城市供水水質監測及應急處理系統設計與實現

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】實現城市供水水質監測及應急處理系統具有非常重要的現實意義。設計該系統可以實時監測水體質量，并對監測數據加以記錄，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監測及應急系統的內涵出發，詳細闡述了開發的邏輯順序和主要功能，對前后端實用技術做了簡單概括，通過模塊化形式實現對城市供水的水質監測功能和預警處理。

【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.

【關鍵詞】城市供水;水質監測;監測預警系統;設計與實現

【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，水資源污染的相關信息在我國各地頻頻發生，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，各地政府對于水質監測的工作應該加以重視，水質監管部門應該盡快實現城市供水水質監測系統，并要求其具備應急處理功能。

2 城市供水水質監測及應急處理系統概述

2.1 監測系統的內涵

設計與實現城市供水水質監測及應急處理系統，主要目的就是通過信息技術對城市供水的水質數據進行收集、分析、處理來實現對水質的監測工作，更好地應對突發事件。地方政府可以將測得數據公開，讓全體市民進行監督，提升水資源監管力度。該系統不僅要求實現水質監測功能，更重要的目標是防范預警，保障市民的用水安全。可以說隨著水資源污染問題的日益嚴重，城市供水水質監測及應急處理系統的設計與實現迫在眉睫[1]。

2.2 監測系統的組成部分

根據政府和人民的要求，設計與實現城市供水水質監測及應急處理系統需要著重完善以下三個功能模塊。

城市供水水質監測模塊。在這一模塊中，水質部門的工作人員可以借鑒國內外檢測系統的先進經驗，并結合本地供水系統的實際情況，設計出符合該城市供水模式的高效算法。水質監測模塊可以說是整個系統中最基礎最重要的，其監測數據應具備高精準度，可以借助云計算和大數據處理技術完善該模塊。

數據上傳模塊。水質監測系統收集到的數據并不是直接開始分析，而是上傳到數據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，對于提高水質監測效率、預防突發事件等方面都有著顯著的作用。確保數據能夠準確無遺漏的上傳是相關程序員需要考量的重點[2]。

城市供水應急處理模塊。該項功能對接的應是地方政府的相關決策部門。其所執行的內容，完全由第一、第二兩個模塊計算分析得出的，它是數據處理結果的直觀反映。工作人員在實現該功能時應該著重考慮對突發事件的分析，將預防工作做到位。

3 明確城市供水水質監測及應急處理系統的邏輯層次

首先從邏輯層次上進行分析，檢測系統可以劃分成數據層、功能層、服務層以及客戶層（如圖1）。

第一，數據層主要包括了基本的地理信息、水資源水質的數據還有預警應急庫的存取內容。數據層還應該具備備份、還原與安全保障機制，提高系統的基礎數據安全系數。GIS功能可以很好地還原城市地形圖、城市供水網、采樣點、水廠分布等，數據庫中存放著上述涉及到的各類數據。數據庫一般也分為兩類，水質數據庫和預警數據庫，分別存放一般的水資源數據和應急方案或物資[3]。第二，通過功能層，將數據進行分析處理，最終以可視化的界面呈現給客戶端。在功能層這一分級中，分為面向管理員和面向預警工作組的。前者主要是一般數據入庫、查看地圖、分析水質和監測點分析等，而后者的主要功能則是判定污染等級，對應急內容進行準備、執行和總結分析。第三，服務層起到了承上啟下的作用，是溝通數據、功能和用戶的關鍵部分。主要的內容是監測水質與應急服務支持。第四，用戶層則是數據層、功能層、服務層的最終呈現目標。其面向對象主要為政府部門、水質監測部門、供水企業和普通用戶等。

4 城市供水水質監測及應急處理系統的工作流程

如上文邏輯分析所述，城市供水水質監測及應急處理系統，首先需要對水質數據進行收集并將其錄入數據庫中，供水公司根據系統的數據收集功能將各自來水廠監測到的數據進行錄入，再通過系統同步功能，將信息資源進行整合[4]。

監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指標，將上傳的數據通過圖表的形式呈現，按照國家安全的標準制定精確的算法使監測系統能夠自行判斷該時段區域內的供水水質是否符合標準。當出現異常狀況的時候，系統管理員首先核查數據的真實性和有效性，再通過其他儀器進行驗證，若是重大突發情況，在驗證過后應迅速向應急處理工作組反映。

城市供水水質出現應基預警的等級由檢測系統進行劃分，預警工作組需要根據數據庫中當地的水源歷史信息來快速確認相似情況下如何處理該狀況，根據先前的案例來進行判斷，同時還需迅速聯系相關專家學者展開討論、制定方案。通過監測系統判斷應急物資的存放位置，將運送路徑和分配方案做好規劃。

在將城市供水的突發情況處理在控制范圍內時，系統應該進一步進入恢復程序。根據數據的分析比對，工作組應該確認事件的源頭和責任方，對于突發事件嚴厲追究，改善應急過程，為以后預警方案提供寶貴的經驗。

5 城市供水系統的設計與實現

關于城市供水水質監測及應急處理系統，可以采用多種途徑來實現，如通過C#和ActionScript3.0作開發語言展開，輔之以HTML、JS等完善相關內容。在基礎框架上可以選用Leaflet作為基本框架完成地圖數據的搭建，該框架擁有許多應用相關插件，可以方便用戶對地圖進行編碼、查詢等功能。

監測系統的重中之重便是城市供水水質數據的采集工作，實現該模塊的功能可以通過Python技術和多線程異步控制實現網絡爬取數據，實現信息錄入功能。最后利用ASP.NET服務器進行上傳工作，關于信息錄入的數據庫選取，可以是Mysql也可以使用SQLserver。最后的呈現效果便是監測系統以在線地圖的可視化界面展示水質監測功能[5]。通過不同的顏色辨識水質指標，劃分不同的層級，當用戶點擊某一監測點時，應當顯示該位置的水質相關指標，如PH值、含碳量、溶解氧的數據值等。

6 結語

綜上所述，水資源污染問題嚴重危害著市民的用水安全，對于城市供水系統來說是嚴峻的挑戰。我國各級政府應該重視水污染的治理工作，并探尋預防緊急事件的處理途徑。設計和實現城市供水水質監測及應急處理系統的任務迫在眉睫。各級政府可以通過學習國內外的先進技術，查閱相關閱讀文檔，將監測系統的開發提上日程。設計監測系統時必須明確其所具備的兩大功能：監測數據和應急處理功能。在完成系統的開發以后，還需做供水備用地的準備以應對突發事件。本文首先從城市供水水質監測及應急處理系統的內涵出發，明確了開發流程應考慮到的功能模塊，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.統計預測和決策[M].上海財經大學出版社，2016（01）：34-40.

【2】張智濤，曹茜，謝濤.飲用水水源地水質監測預警系統設計探討[J].環境保護科學，2015（01）：61-64.

【3】段青麗，郭茸茸.淺談水質監測預警系統在飲用水水源地的應用[J].河南科技，2015（15）：185.

【4】毛楠，劉銳，李紅華，等.飲用水水源地水質監測預警管理信息系統開發與應用[J].中國環境管理，2016（05）：30-33.

【5】付朝陽，金勤獻.環境應急管理信息系統的總體框架與構成研究[J].中國環境監測，2016（23）：82-86.