滇池流域水环境监测及信息平台的分析与设计

吴骞　孔令林　杨景　李瑛玉

摘 要：滇池污染问题得到了国家及云南省、昆明市政府的高度重视，滇池被列为中国湖泊环境治理的重点。环保部门作为环境保护的具体责任部门，要以监测结果倒逼治理工作、倒逼管理工作、倒逼产业结构调整和生产方式转变。滇池流域水环境监测及信息平台把各项监测数据实时、完整地反映到平台上，全面、直观、清晰、准确地反映出滇池流域的水质状况和水环境质量情况，并对各层级用户进行细分，实现精准的数据发布。

关键词：滇池流域；监测数据；信息平台

中图分类号：X832 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）15-0079-02

Abstract： The pollution problem of Dianchi Lake has been attached great importance to by the government of Yunnan Province and Kunming government， and Dianchi Lake has been listed as the focal point of environmental control of lakes in China. As the specific responsibility department of environmental protection， the environmental protection department should use the monitoring results to push the management work， the management work， the adjustment of the industrial structure and the transformation of the mode of production. The water environment monitoring and information platform of Dianchi Lake basin reflects the monitoring data on the platform in real time and completely， which can reflect the water quality and water environment quality of Dianchi Lake basin comprehensively， intuitively， clearly and accurately， and the users at all levels are subdivided to achieve accurate data release.

Keywords： Dianchi Basin； monitoring data； information platform

引言

近20年来，随着经济发展和城市规模的扩大，加重了滇池流域生态环境压力，水体受到污染，导致湖泊严重富营养化，滇池面临着水环境污染与水资源短缺的双重困境。滇池水环境恶化除了经济发展这一客观因素外，还与水环境监测管理不系统、不科学有关[1-2]。滇池污染问题得到了国家及云南省、昆明市政府的高度重视，1995年被列为我国重点治理的三个湖泊之一[3]。目前我市已开展对滇池流域湖体、主要入湖河道及交界断面、支流沟渠（包括国家考核断面）、主城区饮用水源地以及重点污染源水质和水量的人工监测与自动监测，积累了大量的监测数据，建立了布点技术、采样技术和运输、分析和报告等制度。但是滇池流域水环境管理处于“多家管理”的状态，涉及市滇池管理局、市水文水资源局、市环保局、市气象局、市水务局等多家单位。滇池流域水环境监测及信息平台需解决监测数据、气象数据、水文数据以及管理数据之间有效整体规划与联动的问题[4-7]。

1 系统总体结构设计

1.1 建设目标

滇池流域水环境监测及信息平台汇集流域的湖体、河流沟渠、饮用水源地、重点污染源监测点水质、水量监测数据，提供基于地理信息平台的草海区域、国考断面、滇池流域、饮用水源地、气象、水文等监测数据和水质变化情况的查询，以及滇池、饮用水源地卫星影像、航摄影像等影像数据的查询，对各类水质监测数据进行不同时间系列、不同指标、不同區域、不同河流及沟渠的水质变化情况的统计分析、地图分级渲染，该平台以流域水环境监测数据可靠传输交换与集成、信息规范化处理分析、高效共享为应用主线，通过数据挖掘、模型分析，影像分析等手段进行水环境统计分析、预测分析，并对各层级用户进行细分，实现精准的数据发布，为滇池流域水环境精细化管理和综合整治提供技术支持。

1.2 系统结构

系统总体架构分为基础设施层、数据中心层、支撑平台层、公共服务层、业务应用层及应用访问层，整体建设围绕着昆明环保局安全、运维和标准三种管理体系进行本次软件系统设计。基础设施层为上层应用和平台提供运行环境支撑；数据中心层为系统运行提供数据支撑和基础数据管理工作；支撑平台层提供中间件服务；公共服务层提供基于SOA的业务支撑服务；业务应用层中地理信息共享平台作为局内业务系统及外部单位访问空间信息的支撑平台，提供统一的地理信息访问服务。应用系统为滇池流域水环境监测信息管理系统，应用系统主要负责业务数据管理与展示；访问层提供用户涉及到的访问方式。

总体架构图如图1所示。

2 系统功能模块与实现

2.1 实时地图监控模块

该模块支持对地图进行基本操作的一些地图基础功能，包括地图的放大、缩小，地图的测距测面等基本操作，以及相关矢量地图和影像地图的监测点位操作，图例的水质类别对象和统计数据、水质等级的关联性操作。通过GIS操作可以实现系统中所有业务功能。该模块将湖体、河道、重点排放源、自动监测站的监测点在地图上以图标分布展示，可以通过进行快速定位，在地图上高亮闪烁显示。使用户了解水质监测点的空间地理信息，并且集成了水质监测点相关的监控视频、全景影像、航摄视频功能，让用户以空间结合数据的方式了解水质监测点水质情况。

2.2 滇池流域模块

该模块展示整个滇池流域的概况。该模块包含滇池流域11个湖体测点、36条入湖主河道、7内2外饮用水源地、11个重点排放源、30个自动监测站。该模块提供测点的监测数据和水质信息，其中自动监测站点测点包括监测设备在线情况和测点最新数据，还可查看某一天、某个月、某一年的数据以及所有历史数据。水质信息包括水质目标、水质现状、综合营养状态指数、主要超标污染物。该模块提供测点的水质分析，展示测点各监测项目的指标，历史变化趋势、主要超标污染物等；展示测点主要污染物的变化趋势；展示测点主要污染物的同比变化趋势；展示测点主要污染物在一年12个月当中的占比。该模块建立一河一档，展示河道的基础信息、包括河道起点终点、河道长度、流经区域等；展示河道的监测断面信息；展示河道的支流沟渠信息；展示河道的河段信息；展示河道的水质等级在历史年份的情况；展示河道的水质排名在历史年份的情况；展示河道的水质排名在历史年份的情况；展示河道的每月水质排名情况；展示河长月报上显示的河道水污染指数比较图。可针对具体某条河流，可选择监测项，由入湖口开始往河道源头进行污染物的溯源分析。该模块针对部分监测点位，可查看到实时和历史视频监控信息；针对湖体、河道、饮用水源地、重点排放源，可查看航拍视频信息。

2.3 草海区域模块

该模块展示草海区域概况。草海区域模块包含滇池流域3个湖体测点、7条入湖主河道、3个重点排放源、4个自动监测站。用饼图的形式展示草海内饮用水源地和河道的水质状况分布。用柱状图的形式展示草海内湖体、饮用水源地和河道的水质状况分布。

2.4 滇池国考模块

该模块介绍滇池国考的由来，参考标准、主要监测对象等。滇池国考模块包含滇池流域10个湖体测点、12条入湖主河道、7个饮用水源地。用饼图的形式展示国考饮用水源地和河道的水质状况分布。用柱状图的形式展示国考湖体、饮用水源地和河道的水质状况分布。

2.5 展示模块

该模块展示滇池流域的整体地理环境概况和监测对象的具体数目，展示滇池流域36条主要入湖河道的在最近一个月的水质分布图，展示滇池的总体情况介绍视频；展示水质状况，其中包括水质状况，污染趋势，污染物同比，污染物月子比的查询；展示36条主要入湖河道的水质排名情况和入湖主河道监测断面断流和排名数值的统計情况，直观的展示滇池入湖河道的排名情况；展示湖体、河道、饮用水源地的水质达标情况。

2.6 水质报告模块

该模块的水质报告包括滇池月报、河长月报、草海专报、污水处理厂月报、饮用水源地月报、监督性监测季报、环境质量综合月报、地表水水质排名月报。该模块可以对相关的水质报告进行查询、预览和下载，用户可以根据自己的需求设置时间段进行水质报告的查询，同时可以在平台中进行预览，需要时可以通过下载功能将水质报告下载到本地的一个功能，让用户灵活地查看各种水质报告，了解滇池流域的水质情况。

3 结束语

滇池流域水环境监测及信息平台的建立，切合昆明市环保局进一步提升环境质量监测、污染源监测和应急监测等各项工作的能力和效率的需求，整合了流域内多部门的各类监测数据，全面及时了解和掌握滇池流域水环境状况，以及滇池蓝藻水华爆发情况，为政府管理和决策及时准确的提供数据依据。

参考文献：

[1]彭彬.基于GIS和WSN的滇池水质实时监测与预测系统的开发与实现[D].云南师范大学，2015.

[2]潘珉，高路.滇池流域社会经济发展对滇池水质变化的影响[J].中国工程科学，2010.

[3]王延春.滇池污染控制和水生生态恢复研究[Z].城市与区域生态国家重点实验室，2005.

[4]李贵宝，周怀东，郭翔云，等.我国水环境监测存在的问题及对策[J].水利技术监督，2005（3）.

[5]高美丽，郭淑艳.浅析我国水环境监测存在的问题及对策[J].科技论文与案例交流，2015.

[6]孟伟，秦延文，郑丙辉，等.流域水质目标管理技术研究（Ⅲ）——水环境流域监控技术研究[J].环境科学研究，2008.

[7]孟伟，张楠，张远，等.流域水质目标管理技术研究（）：控制单元的总量控制研究[J].环境科学研究，2007.