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城市饮用水安全直接关系到城市居民的身心健康和生活质量,间接影响到全社会的发展与稳定。在保证城市饮用水安全的众环节中,水质的监测预警通过对原水与管网水相关水质指标的实时监控与分析,能够对潜在的应用水污染提供预警,并可以对已发生的水质安全事件提供技术支持与决策支持。
论文结合城市饮用水水质监测技术和GIS分析技术,以水质安全预警和水质安全事件应急指挥可视化为目的,建立水质预警分析模型。水质监测预警可以分为实时在线预警和水质时空统计分析预警两种。实时在线监测预警针对水质常规指标,需要对实时变化的水质指标进行超标预警,并分析引起指标超标的原因;水质时空统计分析预警是在分析大量连续观测的水质数据基础上,通过水质时空统计分析手段,分析各类水质预警事件的成因、主要影响指标、指标间独立性关系等信息的技术方法。为满足实际预警和指挥决策的需求,分析模型提供单一水质指标的对比分析、多水质指标相关性分析和水质指标的历史趋势分析等输出接口。文中利用水厂、水司的实时监测数据,通过基于水质时空关系的实时水质监测指标,建立指标与水质应急事件和水质安全事件的相关性模型。
GIS拥有对空间数据的强人的分析管理能力,各种分析算法日渐成熟。通过水质业务数据和水质地理数据的结合,GIS分析方法可以广泛地应用于水质监测预警业务。网络拓扑模型的建立,实现了水质数据与空间数据的结合,进而使多源点最短路径算法和多目标点最优算法运用于水质监测预警业务的分析过程,并结合水动力模型应用于预警源头的位置、预警影响范围和各结点预警时间的确定上,同时可以高效地完成应急资源的调度工作;针对预警拓扑网络的全局选址算法可以对水质监测点目前的点位进行评估,以使监测点位最优,同时也可以对应急物资储存地进行选址;缓冲区算法可以结合水动力模型对原水和管网水的受污染程度和污染范围进行动态模拟,便于应急方案和指挥调度的制定;通过监测点的空间数据与水质业务数据的结合,分析固定区域的易出现的水质安全事件类型。以上相关研究表明GIS分析方法可以运用到水质监测预警业务中。
GIS空间分析与水质分析技术结合,以解决水质的监测预警业务,该方法已经应用在《水质信息管理系统及可视化平台》项目中,目前所得到的分析效果良好。