章國寶　張傳剛

摘 要：基于水污染的原因及危害，對水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的定義、設(shè)計(jì)以及水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的最終實(shí)現(xiàn)方面加以論述，使其在原有水質(zhì)監(jiān)測工作的基礎(chǔ)上，形成了一道具有及時(shí)性、科學(xué)性、規(guī)范性、安全性的有力屏障，將給社會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：水污染；水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警；預(yù)警系統(tǒng)；生活用水

中圖分類號：R123.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.111

2015年，在張家口宣化縣一所中學(xué)內(nèi)，出現(xiàn)了飲用水污染的情況，部分學(xué)生出現(xiàn)了嘔吐和腹瀉等現(xiàn)象，對學(xué)生的健康造成了損害，傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測工作存在著嚴(yán)重的滯后性，無法在第一時(shí)間對水源水質(zhì)變化發(fā)出警報(bào)信息。雖然校方在污染事件發(fā)生后采取了緊急措施，但還是造成了不同程度的傷害。建立水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，水質(zhì)發(fā)生變化后可在第一時(shí)間接收到警報(bào)信息，將損失與傷害降到最低，這不僅是社會的巨大進(jìn)步，更是人們生命安全的有力保障，并且維護(hù)了最廣大人民群眾的根本利益。

1 水污染的原因及危害

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人口的迅速增長，人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境也隨之遭到破壞，水污染的問題也日益惡化，水污染已被稱為“世界頭號殺手”。造成水污染的原因很多，人類活動的影響是最主要的，表現(xiàn)在工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染、生活污染。一個(gè)城市，工業(yè)和生活廢水污水的排放量多達(dá)500 km3，其中，一滴污水落入生活用水中時(shí)，污染水體就會成倍迅速增長。如果這一情況沒有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，而混入了居民的生活用水中，則會造成不可設(shè)想的后果，生態(tài)系統(tǒng)也會受到嚴(yán)重的破壞，引發(fā)居民的重大疾病等。因此，飲用水水源的污染問題已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人們的生命安全。

2 利用水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)監(jiān)督飲用水

水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是指當(dāng)水源水質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，目標(biāo)水源的某種指標(biāo)或多種指標(biāo)超出正常范圍，水質(zhì)被污染時(shí)，水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)會在第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，通知工作人員及時(shí)采取解決措施。它是這個(gè)社會的高科技產(chǎn)物，在信息技術(shù)和水質(zhì)模擬技術(shù)的基礎(chǔ)上，打破傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，通過GIS（地理信息系統(tǒng)）對目標(biāo)水源、地貌、地形、生態(tài)環(huán)境、水質(zhì)狀況、水源分布等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析等，對水源的突發(fā)變化進(jìn)行成圖和分析；運(yùn)用遙感技術(shù)進(jìn)行對水源的探測、多媒體對水源信息數(shù)字化的顯示、計(jì)算機(jī)仿真模擬等高科技手段，及時(shí)、準(zhǔn)確、科學(xué)地反映水質(zhì)的變化情況，為工作人員提供最有效的數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行最快、最準(zhǔn)確的決策。水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)主要由3個(gè)部分組成，監(jiān)測平臺、數(shù)據(jù)傳輸、預(yù)警裝置。

3 水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化

飲用水水源地水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)主要是由B/S與C/S相結(jié)合的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)的，它主要包括監(jiān)測、模擬、預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)值應(yīng)急、綜合管理五個(gè)功能。

3.1 水質(zhì)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測功能

通過對目標(biāo)水源的在線監(jiān)測，可實(shí)現(xiàn)對水源實(shí)時(shí)監(jiān)控，在線傳輸目標(biāo)水源各類指標(biāo)的數(shù)據(jù)變化，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，對水源的變化進(jìn)行成圖和分析，通過計(jì)算機(jī)、多媒體等傳輸數(shù)據(jù)到管理人員，及時(shí)匯總統(tǒng)計(jì)。

3.2 水質(zhì)模擬分析功能

為了更好地保護(hù)水源地水資源，可以通過計(jì)算機(jī)高仿真模擬實(shí)驗(yàn)，以在線監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，借鑒各種優(yōu)秀的水質(zhì)研究報(bào)告與研究成果，模擬飲用水水源地水質(zhì)的變化、使用量、流動速度等，及時(shí)提出水質(zhì)整改與保護(hù)計(jì)劃，確保人們飲水安全。

3.3 水質(zhì)預(yù)警功能

這是整個(gè)系統(tǒng)的核心功能，通過了解水源地的具體情況，開發(fā)建立水質(zhì)預(yù)警平臺，根據(jù)水質(zhì)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測收集到數(shù)據(jù)，通過分析，當(dāng)目標(biāo)水源的某種指標(biāo)或多種指標(biāo)超出正常范圍時(shí)，可確定水質(zhì)被污染后，水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警平臺第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)安全隱患。通過有效的決策，采取防控措施。預(yù)警功能可以通過多方面展示，可以是警報(bào)聲、釋放煙霧或其他可以讓監(jiān)控人員第一時(shí)間接收到水源污染的信息。

3.4 風(fēng)險(xiǎn)值應(yīng)急功能

通過監(jiān)測與預(yù)警的數(shù)據(jù)分析，風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急幫助工作人員可確定目標(biāo)水源的污染源以及污染臨界值，實(shí)施有效防范。

3.5 綜合管理功能

綜合上述功能，這一功能主要是針對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析并歸檔、保存等，為水質(zhì)監(jiān)測工作提供有效的數(shù)據(jù)證明；后期，研究人員通過數(shù)據(jù)分析，評估預(yù)測各種水污染事件造成的損失，從各種案例中汲取經(jīng)驗(yàn)，分析水源污染的原因，實(shí)現(xiàn)更好的治理效果，減少水源污染事件的發(fā)生，為環(huán)境治理工作提供幫助。

4 水質(zhì)監(jiān)測優(yōu)化的前景展望

由于水源地存在客觀元素和主觀元素，客觀因素主要是水源地本身的復(fù)雜性、多樣性、多變性等自然屬性；主觀因素主要是因人類活動對水源地造成的影響。這些元素給水源地水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)造成了一定的困難，監(jiān)控軟件平臺的建立將保證水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)的正常進(jìn)行。

監(jiān)控軟件平臺像是水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的“眼睛”，是水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)的關(guān)鍵，可保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使管理工作有序進(jìn)行。預(yù)警平臺設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控與反控系統(tǒng)、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、信息報(bào)警等一體化軟件。采用B/S架構(gòu)，既可滿足遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理的要求，也能夠滿足管理部門和社會大眾的信息需求。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，根據(jù)設(shè)定的報(bào)警值向相關(guān)平臺發(fā)布預(yù)警信息，實(shí)現(xiàn)了人與技術(shù)系統(tǒng)相結(jié)合的預(yù)警模式。

建立水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。備用水源地的選擇和建立也變得非常關(guān)鍵，當(dāng)目標(biāo)水源地發(fā)出警報(bào)信息時(shí)，相關(guān)部門必須第一時(shí)間終止水源地飲用水的供應(yīng)，同時(shí)啟動備有水源。不同的城市存在不同的情況，根據(jù)實(shí)際情況選擇目標(biāo)水源和備用水源。為了保證飲用水的安全與及時(shí)供應(yīng)，分別建立水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，相關(guān)部門必須緊密配合好，有效進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測工作。

5 結(jié)束語

水是地球的血液，健康的血液才能有鮮活的生命，干凈的飲用水是通過保護(hù)水源而得到的。本文通過對水源污染原因和危害的分析，介紹了水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的定義，闡述了水源地水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的建立勢在必行，從而完善水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)，減少水污染事件的發(fā)生，降低水污染事故的危害程度。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步的同時(shí)，水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)也將得到最廣泛的應(yīng)用。

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〔編輯：張思楠〕