小流域农业非点源污染监测信息系统的设计与实现

摘要

随着对水体点源污染的有效控制，水体负荷结构发生了明显的变化。目前在许多地区非点源污染已经成为影响水环境恶化和湖泊富营养化的主要因素，其中农业非点源污染占有相当大的比例。丹江水库作为南水北调中线工程的水源地，其总体水质良好，满足调水的要求，但研究发现其上游的一些支流存在着严重的水质污染现象，其中绝大部分是由农业非点源污染引起的。因此研究这些支流流域的农业非点源污染，对于保护丹江水库的水质有着重要的意义。但目前研究大多侧重于农业非点源污染的成因、机理、模型和控制对策等，而缺乏一个良好的交互式的用户界面来管理和分析农业非点源污染监测信息，使其可视化等。 黑庙沟系青塘河支流，属汉江北岸二级小支流，从北向南汇入丹江口水库，该支沟虽然小，但在青塘河流域及整个丹江口库区很有代表性。该流域内土地利用强度大，人口较稠密，农业非点源污染严重。 本研究以丹江口库区黑庙沟流域为例，构建了相对统一的农业非点源污染监测指标体系。监测指标体系分为指标类、指标亚类和指标三级，指标类包括水土流失影响因子指标类、水土流失状况指标类、农业非点源污染负荷指标类、农业非点源污染防治措施指标类，在此基础上确定了大指标亚类及个指标，并提出了各指标的监测方法。 本研究对监测单位业务、数据进行详细分析，综合应用GIS技术、数据库技术、管理信息系统等先进技术，设计了集数据采集、处理、存储、管理、分析、决策于一体的农业非点源污染监测信息系统。系统设计为桌面版系统，采用VB6.0软件为开发平台，采用Access数据库管理关系数据，采用文件管理系统管理图形数据和多媒体数据。系统开发采用多层结构，组件化(COM、COM+)作为主要的开发技术手段，设计数据输入、流域基本情况管理、农业非点源污染监测信息管理、成果输出4个子模块，分别实现不同的功能，并构成统一的有机整体。该系统具有GIS功能，能很好的对农业非点源污染监测涉及到的空间数据进行管理与分析。 研究成果可被应用到监测单位作为信息管理和数据分析的工具，以提高工作效率和成果精度；有助于规范农业非点源污染监测行为，为今后农业非点源污染预测和制定防治方案提供依据；系统的建设有助于数据积累，为将来数据挖掘和模型建立提供基础数据等。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

2文献综述

2.1非点源污染的概述

2.2农业非点源污染现状

2.3农业非点源污染研究方法

2.3.1野外实测

2.3.2人工模拟

2.3.3数学模型计算机模拟

2.3.4综合监测法

2.4国内外基于GIS的非点源信息系统的研究及应用现状

2.4.1非点源模型与GIS集成的方法

2.4.2非点源模型与GIS集成的应用

3课题研究内容和研究区概况

3.1研究目的和意义

3.2研究内容

3.3研究技术路线

3.4研究区概况

3.4.1地理位置

3.4.2水文气候

3.4.3地质地貌

3.4.4土壤植被

3.4.5社会经济状况

4农业非点源污染监测指标体系与监测方法

4.1农业非点源污染监测指标体系

4.2农业非点源污染监测内容及方法

4.2.1水土流失影响因子监测方法

4.2.2水土流失状况监测方法

4.2.3农业非点源污染监测方法

4.2.4农业非点源污染防治措施监测

5系统需求分析

5.1业务需求分析

5.1.1基本业务

5.1.2业务流程

5.2数据需求分析

5.2.1数据分类

5.2.2数据流程

6系统设计与实现

6.1系统建设任务

6.2系统总体结构设计

6.2.1设计原则

6.2.2系统总体结构

6.2.3应用系统结构设计

6.3应用系统功能设计

6.3.1数据输入模块

6.3.2流域基本情况管理模块

6.3.3农业非点源污染信息管理模块

6.3.4成果输出模块

6.4数据库设计

6.4.1数据库选型

6.4.2元数据设计

6.4.3数据库概念设计

6.4.4数据库逻辑结构设计

6.4.5数据表结构设计

6.5系统实现与集成

6.5.1系统开发平台与工具

6.5.2系统运行环境配置

6.5.3功能实现

6.5.4系统集成

7结语与建议

7.1结语

7.2建议

参考文献

致谢