流域面源集成管理系统的设计与应用-水科学进展.PDF

第 15 卷 第 5 期 水 科 学 进 展 Vol15 ,No5 2004 年 9 月 　　 ADVANCES IN WATER SCIENCE 　　Sep , 2004 　 流域面源集成管理系统的设计与应用 1 2 2 王少平 , 俞立中 , 许世远 ( 1 同济大学环境科学与工程学院 , 污染控制与资源化研究国家重点实验室 , 上海 200092 ; 2 华东师范大学地理系 , 上海 200062) ( ) 摘要 : 利用矢量数据结构的地理信息系统 GIS 软件和模拟模型集成开发流域面源污染管理系统 。以上海市苏州河 流域为例 , 通过土地利用类型 、土壤类型 、子流域等图层的叠加 , 将流域空间分割为一系列不规则的矢量多边形 , 并将这些矢量多边形作为非点源模拟的空间单元 ; 利用组件式地理信息系统平台MapX 、Surfer 等 , 设计和开发了无 缝集成的苏州河面源管理信息系统的结构 、功能和数据库组成 , 并初步建立了可运行的苏州河流域面源管理信息 系统 。在系统的支持下 , 可有效地实现流域面源污染负荷估算 、面源污染指数评价 、单位面源负荷的等值线绘制以 及面源污染的总量控制等功能 。所开发的系统 , 既是面源污染专业软件开发的有益尝试 , 同时也是流域数字化环境 管理的有益探索 。 关 　键 　词 : 流域 ; 面源污染 ; 地理信息系统 ; 集成管理系统 ; 系统设计 ; 苏州河 ( ) 中图分类号 : X522 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 2004 面源污染一般是指由于暴雨的动力作用 , 地表产生径流 , 污染物随水土迁移对受纳水体形成的冲击性污 染 。面源污染已成为流域水环境问题的主要成因 , 而利用模型对面源进行量化研究成为热点问题之一[ 1 ,2 ] 。但 面源模型在实际应用中 , 往往难以获得及时而准确的土壤 、土地利用等描述景观异质性的面源时空信息 , 此外 缺乏管理这些空间数据的能力 , 尤其是在研究成果的可视化表达 ( ) 方面 。地理信息系统 Geographic Information System , GIS 是对空间 数据采集 、管理 、分析和显示的计算机应用系统 。由于面源污染 与 GIS 之间共同的空间概念 , 将面源模型与 GIS 集成 , 对面源模 型的实际应用和进一步推广具有重要作用 。目前 , 在这些集成 信息系统中多采用分布式模型[3～5 ] , 将流域空间分割为规整的 网格单元 , 单位网格属性视为同一均值 , 并通过栅格图层的数 学运算进行模拟 , 但这些正交网格实际上破坏了流域空间的连 续性 , 且模拟结果对栅格大小有较强的敏感性[6 ] , 同时产生数 据量大 , 系统运行慢 。若通过矢量数据叠加 , 可将流域空间分