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)分析、整合及虛擬再現(xiàn)、應(yīng)急決策等多層次、多目標(biāo)的復(fù)雜環(huán)境綜合管理決策，為流域污染控制和科學(xué)統(tǒng)一的監(jiān)管提供必要的技術(shù)支撐，全面提升流域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的防范與預(yù)警決策支持能力。

[1] BISWAS A K. Integrated water resources management: a reassessment[J]. Water International, 2004, 29 (2)： 248-256.

[2] MOLLE F. River-basin planning and management: The social life of a concept [J]. GEOFORUM, 2009, 40(3)： 484-494.

[3] 高娟，李貴寶，華珞. 地表水環(huán)境監(jiān)測(cè)進(jìn)展與問(wèn)題探討[J]．水資源保護(hù), 2006, 26(1)： 5-8,128.

[4] 王秉杰. 現(xiàn)代流域管理體系研究環(huán)境科學(xué)研究, 2013, 26(4)： 457-464.

[5] 歐陽(yáng)志宏，郭懷成，王婉晶，等. 1982—2012年滇池水質(zhì)變化及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水質(zhì)的影響[J]．中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè), 2015, 31(2)： 68-73.

[6] 何佳, 徐曉梅, 楊艷, 等. 滇池水環(huán)境綜合治理成效與存在問(wèn)題[J]．湖泊科學(xué), 2015, 27(2)： 195- 199.

[7] 徐曉梅, 吳雪, 何佳, 等. 滇池流域水污染特征(1988—2014年)及防治對(duì)策[J]．湖泊科學(xué),2016, 28(3)： 476-484.

[8] 熊偉, 苗放. TUXEDO/Q 模式實(shí)現(xiàn)域間數(shù)據(jù)的可靠傳輸[J]．鐵路計(jì)算及應(yīng)用, 2006, 15(10)： 31,34.

[9] 馮進(jìn), 丁博, 史殿習(xí), 等. XML解析技術(shù)研究[J]．計(jì)算機(jī)工程與科學(xué), 2009, 31(2)： 120-124.

[10] 蔣東毅,呂述望, 羅曉廣. VPN的關(guān)鍵技術(shù)分析[J]．計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用, 2003, 39(15)： 173-177.

[11] MARK S J, WILLIAM F C, VISHAL K M. et al. Application of two hydrologic models with different runoff mechanisms to a hillslope dominated watershed in the northeastern US: a comparison of HSPF and SMR [J]. Journal of Hydrology, 2003, 284(1/4)： 57-76.

[12] 邢可霞, 郭懷成, 孫延楓, 等. 基于HSPF模型的滇池流域非點(diǎn)源污染模擬[J]．中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2004,24(2)： 229-232 .

[13] JI Z G, MORTON M R, HAMRICK J M. Wetting and drying simulation of estuarine processes [J]. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2001, 53(5): 683-700.

[14] 陳異暉. 基于EFDC模型的滇池水質(zhì)模擬[J]. 環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊, 2005, 24(4): 28-30.

[15] 胡澤,廖聞劍,彭艷兵. WebService技術(shù)研究及應(yīng)用[J]. 硅谷,2009(5): 12, 52.

Construction of Technical Support Platform for Integrated Management of Water Environment in Dianchi River Basin

ZHANG Di1，JI Xiaoyan1，GONG Zhengyu1，SUN Zongguang1，LI Wenpan1，LIU Yun1，LUO Yi2

1.State Environmental Protection Key Laboratory of Quality Control in Environmental Monitoring, China National Environmental Monitoring Centre, Beijing 100012, China 2.Department of Environmental Monitoring, Ministry of Environmental Protection of The People’s Republic of China, Beijing 100012, China

With the goal of realizing data informationization, support diversification and management intellectualization of water environment integrated management for Dianchi Lake basin, to form the plateau lake basin complex multi-objective control technology of integrated environmental management decision-making, technical support platform was constructed with the mainline of “data center-administrative system-information release”. With the water environment data center as support, the information system and expert decision support system as the core, and the information release system as a shared medium, the integrated management platform provided monitoring and early warning, total quantity control, forecast, project evaluation and emergency decision making and other technical services, and supported the water environment monitoring and early warning and comprehensive management of Dianchi River Basin effectively.

management platform;data center;monitoring and early warning;total quantity control;prediction and forecast;project evaluation;emergency decision-making

2016-10-31;

2016-11-23

國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2010ZX07102-006)

張 迪(1986-)，女，北京人，碩士，工程師。

嵇曉燕

X830.3

A

1002-6002(2016)06- 0118- 05

10.19316/j.issn.1002-6002.2016.06.19