辽源市拦河闸水源地突发环境事件应急管理数字化研究

张羽翔，孙世军，崔 朋

(东北师范大学环境学院，吉林 长春 130117)

辽源市拦河闸水源地突发环境事件应急管理数字化研究

张羽翔，孙世军，崔 朋

(东北师范大学环境学院，吉林 长春 130117)

基于突发环境事件应急管理分析，根据水源地突发环境事件特点与全过程管理的思想，以辽源市拦河闸水源地作为研究实例，运用SQL Server 数据库和Microsoft visual studio前台开发技术，对水源地突发环境事件应急管理进行了数字化研究.结果表明：建立的水源地突发环境事件应急对策管理系统，不仅可以实现水源地区域范围内相关污染源等数据的快速查询，而且可以满足对突发环境事件应急预案的日常管理与维护需求，为管理部门应急体系建设提供了合理科学的参考和依据.

突发环境事件；应急预案；应急管理；数字化

随着人类活动的加剧以及城市化进程的不断发展，城市水源地的水质污染问题一直威胁着城市供水安全.在这些污染事故中，一类属于常规性污染，如工业企业废水违法排放、生活污水直接排放及农业面源污染等；另一类属于突发性污染，如石油泄露、工业企业污水事故排放、危险品运输车辆倾翻等[1-2].突发环境事故不仅对社会公众的生命和财产构成威胁，而且严重影响当地生态环境的可持续发展.在诸多环境突发事件中，水源地突发环境事件往往具有不确定性、流域性、处置艰难等特点，在短时间内可以快速影响水源地内的生态环境和城市供水系统，不仅会给局部地域的企业生产和居民生活带来不便，而且还可能引发严重的国家安全、稳定问题[3-5].

目前，国内大部分城市对于突发环境事件应急管理体系仍处于初级应用阶段，应急能力与应急管理数字化研究亟待发展.[6-7]周旭武等[8]采用B/S(Browser/Server，浏览器/服务器)体系架构，设计了一个基于案例库的突发环境事件应急指挥系统；廖振良等[9]将人工智能技术引入到突发性环境污染事件应急预案系统的设计中；韦莲英、何进朝等[10-11]利用GIS技术对突发性水污染事故的应急系统进行了初步研究；阮仁良等[12]以上海市黄浦江上游水源地作为研究对象，论述了城市水源地突发污染事件应急研究的主要内容，探讨了突发性污染事件应急处置体系的构建；赵山峰、张军锋等[13-14]针对黄河流域城市饮用水水源地水质安全现状，对该水源保护区突发水污染事件应急预案体系进行了理论研究；黄斌维、梁大鹏等[15-16]从突发性水污染事故的现存问题出发，分析了应急预案可视化的必要性和可行性，结合水污染应急业务流程和需求提出了应急预案可视化方案的基本内容；顾洪祥等[17]利用地理信息系统平台，结合水源保护区信息特点，在VB环境下开发出“上海市黄浦江上游水源保护区环境规划与管理信息支持系统”；YUAN Xuying等[18]以武汉市为例，对水污染事故预警响应和保障系统建设的基本理论、方法、重要性和存在的问题进行了介绍.

尽管很多国内学者对突发环境事件的法律体系建设、应急监测和应急处理处置技术进行了系统研究，并取得一定进展，但对于应急预警、应急响应等环节的技术性研究尚少，多处于理论阶段；研究对象也更多地针对企业或供水部门，缺乏对水源地突发环境事件应急系统的深入研究.

鉴于国内对水源地突发环境事件应急系统的研究现状，本文基于水源地突发环境事件特点与全过程管理的思想，引入SQL Server 数据库和Microsoft visual studio前台开发技术，以辽源市拦河闸水源地作为实例构建了一套水源地突发环境事件应急对策管理系统.该系统不仅可以实现水源地区域范围内相关污染口等数据的快速查询，满足对突发环境事件应急预案的日常管理与维护需求，而且还可以在事故发生后方便快捷地预测事故风险，协助应急指挥人员准确快速地制定应急方案与救援计划，并对应急预案、应急方法等信息进行科学有效的后评估.

1 研究区概况

辽源市拦河闸位于辽源市东辽河干流市区段中部，具体位置为东经125°9′22″，北纬42°53′36″.水源地汇水河流主要为东辽河的辽河源头水、灯杆河、渭津河，集城市防洪、蓄水、应急供水为一体.拦河闸现为七孔翻板闸门，单孔净宽20 m，闸前蓄水高度3.7 m，可蓄水量116×104m3，设计年供水量4.9×104m3.该水源地上游产业结构复杂，污染源种类多样，周围环境较敏感.

拦河闸水源地保护区总面积为41.56 km2，其中一级保护区面积0.56 km2，保护区域为拦河闸水源地沿东辽河河道上溯至高丽墓桥，渭津河沿河道上溯至红五星立交桥，长度各约4 km，至拦河闸下游100 m处；二级保护区面积41 km2，保护区域为各支流从源头至一级保护区的输水河道及两侧向外延伸300 m的范围.

2 应急管理系统设计方法

2.1 系统设计方法及总体框架

辽源市拦河闸水源地突发环境事件应急管理系统是基于全过程控制的思路进行构建研发的，主要分为突发环境事件前、突发环境事件中、突发环境事件后三个主体部分[19].突发环境事件前是辽源市拦河闸水源地的基本信息查询管理部分，查询、维护和管理突发环境事件应急的基本信息，如水源汇水区沿岸主要企业信息、水源地类型信息、上游尾矿库信息、水源排污口信息、水源地水质等信息；突发环境事件中是突发环境事件应急管理部分，此部分主要包括应急响应模块，是对事件的应急响应；突发环境事件后是突发事件后评估管理系统，对事故发生后的后评估信息进行维护和管理，如现场清理信息、善后处理信息、应急事故后评估情况等信息，为以后的突发环境事故的应急管理提供可靠的经验与参考.

根据管理系统的总体结构分析，辽源市拦河闸水源地突发环境事件应急管理系统是基于对事故应急基础数据信息的管理，可实现对事故的预防、应急管理、应急预案评估等功能.应急管理系统的功能模块主要分为三个子系统，分别是辽源市拦河闸水源地管理子系统、突发环境事件应急管理子系统、突发环境事件后评估管理子系统.其中辽源市拦河闸水源地基本情况查询子系统包括水源汇水区沿岸主要企业查询、水源地交通信息查询、水源地尾矿库信息查询、水源排污口查询和水源地水质实时监测信息查询等突发环境事件前模块；突发环境事件应急管理子系统包括应急响应模块；突发环境事件后评估管理子系统为现场清理信息、善后处理信息、应急事故后评估情况等模块.辽源市拦河闸水源地突发环境事件应急管理系统总体结构框架如图1所示.

图1 辽源市拦河闸水源地突发环境事件应急管理系统总体结构

2.2 系统数据关系设计

基于需求分析获得的数据项和数据结构，进行数据库概念结构设计.[20]基于实体-属性(E-R)关系的方法，系统数据库的E-R图由18张基础数据表组成，分别为沿岸企业分布表、尾矿库信息表、主要村屯情况表、桥梁设置情况表、主要交通公路信息表、排污口信息表、农业退水口信息表、拦河闸水源地实时监测信息表、风险源表、风险源防护措施表、事故案例表、事故预测表、文件表、应急知识库表、应急预案表、应急救援表、应急领导与机构设置表、应急专家表.其中，事故案例表、事故预测表和应急预案表为系统数据库核心表.

2.3 系统服务对象

辽源市拦河闸水源地突发环境事件应急管理系统主要是为应急指挥人员和应急预案管理人员服务.在突发环境事件的情况下，本应急管理系统能够快捷地预测事故风险，为应急指挥人员准确快速地提供突发事件的应急抢救方案.在日常的管理中，管理人员可对辽源市拦河闸水源地突发环境事件应急管理系统的基础数据库进行查询和维护.

3 应急管理系统功能介绍

根据以上需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计以及物理功能实现流程设计后，以SQL Server 2008，Visual Studio 2010作为系统开发工具对本数据库功能及界面进行实现[21].辽源市拦河闸水源地突发环境事件应急管理系统为CS(Client/Server，客户机/服务器)结构，也可以独立安装为单机模式.

3.1 登录界面介绍

本系统基于用户的不同需求，相应地设置了管理员与普通用户两种不同用户的功能权限.管理员是对辽源市拦河闸水源地突发环境事件应急管理系统进行管理与维护，允许运行所有操作；普通用户只可以搜索基础数据部分，不可以进行其他操作.系统的登录界面如图2所示.

3.2 应急管理系统运行功能

3.2.1 辽源市拦河闸水源地管理系统

辽源市拦河闸水源地管理系统对水源地的基本信息进行搜索、查询和维护，其运行界面如图3所示.

辽源市拦河闸水源地管理系统可供管理人员查询与维护的信息主要包含水源地企业分布信息、水源地上游尾矿库信息、水源地上游交通信息、水源地上游排污口信息、水源地上游农业退水口信息与拦河闸水源地实时监测信息.工作人员日常查询管理水源地企业信息，可以在输入界面任意输入有关企业名称或涉及水体名称，即可快速查询到相应的企业相关信息，包括企业涉及水体的名称、类别、距河流距离、距取水口距离、排水去向、主要污染物和相关应急措施等重要信息.水源地上游尾矿库信息中主要包括企业名称、尾矿库类型、地理坐标、安全度、应急措施、距河流和取水口距离等信息.水源地上游交通信息主要包含保护区公路长度、危险品运输车比例、车流量、跨越河流桥梁长度、分类、跨径及应急池设置情况等信息.水源地上游排污口和农业退水口信息主要包括地理位置及坐标、污水性质、排放口类型、输送方式、排放状态等信息.拦河闸水源地实时监测信息主要是同步更新的辽源市环保局在水源地上游监测点定期监测信息，监测及更新频次为每月1次.同时，在辽源市拦河闸水源地管理系统中还设计了相应的添加、删除、统计和汇总等维护功能，满足了工作人员的实际管理需求.水源地企业分布信息相关的查询如图4所示.

3.2.2 突发环境事件应急管理子系统

突发环境事故应急管理子系统作为整个系统的核心环节，主要为应急响应模块.该模块分为输入界面和指挥界面，当事故发生后，管理人员可根据突发环境事件的实际情况输入相关信息，输入界面的主要信息包括事故风险源、发生地点、污染类型、事故类型及污染物等信息，通过单独查询或者联合查询，得到相应的详细信息，其运行界面详见图5(a).在输入突发环境事件相关信息后，突发环境事件应急响应模块自动匹配到预先设置的案例预测模型进行应急预测分析，结束后返回模块指挥界面.指挥界面包括了事故等级、应急小组设置、应急目标、应急方案、救援力量等信息，点击界面的任意链接，相应的详细信息即可全部显示，其运行界面详见图5(b).

(a)

(b)

3.2.3 突发环境事件后评估管理子系统

图6 突发环境事件后评估管理子系统运行界面

突发环境事件后评估管理子系统包含现场清理信息模块、善后处理信息模块和应急事故后评估情况模块，本部分的设计功能需求主要是突发环境事件应急结束后，对应急过程及后续处理进行全面的评估，评估结果可同时反馈至突发环境事件应急管理子系统中，对应急预案实施优化和完善.突发环境事件后评估管理子系统的实际运行情况详见图6.

4 结论

水源地突发环境事件应急预案的数字化管理系统为应急管理的一种创新手段，通过构建实时有效的应急管理平台，可以初步达到预案信息化、流程规范化、使用智能化的建设目标.本文根据全过程管理思想，以辽源市拦河闸水源地作为研究实例，对突发环境事件应急系统进行了研究，得出如下结论：

(1) 本文设计的水源地突发环境事件应急系统数据库，可以对水源地实现全面有效的管理，为应急指挥提供辅助决策支撑，有利于对应急预案进行全面管理.

(2) 辽源市拦河闸水源地的周边环境较敏感，突发事故类型多样，本文以辽源市拦河闸水源地作为研究对象，可为环境风险源复杂的其他城市水源地突发事件应急管理体系的构建提供一定的指导.

(3) 本文设计的数据库系统内容可以与地理信息系统、全球定位系统、仿真模拟系统等相结合，开发出功能更强大的应急系统.比如将风险预测模型与“3S”(遥感、地理信息系统和全球定位系统)集成，借助“3S”平台的数据传输功能，将发生事故的风险源信息传输给系统，系统通过调用水质预测模型，对水质进行模拟预测，并且将评价结果进行实时动态可视化表达，直观地显示各时刻不同断面的污染物分布情况，帮助决策者在空间和时间上有效地掌控污染事故的发展趋势.随着计算时间的推进，系统会自动计算突发事故对下游水源地的风险危害等级，并根据不同的危害等级自动提示受体位置、影响程度和应急措施，从而更好地服务于突发环境事件的应急处置和管理.

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(责任编辑：方 林)

The digital research of Liaoyuan regulating dam water source emergency environmental accidents emergency management

ZHANG Yu-xiang，SUN Shi-jun，CUI Peng

(School of Environment，Northeast Normal University，Changchun 130117，China)

Based on analysis of emergency environmental accidents emergency management，according to the characteristics of water source emergency environmental accidents and the whole process of management thoughts，this article introduced the SQL Server database and the Microsoft visual studio receptionist development technology and took Liaoyuan regulating dam water source for an example，studied on the emergency environmental accidents of water source management，ultimately built a set of water source emergency environmental accidents emergency response management system.The database can provide reasonable and scientific reference and basis for the management department of emergency management system construction.

emergent environmental incident；emergency response plan；emergency management；digitization

1000-1832(2017)02-0157-06

10.16163/j.cnki.22-1123/n.2017.02.028

2016-11-23

国家水体污染控制与治理科技重大专项项目(2014ZX07201-011-002 ).

张羽翔(1991—)，女，硕士研究生；通讯作者：孙世军(1974—)，男，博士，副教授，主要从事环境影响评价、环境规划及环境管理研究.

X 522 [学科代码] 610·1050

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