基于GIS的流域水环境管理决策信息系统研究 ——以云南省松华坝流域为例

论文摘要

当前国家十分重视环境监测与信息管理和农村面源污染防治问题,已将其列入《国家环境保护“十一五”科技发展规划》发展计划当中。国内外众多实践将GIS技术广泛用于污染源管理、环境监测、环境评价、灾害评估、区域环境规划等众多领域,GIS已成为环境管理的有效决策支持工具。应用GIS技术,可以将水环境领域中许多复杂多变的数据与空间位置相联系,将与水环境相关的空间数据和属性数据进行统一管理和更新,可以清晰地反映污染物来源、污染物的分布和污染程度。应用GIS与水环境模型相结合,可以合理地分析污染物排放的分布情况,计算污染负荷量及水环境容量,预测水中污染物分布,有助于污染源排放——水体污染物的一定响应的关系的分析,并实现水环境问题的空间可视化表达,为水环境规划和决策提供依据。另外,同现代化的数据采集、传输方式相结合,研究和开发基于GIS的应用系统,利于集中规范的管理数据,并提高数据的使用效率,从而提高该水环境管理和监督的效率,促进流域水环境信息化建设。本研究以云南省松华坝流域为对象,应用GIS组件开发技术,开发了流域水环境管理决策信息系统。在实地调研与文献资料相结合的基础上,系统地分析水环境管理决策信息系统的业务需求、用户需求、数据需求和系统数据流程。参照有关的研究方法,选取适应总量控制定量计算需要的污染负荷统计模型和水质模型对松华坝流域重点污染控制因子的污染负荷量和水环境容量进行计算。遵守软件工程方法,设计松华坝流域水环境管理决策信息系统,建立松华坝水源保护区水环境信息数据库系统,最后实现系统的功能,并使系统得到应用。从功能完整性角度,本系统满足了数据管理、污染负荷模型计算、水环境容量计算、模拟可视化多方面管理和决策需要;从功能实现角度,本系统的数据处理、模型计算满足管理和规划的决策需要,为科学决策提供了有价值的依据,在一定程度上提高了研究区域水环境监督和管理效率,促进了松华坝流域的水环境信息化建设。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 GIS 在水环境管理和决策领域的应用
• 1.2.2 GIS 在非点源污染模型研究中的应用
• 1.2.3 存在问题和发展趋势
• 1.3 研究内容和技术方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法
• 1.3.3 技术路线
• 2 需求分析
• 2.1 业务需求
• 2.1.1 水环境信息管理
• 2.1.2 污染负荷分析
• 2.1.3 水环境容量计算与总量控制
• 2.1.4 水质模型模拟与可视化
• 2.2 用户需求
• 2.3 数据需求
• 2.3.1 数据分类
• 2.3.1.1 基础地理和生态环境数据
• 2.3.1.2 社会经济和环境保护数据
• 2.3.1.3 水资源监测数据
• 2.3.1.4 水质监测数据
• 2.3.1.5 污染源和污染物排放数据
• 2.3.1.6 统计分析和评价结果数据
• 2.3.1.7 水环境模型和知识信息
• 2.3.2 数据流程
• 3 水环境模型选取
• 3.1 非点源污染负荷
• 3.1.1 模型选取
• 3.1.2 参数取值
• 3.2 河道、水库水质模型
• 3.2.1 模型选取
• 3.2.1.1 河流水质模型
• 3.2.1.2 河流水环境容量模型
• 3.2.1.3 水库水质模型
• 3.2.1.4 水库水环境容量模型
• 3.2.2 参数取值
• 4 系统设计
• 4.1 设计原则
• 4.2 系统环境设计
• 4.3 系统结构设计
• 4.4 系统功能设计
• 4.4.1 数据输入和参数维护
• 4.4.2 水环境信息管理
• 4.4.3 污染负荷统计分析
• 4.4.4 水环境容量计算与总量控制
• 4.4.5 水质模型模拟和可视化
• 4.4.6 权限管理
• 4.5 数据库设计
• 4.5.1 数据库逻辑结构设计
• 4.5.2 数据库表结构设计
• 5 系统实现与应用
• 5.1 系统实现
• 5.1.1 实现模式
• 5.1.2 功能实现
• 5.1.2.1 功能描述
• 5.1.2.2 功能类图
• 5.2 应用实例
• 5.2.1 研究区概况
• 5.2.2 系统成果
• 5.2.2.1 系统集成界面
• 5.2.2.2 地图图层管理
• 5.2.2.3 决策支持导航
• 5.2.3 系统应用结果
• 5.2.3.1 系统数据管理
• 5.2.3.2 数据查询和统计报表
• 5.2.3.3 污染负荷模型计算
• 5.2.3.4 水环境容量计算
• 5.2.3.5 水质模型模拟和可视化
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 硕士期间获得成果清单
• 致谢