符杰鳳

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

1 工程概況

豐滿水電站全面治理（重建）工程位于吉林省吉林市第二松花江干流上，上游距紅石水電站約153 km，距豐滿原壩址120 m。

滿水電站（重建）工程建設(shè)涉及城市建成區(qū)的多處居民區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、城鎮(zhèn)居民飲用水源保護(hù)區(qū)、魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取水戽頭、霧凇景觀等，環(huán)境影響范圍廣，影響因素復(fù)雜。

根據(jù)工程特點(diǎn)，結(jié)合工程周?chē)h(huán)境現(xiàn)狀，運(yùn)行期環(huán)境監(jiān)測(cè)有：水環(huán)境監(jiān)測(cè)、水溫監(jiān)測(cè)、下泄生態(tài)流量在線監(jiān)測(cè)、水土保持監(jiān)測(cè)、陸生生物調(diào)查和水生生物調(diào)查等。施工建設(shè)中，新增豐滿大壩上下游水溫在線監(jiān)測(cè)、豐滿過(guò)魚(yú)設(shè)施過(guò)魚(yú)在線監(jiān)測(cè)、永慶魚(yú)道過(guò)魚(yú)在線監(jiān)測(cè)，魚(yú)類(lèi)增殖放流站生產(chǎn)繁育在線監(jiān)測(cè)，螯龍河口、十八盤(pán)、龍王廟和飲馬河口4個(gè)斷面水生生態(tài)要素監(jiān)測(cè)、魚(yú)類(lèi)種群動(dòng)態(tài)及群落組成變化調(diào)查以及魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)監(jiān)測(cè)。

針對(duì)大型水電工程環(huán)境影響范圍廣、影響因素復(fù)雜、影響顯現(xiàn)滯后的特點(diǎn)，雖豐滿工程已經(jīng)有了各種監(jiān)測(cè)，但并未形成統(tǒng)一的管理系統(tǒng)平臺(tái)，應(yīng)建立工程持續(xù)的環(huán)境跟蹤監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，健全環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，實(shí)時(shí)、全面的掌握運(yùn)行期的環(huán)境變化動(dòng)態(tài)，為順利、有效開(kāi)展環(huán)保設(shè)施竣工驗(yàn)收及后期評(píng)價(jià)工作提供技術(shù)基礎(chǔ)。

2 監(jiān)測(cè)綜合管理系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)及任務(wù)

2.1 建設(shè)目標(biāo)

通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)綜合管理系統(tǒng)的建設(shè)，達(dá)到全面、及時(shí)、方便地管理各類(lèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，為水電生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境、人員健康提供技術(shù)保障，維護(hù)生產(chǎn)安全、社會(huì)穩(wěn)定，保障用水安全，保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)社會(huì)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。

2.2 建設(shè)任務(wù)

環(huán)境監(jiān)測(cè)綜合管理系統(tǒng)，是集水環(huán)境監(jiān)測(cè)、水溫監(jiān)測(cè)、水土保持監(jiān)測(cè)、陸生生態(tài)調(diào)查水生生物調(diào)查等多方面的跟蹤監(jiān)測(cè)于一個(gè)共用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的監(jiān)測(cè)管理體系。重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容主要包括下泄生態(tài)流量監(jiān)測(cè)、庫(kù)區(qū)及下泄水溫監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、過(guò)魚(yú)觀測(cè)、增殖魚(yú)類(lèi)孵化監(jiān)測(cè)、水生生態(tài)調(diào)查、陸生生態(tài)調(diào)查等內(nèi)容。能及時(shí)、有效、直觀的調(diào)用、綜合分析各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，全面掌握運(yùn)行期的環(huán)境變化動(dòng)態(tài)，隨時(shí)監(jiān)控和應(yīng)對(duì)各種環(huán)境突發(fā)狀況，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)長(zhǎng)效管理。

3 設(shè)計(jì)原則

利用GIS系統(tǒng)可方便地建立專(zhuān)題圖層，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，通過(guò)環(huán)境地理信息系統(tǒng)與各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整合，直觀演示各種環(huán)境信息，對(duì)各種環(huán)境信息、數(shù)據(jù)、資料進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，并能及時(shí)、有效、直觀的調(diào)用、綜合分析各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，全面掌握運(yùn)行期的環(huán)境變化動(dòng)態(tài)，提高環(huán)境監(jiān)測(cè)管理水平，增強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)的有效性。

4 分項(xiàng)設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)

GIS（Geographic Information System）即地理信息系統(tǒng)，它是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)處理地理空間及其相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是融地理學(xué)、測(cè)量學(xué)、幾何學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和應(yīng)用對(duì)象為一體的綜合性高新技術(shù)。其最大的特點(diǎn)就在于它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機(jī)地結(jié)合在一起，并通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕形象、直觀地顯示出來(lái)。

根據(jù)系統(tǒng)總體方案的需求分析，地理信息系統(tǒng)還需包括以下專(zhuān)題內(nèi)容：水環(huán)境、水溫、下泄生態(tài)流量、過(guò)魚(yú)設(shè)施、魚(yú)類(lèi)增殖孵化、水生生態(tài)和陸生生態(tài)。

地理信息系統(tǒng)由“一個(gè)中心、一個(gè)平臺(tái)和七個(gè)子系統(tǒng)”組成。

“一個(gè)中心”即豐滿建設(shè)局環(huán)境保護(hù)監(jiān)控中心，是整個(gè)系統(tǒng)的集中點(diǎn)，起到了大集成的作用，所有地理空間數(shù)據(jù)、環(huán)境各監(jiān)控要素?cái)?shù)據(jù)的展示及應(yīng)急決策指揮系統(tǒng)的模擬。

“一個(gè)平臺(tái)”即地理信息系統(tǒng)和環(huán)保數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換平臺(tái)，將各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)按照協(xié)議轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)。

“七個(gè)子系統(tǒng)”即“水環(huán)境子系統(tǒng)”、“水溫子系統(tǒng)”、“下泄生態(tài)流量子系統(tǒng)”、“過(guò)魚(yú)觀測(cè)子系統(tǒng)”、“魚(yú)類(lèi)增殖孵化子系統(tǒng)”、“水生生態(tài)調(diào)查子系統(tǒng)”和“陸生生態(tài)調(diào)查子系統(tǒng)”。

采用在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方式有：“下泄生態(tài)流量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”、“過(guò)魚(yú)觀測(cè)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”、“增殖魚(yú)類(lèi)孵化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”。

在線監(jiān)測(cè)和常規(guī)（非在線）監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方式有：“水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”、“水溫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”；

常規(guī)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方式有：“水生生態(tài)調(diào)查系統(tǒng)”和“陸生生態(tài)調(diào)查系統(tǒng)”。

4.2 地理信息空間數(shù)據(jù)

1）基礎(chǔ)圖數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)使用的流域地形圖采用蘭勃特等角圓錐投影，環(huán)境監(jiān)測(cè)重點(diǎn)區(qū)域地形圖采用高斯投影。需要的圖形空間數(shù)據(jù)主要有：松花江流域地形圖、遙感圖、地質(zhì)圖、水系圖、梯級(jí)電站分布圖、豐滿（重建）工程地理位置圖、外環(huán)境關(guān)系圖、樞紐平面圖、施工總布置圖、征地范圍圖、霧凇景觀分布圖、松花湖國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)位置圖、豐滿大壩上下游飲用水源保護(hù)區(qū)位置圖、環(huán)境保護(hù)措施總體布局圖等。

2）專(zhuān)題圖數(shù)據(jù)?；趯?shí)現(xiàn)豐滿水電站環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可視化展示、專(zhuān)題圖表應(yīng)用、數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計(jì)、分析、應(yīng)急報(bào)警等功能，需要的專(zhuān)題數(shù)據(jù)主要有：水質(zhì)、水溫監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布、水質(zhì)功能區(qū)劃、豐滿大壩上下游取水口分布，豐滿至霧凇島冬季松花江水溫等值線、壩前庫(kù)區(qū)水溫、魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)水溫、老壩拆除平面圖；豐滿、永慶過(guò)魚(yú)設(shè)施平面、結(jié)構(gòu)縱橫剖面圖，過(guò)魚(yú)設(shè)施監(jiān)控點(diǎn)布設(shè)，魚(yú)類(lèi)增殖放流站總平面、水處理工藝流程、增殖放流點(diǎn)布設(shè)，陸生生態(tài)評(píng)價(jià)范圍及樣方布設(shè)、植被類(lèi)型、國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物分布、移栽位置，水生生態(tài)評(píng)價(jià)范圍及采樣斷面、魚(yú)類(lèi)棲息地保護(hù)范圍等。

3）屬性庫(kù)。水系、道路、等高線、居民地、環(huán)境各專(zhuān)題要素水環(huán)境、水溫、過(guò)魚(yú)設(shè)施等采用數(shù)據(jù)分層結(jié)構(gòu)管理，并對(duì)圖形進(jìn)行編輯,誤差糾正,和拓?fù)涮幚怼?/p>

圖形數(shù)據(jù)按地理基礎(chǔ)要素編碼和環(huán)境專(zhuān)業(yè)要素進(jìn)行字段、長(zhǎng)度、圖示等賦予屬性。

4.3系統(tǒng)功能

結(jié)合GIS的特點(diǎn)和環(huán)境保護(hù)的要求，可實(shí)現(xiàn)以下功能：

1）基本GIS功能：系統(tǒng)具有通用的圖形操作功能。如放大、縮小、漫游、導(dǎo)航、空間量算等。環(huán)保專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)的查詢定位：環(huán)境監(jiān)測(cè)分布點(diǎn)，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢。

2）環(huán)境地理信息數(shù)據(jù)的規(guī)劃組織及管理：系統(tǒng)的整合及表現(xiàn)都是地理信息系統(tǒng)為核心，而地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)是各種空間數(shù)據(jù)，因此，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的規(guī)劃和組織是系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵。

3）環(huán)保專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)：實(shí)現(xiàn)基于地理方位的環(huán)保專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)的查詢及統(tǒng)計(jì)。

4）環(huán)保專(zhuān)題圖發(fā)布：系統(tǒng)通過(guò)對(duì)在線監(jiān)測(cè)和環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析的數(shù)據(jù)結(jié)果，結(jié)合地形圖，自動(dòng)生成各種專(zhuān)題圖進(jìn)行發(fā)布。如庫(kù)區(qū)下泄水溫等值線圖、魚(yú)道過(guò)魚(yú)種類(lèi)專(zhuān)題圖等。

5）在線管理與決策：基于GIS空間數(shù)據(jù)和在線監(jiān)控的結(jié)合，在地球表面空間事物的地理位置及其特征能直觀的顯示出來(lái)。如：魚(yú)類(lèi)回溯的形態(tài)、路徑、分布范圍等，為優(yōu)化措施和決策管理提供支持。

5 結(jié)論

這是一個(gè)直觀、形象的展示平臺(tái)，也是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換平臺(tái)。監(jiān)測(cè)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與GIS的緊密結(jié)合，環(huán)保管理對(duì)象和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以更加直觀和形象地進(jìn)行展示。統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)提高了環(huán)境監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性和有效性，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高了對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)測(cè)和監(jiān)控能力，也提高了對(duì)環(huán)境突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)能力，同時(shí)提高了環(huán)境保護(hù)管理的有效性和時(shí)效性。通過(guò)對(duì)監(jiān)控監(jiān)測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、存儲(chǔ)，能直觀的調(diào)用、綜合分析各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，全面掌握環(huán)境的變化動(dòng)態(tài)，為環(huán)保執(zhí)法提供先進(jìn)和有效的手段及依據(jù)。同時(shí)，最大限度地將各個(gè)監(jiān)控子系統(tǒng)有機(jī)的集成到一起，并為今后的功能擴(kuò)展預(yù)留接口。