一、重点流域水源保护预警信息系统的建设意义

（一）水源保护信息化现状 随着经济社会发展，全球环境的日益恶化，水源环境管理与保护愈来愈为人们所重视 ，环境保护在实现人类可持续发展战略过程中扮演着越来越重要的角色。目前我国地表水饮用水源保护区存在不同程度的安全隐患，部分水源受到不同程度污染的威胁。国内饮用水源保护区规划保护工作于20世纪90年代末才逐步开展，中国环境科学研究院（2006）制定了饮用水源保护区规划技术大纲，制定了环境质量评价、污染负荷控制等的技术规范。深圳环境保护科学研究院，以其辖区饮用水源保护区为对象，利用3S建立了信息系统，解决了保护区空间数据与属性数据集成和发布。但是目前多数国内外饮用水源保护区多数只建立图谱，多数综合管理系统普遍存在的信息服务功能差，针对性不强，业务分析能力低与不足已成为重点流域水源保护信息化的瓶颈问题。

（二）预警系统建设必要性 第六次全国环保大会上，国务院领导强调做好新形势下的环保工作，关键是要加快实现“三个转变”，明确指出要“建立先进的环境监测预警体系，全面反映环境质量状况和趋势，准确预警各类环境突发事件。”体现了国务院领导对建设先进的环境监测预警体系的高度重视。国务院印发了《关于落实科学发展观加强环境保护的决定》（国发［2005］39号），明确提出“以饮水安全和重点流域治理为重点，加强水污染防治。要科学划定和调整饮用水水源保护区，切实加强饮用水水源保护，建设好城市备用水源，解决好农村饮水安全问题。坚决取缔水源保护区内的直接排污口，严防养殖业污染水源，禁止有毒有害物质进入饮用水水源保护区，强化水污染事故的预防和应急处理，确保群众饮水安全”。为贯彻落实党中央、国务院的要求，保障人民群众饮水安全和水源地可持续开发利用，福建省政府已批准设立了全省123县级以上和321个乡镇饮用水源保护区，保障全省人民饮用水的安全。重点流域的整治是各级环保部门工作重点之一，尤其重点流域的饮用水源保护更是重中之重。开展重点流域饮用水源保护预警预测是当前环保科技工作者关注的焦点问题，饮用水源保护区大部分布在江、河等重点流域中，对饮用水源地的保护涉及到广大人民群众生活何生命财产安全，进行重点流域饮用水源保护预警信息系统研究开发，实现对重点流域饮用水源保护区管理和决策的动态科学管理，采用高科技手段，切实依法保护饮用水源，保障人民身体健康，维护社会稳定，全面深入贯彻党中央国务院以人为本、实践科学发展观，促进经济社会可持续发展具有重要意义。

二、重点流域水源保护预警信息系统研发内容及关键技术问题

（一）研发内容项目从模型、技术方法、重点流域经过的城市（县级以上）水源地保护和系统平台建设等方面入手，通过多种技术结合开展重点流域饮用水源保护预警系统的结构框架、关键技术和系统研发。系统以福建省重点流域饮用水源保护区为对象建设空间数据库与属性数据库。根据研究目标和特点，采取以模型与技术实现为重点，系统开发与运用为最终目的研究策略，分步实施，主要在做好技术分析和总体实施方案基础上，进行框架研究、关键技术研究（系统集成方法）、模型构建、开发平台软件。

（二）关键技术 主要包括：（1）建立环境敏感性及敏感目标仓库。建立环境敏感性及敏感目标仓库，福建省重点流域水源保护区的空间数据与属性数据的重组、集成数据，建立预警管理体系。 （2）建立分析管理模块。水质评价、污染负荷控制分析、风险安全评价库（风险源数据仓库）、水质综合降解系数研究及其综合分析管理模块的建立。 （3）建立预测模型。饮用水源地保护预警系统的开发建立以扩散数学模式进行有毒物质在河流及湖泊中的迁移扩散预测模型。以地理信息数据为支撑，环境监测信息技术为手段，实现基于地理信息系统等技术与地理学科紧密地结合，并建立为饮用水源保护区范围的地质地貌、土地利用、周边环境等提供专业应用。 （4）研究重点流域水环境容量。研究重点流域水环境容量，建立水容量核定体系，确定区域最大允许排放量，河流水系状况、水功能区划分及目标水质。基于WebGIS 基础平台，开发重点流域饮用水源保护区的WebGIS系统，实现远程浏览、放大、缩小、查询等。根据水体纳污能力，自净能力等多方面原因，通过对周边污染源的总量监控和核定，及时提出水环境容量的问题，及时提醒超标记录等。 （5）扩散分析预测预警。扩散分析预测预警，以应急系统为基础，扩散分析为工具，实现重点流域污染突发事故下游预测预警。 （6）建立河道型水源地饮用水安全预警及应急机制。 搜索目前应用比较成熟的物理、生物、化学处置水华新技术、新方法， 通过比较分析， 筛选出若干切实可行、经济可靠的应急处理方法， 通过小型试验、中型试验及野外试验筛选适用于研究区域水华的应急处置技术方法，并进行效果评估、 经济评估和风险评估，研究饮用水源地应急机制。（7）建立福建省重点流域水环境主要风险源隐患企业数据库及动态预案库管理系统。对全省重点流域风险源及其隐患企业进行调查、评估，做到环境事件发生时， 可以及时、 准确的提取到泄漏品应急预案，判断危险品化学性质、理化常数、应急监测方法、应急物资处置数量、位置、处置方法。（8）系统集成与应用。依托环境自动监测监控系统的水质数据、重点流域水源保护区的数据、模型分析，模型库管理系统、WebGIS系统模拟并集成到预警体系中，为环境管理和应急指挥服务。

三、重点流域水源保护动态预测模型

（一）参数准备与模型选择收集研究区域地形水系等空间数据，利用大量的水量水质数据，气象数据及污染源等各类统计数据等，建立重点流域库区参数库，为开发预测模型提供基础参数。综合考虑模型实用程度、模型先进性以及模型的可获得性。选择流域污染模型（SWAT）、库区水动力模型（EPDC）和水质生态模型（WASP），通过集成建立水源地水环境动态预测模型。

（二）水源地水文水质时空变化驱动机制收集十年以上重点流域相关历史数据与资料，基于GIS\RS技术，重点研究气候变化、土地利用/覆被变化及水电梯级开发对流域库区水质水量的影响，从自然过程与人类活动两方面定量描述水源地水文水质的时空变化驱动机制。具体包括：（1）库区及入库支流的营养盐变动特征及规律；（2）气候变化的水文效应；（3）土地利用/覆被变化的水质效应；（4）水电梯级开发的水文水质效应；（5）整合各方面数据资料。

四、结论

利用模型库管理系统、污染源在线监控数据、WebGIS技术及环境学原理，通过对环境监测信息的采集、统计、分析，结合数据库和地理信息技术以及污染物扩散分析，研究福建省重点流域（以闽江、九龙江、敖江为主）水源保护的普遍规律，开发福建省重点流域水源保护区预警信息系统，建立流域饮用水源保护区污染扩散模型，实现水质评价、污染负荷控制分析、风险安全评价和应急预案、预警等功能，可实现污染事件跟踪、模拟、分析，水环境质量实时监控、预测模拟、预警，实现水源保护区保护与管理的数字化、网络化，预警的有效性，为环境管理应急指挥提供快速、科学、直观的决策支持。

参考文献：

［1］程声通、陈毓龄编著：《环境系统分析》，高等教育出版社1990年版。

［2］吴宗之、高进东编著：《重大危险源辨识与控制》，冶金工业出版社2001年版。

［3］边馥苓：《GIS地理信息系统原理和方法》，测绘出版社1996年版。

（编辑杜昌）