一、重點流域水源保護預警信息系統的建設意義
（一）水源保護信息化現狀 隨著經濟社會發展，全球環境的日益惡化，水源環境管理與保護愈來愈為人們所重視 ，環境保護在實現人類可持續發展戰略過程中扮演著越來越重要的角色。目前我國地表水飲用水源保護區存在不同程度的安全隱患，部分水源受到不同程度污染的威脅。國內飲用水源保護區規劃保護工作于20世紀90年代末才逐步開展，中國環境科學研究院（2006）制定了飲用水源保護區規劃技術大綱，制定了環境質量評價、污染負荷控制等的技術規范。深圳環境保護科學研究院，以其轄區飲用水源保護區為對象，利用3S建立了信息系統，解決了保護區空間數據與屬性數據集成和發布。但是目前多數國內外飲用水源保護區多數只建立圖譜，多數綜合管理系統普遍存在的信息服務功能差，針對性不強，業務分析能力低與不足已成為重點流域水源保護信息化的瓶頸問題。
（二）預警系統建設必要性 第六次全國環保大會上，國務院領導強調做好新形勢下的環保工作，關鍵是要加快實現“三個轉變”，明確指出要“建立先進的環境監測預警體系，全面反映環境質量狀況和趨勢，準確預警各類環境突發事件。”體現了國務院領導對建設先進的環境監測預警體系的高度重視。國務院印發了《關于落實科學發展觀加強環境保護的決定》（國發［2005］39號），明確提出“以飲水安全和重點流域治理為重點，加強水污染防治。要科學劃定和調整飲用水水源保護區，切實加強飲用水水源保護，建設好城市備用水源，解決好農村飲水安全問題。堅決取締水源保護區內的直接排污口，嚴防養殖業污染水源，禁止有毒有害物質進入飲用水水源保護區，強化水污染事故的預防和應急處理，確保群眾飲水安全”。為貫徹落實黨中央、國務院的要求，保障人民群眾飲水安全和水源地可持續開發利用，福建省政府已批準設立了全省123縣級以上和321個鄉鎮飲用水源保護區，保障全省人民飲用水的安全。重點流域的整治是各級環保部門工作重點之一，尤其重點流域的飲用水源保護更是重中之重。開展重點流域飲用水源保護預警預測是當前環保科技工作者關注的焦點問題，飲用水源保護區大部分布在江、河等重點流域中，對飲用水源地的保護涉及到廣大人民群眾生活何生命財產安全，進行重點流域飲用水源保護預警信息系統研究開發，實現對重點流域飲用水源保護區管理和決策的動態科學管理，采用高科技手段，切實依法保護飲用水源，保障人民身體健康，維護社會穩定，全面深入貫徹黨中央國務院以人為本、實踐科學發展觀，促進經濟社會可持續發展具有重要意義。
二、重點流域水源保護預警信息系統研發內容及關鍵技術問題
（一）研發內容項目從模型、技術方法、重點流域經過的城市（縣級以上）水源地保護和系統平臺建設等方面入手，通過多種技術結合開展重點流域飲用水源保護預警系統的結構框架、關鍵技術和系統研發。系統以福建省重點流域飲用水源保護區為對象建設空間數據庫與屬性數據庫。根據研究目標和特點，采取以模型與技術實現為重點，系統開發與運用為最終目的研究策略，分步實施，主要在做好技術分析和總體實施方案基礎上，進行框架研究、關鍵技術研究（系統集成方法）、模型構建、開發平臺軟件。
（二）關鍵技術 主要包括：（1）建立環境敏感性及敏感目標倉庫。建立環境敏感性及敏感目標倉庫，福建省重點流域水源保護區的空間數據與屬性數據的重組、集成數據，建立預警管理體系。 （2）建立分析管理模塊。水質評價、污染負荷控制分析、風險安全評價庫（風險源數據倉庫）、水質綜合降解系數研究及其綜合分析管理模塊的建立。 （3）建立預測模型。飲用水源地保護預警系統的開發建立以擴散數學模式進行有毒物質在河流及湖泊中的遷移擴散預測模型。以地理信息數據為支撐，環境監測信息技術為手段，實現基于地理信息系統等技術與地理學科緊密地結合，并建立為飲用水源保護區范圍的地質地貌、土地利用、周邊環境等提供專業應用。 （4）研究重點流域水環境容量。研究重點流域水環境容量，建立水容量核定體系，確定區域最大允許排放量，河流水系狀況、水功能區劃分及目標水質。基于WebGIS 基礎平臺，開發重點流域飲用水源保護區的WebGIS系統，實現遠程瀏覽、放大、縮小、查詢等。根據水體納污能力，自凈能力等多方面原因，通過對周邊污染源的總量監控和核定，及時提出水環境容量的問題，及時提醒超標記錄等。 （5）擴散分析預測預警。擴散分析預測預警，以應急系統為基礎，擴散分析為工具，實現重點流域污染突發事故下游預測預警。 （6）建立河道型水源地飲用水安全預警及應急機制。 搜索目前應用比較成熟的物理、生物、化學處置水華新技術、新方法， 通過比較分析， 篩選出若干切實可行、經濟可靠的應急處理方法， 通過小型試驗、中型試驗及野外試驗篩選適用于研究區域水華的應急處置技術方法，并進行效果評估、 經濟評估和風險評估，研究飲用水源地應急機制。（7）建立福建省重點流域水環境主要風險源隱患企業數據庫及動態預案庫管理系統。對全省重點流域風險源及其隱患企業進行調查、評估，做到環境事件發生時， 可以及時、 準確的提取到泄漏品應急預案，判斷危險品化學性質、理化常數、應急監測方法、應急物資處置數量、位置、處置方法。（8）系統集成與應用。依托環境自動監測監控系統的水質數據、重點流域水源保護區的數據、模型分析，模型庫管理系統、WebGIS系統模擬并集成到預警體系中，為環境管理和應急指揮服務。
三、重點流域水源保護動態預測模型
（一）參數準備與模型選擇收集研究區域地形水系等空間數據，利用大量的水量水質數據，氣象數據及污染源等各類統計數據等，建立重點流域庫區參數庫，為開發預測模型提供基礎參數。綜合考慮模型實用程度、模型先進性以及模型的可獲得性。選擇流域污染模型（SWAT）、庫區水動力模型（EPDC）和水質生態模型（WASP），通過集成建立水源地水環境動態預測模型。
（二）水源地水文水質時空變化驅動機制收集十年以上重點流域相關歷史數據與資料，基于GISRS技術，重點研究氣候變化、土地利用/覆被變化及水電梯級開發對流域庫區水質水量的影響，從自然過程與人類活動兩方面定量描述水源地水文水質的時空變化驅動機制。具體包括：（1）庫區及入庫支流的營養鹽變動特征及規律；（2）氣候變化的水文效應；（3）土地利用/覆被變化的水質效應；（4）水電梯級開發的水文水質效應；（5）整合各方面數據資料。
四、結論
利用模型庫管理系統、污染源在線監控數據、WebGIS技術及環境學原理，通過對環境監測信息的采集、統計、分析，結合數據庫和地理信息技術以及污染物擴散分析，研究福建省重點流域（以閩江、九龍江、敖江為主）水源保護的普遍規律，開發福建省重點流域水源保護區預警信息系統，建立流域飲用水源保護區污染擴散模型，實現水質評價、污染負荷控制分析、風險安全評價和應急預案、預警等功能，可實現污染事件跟蹤、模擬、分析，水環境質量實時監控、預測模擬、預警，實現水源保護區保護與管理的數字化、網絡化，預警的有效性，為環境管理應急指揮提供快速、科學、直觀的決策支持。
