水环境安全预警系统构建探析

从水环境安全预警系统相关概念出发，阐述了预警系统建立的作用与意义，提出预警系统构建的总体框架和系统的3个主要组成层面，即技术层、信息层和用户层；指出预警系统构建的关键性问题为指标体系的建立、预警模型的选择以及预警安全阈值的确定；提出水环境安全预警系统研究中值得进一步关注的几个问题。     

构建环境应急决策支持系统的思考

环境应急决策支持系统通过数据库子系统、模型库子系统、方法库子系统、对话管理子系统等获取各种决策信息,通过大气环境预测、水环境预测、环境风险评价、三维污染仿真等模型获得数据支持信息。实现环境应急决策支持、应急救援方案、健康评价与灾后评估、信息在线发布等应用功能,为有关部门进行环境应急决策、采取污染控制措施、减轻污染危害提供方便、快捷、有效的技术支持。     

太湖湖泛高发区物联网监测技术与预警系统

针对太湖湖泛高发区,利用物联网水质环境监测技术,建立实时监测网络和应急管理预警系统框架.结合当前湖泛成因机理研究和历史数据资料,重点对水质监测子系统、预警子系统和基础数据管理子系统的功能实现进行阐述.同时,将网络技术、无线传感技术和生态感知技术融入到水环境监测预警中,构建具有生态感知、多网接入、智能处理和综合管理等功能的太湖湖泛预警系统.为进一步加强太湖湖泛水体的监控与预警系统的建立提供可操作的思路.     

建立中国环境安全预警机制

环境安全预警系统环境安全预警系统是国家和区域环境安全管理体系的核心,融汇了环境安全理论、预警技术、信息科学、地学、管理科学、系统工程学等理论和技术,是一项复杂的系统工程。主要由环境监测体系、环境安全预测预报子系统、环境信息资源共享子系统等构成。     

水质预警预报系统的研究与应用——以汉江武汉段为例

报道了水质预警预报系统的研究及在汉江武汉段的应用情况。该系统基于河流一维水质综合模型和地理信息系统理论，建立了河流空间数据库和属性数据库，考虑了污染物的迁移和生态转化过程，可实现污染物迁移扩散的常规预报、水华预警预报及突发污染事件的模拟，并利用MapObject实现了模拟结果在系统中的实时动态可视化，为河流水环境的管理和决策提供科学依据。     

水质预警预报系统的研究与应用--以汉江武汉段为例

报道了水质预警预报系统的研究及在汉江武汉段的应用情况。该系统基于河流一维水质综合模型和地理信息系统理论,建立了河流空间数据库和属性数据库,考虑了污染物的迁移和生态转化过程,可实现污染物迁移扩散的常规预报、水华预警预报及突发污染事件的模拟,并利用MapObject实现了模拟结果在系统中的实时动态可视化,为河流水环境的管理和决策提供科学依据。     

非点源特征区水环境承载力预警与调控研究——以承德市为例

水环境承载力预警是当前水环境管理的重要内容，现有水环境承载力预警大多停留在评价层面，预警技术方法体系尚处于探索阶段.以水环境承载状态指数为预警指标，以经济社会发展、水污染治理、水资源利用等14个指标作为调控指标，建立基于系统动力学（SD）的水环境承载力预警调控模型，并以非点源为主要污染源的承德市为例开展实证研究.结果表明：按照现状趋势发展，承德市未来水环境承载状态指数将呈现不断上升趋势，并于2023年开始超载.3种调控方案的结果显示，污染治理调控方案不能满足水环境系统支持承载力的要求，推荐经济社会发展调控与污染治理调控双约束方案，该方案下，2035年水环境承载状态指数为0.65，可承载的GDP为3866亿元，人口数量为368万人，需通过提高灌溉水有效利用系数、再生水回用率、污水处理率、以及调整种植结构和畜禽养殖规模等实现.本文为以非点源污染为特征地区的水环境承载力预警与调控研究提供思路与方法，并为承德市水环境与经济社会协调发展提供定量化方案.     

ArcGIS Engine支持下的排污口管理与水质预测信息系统的实现

从区域水环境管理的要求出发，对利用ArcGIS Engine开发的排污口管理与水质预测信息系统的开发过程进行介绍。简要介绍了该系统的目标、组成和主要功能，并从数据库建立、数据管理子系统、排污口管理子系统、水质预测子系统功能实现等方面对系统实现做了较为详细的阐述。     

城市环境风险监控预警系统的构建与应用研究

文章在分析当前城市环境风险预警系统构建的不足的基础上,结合目前环境风险预警系统构建的基础支撑系统建设现状,介绍如何建立集成环境风险信息采集、实时监控预警、预测模拟、处理为一体的城市环境风险信息监控预警平台,实现城市环境风险信息统一管理与共享,提高环境监管部门及公众对环境风险的应急反应及处理速度,为城市环境安全保障提供决策支持。     

水环境承载能力监测预警平台

正该平台是一套水环境承载能力评估监测预警一体化、多模型集成化、决策智能化的水环境承载能力监测预警平台。平台融合了数据库管理、水环境容量计算、水污染负荷计算、水环境承载能力监测预警、GIS应用、数据共享与服务、系统管理等多个功能模块。平台能够定量化计算水环境承载能力,针对水环境承载能力超载地区,提出产业结构调整及污染物减排方案,并能够定量化模拟计算不同决策情景对水质及水环境承载力的贡献度。真正实现水环境承载力业务的系统化运行,从而为科学制定水环境管理规划、有效改善水环境质量促进区域经济环境协同发展提供技术支持。     

地下水型水源地水质安全预警技术体系研究

地下水型水源地水质安全预警是城镇集中供水的地下水资源保护和管理的重要依据.为了提高地下水型水源地水质安全预警功能,提出了包括基于水质长序列监测预警、基于污染动态模拟预警及基于区域污染风险评价预警的技术体系.其中,基于水质长序列监测的预警是通过因子分析筛选水源地特征污染物,分析水质数据变幅以确定水源地水质的预警级别,可实现针对水源井的开关控制作用;基于污染动态模拟的预警是在水源地外围污染源特征基础上,模拟其动态迁移过程,进而确定其影响水源地水质的预警级别,可实现对水源地水质变化趋势的预判;基于区域污染风险评价的预警着重于水源地受区域污染风险控制与水源地保护区的耦合效应,同时结合其他预警影响因子作用以确定预警级别,可实现对水源地所在区域的宏观管控.该技术在哈尔滨市利民水源地进行了综合应用,结果显示,基于水质长序列监测预警中,COD_Mn及NH₄+的最大变幅指数均在1~2之间,预警级别确定为一级;根据污染动态模拟的结果得知,位于水源地开采井流场上游较高ρ（NH₄+）的范围在迁移20 a后,污染晕前段尚未到达水源地,确定预警级别为零级;基于区域污染风险评价的预警确定水源地所在区域为零级预警区,综合分析可以确定利民水源地地下水水质存在污染风险,应采取相应的管控措施.      

水环境承载力中长期预警研究-以昆明市为例

基于系统动力学动态模拟仿真方法,构建水环境承载力预警方法体系,并以昆明市为研究对象,对其水环境承载力超载状态进行预警.研究结果显示：在目前发展情景（BAU）下,2015~2025年10a间,昆明市水环境承载力超载状态综合指数从1.78逐渐增大到2.22,水环境超载状态不断恶化;昆明市系统耦合协调度一直处于0.5~0.8之间,且社会总功效大于水环境总功效,社会经济子系统与水环境子系统互相拮抗;警度自中警转为巨警,信号灯由橙灯转化为红灯,昆明市未来面临着严峻的水环境承载力超载问题.     

基于时差相关分析和模糊神经网络的白洋淀流域水环境承载力评价预警

为实现水环境承载力评价和预警,运用耦合DPSR模型和时差分析方法构建了白洋淀流域水环境承载力监测预警指标体系,并结合神经网络与模糊数学构建了T-S模糊神经网络模型,根据控制图法确定了监测预警指标阈值,解决了水环境系统的随机性和模糊性问题,最终实现了白洋淀流域水环境承载力的有效评价和预警。结果表明:1)白洋淀流域水环境承载力在2012-2015年处于较弱承载状态,在2016,2017年处于中等承载状态,现状评价等级由Ⅳ级(橙色警灯)转变为Ⅲ级(黄色警灯);2)在现状发展趋势下,2018-2035年白洋淀流域水环境承载力整体呈先上升后下降趋势,自2026年以后流域水环境整体呈恶化状态,水环境承载力逐渐从中等承载(黄色警灯)向较弱承载(橙色警灯)和弱承载状态(红色警灯)转变;3)未来区域人口的增长和雄安新区的快速发展会给白洋淀流域水环境带来巨大压力,因此可加大区域水环境保护力度,实施基于空间单元的精细化环境管控方案,推动区域经济绿色转型,促进区域水环境质量全面改善和良性发展,以提高区域可持续发展水平。     

饮用水水源地水质监测预警管理信息系统开发与应用

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.     

现代流域管理体系研究

现代流域管理体系是由流域目标管理体系、流域治理技术体系、流域监测预警体系、流域法律与政策保障体系和流域行政管理体系五部分组成. 对流域目标管理体系的概念、组成和功能进行了深入剖析,分析了水体健康目标、污染控制目标、生态保护目标和资源利用目标的基本内涵,明确了流域目标管理体系在现代流域管理中的核心地位和科学意义;阐述了流域治理技术体系的基本内容,分析了工业污染控制、生活污水控制、农业面源控制和生态修复等要求,指出为确保流域生态环境得以改善,必需构建实用的、科学的流域治理技术体系;明确了流域监测预警体系在现代流域管理体系中的“感知”作用,指出完整的监测预警体系应具备提供及时、准确、完整的监测数据的能力,健全的网络监测能力,良好的评估功能,以及完善的预警和应急能力;强调了法律与政策保障体系是实现现代流域管理的必要措施,着重指出加强流域立法、完善管理制度和制订适合的经济政策,不仅可以保障流域管理目标、治理技术和监测预警体系的顺利运行,而且为流域污染治理提供政策和经济上的支持;最后分析了目前流域管理中流域行政管理的“多龙治水”问题,指出流域区划管理和地区间协调管理的必要性和紧迫性. 我国流域管理仍在起步阶段,流域治理技术水平不高,监测预警能力有待提高,流域管理相关立法不够完善,因此必须从流域管理目标、流域治理和监测预警入手加强经济投入,鼓励技术创新,构建完善流域法律与政策保障体系,最终实现跨区域、协调的现代化流域管理.      

饮用水源地水质预警系统的建立和应用研究

饮用水源地水质预警系统是综合运用地理信息系统(GPIs)、遥感(RS)、网络、多媒体及计算机仿真等现代高新科技手段,对目标流域的水质状况、水文情况等各种信息进行数字化采集与存储,动态监测各种污染物的变化过程,并将其显示、发布给公众,成为一个集监测、计算、模拟、管理为一体的系统。通过水质自动监测系统,第三方运行、质量管理及控制、预警平台构筑形成一整套完善的预警体系,制定了预警相应流程。划分了预警发布等级,实现了对预警信息的综合应用,有效的为水源水水质安全保障提供支持。     

徐州市尾水导流信息化监测平台的设计与应用研究

南水北调徐州市截污导流工程是保障江苏省南水北调出省水质达到Ⅲ类水标准的关键性工程.徐州市尾水导流信息化监测平台,基于地理信息系统,集数据采集与传输、实时监测、历史数据分析、视频监控、预警预报于一体,对工程现场的各种类型的监测数据和工况信息进行采集、分析和展示应用,是南水北调徐州市截污导流工程实现全面信息化管理的重要技术支撑,为东线水资源安全提供有力保障.     

山东省环境水质自动监测网运行管理系统研究

文章对水质自动监测站远程监控和反控、监测数据的自动审核、现场维护行为的评判及水质自动监测网的统一管理等问题进行了研究。通过对水质自动监测站现场工控机PLC的升级改造、对各单元和部分监测仪器加装传感器,实现了对系统和仪器设备关键节点运行状态参数的全方位实时调取。根据实际需求研发了系统管理软件,实现了区域环境水质自动监测网统一的信息全方位采集与多级传输,运行状态参数的远程监控与反控,监测数据有效性的自动判别与自动审核,监测信息的在线查询发布与管理,运行维护绩效的自动评估和系统一站式管理。目前该系统在山东省得到了全面应用,保证了监测数据的准确性、可比性与时效性,为实现水质安全预警提供了技术保障,为各级政府制定环境水质改善措施提供了科学依据,收到了显著成效。