城市供水水质监测及应急处理系统设计与实现
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作者:
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】实现城市供水水质监测及应急处理系统具有非常重要的现实意义。设计该系统可以实时监测水体质量，并对监测数据加以记录，能够很大程度保障市民的用水安全。论文首先从城市供水水质监测及应急系统的内涵出发，详细阐述了开发的逻辑顺序和主要功能，对前后端实用技术做了简单概括，通过模块化形式实现对城市供水的水质监测功能和预警处理。
【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.
【關键词】城市供水;水质监测;监测预警系统;设计与实现
【Keywords】 urban water supply; water quality monitoring; monitoring and early warning system; design and implementation
【中图分类号】D922.38 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2020）03-0165-02
1 引言
近年来，水资源污染的相关信息在我国各地频频发生，城市供水一旦出了问题，将会对市民的用水安全造成恶劣影响。正因如此，各地政府对于水质监测的工作应该加以重视，水质监管部门应该尽快实现城市供水水质监测系统，并要求其具备应急处理功能。
2 城市供水水质监测及应急处理系统概述
2.1 监测系统的内涵
设计与实现城市供水水质监测及应急处理系统，主要目的就是通过信息技术对城市供水的水质数据进行收集、分析、处理来实现对水质的监测工作，更好地应对突发事件。地方政府可以将测得数据公开，让全体市民进行监督，提升水资源监管力度。该系统不仅要求实现水质监测功能，更重要的目标是防范预警，保障市民的用水安全。可以说随着水资源污染问题的日益严重，城市供水水质监测及应急处理系统的设计与实现迫在眉睫[1]。
2.2 监测系统的组成部分
根据政府和人民的要求，设计与实现城市供水水质监测及应急处理系统需要着重完善以下三个功能模块。
城市供水水质监测模块。在这一模块中，水质部门的工作人员可以借鉴国内外检测系统的先进经验，并结合本地供水系统的实际情况，设计出符合该城市供水模式的高效算法。水质监测模块可以说是整个系统中最基础最重要的，其监测数据应具备高精准度，可以借助云计算和大数据处理技术完善该模块。
数据上传模块。水质监测系统收集到的数据并不是直接开始分析，而是上传到数据控制中心来进行汇总处理，这样的处理方式是高效且直观的，对于提高水质监测效率、预防突发事件等方面都有着显著的作用。确保数据能够准确无遗漏的上传是相关程序员需要考量的重点[2]。
城市供水应急处理模块。该项功能对接的应是地方政府的相关决策部门。其所执行的内容，完全由第一、第二两个模块计算分析得出的，它是数据处理结果的直观反映。工作人员在实现该功能时应该着重考虑对突发事件的分析，将预防工作做到位。
3 明确城市供水水质监测及应急处理系统的逻辑层次
首先从逻辑层次上进行分析，检测系统可以划分成数据层、功能层、服务层以及客户层（如图1）。 第一，数据层主要包括了基本的地理信息、水资源水质的数据还有预警应急库的存取内容。数据层还应该具备备份、还原与安全保障机制，提高系统的基础数据安全系数。GIS功能可以很好地还原城市地形图、城市供水网、采样点、水厂分布等，数据库中存放着上述涉及到的各类数据。数据库一般也分为两类，水质数据库和预警数据库，分别存放一般的水资源数据和应急方案或物资[3]。第二，通过功能层，将数据进行分析处理，最终以可视化的界面呈现给客户端。在功能层这一分级中，分为面向管理员和面向预警工作组的。前者主要是一般数据入库、查看地图、分析水质和监测点分析等，而后者的主要功能则是判定污染等级，对应急内容进行准备、执行和总结分析。第三，服务层起到了承上启下的作用，是沟通数据、功能和用户的关键部分。主要的内容是监测水质与应急服务支持。第四，用户层则是数据层、功能层、服务层的最终呈现目标。其面向对象主要为政府部门、水质监测部门、供水企业和普通用户等。
4 城市供水水质监测及应急处理系统的工作流程
如上文逻辑分析所述，城市供水水质监测及应急处理系统，首先需要对水质数据进行收集并将其录入数据库中，供水公司根据系统的数据收集功能将各自来水厂监测到的数据进行录入，再通过系统同步功能，将信息资源进行整合[4]。
监测控制中心的管理员可以通过可视化界面了解分析城市供水的水质指标，将上传的数据通过图表的形式呈现，按照国家安全的标准制定精确的算法使监测系统能够自行判断该时段区域内的供水水质是否符合标准。当出现异常状况的时候，系统管理员首先核查数据的真实性和有效性，再通过其他仪器进行验证，若是重大突发情况，在验证过后应迅速向应急处理工作组反映。
城市供水水质出现应基预警的等级由检测系统进行划分，预警工作组需要根据数据库中当地的水源历史信息来快速确认相似情况下如何处理该状况，根据先前的案例来进行判断，同时还需迅速联系相关专家学者展开讨论、制定方案。通过监测系统判断应急物资的存放位置，将运送路径和分配方案做好规划。
在将城市供水的突发情况处理在控制范围内时，系统应该进一步进入恢复程序。根据数据的分析比对，工作组应该确认事件的源头和责任方，对于突发事件严厉追究，改善应急过程，为以后预警方案提供宝贵的经验。
5 城市供水系统的设计与实现
关于城市供水水质监测及应急处理系统，可以采用多种途径来实现，如通过C#和ActionScript3.0作开发语言展开，辅之以HTML、JS等完善相关内容。在基础框架上可以选用Leaflet作为基本框架完成地图数据的搭建，该框架拥有许多应用相关插件，可以方便用戶对地图进行编码、查询等功能。
监测系统的重中之重便是城市供水水质数据的采集工作，实现该模块的功能可以通过Python技术和多线程异步控制实现网络爬取数据，实现信息录入功能。最后利用ASP.NET服务器进行上传工作，关于信息录入的数据库选取，可以是Mysql也可以使用SQLserver。最后的呈现效果便是监测系统以在线地图的可视化界面展示水质监测功能[5]。通过不同的颜色辨识水质指标，划分不同的层级，当用户点击某一监测点时，应当显示该位置的水质相关指标，如PH值、含碳量、溶解氧的数据值等。
6 结语
综上所述，水资源污染问题严重危害着市民的用水安全，对于城市供水系统来说是严峻的挑战。我国各级政府应该重视水污染的治理工作，并探寻预防紧急事件的处理途径。设计和实现城市供水水质监测及应急处理系统的任务迫在眉睫。各级政府可以通过学习国内外的先进技术，查阅相关阅读文档，将监测系统的开发提上日程。设计监测系统时必须明确其所具备的两大功能：监测数据和应急处理功能。在完成系统的开发以后，还需做供水备用地的准备以应对突发事件。本文首先从城市供水水质监测及应急处理系统的内涵出发，明确了开发流程应考虑到的功能模块，以期能够为我国水污染问题防治做出些许贡献。
【参考文献】
【1】徐国祥.统计预测和决策[M].上海财经大学出版社，2016（01）：34-40.
【2】张智涛，曹茜，谢涛.饮用水水源地水质监测预警系统设计探讨[J].环境保护科学，2015（01）：61-64.
【3】段青丽，郭茸茸.浅谈水质监测预警系统在饮用水水源地的应用[J].河南科技，2015（15）：185.
【4】毛楠，刘锐，李红华，等.饮用水水源地水质监测预警管理信息系统开发与应用[J].中国环境管理，2016（05）：30-33.
【5】付朝阳，金勤献.环境应急管理信息系统的总体框架与构成研究[J].中国环境监测，2016（23）：82-86.
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