李 婳 閆 振 江 紅

水功能區(qū)評價系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用效益分析

李 婳1閆 振2江 紅3

（1.黃河流域水環(huán)境監(jiān)測中心，河南 鄭州 450004; 2.河南緯展計算機科技有限公司，河南 鄭州 450004；3.黃河流域水資源保護局，河南 鄭州 450004）

介紹了2012年開發(fā)的水功能區(qū)評價系統(tǒng)，敘述了該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計及功能，系統(tǒng)的質(zhì)量保障體系；對其應(yīng)用及效益進行了分析。使用該系統(tǒng)極大地提高了水功能區(qū)評價過程的時效性、評價功能的多樣性以及結(jié)果報告編制的規(guī)范性，基本滿足了現(xiàn)有功能區(qū)評價及信息發(fā)布的需要。

水功能區(qū)；評價系統(tǒng)；開發(fā)；應(yīng)用

水功能區(qū)評價是實施分級分類水功能區(qū)管理的重要基礎(chǔ)，也是水功能區(qū)考核制度建設(shè)的重要基礎(chǔ)工作。最初的水功能區(qū)水質(zhì)評價及黃河流域重點水功能區(qū)水資源質(zhì)量公報的編制工作存在大量的手工勞動，造成數(shù)據(jù)整理速度慢、效率低、評價結(jié)果單一等問題，占用了大量的人力物力。

2012年開發(fā)了用于水功能區(qū)評價的新系統(tǒng)，并進行了為期1年的試運行。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)錄入、分析處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)校核復(fù)核處理系統(tǒng)和水功能區(qū)季報處理系統(tǒng)等組成。幾個子系統(tǒng)既可安裝起來整體運行，又可分割開來單獨安裝使用，系統(tǒng)的使用極大地提高了水功能區(qū)評價過程的時效性、評價功能的多樣性以及統(tǒng)計表格、結(jié)果報告編制的規(guī)范性。此外該系統(tǒng)完善的質(zhì)量保證體系還保障了監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確性。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計

水功能區(qū)評價主要是計算出每個水功能區(qū)在一段時間內(nèi)的水質(zhì)類別、主要超標(biāo)物和倍數(shù)、達標(biāo)情況、水功能區(qū)測站總數(shù)、水功能區(qū)達標(biāo)測站個數(shù)、水功能區(qū)總評價河長、水功能區(qū)達標(biāo)河長、水功能區(qū)總評價面積、水功能區(qū)達標(biāo)面積等。并統(tǒng)計某個流域（省、市）的保護區(qū)、保留區(qū)、緩沖區(qū)、開發(fā)利用區(qū)在一段時間內(nèi)Ⅰ類水、Ⅱ類水、Ⅲ類水、Ⅳ類水、Ⅴ類水和劣Ⅴ類水的水功能區(qū)個數(shù)、評價河長及評價面積。

系統(tǒng)主要分4個部分：水功能區(qū)單次評價，水功能區(qū)月、水期、季度、年份評價，評價后統(tǒng)計，結(jié)果報告編制。

1.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計及功能

數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)，水能區(qū)評價時一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，有大量的數(shù)據(jù)計算和數(shù)據(jù)存儲，所以對數(shù)據(jù)庫的性能要求比較高，我們采用了oracle11g數(shù)據(jù)庫平臺。水功能區(qū)評價數(shù)據(jù)表分3類，站網(wǎng)信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)信息、評價結(jié)果及統(tǒng)計信息3大類，共11張表。

1.3 系統(tǒng)主要運行流程

新系統(tǒng)使用后水功能區(qū)評價主要工作流程見圖1，其需要人工完成操作的僅有的原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)與校核、結(jié)果報告完善與校核兩個步驟。

2 系統(tǒng)的質(zhì)量保障體系

準(zhǔn)確無誤的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)是進行水功能區(qū)評價的重要基礎(chǔ)。針對每期水功能區(qū)監(jiān)測數(shù)據(jù)量較大情況，新系統(tǒng)還存在部分手工錄入及操作的內(nèi)容這一問題，新系統(tǒng)設(shè)計了較為完善的質(zhì)量保障體系，具體有以下幾點。

圖1 水功能區(qū)評價系統(tǒng)主要工作流程

2.1 原始數(shù)據(jù)多次錄入校檢驗

初始錄入是首先由資料收集人員將本月或本季度獲取到的全部數(shù)據(jù)錄入計算機中，校核錄入是由校核人員在初始錄入完成后進行第二遍錄入，在第二遍錄入數(shù)據(jù)的過程中，如果某些數(shù)據(jù)與第一遍錄入的不一致，系統(tǒng)會實時報警，提醒錄入人員注意。校核人員確認數(shù)據(jù)無誤后，提交復(fù)核人員對數(shù)據(jù)進行條復(fù)核，如期間發(fā)現(xiàn)錯誤可手工進行修改。復(fù)核完畢后完系統(tǒng)自動進行異常值判斷。確認無誤的監(jiān)測數(shù)據(jù)最終返回初始錄入人員進行導(dǎo)入數(shù)據(jù)認證。

2.2 可疑數(shù)據(jù)系統(tǒng)判斷

該系統(tǒng)新增加了異常值判定模塊，即當(dāng)錄入人員認證錄入數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)自動將相同斷面同因子當(dāng)次錄入結(jié)果與該因子地表水正常范圍值以及歷史監(jiān)測范圍值同時進行判斷，如有超出范圍情況則發(fā)出報警信號（判斷結(jié)束后以亮色表示），方便錄入人員進行原因查找。

3 系統(tǒng)應(yīng)用與效益

該系統(tǒng)于2012年1月開始在黃河流域水環(huán)境監(jiān)測中心水功能區(qū)評價中正式運行，至今使用已近1年半時間，使用系統(tǒng)正式評價并編制《黃河流域重點水功能區(qū)水資源質(zhì)量公報》5期，其使用前后的情況如下。

3.1 數(shù)據(jù)整理及評價效率顯著提升

3.1.1 系統(tǒng)使用前

黃河流域水環(huán)境監(jiān)測中心水功能區(qū)評價人員必須將每月近10個監(jiān)測單位5000余個監(jiān)測數(shù)據(jù)依次手工粘貼在固定格式水功能區(qū)excel評價模上，由于數(shù)據(jù)量大，各單位報送格式不統(tǒng)一，造成數(shù)據(jù)收集整理效率低。

3.1.2 系統(tǒng)使用后

編制人員將各單位報送的原始資料收集以后直接可以使用excel表格進行數(shù)據(jù)的系統(tǒng)初次錄入，系統(tǒng)將自動識別該斷面的監(jiān)測單位、所在河流及功能區(qū)。省去了以往需將各單位結(jié)果統(tǒng)一格式、統(tǒng)一順序并粘貼在評價模上的過程。此外，系統(tǒng)在操作人員錄入原始數(shù)據(jù)時采用了“兩變錄入+審核”工作模式，即：校核人員只需進行二次錄入，系統(tǒng)將自動識別各斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)與初次錄入時是否差異，并將存在差異的地方進行警示提醒，確保了數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確性。圖2為使用系統(tǒng)后原始數(shù)據(jù)錄入截圖。

3.2 增加達標(biāo)率評價功能

在《水資源公報編制規(guī)程》（HB/T23598-2009）中，10.1.5節(jié)地表水功能區(qū)水質(zhì)評價方法第五條規(guī)定：評價應(yīng)分為全年、汛期、非汛期的水功能區(qū)達標(biāo)情況評價，在評價水期或年度內(nèi)按照評價次數(shù)統(tǒng)計，達標(biāo)率大于等于80%的水功能區(qū)為水期或年度達標(biāo)水功能區(qū)。此外，國務(wù)院頒布的最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法中對2015年、2020年2030年全國范圍內(nèi)重要江河湖泊水功能區(qū)水質(zhì)達標(biāo)率控制目標(biāo)都做了明確的規(guī)定。可見，達標(biāo)率評價是今后水功能區(qū)評價的主要評價方法趨勢。

3.2.1 系統(tǒng)使用前

該方法公式編寫比較復(fù)雜，以往進行達標(biāo)率評價時均采用手工評價，增加了工作時間與出錯率。

3.2.2 系統(tǒng)使用后

新系統(tǒng)設(shè)計時加入了達標(biāo)率統(tǒng)計功能，而且評價人員還能夠通過系統(tǒng)設(shè)定不同的達標(biāo)率，從而完成特殊達標(biāo)率要求下的水功能區(qū)達標(biāo)統(tǒng)計。圖3為使用系統(tǒng)進行達標(biāo)率統(tǒng)計截圖。

圖2 使用系統(tǒng)后的原始數(shù)據(jù)錄入截圖

圖3 使用系統(tǒng)進行達標(biāo)率統(tǒng)計截圖

3.3 評價報告的編制

3.3.1 系統(tǒng)使用前

以往的水功能區(qū)評價結(jié)束后，將由編制人員依據(jù)后期制作的統(tǒng)計結(jié)果表手工編制報告，大大增加了編制時間。

3.3.2 系統(tǒng)使用后

新系統(tǒng)使用后，大部分固定格式的報告內(nèi)容將由系統(tǒng)自動編制生成，編制人員只需進行進一步的修改。經(jīng)過水功能區(qū)評價及公報編制、校核人員的認真統(tǒng)計，使用該系統(tǒng)后僅每季度的水功能區(qū)公報編制工作就由之前的1人6～8天才能編制完成，縮短到現(xiàn)在的1人2天就能完成；校核工作由之前的1人2～3天才能完成，縮短到現(xiàn)在的1天以內(nèi)就能完成。

總之，該系統(tǒng)的應(yīng)用極大提高了工作效率、準(zhǔn)確率以及監(jiān)測結(jié)果的可靠性和科學(xué)性，為進一步提高水功能區(qū)水質(zhì)評價工作質(zhì)量，落實最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法提供了一個強有力的工具和手段。

[1] 賴曉珍,張炎齋,馮英.淮河流域水資源保護局.關(guān)于水功能區(qū)水質(zhì)評價方法的分析.治淮.2009.12:(8-9).

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.03.020

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1008-1305（2014）03-0055-03

李 婳（1983年—），女，工程師。