中国水利水电科学研究院
水环境研究所水模拟技术研究室
禹雪中 高级工程师
马 巍 高级工程师
当前，我国各类水体普遍污染，部分水体污染还相当严重，污染事故时有发生。根据2002年中国水资源公报统计，全国九大水系都表现出不同程度的污染，在评价的12．3万公里河长中，超过国家地表水环境质量标准Ⅲ类的河长占总河长的35．3％。淮河流域超标河长百分比为69．2％、海河流域为59．4％、黄河流域为61．4％。水体污染已经直接影响到生活饮用水和城市集中供水的安全，还造成农业减产、生态环境破坏等方面的不利影响，水环境问题已经成为我国社会经济可持续发展的重要制约因素之一。
为了达到水污染控制的有效目标，需要对水环境主要相关信息进行高效管理；为了发挥水利工程调度在水生态环境治理中的效益，需要为工程调度提供科学依据。数字化水环境管理是综合采用现代信息技术和数学模型技术，对水环境相关的各类信息进行综合管理、对水污染过程主要因素的相互影响与时空变化进行模拟分析、对水利工程的环境调控进行情景预测和分析，从而为水污染治理决策，为水环境管理提供科学高效的技术支持。水环境管理的信息化有利于水环境质量的动态评价和有效监督，应对水污染突发事件，保证供水安全，合理配置和优化调度水资源。能够更好地支持水资源的合理利用和有效保护，为区域社会经济的可持续发展提供技术保障，因而具有重大的现实意义和显著的社会经济效益。
概念一：业务系统 相辅相成
数字化水环境管理的实现，具体体现为面向水环境管理内容的一系列业务系统的建设它包括五个业务系统：
数据采集系统 提供区域内相关水资源包括水量、水质等监测数据的自动化采集、传输和数据可靠性在线分析功能。其重点是对地表水和地下水的实时动态监测和监测数据的自动化传输、监测数据预处理，以及监测数据可靠性的实时在线分析处理等。
数据库系统 是整体系统运转的数据中心，根据信息的种类，主要包括基础属性数据库、空间数据库和决策支持数据库等。基础属性数据主要包括水文数据、水环境数据、供水数据、河道数据、水利工情数据、社会经济数据等。空间数据主要包括河流水系、行政区域、监测站点、供水水源地等的空间位置和尺度。
综合信息管理系统 为区域水资源保护主管部门的业务管理提供信息管理的支持手段，主要内容包括水质实验室数据管理、水质数据整编、水环境评价、水环境统计分析、水环境信息发布等内容。
决策支持系统 是根据各类基础数据，采用各种水环境模型进行深入的计算分析，从中发掘出进一步的信息，为管理部门提供决策参考。主要内容包括水环境变化趋势分析、水环境规划分析、水质模拟、水质预警预报、水环境调度分析等。
控制管理系统 根据综合管理系统和决策支持系统形成的优化调度方案，将输出指令直接作用于可控自动化水资源调配和控制设备，通过有线／无线／远程控制技术对系统所涉区域内的重点给水、排水设备进行远距离的自动启闭和调节控制，进行水量水质统一调度，实现水利工程科学调控改善水环境的目标。
以上五个组成部分相互紧密联系，构成一个统一的整体。
概念二：技术支持 管理整合
数字化水环境管理不应该局限于纯粹的技术环节，其更重要的意义在于通过采用现代化的技术手段，促进水环境管理方式的变革、提高工作效率、增强工作的有效性。
技术方面
水环境管理的信息化能够改变目前信息人工处理速度慢、可靠性低的状况，提高工作效率和减轻劳动强度，提高信息处理速度和准确性。采用各种统计分析工具，还可以进一步发现水环境信息的内在联系和变化规律，提供新的处理功能和决策信息，为管理提供更先进的决策支持。近年来，发挥水利工程的生态环境效益，通过水利工程的科学调度改善区域水环境、提高水环境承载能力的实践和探索在我国太湖流域、长江中下游地区取得了显著成效。发挥水利工程调度在水生态环境治理中的效益，也需要水环境信息化技术为工程调度提供分析手段。 |
