朱蘭花

Design and Implementation of Water Quality Monitoring and Emergency Treatment System for Urban Water Supply

ZHU Lan-hua

（Qujing Irrigation District Administration of Yunnan Province， Qujing 655000， China）

【摘? 要】實現(xiàn)城市供水水質(zhì)監(jiān)測及應(yīng)急處理系統(tǒng)具有非常重要的現(xiàn)實意義。設(shè)計該系統(tǒng)可以實時監(jiān)測水體質(zhì)量，并對監(jiān)測數(shù)據(jù)加以記錄，能夠很大程度保障市民的用水安全。論文首先從城市供水水質(zhì)監(jiān)測及應(yīng)急系統(tǒng)的內(nèi)涵出發(fā)，詳細闡述了開發(fā)的邏輯順序和主要功能，對前后端實用技術(shù)做了簡單概括，通過模塊化形式實現(xiàn)對城市供水的水質(zhì)監(jiān)測功能和預(yù)警處理。

【Abstract】 It is of great practical significance to realize the water quality monitoring and emergency treatment system of urban water supply. The design of the system can monitor the water quality in real time and record the monitoring data， which can guarantee the water safety of the citizens to a great extent. Starting from the connotation of water quality monitoring and emergency system of urban water supply， this paper expounds the logic sequence and main functions of the development in detail， summarizes the practical technology at the front and rear ends， and realizes the water quality monitoring function and early warning treatment of urban water supply through the modular form.

【關(guān)鍵詞】城市供水;水質(zhì)監(jiān)測;監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng);設(shè)計與實現(xiàn)

【Keywords】 urban water supply; water quality monitoring; monitoring and early warning system; design and implementation

【中圖分類號】D922.38? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）03-0165-02

1 引言

近年來，水資源污染的相關(guān)信息在我國各地頻頻發(fā)生，城市供水一旦出了問題，將會對市民的用水安全造成惡劣影響。正因如此，各地政府對于水質(zhì)監(jiān)測的工作應(yīng)該加以重視，水質(zhì)監(jiān)管部門應(yīng)該盡快實現(xiàn)城市供水水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，并要求其具備應(yīng)急處理功能。

2 城市供水水質(zhì)監(jiān)測及應(yīng)急處理系統(tǒng)概述

2.1 監(jiān)測系統(tǒng)的內(nèi)涵

設(shè)計與實現(xiàn)城市供水水質(zhì)監(jiān)測及應(yīng)急處理系統(tǒng)，主要目的就是通過信息技術(shù)對城市供水的水質(zhì)數(shù)據(jù)進行收集、分析、處理來實現(xiàn)對水質(zhì)的監(jiān)測工作，更好地應(yīng)對突發(fā)事件。地方政府可以將測得數(shù)據(jù)公開，讓全體市民進行監(jiān)督，提升水資源監(jiān)管力度。該系統(tǒng)不僅要求實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測功能，更重要的目標是防范預(yù)警，保障市民的用水安全?？梢哉f隨著水資源污染問題的日益嚴重，城市供水水質(zhì)監(jiān)測及應(yīng)急處理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)迫在眉睫[1]。

2.2 監(jiān)測系統(tǒng)的組成部分

根據(jù)政府和人民的要求，設(shè)計與實現(xiàn)城市供水水質(zhì)監(jiān)測及應(yīng)急處理系統(tǒng)需要著重完善以下三個功能模塊。

城市供水水質(zhì)監(jiān)測模塊。在這一模塊中，水質(zhì)部門的工作人員可以借鑒國內(nèi)外檢測系統(tǒng)的先進經(jīng)驗，并結(jié)合本地供水系統(tǒng)的實際情況，設(shè)計出符合該城市供水模式的高效算法。水質(zhì)監(jiān)測模塊可以說是整個系統(tǒng)中最基礎(chǔ)最重要的，其監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)具備高精準度，可以借助云計算和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)完善該模塊。

數(shù)據(jù)上傳模塊。水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)并不是直接開始分析，而是上傳到數(shù)據(jù)控制中心來進行匯總處理，這樣的處理方式是高效且直觀的，對于提高水質(zhì)監(jiān)測效率、預(yù)防突發(fā)事件等方面都有著顯著的作用。確保數(shù)據(jù)能夠準確無遺漏的上傳是相關(guān)程序員需要考量的重點[2]。

城市供水應(yīng)急處理模塊。該項功能對接的應(yīng)是地方政府的相關(guān)決策部門。其所執(zhí)行的內(nèi)容，完全由第一、第二兩個模塊計算分析得出的，它是數(shù)據(jù)處理結(jié)果的直觀反映。工作人員在實現(xiàn)該功能時應(yīng)該著重考慮對突發(fā)事件的分析，將預(yù)防工作做到位。

3 明確城市供水水質(zhì)監(jiān)測及應(yīng)急處理系統(tǒng)的邏輯層次

首先從邏輯層次上進行分析，檢測系統(tǒng)可以劃分成數(shù)據(jù)層、功能層、服務(wù)層以及客戶層（如圖1）。

第一，數(shù)據(jù)層主要包括了基本的地理信息、水資源水質(zhì)的數(shù)據(jù)還有預(yù)警應(yīng)急庫的存取內(nèi)容。數(shù)據(jù)層還應(yīng)該具備備份、還原與安全保障機制，提高系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)安全系數(shù)。GIS功能可以很好地還原城市地形圖、城市供水網(wǎng)、采樣點、水廠分布等，數(shù)據(jù)庫中存放著上述涉及到的各類數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫一般也分為兩類，水質(zhì)數(shù)據(jù)庫和預(yù)警數(shù)據(jù)庫，分別存放一般的水資源數(shù)據(jù)和應(yīng)急方案或物資[3]。第二，通過功能層，將數(shù)據(jù)進行分析處理，最終以可視化的界面呈現(xiàn)給客戶端。在功能層這一分級中，分為面向管理員和面向預(yù)警工作組的。前者主要是一般數(shù)據(jù)入庫、查看地圖、分析水質(zhì)和監(jiān)測點分析等，而后者的主要功能則是判定污染等級，對應(yīng)急內(nèi)容進行準備、執(zhí)行和總結(jié)分析。第三，服務(wù)層起到了承上啟下的作用，是溝通數(shù)據(jù)、功能和用戶的關(guān)鍵部分。主要的內(nèi)容是監(jiān)測水質(zhì)與應(yīng)急服務(wù)支持。第四，用戶層則是數(shù)據(jù)層、功能層、服務(wù)層的最終呈現(xiàn)目標。其面向?qū)ο笾饕獮檎块T、水質(zhì)監(jiān)測部門、供水企業(yè)和普通用戶等。

4 城市供水水質(zhì)監(jiān)測及應(yīng)急處理系統(tǒng)的工作流程

如上文邏輯分析所述，城市供水水質(zhì)監(jiān)測及應(yīng)急處理系統(tǒng)，首先需要對水質(zhì)數(shù)據(jù)進行收集并將其錄入數(shù)據(jù)庫中，供水公司根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集功能將各自來水廠監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行錄入，再通過系統(tǒng)同步功能，將信息資源進行整合[4]。

監(jiān)測控制中心的管理員可以通過可視化界面了解分析城市供水的水質(zhì)指標，將上傳的數(shù)據(jù)通過圖表的形式呈現(xiàn)，按照國家安全的標準制定精確的算法使監(jiān)測系統(tǒng)能夠自行判斷該時段區(qū)域內(nèi)的供水水質(zhì)是否符合標準。當出現(xiàn)異常狀況的時候，系統(tǒng)管理員首先核查數(shù)據(jù)的真實性和有效性，再通過其他儀器進行驗證，若是重大突發(fā)情況，在驗證過后應(yīng)迅速向應(yīng)急處理工作組反映。

城市供水水質(zhì)出現(xiàn)應(yīng)基預(yù)警的等級由檢測系統(tǒng)進行劃分，預(yù)警工作組需要根據(jù)數(shù)據(jù)庫中當?shù)氐乃礆v史信息來快速確認相似情況下如何處理該狀況，根據(jù)先前的案例來進行判斷，同時還需迅速聯(lián)系相關(guān)專家學(xué)者展開討論、制定方案。通過監(jiān)測系統(tǒng)判斷應(yīng)急物資的存放位置，將運送路徑和分配方案做好規(guī)劃。

在將城市供水的突發(fā)情況處理在控制范圍內(nèi)時，系統(tǒng)應(yīng)該進一步進入恢復(fù)程序。根據(jù)數(shù)據(jù)的分析比對，工作組應(yīng)該確認事件的源頭和責任方，對于突發(fā)事件嚴厲追究，改善應(yīng)急過程，為以后預(yù)警方案提供寶貴的經(jīng)驗。

5 城市供水系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

關(guān)于城市供水水質(zhì)監(jiān)測及應(yīng)急處理系統(tǒng)，可以采用多種途徑來實現(xiàn)，如通過C#和ActionScript3.0作開發(fā)語言展開，輔之以HTML、JS等完善相關(guān)內(nèi)容。在基礎(chǔ)框架上可以選用Leaflet作為基本框架完成地圖數(shù)據(jù)的搭建，該框架擁有許多應(yīng)用相關(guān)插件，可以方便用戶對地圖進行編碼、查詢等功能。

監(jiān)測系統(tǒng)的重中之重便是城市供水水質(zhì)數(shù)據(jù)的采集工作，實現(xiàn)該模塊的功能可以通過Python技術(shù)和多線程異步控制實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)爬取數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息錄入功能。最后利用ASP.NET服務(wù)器進行上傳工作，關(guān)于信息錄入的數(shù)據(jù)庫選取，可以是Mysql也可以使用SQLserver。最后的呈現(xiàn)效果便是監(jiān)測系統(tǒng)以在線地圖的可視化界面展示水質(zhì)監(jiān)測功能[5]。通過不同的顏色辨識水質(zhì)指標，劃分不同的層級，當用戶點擊某一監(jiān)測點時，應(yīng)當顯示該位置的水質(zhì)相關(guān)指標，如PH值、含碳量、溶解氧的數(shù)據(jù)值等。

6 結(jié)語

綜上所述，水資源污染問題嚴重危害著市民的用水安全，對于城市供水系統(tǒng)來說是嚴峻的挑戰(zhàn)。我國各級政府應(yīng)該重視水污染的治理工作，并探尋預(yù)防緊急事件的處理途徑。設(shè)計和實現(xiàn)城市供水水質(zhì)監(jiān)測及應(yīng)急處理系統(tǒng)的任務(wù)迫在眉睫。各級政府可以通過學(xué)習(xí)國內(nèi)外的先進技術(shù)，查閱相關(guān)閱讀文檔，將監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)提上日程。設(shè)計監(jiān)測系統(tǒng)時必須明確其所具備的兩大功能：監(jiān)測數(shù)據(jù)和應(yīng)急處理功能。在完成系統(tǒng)的開發(fā)以后，還需做供水備用地的準備以應(yīng)對突發(fā)事件。本文首先從城市供水水質(zhì)監(jiān)測及應(yīng)急處理系統(tǒng)的內(nèi)涵出發(fā)，明確了開發(fā)流程應(yīng)考慮到的功能模塊，以期能夠為我國水污染問題防治做出些許貢獻。

【參考文獻】

【1】徐國祥.統(tǒng)計預(yù)測和決策[M].上海財經(jīng)大學(xué)出版社，2016（01）：34-40.

【2】張智濤，曹茜，謝濤.飲用水水源地水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計探討[J].環(huán)境保護科學(xué)，2015（01）：61-64.

【3】段青麗，郭茸茸.淺談水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)在飲用水水源地的應(yīng)用[J].河南科技，2015（15）：185.

【4】毛楠，劉銳，李紅華，等.飲用水水源地水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警管理信息系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[J].中國環(huán)境管理，2016（05）：30-33.

【5】付朝陽，金勤獻.環(huán)境應(yīng)急管理信息系統(tǒng)的總體框架與構(gòu)成研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2016（23）：82-86.