胶州湾排海污染物总量控制决策支持系统的设计和开发研究

发布时间：2020-08-23 22:24

【摘要】： 当今世界对水环境保护日益重视,相应的环境管理水平也亟待提高。我国目前对水环境管理主要采用的是目标总量控制的方法,但这种方法只能作为实施总量控制的过渡阶段,要科学统筹的进行环境管理,最终要实施容量总量控制。胶州湾作为青岛市城市建设环绕的主要海域,其对青岛市的经济和社会发展具有非常重要的意义。而近20年来,随着青岛市社会经济的快速发展,排海化学污染物逐渐增多,由此导致了胶州湾的海洋生态环境问题。政府部门和科研机构对此开展了很多关于胶州湾环境容量和总量控制方面的工作,取得了很多成果,但技术支撑手段的欠缺制约了这些成果在青岛市环保机构和政府部门管理决策过程中的有效实施。本文针对目前水环境容量总量控制过程中技术支撑手段不足的现状,应水环境容量总量控制工作的迫切需要,首先通过总结国内外众多水环境容量总量控制的经验,归纳了水环境容量总量控制的管理模式。然后,以青岛市这一典型拥湾发展的海岸带城市为示范,以系统化和信息化技术为指导思想,进行胶州湾污染物排海总量控制决策支持系统的整体框架和功能设计,并深入探讨了系统开发过程中关键技术和技术难点的解决方案,最终完成了胶州湾排海污染物总量控制决策支持系统的主体框架和部分子系统功能。 i.系统的整体构架设计包括:青岛市基础信息子系统,污染源信息管理子系统,环境质量评价与模拟子系统,总量控制与容量分配子系统,产业结构调整和优化布局决策支持子系统,以及排污权交易管理子系统六个主要部分; ii.系统关键技术以胶州湾主要迁移-转化过程-三维水动力耦合模型和地理信息系统技术为核心,采用紧密耦合的集成方式,在面向对象的Visual Stiduo.NET开发环境中,采用C#语言,对ESRI的ArcGIS Engine组件和海洋三维水质模型进行二次开发集成,为用户提供友好的交互界面,能够对胶州湾的COD、氮磷营养盐、石油烃和重金属等污染物的迁移-转化-扩散过程进行模拟计算; iii.对模拟数据利用GIS的可视化表现:通过先将模拟的离散数据转化成矢量图层,再对离散点插值转化为栅格图层,然后集成.NET的计时器控件(Timer)对模拟时间进行控制,从而实现了对污染物迁移扩散过程动态显示的功能; iv.构建了模型库管理系统对系统中的模型进行管理。模型库管理系统通过将各种计算模型封装成可执行文件(EXE)文件形式,在.NET中利用System.IO.Directory、System.IO.File类来完成对文件的操作,从而使系统具有了更好的扩展性。 v.论文最后对部分已完成的功能进行了演示和讨论,总结了目前存在的问题和不足,并对后续的开发工作提出建议。胶州湾排海污染物总量控制决策支持系统的开发研究,一方面为青岛市胶州湾环境管理和政府部门的决策提供了有效的工具,填补了在胶州湾排海污染物总量控制工作方面技术支撑手段不足的空白,另一方面为后续其它子系统功能的开发提供了经验和借鉴。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X55
【图文】：

数据流程图,数据流程

图 3-1. 系统整体结构Figure 3-1. The structure of system3.2.2 数据流程架构系统的数据流程(图 3-2)，各种环境信息数据、地理信息数据和社会信息数据通过直接的数据逻辑处理或间接的模拟数值模型和评价模式处理后，再利用GIS 等提供的功能对结果进行可视化处理，最终可以以报告、报表或图表等方式表现出来。专家库系统数据库及管理系统模型库及管理系统知识库及管理系统方法库及管理系统

数据逻辑

图 3-3. 数据逻辑结构Figure 3-3. Logical structure of data络架构到系统将来实现网络化的需要，系统在设计上同时考虑了系统-4），并在设计和开发过程中预留了系统将来实现网络版的接口们提供两种服务器，一方面提供高性能的数值运算功能以满足划计算的需要，另一方面满足网络发布的需要；针对不同的用为多个层级，以增强系统的安全性和操作性；经过系统分析和以 B/S 和 C/S 相结合的方式来实现对外界的信息交流和发布

网络架构

图 3-4. 网络架构Figure 3-4. The web structure3.3 排海污染物总量控制决策支持系统的开发平台3.3.1 系统平台采用 Microsoft Windows Server 2003 作为操作系统平台，其主要优点在于：可靠：Windows Server 2003 是迄今为止提供的最快、最可靠和最安全的Windows 服务器操作系统。高效：Windows Server 2003 提供各种工具，允许用户部署、管理和使用网络结构以获得最大效率。联网：连接 Windows Server 2003 可以帮助用户创建业务解决方案结构，以便与雇员、合作伙伴、系统和用户更好地沟通。

【引证文献】