張羽翔，孫世軍，崔 朋

(東北師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130117)

遼源市攔河閘水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理數(shù)字化研究

張羽翔，孫世軍，崔 朋

(東北師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130117)

基于突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理分析，根據(jù)水源地突發(fā)環(huán)境事件特點(diǎn)與全過(guò)程管理的思想，以遼源市攔河閘水源地作為研究實(shí)例，運(yùn)用SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)和Microsoft visual studio前臺(tái)開(kāi)發(fā)技術(shù)，對(duì)水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理進(jìn)行了數(shù)字化研究.結(jié)果表明：建立的水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急對(duì)策管理系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)水源地區(qū)域范圍內(nèi)相關(guān)污染源等數(shù)據(jù)的快速查詢，而且可以滿足對(duì)突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案的日常管理與維護(hù)需求，為管理部門(mén)應(yīng)急體系建設(shè)提供了合理科學(xué)的參考和依據(jù).

突發(fā)環(huán)境事件；應(yīng)急預(yù)案；應(yīng)急管理；數(shù)字化

隨著人類活動(dòng)的加劇以及城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，城市水源地的水質(zhì)污染問(wèn)題一直威脅著城市供水安全.在這些污染事故中，一類屬于常規(guī)性污染，如工業(yè)企業(yè)廢水違法排放、生活污水直接排放及農(nóng)業(yè)面源污染等；另一類屬于突發(fā)性污染，如石油泄露、工業(yè)企業(yè)污水事故排放、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛傾翻等[1-2].突發(fā)環(huán)境事故不僅對(duì)社會(huì)公眾的生命和財(cái)產(chǎn)構(gòu)成威脅，而且嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展.在諸多環(huán)境突發(fā)事件中，水源地突發(fā)環(huán)境事件往往具有不確定性、流域性、處置艱難等特點(diǎn)，在短時(shí)間內(nèi)可以快速影響水源地內(nèi)的生態(tài)環(huán)境和城市供水系統(tǒng)，不僅會(huì)給局部地域的企業(yè)生產(chǎn)和居民生活帶來(lái)不便，而且還可能引發(fā)嚴(yán)重的國(guó)家安全、穩(wěn)定問(wèn)題[3-5].

目前，國(guó)內(nèi)大部分城市對(duì)于突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理體系仍處于初級(jí)應(yīng)用階段，應(yīng)急能力與應(yīng)急管理數(shù)字化研究亟待發(fā)展.[6-7]周旭武等[8]采用B/S(Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器)體系架構(gòu)，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于案例庫(kù)的突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急指揮系統(tǒng)；廖振良等[9]將人工智能技術(shù)引入到突發(fā)性環(huán)境污染事件應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中；韋蓮英、何進(jìn)朝等[10-11]利用GIS技術(shù)對(duì)突發(fā)性水污染事故的應(yīng)急系統(tǒng)進(jìn)行了初步研究；阮仁良等[12]以上海市黃浦江上游水源地作為研究對(duì)象，論述了城市水源地突發(fā)污染事件應(yīng)急研究的主要內(nèi)容，探討了突發(fā)性污染事件應(yīng)急處置體系的構(gòu)建；趙山峰、張軍鋒等[13-14]針對(duì)黃河流域城市飲用水水源地水質(zhì)安全現(xiàn)狀，對(duì)該水源保護(hù)區(qū)突發(fā)水污染事件應(yīng)急預(yù)案體系進(jìn)行了理論研究；黃斌維、梁大鵬等[15-16]從突發(fā)性水污染事故的現(xiàn)存問(wèn)題出發(fā)，分析了應(yīng)急預(yù)案可視化的必要性和可行性，結(jié)合水污染應(yīng)急業(yè)務(wù)流程和需求提出了應(yīng)急預(yù)案可視化方案的基本內(nèi)容；顧洪祥等[17]利用地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，結(jié)合水源保護(hù)區(qū)信息特點(diǎn)，在VB環(huán)境下開(kāi)發(fā)出“上海市黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)環(huán)境規(guī)劃與管理信息支持系統(tǒng)”；YUAN Xuying等[18]以武漢市為例，對(duì)水污染事故預(yù)警響應(yīng)和保障系統(tǒng)建設(shè)的基本理論、方法、重要性和存在的問(wèn)題進(jìn)行了介紹.

盡管很多國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)突發(fā)環(huán)境事件的法律體系建設(shè)、應(yīng)急監(jiān)測(cè)和應(yīng)急處理處置技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并取得一定進(jìn)展，但對(duì)于應(yīng)急預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)等環(huán)節(jié)的技術(shù)性研究尚少，多處于理論階段；研究對(duì)象也更多地針對(duì)企業(yè)或供水部門(mén)，缺乏對(duì)水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急系統(tǒng)的深入研究.

鑒于國(guó)內(nèi)對(duì)水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，本文基于水源地突發(fā)環(huán)境事件特點(diǎn)與全過(guò)程管理的思想，引入SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)和Microsoft visual studio前臺(tái)開(kāi)發(fā)技術(shù)，以遼源市攔河閘水源地作為實(shí)例構(gòu)建了一套水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急對(duì)策管理系統(tǒng).該系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)水源地區(qū)域范圍內(nèi)相關(guān)污染口等數(shù)據(jù)的快速查詢，滿足對(duì)突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案的日常管理與維護(hù)需求，而且還可以在事故發(fā)生后方便快捷地預(yù)測(cè)事故風(fēng)險(xiǎn)，協(xié)助應(yīng)急指揮人員準(zhǔn)確快速地制定應(yīng)急方案與救援計(jì)劃，并對(duì)應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急方法等信息進(jìn)行科學(xué)有效的后評(píng)估.

1 研究區(qū)概況

遼源市攔河閘位于遼源市東遼河干流市區(qū)段中部，具體位置為東經(jīng)125°9′22″，北緯42°53′36″.水源地匯水河流主要為東遼河的遼河源頭水、燈桿河、渭津河，集城市防洪、蓄水、應(yīng)急供水為一體.攔河閘現(xiàn)為七孔翻板閘門(mén)，單孔凈寬20 m，閘前蓄水高度3.7 m，可蓄水量116×104m3，設(shè)計(jì)年供水量4.9×104m3.該水源地上游產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，污染源種類多樣，周?chē)h(huán)境較敏感.

攔河閘水源地保護(hù)區(qū)總面積為41.56 km2，其中一級(jí)保護(hù)區(qū)面積0.56 km2，保護(hù)區(qū)域?yàn)閿r河閘水源地沿東遼河河道上溯至高麗墓橋，渭津河沿河道上溯至紅五星立交橋，長(zhǎng)度各約4 km，至攔河閘下游100 m處；二級(jí)保護(hù)區(qū)面積41 km2，保護(hù)區(qū)域?yàn)楦髦Я鲝脑搭^至一級(jí)保護(hù)區(qū)的輸水河道及兩側(cè)向外延伸300 m的范圍.

2 應(yīng)急管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及總體框架

遼源市攔河閘水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理系統(tǒng)是基于全過(guò)程控制的思路進(jìn)行構(gòu)建研發(fā)的，主要分為突發(fā)環(huán)境事件前、突發(fā)環(huán)境事件中、突發(fā)環(huán)境事件后三個(gè)主體部分[19].突發(fā)環(huán)境事件前是遼源市攔河閘水源地的基本信息查詢管理部分，查詢、維護(hù)和管理突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急的基本信息，如水源匯水區(qū)沿岸主要企業(yè)信息、水源地類型信息、上游尾礦庫(kù)信息、水源排污口信息、水源地水質(zhì)等信息；突發(fā)環(huán)境事件中是突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理部分，此部分主要包括應(yīng)急響應(yīng)模塊，是對(duì)事件的應(yīng)急響應(yīng)；突發(fā)環(huán)境事件后是突發(fā)事件后評(píng)估管理系統(tǒng)，對(duì)事故發(fā)生后的后評(píng)估信息進(jìn)行維護(hù)和管理，如現(xiàn)場(chǎng)清理信息、善后處理信息、應(yīng)急事故后評(píng)估情況等信息，為以后的突發(fā)環(huán)境事故的應(yīng)急管理提供可靠的經(jīng)驗(yàn)與參考.

根據(jù)管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)分析，遼源市攔河閘水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理系統(tǒng)是基于對(duì)事故應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息的管理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)事故的預(yù)防、應(yīng)急管理、應(yīng)急預(yù)案評(píng)估等功能.應(yīng)急管理系統(tǒng)的功能模塊主要分為三個(gè)子系統(tǒng)，分別是遼源市攔河閘水源地管理子系統(tǒng)、突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理子系統(tǒng)、突發(fā)環(huán)境事件后評(píng)估管理子系統(tǒng).其中遼源市攔河閘水源地基本情況查詢子系統(tǒng)包括水源匯水區(qū)沿岸主要企業(yè)查詢、水源地交通信息查詢、水源地尾礦庫(kù)信息查詢、水源排污口查詢和水源地水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息查詢等突發(fā)環(huán)境事件前模塊；突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理子系統(tǒng)包括應(yīng)急響應(yīng)模塊；突發(fā)環(huán)境事件后評(píng)估管理子系統(tǒng)為現(xiàn)場(chǎng)清理信息、善后處理信息、應(yīng)急事故后評(píng)估情況等模塊.遼源市攔河閘水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示.

圖1 遼源市攔河閘水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)關(guān)系設(shè)計(jì)

基于需求分析獲得的數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).[20]基于實(shí)體-屬性(E-R)關(guān)系的方法，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的E-R圖由18張基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表組成，分別為沿岸企業(yè)分布表、尾礦庫(kù)信息表、主要村屯情況表、橋梁設(shè)置情況表、主要交通公路信息表、排污口信息表、農(nóng)業(yè)退水口信息表、攔河閘水源地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息表、風(fēng)險(xiǎn)源表、風(fēng)險(xiǎn)源防護(hù)措施表、事故案例表、事故預(yù)測(cè)表、文件表、應(yīng)急知識(shí)庫(kù)表、應(yīng)急預(yù)案表、應(yīng)急救援表、應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)與機(jī)構(gòu)設(shè)置表、應(yīng)急專家表.其中，事故案例表、事故預(yù)測(cè)表和應(yīng)急預(yù)案表為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)核心表.

2.3 系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象

遼源市攔河閘水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理系統(tǒng)主要是為應(yīng)急指揮人員和應(yīng)急預(yù)案管理人員服務(wù).在突發(fā)環(huán)境事件的情況下，本應(yīng)急管理系統(tǒng)能夠快捷地預(yù)測(cè)事故風(fēng)險(xiǎn)，為應(yīng)急指揮人員準(zhǔn)確快速地提供突發(fā)事件的應(yīng)急搶救方案.在日常的管理中，管理人員可對(duì)遼源市攔河閘水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢和維護(hù).

3 應(yīng)急管理系統(tǒng)功能介紹

根據(jù)以上需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及物理功能實(shí)現(xiàn)流程設(shè)計(jì)后，以SQL Server 2008，Visual Studio 2010作為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具對(duì)本數(shù)據(jù)庫(kù)功能及界面進(jìn)行實(shí)現(xiàn)[21].遼源市攔河閘水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理系統(tǒng)為CS(Client/Server，客戶機(jī)/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)，也可以獨(dú)立安裝為單機(jī)模式.

3.1 登錄界面介紹

本系統(tǒng)基于用戶的不同需求，相應(yīng)地設(shè)置了管理員與普通用戶兩種不同用戶的功能權(quán)限.管理員是對(duì)遼源市攔河閘水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理系統(tǒng)進(jìn)行管理與維護(hù)，允許運(yùn)行所有操作；普通用戶只可以搜索基礎(chǔ)數(shù)據(jù)部分，不可以進(jìn)行其他操作.系統(tǒng)的登錄界面如圖2所示.

3.2 應(yīng)急管理系統(tǒng)運(yùn)行功能

3.2.1 遼源市攔河閘水源地管理系統(tǒng)

遼源市攔河閘水源地管理系統(tǒng)對(duì)水源地的基本信息進(jìn)行搜索、查詢和維護(hù)，其運(yùn)行界面如圖3所示.

遼源市攔河閘水源地管理系統(tǒng)可供管理人員查詢與維護(hù)的信息主要包含水源地企業(yè)分布信息、水源地上游尾礦庫(kù)信息、水源地上游交通信息、水源地上游排污口信息、水源地上游農(nóng)業(yè)退水口信息與攔河閘水源地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息.工作人員日常查詢管理水源地企業(yè)信息，可以在輸入界面任意輸入有關(guān)企業(yè)名稱或涉及水體名稱，即可快速查詢到相應(yīng)的企業(yè)相關(guān)信息，包括企業(yè)涉及水體的名稱、類別、距河流距離、距取水口距離、排水去向、主要污染物和相關(guān)應(yīng)急措施等重要信息.水源地上游尾礦庫(kù)信息中主要包括企業(yè)名稱、尾礦庫(kù)類型、地理坐標(biāo)、安全度、應(yīng)急措施、距河流和取水口距離等信息.水源地上游交通信息主要包含保護(hù)區(qū)公路長(zhǎng)度、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)比例、車(chē)流量、跨越河流橋梁長(zhǎng)度、分類、跨徑及應(yīng)急池設(shè)置情況等信息.水源地上游排污口和農(nóng)業(yè)退水口信息主要包括地理位置及坐標(biāo)、污水性質(zhì)、排放口類型、輸送方式、排放狀態(tài)等信息.攔河閘水源地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息主要是同步更新的遼源市環(huán)保局在水源地上游監(jiān)測(cè)點(diǎn)定期監(jiān)測(cè)信息，監(jiān)測(cè)及更新頻次為每月1次.同時(shí)，在遼源市攔河閘水源地管理系統(tǒng)中還設(shè)計(jì)了相應(yīng)的添加、刪除、統(tǒng)計(jì)和匯總等維護(hù)功能，滿足了工作人員的實(shí)際管理需求.水源地企業(yè)分布信息相關(guān)的查詢?nèi)鐖D4所示.

3.2.2 突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理子系統(tǒng)

突發(fā)環(huán)境事故應(yīng)急管理子系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)，主要為應(yīng)急響應(yīng)模塊.該模塊分為輸入界面和指揮界面，當(dāng)事故發(fā)生后，管理人員可根據(jù)突發(fā)環(huán)境事件的實(shí)際情況輸入相關(guān)信息，輸入界面的主要信息包括事故風(fēng)險(xiǎn)源、發(fā)生地點(diǎn)、污染類型、事故類型及污染物等信息，通過(guò)單獨(dú)查詢或者聯(lián)合查詢，得到相應(yīng)的詳細(xì)信息，其運(yùn)行界面詳見(jiàn)圖5(a).在輸入突發(fā)環(huán)境事件相關(guān)信息后，突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急響應(yīng)模塊自動(dòng)匹配到預(yù)先設(shè)置的案例預(yù)測(cè)模型進(jìn)行應(yīng)急預(yù)測(cè)分析，結(jié)束后返回模塊指揮界面.指揮界面包括了事故等級(jí)、應(yīng)急小組設(shè)置、應(yīng)急目標(biāo)、應(yīng)急方案、救援力量等信息，點(diǎn)擊界面的任意鏈接，相應(yīng)的詳細(xì)信息即可全部顯示，其運(yùn)行界面詳見(jiàn)圖5(b).

(a)

(b)

3.2.3 突發(fā)環(huán)境事件后評(píng)估管理子系統(tǒng)

圖6 突發(fā)環(huán)境事件后評(píng)估管理子系統(tǒng)運(yùn)行界面

突發(fā)環(huán)境事件后評(píng)估管理子系統(tǒng)包含現(xiàn)場(chǎng)清理信息模塊、善后處理信息模塊和應(yīng)急事故后評(píng)估情況模塊，本部分的設(shè)計(jì)功能需求主要是突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急結(jié)束后，對(duì)應(yīng)急過(guò)程及后續(xù)處理進(jìn)行全面的評(píng)估，評(píng)估結(jié)果可同時(shí)反饋至突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急管理子系統(tǒng)中，對(duì)應(yīng)急預(yù)案實(shí)施優(yōu)化和完善.突發(fā)環(huán)境事件后評(píng)估管理子系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況詳見(jiàn)圖6.

4 結(jié)論

水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案的數(shù)字化管理系統(tǒng)為應(yīng)急管理的一種創(chuàng)新手段，通過(guò)構(gòu)建實(shí)時(shí)有效的應(yīng)急管理平臺(tái)，可以初步達(dá)到預(yù)案信息化、流程規(guī)范化、使用智能化的建設(shè)目標(biāo).本文根據(jù)全過(guò)程管理思想，以遼源市攔河閘水源地作為研究實(shí)例，對(duì)突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急系統(tǒng)進(jìn)行了研究，得出如下結(jié)論：

(1) 本文設(shè)計(jì)的水源地突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以對(duì)水源地實(shí)現(xiàn)全面有效的管理，為應(yīng)急指揮提供輔助決策支撐，有利于對(duì)應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行全面管理.

(2) 遼源市攔河閘水源地的周邊環(huán)境較敏感，突發(fā)事故類型多樣，本文以遼源市攔河閘水源地作為研究對(duì)象，可為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源復(fù)雜的其他城市水源地突發(fā)事件應(yīng)急管理體系的構(gòu)建提供一定的指導(dǎo).

(3) 本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)容可以與地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、仿真模擬系統(tǒng)等相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出功能更強(qiáng)大的應(yīng)急系統(tǒng).比如將風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型與“3S”(遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng))集成，借助“3S”平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸功能，將發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)源信息傳輸給系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用水質(zhì)預(yù)測(cè)模型，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，并且將評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)可視化表達(dá)，直觀地顯示各時(shí)刻不同斷面的污染物分布情況，幫助決策者在空間和時(shí)間上有效地掌控污染事故的發(fā)展趨勢(shì).隨著計(jì)算時(shí)間的推進(jìn)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算突發(fā)事故對(duì)下游水源地的風(fēng)險(xiǎn)危害等級(jí)，并根據(jù)不同的危害等級(jí)自動(dòng)提示受體位置、影響程度和應(yīng)急措施，從而更好地服務(wù)于突發(fā)環(huán)境事件的應(yīng)急處置和管理.

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(責(zé)任編輯：方 林)

The digital research of Liaoyuan regulating dam water source emergency environmental accidents emergency management

ZHANG Yu-xiang，SUN Shi-jun，CUI Peng

(School of Environment，Northeast Normal University，Changchun 130117，China)

Based on analysis of emergency environmental accidents emergency management，according to the characteristics of water source emergency environmental accidents and the whole process of management thoughts，this article introduced the SQL Server database and the Microsoft visual studio receptionist development technology and took Liaoyuan regulating dam water source for an example，studied on the emergency environmental accidents of water source management，ultimately built a set of water source emergency environmental accidents emergency response management system.The database can provide reasonable and scientific reference and basis for the management department of emergency management system construction.

emergent environmental incident；emergency response plan；emergency management；digitization

1000-1832(2017)02-0157-06

10.16163/j.cnki.22-1123/n.2017.02.028

2016-11-23

國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目(2014ZX07201-011-002 ).

張羽翔(1991—)，女，碩士研究生；通訊作者：孫世軍(1974—)，男，博士，副教授，主要從事環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境規(guī)劃及環(huán)境管理研究.

X 522 [學(xué)科代碼] 610·1050

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