基于GIS的秦皇岛市石河水环境管理系统构建研究

摘要

随着秦皇岛市市政府对石河资源开发力度的逐渐增大，以及对石河“城市生态景观名片”的重新定位，科学、先进的管理技术势必会很快地运用到石河的水环境信息管理工作中。为了提高石河水环境信息的管理水平和决策依据，本论文主要构建了基于地理信息系统(Geographic Information System，GIS)的水环境管理系统。
　　在对秦皇岛市石河水环境现状进行分析和总结后，收集和提取了石河流域相关的水资源信息，建立了包括河流地理形态、周边环境、水质监测等数据在内的石河水环境信息空间数据库，然后采用C#为程序设计语言，Access为后台数据库，通过嵌入式GIS组件库——ArcGIS Engine，并结合水质预测模型，构建了基于GIS的水环境管理系统。该系统总体构架分为系统管理、信息查询、数据管理、预测模拟四大功能模块，各模块间相互独立、互相调动，在每一个模块的功能上又进行了详细的划分。
　　论文重点对预测模拟模块进行了研究，针对石河的水力、水质特征以及污染物的排放情况，选择二维稳态预测模型对石河水体中COD和NH3-N的浓度分布进行模拟，并验证了所选取的水质参数，预测结果和模拟值拟合度较高（大部分模拟误差在30％以下）。然后通过GIS组件将COD和NH3-N的浓度分布在河流层面上通过渐变色的形式直观展示出来，为水环境相关部门提供决策依据。同时，选取瞬时点源二维模型对石河突发污染状况进行预报预警，预测突发性污染对石河的影响程度和范围。
　　本系统操作界面简便、友好，基本实现了空间可视化技术、数据库技术和水质预测模型的有机结合，提高了石河水环境管理管理效率，同时对石河后续的相关研究提供了参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．1．1 论文选题背景

1．1．2 课题研究意义及目标

1．2 国内外研究现状及发展动态

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究内容、技术路线及方法

1．3．1 研究方法和内容

1．3．2 技术路线

1．4 本论文所做工作

第2章 系统开发的关键技术

2．1 地理信息系统理论

2．1．1 地理信息系统的组成

2．1．2 GIS的功能与应用

2．1．3 GIS的二次开发

2．1．4 ArcGIS Engine组件

2．2 水质模型理论

2．2．1 水质模型的分类

2．2．2 水质模型的发展

2．2．3 水质模型构建步骤

2．2．4 参数估计方法

2．2．5 模型求解方法

2．3 GIS与水质模型的结合

第3章 系统总体设计

3．1 系统设计

3．1．1 系统设计目标

3．1．2 系统设计原则

3．1．3 系统结构设计

3．2 数据库设计

3．2．1 空间数据库

3．3．2 属性数据库

第4章 水质预测模拟

4．1 石河水质模拟背景

4．1．1 水环境背景调查

4．1．2 模型简化

4．2 水质预测模型

4．2．1 模型选取

4．2．2 二维水质模型

4．2．3 稳定点源排放

4．2．4 瞬时点源排放

4．3 河流概化

4．3．1 河段划分及水力特性说明

4．3．2 断面设置

4．4 模型求解

4．4．1 水质参数率定和验证

4．4．2 建立贴体网格

4．4．3 模型求解

4．4．4 离散点插值

4．5 水质预警

第5章 系统简介

5．1 系统主界面

5．2 系统管理模块

5．3 信息查询

5．4 数据管理

5．5 预测模拟

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢