（內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院人事處 四川內(nèi)江 641100）

摘 要：利用GIS進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，形成一個(gè)簡(jiǎn)易河道氮磷污染負(fù)荷評(píng)價(jià)系統(tǒng)，本文以新鄉(xiāng)縣為觀測(cè)對(duì)象，通過(guò)對(duì)其周邊水資源中的氮、磷含量為基礎(chǔ)，分析河道受污染程度，并對(duì)未來(lái)的水體中的氮、磷含量進(jìn)行預(yù)測(cè)，確定其水污染情況，這一預(yù)測(cè)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。

關(guān)鍵詞：GIS；評(píng)價(jià)系統(tǒng)；水污染

新鄉(xiāng)縣位于漳衛(wèi)南運(yùn)河流域衛(wèi)河上游，隸屬河南省新鄉(xiāng)市。新鄉(xiāng)縣的區(qū)域境內(nèi)有東孟姜女河、西孟姜女河、衛(wèi)河，人工河渠共產(chǎn)主義渠和人民勝利渠等五條主要河流。其中，人民勝利渠是新鄉(xiāng)縣的生產(chǎn)、生活用水的主要來(lái)源之一；東孟姜女河和西孟姜女河主要接納縣區(qū)所有生產(chǎn)、生活廢水，最終匯入衛(wèi)河。其中，東孟姜女河接納了新鄉(xiāng)縣80%以上的污水，是新鄉(xiāng)縣最主要的線狀污染源。

根據(jù)新鄉(xiāng)縣水資源利用現(xiàn)狀特點(diǎn)以及在流域中的功能和影響，目前新鄉(xiāng)縣的水資源水環(huán)境具有如下特征：

（1） 水資源匱乏。工業(yè)生產(chǎn)主要沿東、西孟姜女河分布，過(guò)于集中造成供水不足，地下水超采嚴(yán)重，已形成一定區(qū)域的漏斗區(qū)；

（2） 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，污染物排放集中，使河流失去生態(tài)功能，給周邊地下水和下游地區(qū)帶來(lái)嚴(yán)重污染；

（3） 位于漳衛(wèi)南運(yùn)河子流域衛(wèi)河上游，從功能上應(yīng)該保證向下游地區(qū)提供清潔水源，但目前由于污染嚴(yán)重，成為衛(wèi)河沿岸線性污染源。

（一）河道氮磷污染負(fù)荷評(píng)價(jià)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

系統(tǒng)的主要功能介紹：

（1） 在地圖上根據(jù)河道進(jìn)行簡(jiǎn)要查詢和根據(jù)年份與河流進(jìn)行精確查詢。例如：通過(guò)選擇確切的時(shí)間查找當(dāng)前年份污染最嚴(yán)重及污染最輕的河道，并且顯示出該河道的磷污染含量。

（2） 水體污染分析。以水體中的磷含量為基礎(chǔ)，分析河道受污染程度，并對(duì)未來(lái)的水體中的磷含量進(jìn)行預(yù)測(cè)，確定其污染情況。

在確定現(xiàn)狀年或者未來(lái)年分析后，通過(guò)選擇鄉(xiāng)鎮(zhèn)或者是河段以及相對(duì)應(yīng)的具體位置，通過(guò)采用折線圖，直方圖或三維直線圖等多種顯示方式，按照所選擇的要求對(duì)磷含量進(jìn)行直觀的顯示。

本系統(tǒng)以簡(jiǎn)潔的界面以方便快速操作，讓用戶能夠快速的查詢河道磷含量，以此為基礎(chǔ)，對(duì)當(dāng)前的水環(huán)境污染進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，并對(duì)將來(lái)的污染情況作預(yù)測(cè)分析進(jìn)行灌溉管理，以市場(chǎng)機(jī)制為根本原則

（二）涉及主要技術(shù)介紹

1. 地理信息系統(tǒng)

GIS即地理信息系統(tǒng)，是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界（資源與環(huán)境）各類(lèi)空間數(shù)據(jù)及描述這些空間數(shù)據(jù)特性的屬性進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)[1]。

2. 水體氮和磷容量測(cè)算

環(huán)境容量概念最初是由日本學(xué)者于1968年提出來(lái)的，目的是為了在環(huán)境質(zhì)量管理中實(shí)施總量控制。但是關(guān)于水環(huán)境容量的概念，國(guó)內(nèi)外學(xué)者的說(shuō)法并不一致，我國(guó)的一些學(xué)者認(rèn)為：在一定的環(huán)境目標(biāo)下，某一水域能承擔(dān)外加的某類(lèi)污染物的最大允許負(fù)荷量，稱(chēng)為該污染物在這一水域內(nèi)的環(huán)境容量。也可表述為在保證某一水域水體質(zhì)量符合規(guī)定的級(jí)別，在單位時(shí)間內(nèi)能夠連續(xù)均勻地接納某種污染物的最大允許負(fù)荷量[2]。我國(guó)水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)允許負(fù)荷量的研究正處于積極開(kāi)展階段，目前尚未取得較為成熟的模型。

計(jì)算方法

由于湖（庫(kù)）水深不同，可以容納的氮、磷數(shù)量也必然不同，允許負(fù)荷量也有所不同，因此，Vollenweider考察了大量的湖泊后，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，用回歸法得出了一組簡(jiǎn)捷易行的經(jīng)驗(yàn)公式。即根據(jù)湖泊的平均深度f(wàn)（m），推算出防止富營(yíng)養(yǎng)化的可接受的納污量及危險(xiǎn)的納污量：

總磷：

lgPA=0.6 lgf+1.40 （1）

lgPD=0.6 lgf+ 1. 70（2）

式（1）一式（2）中，PA為可接受的納污量，PD為危險(xiǎn)的納污量。

總氮：

lgNA=0.6 lgf+ 2.57（3）

lgND=0.6 1gf+ 2.87（4）

式（3）一式（4）中，NA 為可接受的納污量，ND為危險(xiǎn)的納污量。

總氮和總磷的允許負(fù)荷量預(yù)測(cè)公式

本文采用日本合田健等[3]人在研究日本湖泊富營(yíng)養(yǎng)化時(shí)，提出的預(yù)測(cè)公式，對(duì)總氮和總磷的允許負(fù)荷量進(jìn)行預(yù)測(cè)。計(jì)算公式：

Lo=Pz （Pn +Pm） （5）

式（5）中：L0為該水庫(kù)水體中總氮和總磷的允許負(fù)荷量（mg/m2？a）；P為該水庫(kù)水體中總氮、總磷的允許濃度（rag/L）；Z為水庫(kù)的平均深度（m）；Pm為水庫(kù)的沉降率（L/a），可由反推法求得，其經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為10/Z；Pn 為庫(kù)水稀釋率。Pn 表達(dá)式如下：

Pn = 1/tn=q/v（6）

式（6）中，t 為庫(kù)水停滯時(shí)間（a）；q為人庫(kù)水量（萬(wàn)m3/a）； 為水庫(kù)容積（萬(wàn)m3）。

（三）結(jié)語(yǔ)

河道氮、磷分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)是根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的錄入，實(shí)時(shí)的展示當(dāng)前水體環(huán)境的氮磷含量，并對(duì)污染程度作出合理評(píng)估。通過(guò)該系統(tǒng)可以直觀的了解本地區(qū)的水體污染，有利于對(duì)該地區(qū)的環(huán)境治理和城市規(guī)劃。

本系統(tǒng)是運(yùn)用VB語(yǔ)言基于GIS的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，面向城市規(guī)劃或水環(huán)境治理部門(mén)，通過(guò)本系統(tǒng)能夠快速的了解河道當(dāng)前的氮、磷含量，能對(duì)水環(huán)境污染情況有直觀的認(rèn)識(shí)，有助于相關(guān)部門(mén)對(duì)該地區(qū)的規(guī)劃和治理。

參考文獻(xiàn)：

[1] 華一新，黃杏元等. 地理信息系統(tǒng)原理教程. 武漢：武漢大學(xué)出版社，2002. 1-298

[2] 李道西；李亦芳；李亮；劉桂麗；；縣域水環(huán)境容量核定及其應(yīng)用研究[J]；水利水電技術(shù)；2011年06期

作者簡(jiǎn)介：

李靜（1987.1--）民族：漢籍貫：黑龍江哈爾濱 性別：女 學(xué)歷：碩士 職稱(chēng)：助教研究方向：水資源的高效利用endprint