基于GIS的水环境污染事故应急预警系统的研究

论文摘要

随着经济的快速发展,水环境污染事故发生频率高居不下,尤其是水环境突发性污染事故,其具有破坏性大、不确定性等特点。污染物不仅使水质恶化,而且严重影响社会、经济的稳定,并对水生态环境带来很大的危害。因此,建立水环境污染事故应急预警系统十分必要。本文首先介绍了水质评价和水质预测模型在水环境污染事故应急预警系统中的研究与应用的国内外研究现状。在水质评价方面,重点研究了水质指数法、单因子水质标识指数法、综合水质标识指数法等水质评价方法,对综合水质标识指数法进行改进,提出了结合熵权法的综合水质标识指数法,并将改进的方法应用到实际的水质评价中。其次,本文引入有限差分的思想,利用六点隐式的有限差分法对一维水质扩散模型进行数值求解,并利用单因子水质标识指数法对污染物质量浓度进行评价,结合GIS(地理信息系统)技术开发了水环境污染事故应急预警系统,将评价结果实时动态可视化表达。同时通过污染物浓度分布图直观地展示各个时刻不同段面的污染物浓度值。并对水质监测点的数据做趋势图分析,以此获知水质监测指标值超标情况。而且,本文对危险源企业、辐射源企业、危险化学品企业等三个企业的某个项目进行统计分析,得到各不同类型企业的总体情况。最后,根据相关案例的污染物应急处理方法以及污染物本身的信息,通过数据挖掘技术提取有价值的信息,结合污染事故的实际情况进行综合分析,自动生成污染事故的应急预案报告,为决策者提供辅助决策支持。而且,系统实现对污染事故应急案例的管理,并能对污染事故案例实现重现模拟。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究目的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 论文创新点
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 第2章 水质评价
• 2.1 水质评价的方法
• 2.1.1 水质指数法
• 2.1.2 单因子水质标识指数法
• 2.1.3 综合水质标识指数法
• 2.1.4 其他水质评价方法
• 2.2 改进的综合水质标识指数法
• 2.2.1 熵权确定指标权重
• 2.2.2 改进的综合水质标识指数法
• 2.3 实例应用
• 2.3.1 监测数据
• 2.3.2 单因子水质标识指数评价结果
• 2.3.3 熵值与权重
• 2.3.4 综合评价与分析
• 第3章 河流水质模型
• 3.1 水质模型发展概况
• 3.2 常见的河流水质模型
• 3.3 河流水质模型基本方程
• 3.3.1 一维河流水质模型
• 3.3.2 二维河流水质模型
• 3.3.3 其他河流水质模型
• 3.4 一维水质模型的有限差分解
• 3.4.1 有限差分
• 3.4.2 水质模型的有限差分解
• 3.5 算例
• 第4章 基于GIS 的污染事故管理系统开发
• 4.1 系统设计
• 4.1.1 系统总体结构
• 4.1.2 数据库设计
• 4.1.3 系统功能设计
• 4.2 系统的功能实现
• 4.2.1 水质监测数据的管理
• 4.2.2 水质数据的趋势分析
• 4.2.3 统计显示
• 4.2.4 水质评价
• 4.3 基于 GIS 的突发性水环境污染事故水质模拟
• 4.3.1 河流数据的概化
• 4.3.2 污染事故的确定
• 4.3.3 水质模拟计算
• 4.3.4 模拟计算结果可视化
• 4.3.5 污染事故应急预案生成
• 4.4 污染事故应急案例管理
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 存在问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间发表的论文