1、Par 6 水环境信息系统水环境信息系统6.1 水体及水体质量6.2 水体质量评价方法6.3 湖库富营养化及调查6.4 水体质量监测与管理分析6.5 河流水质监测子系统6.6 河库水质监测子系统6.7 饮用水源地水质管理子系统6.8 水质自动监测信息管理子系统环境地理信息系统环境地理信息系统【水体水体(water body)(water body)】是水的集合体。包括是水的集合体。包括江、河、湖、海、冰川、积雪、水库、池塘等，江、河、湖、海、冰川、积雪、水库、池塘等，也包括地下水和大气中的水汽。水体是河流、也包括地下水和大气中的水汽。水体是河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川、海洋等湖泊、沼泽
2、、水库、地下水、冰川、海洋等“地表储水体地表储水体”的总称。的总称。分类：分类：按类型：海洋水、陆地水按类型：海洋水、陆地水(地表水、地下水）地表水、地下水）按区域：指某一具体的被水覆盖的地段。按区域：指某一具体的被水覆盖的地段。6.1 水体及水体质量水体及水体质量环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量据统计地球上咸水占973，而淡水仅占2.7。就这小部分淡水中还包括人类目前尚无法利用的南北两极的冰山和冰河，以及深度在750m以下的地下水。因此，人类能利用的淡水还不人类能利用的淡水还不到地球总储水量的到地球总储水量的1 1。水资源现状水资源现状(1)环境地理信息系
3、统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量水资源现状水资源现状(2)随着工农业生产的发展和人们生活水平的提高，近50年来，人类对淡水的消耗量增加了一倍。造成淡水紧缺的更重要的原因是水污染十分严重。水不能循环使用，这是对水资源的最大破坏，而且还直接危害了人类的健康。1977年联合国“水”会议秘书处发表公告，指出全世界40亿人口中有70得不到安全的饮用水。世界用水量的统计数据示意图环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量水污染的定义水污染的定义 u早在早在18世纪时，人们从实践中认识了水污染世纪时，人们从实践中认识了水污染(water pollution)。
4、u最初认为水污染是指进入水体的外来物质，其最初认为水污染是指进入水体的外来物质，其量超过了该物质在水体中的本底含量。它只强调了量超过了该物质在水体中的本底含量。它只强调了外来物质的量，而忽视了对水生生物的影响。外来物质的量，而忽视了对水生生物的影响。u随着科学的发展，美国藻类学家随着科学的发展，美国藻类学家Patrick(1953)认为水污染的定义是指任何带进水体的物质能使水认为水污染的定义是指任何带进水体的物质能使水生生物多样性指数下降，以致破坏接受系统中生命生生物多样性指数下降，以致破坏接受系统中生命的平衡状态。的平衡状态。环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质
5、量u 【水体污染（水体污染（water body pollutionwater body pollution）】主要是由于人类活动排放的污染物进入河流、主要是由于人类活动排放的污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体，使水和水体底泥湖泊、海洋或地下水等水体，使水和水体底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值，这种现象称为水从而降低了水体的使用价值，这种现象称为水体污染。体污染。水污染的定义水污染的定义 环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量化学型污染化学型污染 系指随废水及其他废弃物排入水体系指随
6、废水及其他废弃物排入水体的的 酸、碱、有机和无机污染物造成的水体污染。酸、碱、有机和无机污染物造成的水体污染。物理型污染物理型污染 指色度和浊度物质、悬浮固体、指色度和浊度物质、悬浮固体、热污染和放射性污染等物理因素造成的水体污染。热污染和放射性污染等物理因素造成的水体污染。生物型污染生物型污染 各种病原体如病毒、病菌、寄生各种病原体如病毒、病菌、寄生虫等造成的水体污染。虫等造成的水体污染。水体污染类型水体污染类型环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量水体污染类型水体污染类型按污染源划分从造成水体污染的原因分天然污染物人为污染物从受污染的水体分地表水污染地下水污染
7、海洋污染从污染源释放有害种类分物理性污染（热、放射性等）化学性污染（有机物、无机物）生物性污染（细菌、霉素）从污染源的分布特征分点污染源（城市污水、工业废水等）面污染源（农药、肥料、积水和水土流失等）扩散性污染源（酸雨、放射性沉降物）环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量水污染原因水污染原因（1）工业废水：浑、臭并含大量溶解和悬浮的有机质和无机质；（2）农地排水和水土流失：化肥、农药；（3）生活污水：有机质、肠胃病菌和寄生虫；（4）工业废渣的溶解；（5）大气污染物的降落：如酸雨。环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量我国的水污染的特征
8、我国的水污染的特征 我国的水资源分布状况、居民生活生产习惯和我国工农业发展的模式及现状决定了我国水污染的以下特征:（一）污染不断加剧，水质恶化日趋严重 据2000年水质监测资料，全国河流水质在11.4万公里评价河长中，类水河长占4.9，类水河长占24.0，类水河长占29.8，类水河长占16.1，类水河长占8.1，劣类水河长占17.1。全国符合和优于类水的河长占评价河长的58.7。环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量我国的水污染的特征我国的水污染的特征（二）各流域水体自南向北水质逐渐变差 各流域片的水质状况是：内陆河片、西南诸河片、东南诸河片、长江片和珠江片水质良
9、好或尚可，符合和优于类的河长分别占90.7、83.2、74.1、74.0、63.1；黄河片、海河片、松辽河片、淮河片水质较差，符合和优于类的河长分别占46.7、34.9、33.7、26.2。环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量我国的水污染的特征我国的水污染的特征（三）湖泊水库水体富营养化不容轻视 湖泊水质在评价的24个湖泊中，9个湖泊水质符合或优于类水，4个湖泊部分水体受到污染，11个湖泊水污染严重。国家重点治理的“三湖”情况为：太湖、类水质断面占12，类水质断面占64，类水质断面占12，劣于类水质断面占12；中营养水平的水域占太湖总面积的16.5，富营养水平的
10、占83.5。环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量我国的水污染的特征我国的水污染的特征（三）湖泊水库水体富营养化不容轻视 水库水质在评价的139座主要水库中，有118座水库水质良好，达到、类水质标准。在未达到地面水类的水库中，水污染极为严重的劣于类水质水库有8座，分别是山西册田和关河水库，山东墙夼、雪野、黄前、尼山和田庄水库以及新疆柳沟水库。对93座水库进行了营养化程度评价，处于贫营养状态的水库14座，处于中营养状态的水库65座，处于富营养状态的水库14座。环境地理信息系统环境地理信息系统唯一的河水也被污染环境地理信息系统环境地理信息系统水资源污染，生灵涂炭，渔民
11、无鱼可打。环境地理信息系统环境地理信息系统河流污染环境地理信息系统环境地理信息系统云南滇池爆发蓝藻环境地理信息系统环境地理信息系统湖泊富营养化造成的大面积水华环境地理信息系统环境地理信息系统富营养化现象赤潮环境地理信息系统环境地理信息系统海底油田井喷造成的石油污染环境地理信息系统环境地理信息系统环境地理信息系统环境地理信息系统西班牙被原油污染的海岸环境地理信息系统环境地理信息系统受石油污染的小鸟环境地理信息系统环境地理信息系统南水北调工程源头丹江口水库污染触目惊心环境地理信息系统环境地理信息系统被污染的渤海湾环境地理信息系统环境地理信息系统被污水环抱的一个个村庄环境地理信息系统环境地理信息系统
12、黑水从这里下泄环境地理信息系统环境地理信息系统生活在污染水中的群众环境地理信息系统环境地理信息系统受到污染的长江水域环境地理信息系统环境地理信息系统水里的死鱼环境地理信息系统环境地理信息系统铁路桥附近的水更黑环境地理信息系统环境地理信息系统桶中为被污染的井水环境地理信息系统环境地理信息系统未经未经处理处理的高的高浓度浓度生产生产废水废水环境地理信息系统环境地理信息系统无奈的人们在河中取水浇油菜环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量水质监测水质监测 水质监测的对象：水环境现状监测和水污水质监测的对象：水环境现状监测和水污染源监测。染源监测。环境水体包括：地表水和地下
13、水。环境水体包括：地表水和地下水。环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量水质监测的目的水质监测的目的 (1)(1)对进入江、河、湖泊、水库、海洋等对进入江、河、湖泊、水库、海洋等地表水体污染地表水体污染物质及渗透到物质及渗透到地下水中污染物质地下水中污染物质进行经常性的监测，以掌进行经常性的监测，以掌握握水质现状及其发展趋势水质现状及其发展趋势。(2)(2)对生产过程、生活设施及其他对生产过程、生活设施及其他排放源排放源排放的各类废排放的各类废水进行监视性监测，为水进行监视性监测，为污染源管理和排污收费污染源管理和排污收费提供依据。提供依据。(3)(3)对对水环境
14、污染事故水环境污染事故进行进行应急监测应急监测，为分析判断事故，为分析判断事故原因、危害及采取对策提供依据。原因、危害及采取对策提供依据。(4)(4)为国家政府部门制订环境保护法规、标准和规划，为国家政府部门制订环境保护法规、标准和规划，全面开展环境保护管理工作提供有关数据和资料。全面开展环境保护管理工作提供有关数据和资料。(5)(5)为开展水环境质量评价、预测预报及进行环境科学为开展水环境质量评价、预测预报及进行环境科学研究提供基础数据和手段。研究提供基础数据和手段。环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量水质监测的监测项目水质监测的监测项目我国环境监测技术规范环
15、境监测技术规范中分别规定的监测项目如下：(1)(1)生活污水监测项目：化学需氧量、生化需氧量、生活污水监测项目：化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、氨氮、总氮、总磷、阴离子洗涤剂、细菌悬浮物、氨氮、总氮、总磷、阴离子洗涤剂、细菌总数、大肠菌群等。总数、大肠菌群等。(2)(2)医院污水监测项目：医院污水监测项目：pHpH、色度、浊度、悬浮物、色度、浊度、悬浮物、余氯、化学需氧量、生化需氧量、致病菌、细菌总余氯、化学需氧量、生化需氧量、致病菌、细菌总数、大肠菌群等。数、大肠菌群等。(3)(3)地表水监测项目地表水监测项目 （表（表3.13.1）(4)(4)工业废水监测项目（表工业废水监测项目（表3.2
16、3.2）环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量表3.1 地表水监测项目 必 测 项 目选 测 项 目河流河流水温、pH、悬浮物、总硬度、电导率、溶解氧、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、挥发酚、氰化物、砷、汞、六价铬、铅、镉、石油类等硫化物、氟化物、氯化物、有机氯农药、有机磷农药、总铬、铜、锌、大肠菌群、总放射性、总放射性、铀、镭、钍等饮用水饮用水源地源地水温、pH、浊度、总硬度、溶解氧、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、挥发酚、氰化物、砷、汞、六价铬、铅、镉、氟化物、细菌总数、大肠菌群等锰、铜、锌、阴离子洗涤剂、硒、石
17、油类、有机氯农药、有机磷农药、硫酸盐、碳酸盐等环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量续表3.1 必 测 项 目选 测 项 目 湖泊、湖泊、水库水库水温、pH、悬浮物、总硬度、溶解氧、透明度、总氮、总磷、化学需氧量、五日生化需氧量、挥发酚、氰化物、砷、汞、六价铬、铅、镉等钾、钠、藻类(优势种)、浮游藻、可溶性固体总量、铜、大肠菌群等排污河排污河(渠渠)根据纳污情况确定 底泥底泥砷、汞、铬、铅、镉、铜等硫化物、有机氯农药、有机磷农药等环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量表3.2工业废水监测项目(节录)类 别监 测 项 目火力发电、热电p
18、H、悬浮物、硫化物、砷、铅、镉、挥发酚、石油类、水温等煤矿(包括洗煤)pH、悬浮物、砷、硫化物等焦 化化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、硫化物、挥发酚、氰化物、石油类、氨氮、苯类、多环芳烃、水温等石油开发pH、化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、硫化物、挥发酚、石油类等石油炼制pH、化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、硫化物、挥发酚、氰化物、石油类、苯类、多环芳烃等制 药pH(或酸、碱度)、化学需氧量、生化需氧量、石油类、硝基苯类、硝基酚类、苯胺类等环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 水体及水体质量水体及水体质量续表3.2类别监测项目水 泥pH、悬浮物等食 品pH、化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、挥
19、发酚、氨氮等纺织、印染pH、化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、挥发酚、硫化物、苯胺类、色度、六价铬等造 纸pH(或碱度)、化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、挥发酚、硫化物、铅、汞、木质素、色度等皮革及皮革加工pH、化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、硫化物、氯化物、总铬、六价铬、色度等环境地理信息系统环境地理信息系统6 6 水环境质量信息管理水环境质量信息管理GISGIS开发开发6.2 水体质量评价方法水体质量评价方法地表水环境质量标准（GB3838-2002）生活饮用水卫生标准（GB5749-86）渔业水质标准（GB11607-89）农田灌溉水质标准（GB5084-92）污水综合排放标准(GB897
20、8-1996)1 1、水体质量评价标准、水体质量评价标准环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 水体质量评价方法水体质量评价方法地表水环境质量标准地表水环境质量标准把水域主要功能划分为五类：把水域主要功能划分为五类：类类 主要适用于源头水、国家自然保护区；主要适用于源头水、国家自然保护区；类类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；类类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级
21、保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；IVIV类类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；V V类类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。对应地表水上述五类水域功能，将地表水环境质量标准基本项目标准值对应地表水上述五类水域功能，将地表水环境质量标准基本项目标准值分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。同一水域兼有多分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。同一水域兼有多类别的，依类别的，依最高类别
22、功能最高类别功能划分。划分。1 1、水体质量评价标准、水体质量评价标准环境地理信息系统环境地理信息系统1）地表水数据统计方法2 2、水体质量数据统计方法、水体质量数据统计方法地表水是河流、河口、湖泊（水库、池塘）、海洋和湿地地表水是河流、河口、湖泊（水库、池塘）、海洋和湿地等各种水体的统称，是地球水资源的重要组成部分。一个地表等各种水体的统称，是地球水资源的重要组成部分。一个地表水体的环境质量是由水质、底部沉积物和水生生物等三部分的水体的环境质量是由水质、底部沉积物和水生生物等三部分的状况决定的。状况决定的。地表水数据常见的统计方法有地表水数据常见的统计方法有最大（小）值最大（小）值、最大（小
23、）值超标倍数最大（小）值超标倍数及及水样总数水样总数、水样检出浓水样检出浓度数值的平均值度数值的平均值等。等。6.2 水体质量评价方法水体质量评价方法环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 水体质量评价方法水体质量评价方法2）地下水数据统计方法2 2、水体质量数据统计方法、水体质量数据统计方法统计原则：潜水层、承压水层分别统计；单层统计原则：潜水层、承压水层分别统计；单层取水与混合取水分别统计；丰水期、枯水期分别取水与混合取水分别统计；丰水期、枯水期分别统计。统计。地下水：储存在土壤和岩石空隙中的水。地下水：储存在土壤和岩石空隙中的水。分类（埋藏条件分）分类（埋藏条件分）：潜水，承压水，自流水
24、：潜水，承压水，自流水 分类（含水层性质分）：孔隙水，裂隙水，岩溶水分类（含水层性质分）：孔隙水，裂隙水，岩溶水环境地理信息系统环境地理信息系统v 污染指数法污染指数法v 模糊评价法模糊评价法v 灰色评价法灰色评价法v 物元分析法物元分析法v 单因子评价法单因子评价法6.2 水体质量评价方法水体质量评价方法3 3、水体质量评价方法、水体质量评价方法环境地理信息系统环境地理信息系统siijijCCS v污染指数评价法污染指数评价法是用水体各监测项目的监测是用水体各监测项目的监测结果与其评价标准之比作为该项目的污染分结果与其评价标准之比作为该项目的污染分指数，然后通过各种数学手段将各项目的分指数，
25、然后通过各种数学手段将各项目的分指数综合得到该水体的污染指数，作为水质指数综合得到该水体的污染指数，作为水质评定尺度。评定尺度。v目前常用指数：目前常用指数：综合污染指数法综合污染指数法、内梅罗污、内梅罗污染指数法染指数法1)1)污染指数法污染指数法环境地理信息系统环境地理信息系统0iijijCCP 式中：-断面j的水污染综合指数 -断面j第i项污染物的污染指数-实测值，mg/L-第i项污染物的评价标准值（对参加评价的断面应规定统一的水质类别要求，如IV类）mg/Ln -参评项目数siijijCCS niijjPP1v综合污染指数计算综合污染指数计算1)1)污染指数法污染指数法ijC0iCij
26、PjPv污染分担率污染分担率该污染物的污染分担率式中：jjijjKPPK%100环境地理信息系统环境地理信息系统siijijCCS 2)2)模糊综合评价法模糊综合评价法v由于水体环境本身存在大量不确定性因素，各由于水体环境本身存在大量不确定性因素，各个项目的级别划分、标准确定都具有模糊性，个项目的级别划分、标准确定都具有模糊性，因此，模糊数学的水质综合评价。因此，模糊数学的水质综合评价。比如：以往的水质分级中多用一个简单的数学指标比如：以往的水质分级中多用一个简单的数学指标为界限，造成界限两边分为截然不同的等级为界限，造成界限两边分为截然不同的等级.例如参例如参数数DODO，I I级水的指标为
27、级水的指标为7mg/L,7mg/L,则则7.1mg/L7.1mg/L为为I I级水，但级水，但DODO若为若为6.9mg/L6.9mg/L就的定为就的定为IIII级水。级水。事实上，由于水质的污染程度属于模糊概念事实上，由于水质的污染程度属于模糊概念,所以这所以这里用隶属概念来描述模糊的水质分级界限。里用隶属概念来描述模糊的水质分级界限。所谓所谓隶属度隶属度系指某事物所属某种标准的程度：系指某事物所属某种标准的程度：如如:DO=7.1mg/L:DO=7.1mg/L时时,隶属隶属I I级水的程度为级水的程度为100%;6.9mg/L100%;6.9mg/L时时,隶属隶属I I级水的程度达级水的程
28、度达95%95%。环境地理信息系统环境地理信息系统siijijCCS 2)2)模糊综合评价法模糊综合评价法v基本思路基本思路：由监测数据建立各因子指标对各级：由监测数据建立各因子指标对各级标准的隶属度集，形成隶属度矩阵，再把因子标准的隶属度集，形成隶属度矩阵，再把因子的权重集与隶属度矩阵相乘，得到模糊积，获的权重集与隶属度矩阵相乘，得到模糊积，获得一个综合评判集，表明评价水体水质对各级得一个综合评判集，表明评价水体水质对各级标准水质的隶属程度，反映综合水质级别的模标准水质的隶属程度，反映综合水质级别的模糊性。糊性。v主要方法有：模糊聚类法、模糊贴近法、模糊主要方法有：模糊聚类法、模糊贴近法、模
29、糊距离法距离法环境地理信息系统环境地理信息系统siijijCCS 2)2)模糊综合评价法模糊综合评价法环境地理信息系统环境地理信息系统siijijCCS 2)2)模糊综合评价法模糊综合评价法环境地理信息系统环境地理信息系统siijijCCS 2)2)模糊综合评价法模糊综合评价法环境地理信息系统环境地理信息系统siijijCCS 2)2)模糊综合评价法模糊综合评价法v例子例子：取三个参数来评价：砷（取三个参数来评价：砷（AsAs）；汞（）；汞（HgHg）；铬（）；铬（CrCr）。水）。水质分为五个等级，其标准值假设为表质分为五个等级，其标准值假设为表2 2中所列数值。中所列数值。环境地理信息系统
30、环境地理信息系统计算属于计算属于X0所属所属的那一等级的隶的那一等级的隶属度属度计算属于计算属于X1所属所属的那一等级的隶的那一等级的隶属度属度siijijCCS 2)2)模糊综合评价法模糊综合评价法v（1）应用隶属度函数计算各参数隶属于某一个）应用隶属度函数计算各参数隶属于某一个等级标准的程度，刻画水质分级界限等级标准的程度，刻画水质分级界限：v隶属度可用隶属度可用隶属函数隶属函数表示，为方便起见，取线表示，为方便起见，取线性函数：性函数：环境地理信息系统环境地理信息系统siijijCCS 2)2)模糊综合评价法模糊综合评价法v（2）权重及归一化运算）权重及归一化运算：v 根据各参数超标的情
31、况进行加权，超标越多，根据各参数超标的情况进行加权，超标越多，加权越大。权重值为：加权越大。权重值为：v为进行模糊运算，将各单项权重再进行归一化为进行模糊运算，将各单项权重再进行归一化运算：运算：环境地理信息系统环境地理信息系统siijijCCS 2)2)模糊综合评价法模糊综合评价法v(3）权重及模糊矩阵复合运算及评价结果）权重及模糊矩阵复合运算及评价结果：v为了进行综合评价，将上述为了进行综合评价，将上述A和和R矩阵进行复合运矩阵进行复合运算。通过经复合运算后得出的结果进行综合评价。算。通过经复合运算后得出的结果进行综合评价。v由以上的计算结果可得综合评价结果是该水质由以上的计算结果可得综合
32、评价结果是该水质属属II级。级。环境地理信息系统环境地理信息系统siijijCCS 2)2)模糊综合评价法模糊综合评价法v模糊综合评价法模糊综合评价法优点优点：1)1)用隶属函数描述水质分级界限，注意到实际上存在的用隶属函数描述水质分级界限，注意到实际上存在的界限模糊性，使评价结果更接近客观；界限模糊性，使评价结果更接近客观；2)2)对各单项参数（污染物）进行了评价；对各单项参数（污染物）进行了评价；3)3)考虑了各项参数在总体污染中的作用，给予不同的权考虑了各项参数在总体污染中的作用，给予不同的权重。重。v通过以上三点可以看出模糊综合评价法对水质的评通过以上三点可以看出模糊综合评价法对水质的
33、评价更客观、科学。价更客观、科学。环境地理信息系统环境地理信息系统基本思路：基本思路：计算水体水质中各因子的实测浓度与计算水体水质中各因子的实测浓度与各级水质标准的关联度，然后根据关联度大小确各级水质标准的关联度，然后根据关联度大小确定水体水质的级别。对处于同类水质的不同水体定水体水质的级别。对处于同类水质的不同水体可通过其与该类标准水体的关联度大小进行优劣可通过其与该类标准水体的关联度大小进行优劣比较。比较。3 3）灰色评价法）灰色评价法环境地理信息系统环境地理信息系统4 4）物元分析法物元分析法基本思路：基本思路：根据各级水质标准建立经典域物元矩根据各级水质标准建立经典域物元矩阵，根据各因
34、子的实测浓度建立节域物元矩阵，阵，根据各因子的实测浓度建立节域物元矩阵，然后建立各污染指标对不同水质标准级别的关联然后建立各污染指标对不同水质标准级别的关联函数，最后根据其值大小确定水体水质的级别函数，最后根据其值大小确定水体水质的级别。环境地理信息系统环境地理信息系统5 5）单因子评价法单因子评价法悲观评价原则：悲观评价原则：以水质最差的单项指标以水质最差的单项指标所属类别所属类别来确定水体综合水质类别。来确定水体综合水质类别。具体方法：用水体各监测项目的监测结果对照该具体方法：用水体各监测项目的监测结果对照该项目的分类标准，确定该项目的水质类别，在所项目的分类标准，确定该项目的水质类别，在
35、所有项目的水质类别中选取水质最差类别作为水体有项目的水质类别中选取水质最差类别作为水体的水质类别。的水质类别。siijijCCS 环境地理信息系统环境地理信息系统6.3 湖库富营养化及调查湖库富营养化及调查【水体富营养化水体富营养化】是指在人类活动的影响下，生物所需的是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，导致某些特征性藻类（主要是蓝藻、绿藻等）的异常增殖，导致某些特征性藻类（主要是蓝藻、绿藻等）的异常增殖，致使水体透明度下降、溶解致使水体透明度下降、溶解氧降低、水质变坏、鱼类及其氧降低、水质变坏
36、、鱼类及其他生物大量死亡的现象。他生物大量死亡的现象。siijijCCS 湖库水面广阔、流速缓慢、沉淀作用较强，稀释混合湖库水面广阔、流速缓慢、沉淀作用较强，稀释混合能力差，是水交换较缓慢的水体。进入湖中的污染物，常因能力差，是水交换较缓慢的水体。进入湖中的污染物，常因流速慢、流量小而长期停留湖中，发生量的累积和质的变化。流速慢、流量小而长期停留湖中，发生量的累积和质的变化。环境地理信息系统环境地理信息系统6.3 湖库富营养化及调查湖库富营养化及调查siijijCCS siijijCCS siijijCCS 环境地理信息系统环境地理信息系统6.3 湖库富营养化及调查湖库富营养化及调查1 1、污
37、染源的调查、污染源的调查siijijCCS 湖泊富营养化调查规范湖泊富营养化调查规范 2 2、湖库环境基本特征调查、湖库环境基本特征调查3 3、湖库水体特征调查、湖库水体特征调查环境地理信息系统环境地理信息系统1 1、污染源的调查、污染源的调查siijijCCS 首要任务是查明湖库流域首要任务是查明湖库流域及及其周围的主要污染源和污其周围的主要污染源和污染物，特别是营养性物质（染物，特别是营养性物质（N N、P P、C C等）排入湖内的种类、等）排入湖内的种类、数量以及排放方式和排放规律等。数量以及排放方式和排放规律等。污染源大致可以分为污染源大致可以分为点源点源和和非点源非点源两种。两种。湖
38、泊污染源湖泊污染源点源点源工业废水工业废水城镇生活污水城镇生活污水固体废物处置场固体废物处置场非点源非点源城镇地表径流城镇地表径流农牧区地表径流农牧区地表径流林区地表径流林区地表径流大气降水大气降水大气降尘大气降尘湖泊养殖投饵湖泊养殖投饵水面娱乐活动废弃物水面娱乐活动废弃物工业废水工业废水6.3 湖库富营养化及调查环境地理信息系统环境地理信息系统siijijCCS 2 2、湖库环境基本特征调查、湖库环境基本特征调查(自然自然)3 3、湖库水体特征调查、湖库水体特征调查包括：水质调查、底质调查和水生生物调查。包括：水质调查、底质调查和水生生物调查。水质调查：以调查氮、磷、碳等营养型的污染对象为核
39、心，开展多指标分析测定。底质调查：也主要围绕上述营养型污染物开展调查。水生生物调查：在富营养化调查中占最重要的地位，以浮游植物调查和藻类增长潜力（AGP）试验为核心，配以浮游动物、大型水生植物，底栖动物和细菌等项目，进行种群、群落结构及初级生产力的全面调查。6.3 湖库富营养化及调查环境地理信息系统环境地理信息系统6.3 湖库富营养化及调查湖库富营养化及调查1 1、业务流程分析、业务流程分析siijijCCS 全面了解水体污染现状，及时反映水质异常变化，追踪污全面了解水体污染现状，及时反映水质异常变化，追踪污染源，更好地进行环境保护与环境管理。染源，更好地进行环境保护与环境管理。业务流程：业务
40、计划业务流程：业务计划数据录入数据录入业务初审业务初审业务复审业务复审业务终审业务终审业务数据提交。业务数据提交。“滇池蓝藻水华污染控制技术研究滇池蓝藻水华污染控制技术研究”基地的重力斜筛基地的重力斜筛自动脱水设备在对蓝藻进行脱水处理。脱水后藻浆经自动脱水设备在对蓝藻进行脱水处理。脱水后藻浆经去毒处理，可成为上好的有机肥料或饲料。去毒处理，可成为上好的有机肥料或饲料。富营养化的监测富营养化的监测 监测：监测：N、P元素的含量，水体中元素的含量，水体中N0.3mg/L、P0.02mg/L时，藻类生长加快。时，藻类生长加快。日本学者提出，按下式计算：日本学者提出，按下式计算：耗耗O2量量 无机无机
41、N(g/L)无机无机P(g/L)1500 若结果若结果 1，富营养化将出现。，富营养化将出现。1实例分析滇池水环境信息系统v滇池是我国水体富营养化最严重的湖泊之一。滇池是我国水体富营养化最严重的湖泊之一。水体污染已经制约着昆明及周边地区的社会经水体污染已经制约着昆明及周边地区的社会经济发展。通过建立滇池水环境信息系统，以期济发展。通过建立滇池水环境信息系统，以期对滇池的富营养化治理决策提供依据。对滇池的富营养化治理决策提供依据。v滇池水环境系统的构建平台滇池水环境系统的构建平台v滇池水环境系统的目标与技术框架滇池水环境系统的目标与技术框架 v滇池水环境系统的功能实现滇池水环境系统的功能实现 （
42、1）滇池水环境系统的构建平台v服务器采用服务器采用windows 2000 windows 2000 操作系统。操作系统。v应用软件平台采用应用软件平台采用PC Arc/infoPC Arc/info和和Arcmap8.1Arcmap8.1为基础平台。为基础平台。v 外接设备有数字化仪，便携式手持外接设备有数字化仪，便携式手持GPSGPS、扫描仪、绘图仪和激光打印机。、扫描仪、绘图仪和激光打印机。（2）滇池水环境系统的目标与技术框架v系统的目标是实现基础数据的全面管理系统的目标是实现基础数据的全面管理，数据的动态更新，统计分析结果和图，数据的动态更新，统计分析结果和图形图件定期输出，为滇池富营
43、养化的研形图件定期输出，为滇池富营养化的研究治理和滇池及周边地区生态环境可持究治理和滇池及周边地区生态环境可持续发展提供科学的依据。续发展提供科学的依据。v整个系统分成整个系统分成3 3个子系统，即基础属性个子系统，即基础属性数据子系统、环境信息管理子系统、应数据子系统、环境信息管理子系统、应用模型子系统用模型子系统 。1）基础地图和基础属性数据子系统 v利用外接数字化仪建立不同比例尺利用外接数字化仪建立不同比例尺的基本数字地图数据库和的基本数字地图数据库和DEMDEM图，包图，包括交通、植被、水系、地名等。括交通、植被、水系、地名等。v结合遥感和全球定位系统技术，将结合遥感和全球定位系统技术
44、，将主要的监测点、河流断面、污水排主要的监测点、河流断面、污水排放口等空间地理数据库，通过相关放口等空间地理数据库，通过相关软件生成图件。软件生成图件。2）环境信息管理子系统 v主要是实现对水环境基础调查数据主要是实现对水环境基础调查数据库、滇池水环境和流域面源污染监库、滇池水环境和流域面源污染监测数据库和有关部门环境统计数据测数据库和有关部门环境统计数据库和多媒体演示数据库管理，为专库和多媒体演示数据库管理，为专题地图数据库的生成和应用子模型题地图数据库的生成和应用子模型系统的运行提供环境数据。系统的运行提供环境数据。3）应用模型子系统 v主要为了满足各种环境信息分析、评价主要为了满足各种环
45、境信息分析、评价的需要，将的需要，将ArcGISArcGIS软件的软件的3D3D分析模块、分析模块、空间分析模块、地统计学模块相结合，空间分析模块、地统计学模块相结合，用于生成各种三维地图和专题地图，实用于生成各种三维地图和专题地图，实现地统计分析。现地统计分析。v运用运用javajava进行二次开发，建立水体富营进行二次开发，建立水体富营养化评价模型和动态变化，污染治理规养化评价模型和动态变化，污染治理规划模型，水污染排放评价模型等。划模型，水污染排放评价模型等。（3）系统具体功能介绍v信息查询功能信息查询功能 v水环境质量监测结果分析和评价水环境质量监测结果分析和评价 v空间分析功能空间分
46、析功能v专题地图和专题统计图表的编辑专题地图和专题统计图表的编辑v结果输出功能结果输出功能 水污染排放评价模型水污染排放评价模型基础数据子系统基础数据子系统环境信息子系统环境信息子系统应用模型子系统应用模型子系统基础空间数据库基础空间数据库基础数字化地图库基础数字化地图库水体污染调查数据库水体污染调查数据库沉积物污染调查数据沉积物污染调查数据水环境监测数据库水环境监测数据库工农业工农业-社会经济统社会经济统计调查数据库计调查数据库空间分析模型空间分析模型水质评价模型水质评价模型滇池基本资料库滇池基本资料库滇池水环境信息系统滇池水环境信息系统水环境信息显示水环境信息显示输出查询功能输出查询功能空
47、间分析空间分析功能功能水环境质量监测结水环境质量监测结果分析和评价果分析和评价专题地图和图件的专题地图和图件的编辑生成输出编辑生成输出系统结构与功能3.3.3 水环境信息管理系统基本功能v 分专题电子地图显示分专题电子地图显示 v 数据编辑与更新数据编辑与更新 v 数据查询与检索数据查询与检索v 评价分析评价分析 v 统计分析与报表统计分析与报表v 水质变化趋势分析水质变化趋势分析v水系、地名、交通、居民地、水工建筑背水系、地名、交通、居民地、水工建筑背景图；景图；v各类水质监测站位置图（地表、地下、降各类水质监测站位置图（地表、地下、降水、底泥、工业污染源、入河排污口）；水、底泥、工业污染源
48、、入河排污口）；v污染事故发生位置图；污染事故发生位置图；v河段水体功能区划图；河段水体功能区划图；v河段水质级别评价图；河段水质级别评价图；v地表、地下水水质监测站水质级别评价图地表、地下水水质监测站水质级别评价图（1）分专题电子地图显示 水资源基本信息v水量：水位、流速、流量水量：水位、流速、流量v降水：降雨量、蒸发量降水：降雨量、蒸发量v泥沙：底质、悬浮质、输沙量泥沙：底质、悬浮质、输沙量v水质：地表水、地下水、降水水水质：地表水、地下水、降水水质，沉降物、水生物、主要排污质，沉降物、水生物、主要排污口的水质、入河口的水质口的水质、入河口的水质v各类测站相关数据的编辑各类测站相关数据的编
49、辑v污染事件现场报告、日常流动监测报告、污染事件现场报告、日常流动监测报告、实验室自动系统数据输入实验室自动系统数据输入v基本元素数据项的增加与修改基本元素数据项的增加与修改v水环境文挡资料修改水环境文挡资料修改 v自动水质监测站数据的批量转入自动水质监测站数据的批量转入 （2）数据编辑与更新 v基于空间位置的分专题图要素择取查询基于空间位置的分专题图要素择取查询 v基于空间位置相关性的检索查询基于空间位置相关性的检索查询 v条件查询条件查询 v基本元素信息查询基本元素信息查询 v评价结果信息查询评价结果信息查询 v文档资料分类查询文档资料分类查询 （3）数据查询与检索信息查询v通过测站、河段
50、查询监测数据、水环境类别：点击通过测站、河段查询监测数据、水环境类别：点击地图上信息单元所在位置查询最新的监测数据与水地图上信息单元所在位置查询最新的监测数据与水环境类别；环境类别；v通过测站序列、河段序列单个信息单元历史记录；通过测站序列、河段序列单个信息单元历史记录；v通过时间序列查询所有某类信息单元（测站、河段通过时间序列查询所有某类信息单元（测站、河段）在此时间序列上的监测数据和评价结果。）在此时间序列上的监测数据和评价结果。（4）评价分析 评价的单元包括地表水水质测站（含自动测站）评价的单元包括地表水水质测站（含自动测站）水质、地下水水质测站水质、排污口测站水质水质、地下水水质测站水
