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摘 要：当前的工业化和城市化发展背景下，水资源污染成为了非常突出的问题，是世界性难题。信息时代到来以后，为缓解当下的水资源危机，相关部门要彻底转变传统的水资源管理和利用模式，积极以信息技术作为基础，建立完善的地表水评价系统，通过该系统的开发来辅助水资源管理、利用和决策。部分地区的经济社会发展比较落后，技术的局限性导致地表水环境评价系统的开发受到了严重的影响。因此，本文重点探析了地表水环境评价系统的开发，对提升地表水环境评价系统的功能效益具有重要的意义。
关键词：地表水环境;评价系统;开发
我国的水资源呈现出时间、空间分布的不均匀性，正是这种水资源特点，使得水资源管理和利用方面存在着很多的问题，部分地区的水资源浪费、污染问题非常严重。可持续发展的背景下，水资源成为了关注的重点方面，有关部门越来越依赖于通过地表水环境评价系统的构建，来实现水资源信息的共享和集成，减少水旱灾害、水环境恶化问题的出现。地表水环境评价系统在一些发达国家的应用已经非常成熟，但在我国尚处于发展的初期阶段，在未来还有着很长的发展道路要走。
1 地表水环境评价系统的重要作用
1.1 为环境影响评价工作体系的健全奠定基础
针对当前的水环境污染问题，国家有关部门相继提出了相应的水环境治理和恢复策略，为保障水环境治理，无论是从国家层面还是从地方层面，都要构建完善的地表水环境评价系统，利用该系统来实现对区域水环境和水资源的综合评估和动态分析，该评价系统以信息技术作为基础，在系统投入使用以后，可以对区域地表水环境实现动态监测，获得有效的地表水监测数据、污染源信息，通过对这些信息的综合评价和利用，就可以及时掌握地表水的异常情况，快速启动预警机制来解决水环境危机，实现水环境的治理和恢复[1]。当前的经济社会发展趋势下，我国对水体环境的研究日渐深入，地表水环境评价已然成为了环境影响评价中的重点内容，通过地表水环境评价系统所获得的水环境信息，给水环境恢复、治理提供了数据支持。
1.2 為环境影响评价工作方法及模式创新提供依据
当前的环境影响评价工作开展中，无论是评价模式还是评价方法，都相对具有单一性，难以保障环境影响评价和预测的准确性，也就无法解决当下的环境危机。地表水环境评价系统的建立，在不同的部门、主体之间建立了联系，这些主体部门之间可以在该系统中集成和共享相应的地表水环境信息，为环境影响评价工作方法与模式创新提供了切实的保障。
2 地表水环境评价系统的构建方法
2.1 项目研究技术路线
地表水环境评价系统的技术路线如图1所示，具体的系统构建中，应从数据准备和系统设计的角度开始。数据库结构设计以数据采集、数据整理和数据入库作为重点阶段，这三个阶段的有效配合，促进了数据采集、整理、存储的一体化。在地表水环境评价系统的系统设计中，为保障系统功能的完整性，必须从地表水基本情况作为出发点，做好充分的前期理论准备和技术支持，将系统总体设计从基本功能设计和水环境评价功能设计的角度来进行完善。以本地表水评价系统为例，该系统中的基础功能包含GIS可视化、放大、缩小功能，还应兼具数据编辑、查找、修正和增添的功能[2]。本系统中采用的是单因子指数评价模型，通过C#嵌套ArcGIS Engine来保障系统功能的实现。
2.2 运行环境
地表水环境评价系统在后续投入运行以后，为保持系统始终处于相对稳定的状态下，在系统开发与设计中，可以将微软NET框架作为基础的开发平台，利用C语言开发，嵌套ArcGIS Engine实现二次开发，这些开发平台和开发语言，可以提升系统开发的整体效率和质量，对后续的维护管理非常有效。
2.3 系统逻辑结构
因为在整个地表水环境评价系统的开发过程中，采用的是面向对象的思想和分析方式，选用的是三层架构模式，正是系统的这一特殊逻辑结构，使得系统中三个部分之间的耦合性得以大大减弱，即使在系统运行中出现了需要进行变更的内容，这种特殊的逻辑结构也使得代码的变更修复更为简单[3]。根据层次划分，如图2所示。
如上图所示，视图层中包含Visual Studio2010的自带控件，该控件的存在使得在地表水环境评价系统的运行过程中，能够增强用户与界面之间的交互性，其他的控件是ArcGIS Engine自带的，系统用户可以直接利用这些控件来对系统中的空间数据加以操作和处理。业务逻辑层是整个系统中的功能层，是利用C语言开发的，其中包含了监测数据管理类、水环境评价类、其他业务类组件，这些不同的组件之间既保持着相互的独立性，相互之间也存在着紧密的关联关系，不同组件的相互配合保障了系统管理功能的有效实现[4]。数据层中包含的是属性数据库和空间数据库，前者重点存放的是水环境评价的属性信息，而后者中存放的是地理数据、矢量数据与遥感影像数据。
3 系统的实现与开发
3.1 系统的数据库设计
地表水环境评价系统的开发中，系统数据库设计也是其中的设计重点，系统性能是由多种因素所决定的，比如，水环境评价系统中的数据结构、数据存储方式。在数据库设计的过程中，专业设计人员要通过数据采集、数据分类、数据库设计等各个环节的设计标准，来保障数据库的功能和性能。现阶段的设计条件下，设计人员要借助于相应的技术在空间数据和属性数据之间建立一定的关联关系，通过这种关联关系的构建来为系统运行创造更为良好的条件。属性数据库中多以水环境数据为主，比如，地表水月监测数据、地表水水质标准指标、评价信息等，通过Access储存和管理，程序编写更为便捷和高效[5]。空间数据库中存放的是地理数据、遥感影像数据。 3.2 系统的界面
系统界面同样是地表水环境评价系统中的重要构成，作为表现层，当用户在通过用户名和密码登录了系统以后，首先呈现在用户眼前的就是用户界面，用户界面是人机交互的中介，良好的界面结构设计，可以给用户提供良好的系统服务，使得系统具有更好的界面层次结构效果，保障用户与系统之间沟通、交流的便捷性。用户在充分了解了系统的功能、性能以后，就可以在后续地表水环境评价系统投入运营以后，发挥系统的各方面功能优势，保障整体实效性。为使得用户在登录系统以后更为高效地掌握系统功能，相关设计人员需结合系统设计要求，进行界面的合理布局，开展标准化设计[6]。
基本的登录界面中设计中，注册、重置、登录与退出是基本的功能，如果是新用户，直接点击界面上的注册按钮登录，在登录成功以后，主窗口中包含了菜单栏和工具栏，菜单栏中包含了文件管理、数据管理、水环境评价和帮助，工具栏中存在多种快捷操作工具，保障了相关操作的便捷性。
4 系统的分项功能
4.1 基本功能
地表水环境评价系统中的基本功能主要为用户管理、GIS通用功能，其中，用户管理具体表现为添加、删除、修改;而GIS通用功能体现为地图的放大或者缩小、拖动、漫游与选择、图层管理。
4.2 水环境评价功能
在利用地表水環境评价系统进行水环境评价的过程中，单因子指数法最为有效，也是当前水环境评价中较为常用的一种方式，但在利用该评价方法加以综合评价的过程中，必须要始终坚持相应的标准和规范，根据对应标准中的评价标准参数，来准确划分水质的具体级别，用一个污染指数值来更为准确地判断评价区域内水环境的污染情况。水环境评价功能是该评价系统中不可或缺的一个重要功能，其细分功能以水环境信息查询、统计、对比，因为系统具有信息化和自动化的特征，在系统的运行过程中，系统相应模块经由处理后的结果可以直接经由excel表格导出[7]。单因子评价系统下，依据所选择的评价区域、月份和编号开展了相对科学的评价。比如，以天津市滨海新区评价为例，其评价结果如表1所示。
4.3 数据管理
在将地表水环境评价系统应用于水环境评价的过程中，伴随着系统的运行，系统中所产生的数据种类多、数量庞大，这些数据是系统相关模块管理的重点。数据管理模块在履行其管理功能的过程中，重点是对属性数据库的修改、查询、增添和删除，因为系统中的功能相对多样，具有信息化管理特点，完全克服了传统人工管理模式下的弊端，不仅提高了数据管理的效率，也可以实现数据整合与分析，发挥数据资源的最大价值。
5 功能设计
5.1 方案集管理
地表水环境评价系统中，方案集管理同样是系统的重要功能，该功能实现中，通过建立与业务相关、平台无关的业务模型，也就可以保障这一功能的优势发挥。方案集管理是一个特殊的功能，每个方案集仅仅负责对相关业务的记录。不同用户在使用地表水环境评价系统的过程中，可以建立不同评价报表分类的自定义方案标识名。系统中的相应模块在对相同或者高度相似的方案集加以另存以后，就可以在此基础上根据具体需求来进行方案集内容的修改。每个方案集中都包含了测站和项目维护，测站维护功能下，可以直接进行行政、流域水系、水资源分区与水功能分区等的选择，用户可以根据自身的评价对象，在其中选取特定的对象和内容，实现自定义筛选。此外，方案集管理功能下，还给用户提供了模块复制的功能，系统自动从已经设定的公共方案集中导入同类型的断面信息。而项目维护的过程中，要依据评级统计中的相关按要求，来选择监测参数。
5.2 评价分析报表
地表水环境评价系统中，评级分析报价是最为重要的功能，系统只有兼具了这一功能，才能够在水环境评价中发挥系统的作用。良好的地表水环境评价系统评价分析报表功能设计，完全可以满足统计分析的现实需求，对信息化管理和操作尤为重要，但这一功能设计的过程中，有关设计人员需考虑对输出结果的二次加工与分析。根据我国当下各个地区地表水环境评价系统的运行情况，在不同目的的分类设计标准下，存在着不同的报表模板，具体以监测成果类、评价分析类、监测统计类、富营养化评价类报表为主。不同类型的报表下存在着不同的报表种类，比如，监测成果类报表中，主要为成果测站一览表、监测成果表、监测成果月均表、均值表;评价分析类报表是对水文、水质、水环境的评价报表，主要为水质类别、水质均质、水质类别月均等评价表，用户在利用地表水环境评价系统进行相应的评估工作时，在不同的方案集选择前提下，选定的评价断面、参评项目也存在其特殊性，根据评价模式的选择，就可以获得完整、准确的评价结果，将该结果用于水环境评估;统计类报表具体为测次、最差值、最优值统计表、河长统计总表、水质类别河流站次、河长等各类统计表，根据用户在利用该系统时的方案集选择，就可以获得评价范围、对象在不同统计时期内的相关统计指标和数值;富营养化评价类报表包括监测频次表、监测月均值表、监测均值表，用户在选择了不同的方案集以后，就可以快速统计出该评价条件下的营养状态指数与营养等级，进而在此基础上来为区域地表水环境评价、水资源利用提供切实的依据。
6 结语
近年来，随着水资源短缺与水资源污染成为了世界性的危机，各个国家和地区都致力于水资源问题的解决，以充分通过各种水环境监测和评价，来掌握区域内的水环境现状。地表水环境评价系统是我国各个地区内普遍采用的评价系统，虽然这一评价系统十分有效，但在不同的地区存在应用发展的一定限制，难以发挥其功能和作用。未来不断发展过程中，各个地区都要注重地表水环境评价系统的设计优化和改进，以充分提升该系统的功能效益与作用。
参考文献：
[1]张洪伟，周添红，张国珍，等.模糊综合评判法在地表水水质评价中的应用[J].地下水，2017，039（001）：8386.
[2]宋蒙蒙，田爽，卢奥然，等.渭河河流生态系统完整性评价体系的构建[J].大连海洋大学学报，2020，035（002）：288295.
[3]潘争伟，周戎星，戚晓明，等.水资源环境系统脆弱性分析及评价方法研究[J].华北水利水电学院学报，2018，039（004）：7278.
[4]陈景，孙艳.双模型综合评价牛尾岭水库水质[J].水科学与工程技术，2018，000（004）：2528.
[5]郭群，穆松林，陆永权，等.土地利用对中国南方红壤区小流域地表水环境的影响——以江西省灌溪镇雁门水流域为例[J].环境保护，2019，670（21）：3642.
[6]董兴国，景红军，李令国，沈海荣.循环水处理系统对规模化水产养殖的影响评价[J].农学学报，2020，115（09）：6570.
[7]刘安琪，王嘉麟，喻干，等.页岩气开发环境保护实践及环境监管思考——以中国石油集团为例[J].环境影响评价，2019，41（001）：15.
作者简介：周严（1978— ），男，汉族，安徽黄山人，本科，现任环保高级工程师，研究方向：环保、水环境处理。
关键词：地表水环境;评价系统;开发
我国的水资源呈现出时间、空间分布的不均匀性，正是这种水资源特点，使得水资源管理和利用方面存在着很多的问题，部分地区的水资源浪费、污染问题非常严重。可持续发展的背景下，水资源成为了关注的重点方面，有关部门越来越依赖于通过地表水环境评价系统的构建，来实现水资源信息的共享和集成，减少水旱灾害、水环境恶化问题的出现。地表水环境评价系统在一些发达国家的应用已经非常成熟，但在我国尚处于发展的初期阶段，在未来还有着很长的发展道路要走。
1 地表水环境评价系统的重要作用
1.1 为环境影响评价工作体系的健全奠定基础
针对当前的水环境污染问题，国家有关部门相继提出了相应的水环境治理和恢复策略，为保障水环境治理，无论是从国家层面还是从地方层面，都要构建完善的地表水环境评价系统，利用该系统来实现对区域水环境和水资源的综合评估和动态分析，该评价系统以信息技术作为基础，在系统投入使用以后，可以对区域地表水环境实现动态监测，获得有效的地表水监测数据、污染源信息，通过对这些信息的综合评价和利用，就可以及时掌握地表水的异常情况，快速启动预警机制来解决水环境危机，实现水环境的治理和恢复[1]。当前的经济社会发展趋势下，我国对水体环境的研究日渐深入，地表水环境评价已然成为了环境影响评价中的重点内容，通过地表水环境评价系统所获得的水环境信息，给水环境恢复、治理提供了数据支持。
1.2 為环境影响评价工作方法及模式创新提供依据
当前的环境影响评价工作开展中，无论是评价模式还是评价方法，都相对具有单一性，难以保障环境影响评价和预测的准确性，也就无法解决当下的环境危机。地表水环境评价系统的建立，在不同的部门、主体之间建立了联系，这些主体部门之间可以在该系统中集成和共享相应的地表水环境信息，为环境影响评价工作方法与模式创新提供了切实的保障。
2 地表水环境评价系统的构建方法
2.1 项目研究技术路线
地表水环境评价系统的技术路线如图1所示，具体的系统构建中，应从数据准备和系统设计的角度开始。数据库结构设计以数据采集、数据整理和数据入库作为重点阶段，这三个阶段的有效配合，促进了数据采集、整理、存储的一体化。在地表水环境评价系统的系统设计中，为保障系统功能的完整性，必须从地表水基本情况作为出发点，做好充分的前期理论准备和技术支持，将系统总体设计从基本功能设计和水环境评价功能设计的角度来进行完善。以本地表水评价系统为例，该系统中的基础功能包含GIS可视化、放大、缩小功能，还应兼具数据编辑、查找、修正和增添的功能[2]。本系统中采用的是单因子指数评价模型，通过C#嵌套ArcGIS Engine来保障系统功能的实现。
2.2 运行环境
地表水环境评价系统在后续投入运行以后，为保持系统始终处于相对稳定的状态下，在系统开发与设计中，可以将微软NET框架作为基础的开发平台，利用C语言开发，嵌套ArcGIS Engine实现二次开发，这些开发平台和开发语言，可以提升系统开发的整体效率和质量，对后续的维护管理非常有效。
2.3 系统逻辑结构
因为在整个地表水环境评价系统的开发过程中，采用的是面向对象的思想和分析方式，选用的是三层架构模式，正是系统的这一特殊逻辑结构，使得系统中三个部分之间的耦合性得以大大减弱，即使在系统运行中出现了需要进行变更的内容，这种特殊的逻辑结构也使得代码的变更修复更为简单[3]。根据层次划分，如图2所示。
如上图所示，视图层中包含Visual Studio2010的自带控件，该控件的存在使得在地表水环境评价系统的运行过程中，能够增强用户与界面之间的交互性，其他的控件是ArcGIS Engine自带的，系统用户可以直接利用这些控件来对系统中的空间数据加以操作和处理。业务逻辑层是整个系统中的功能层，是利用C语言开发的，其中包含了监测数据管理类、水环境评价类、其他业务类组件，这些不同的组件之间既保持着相互的独立性，相互之间也存在着紧密的关联关系，不同组件的相互配合保障了系统管理功能的有效实现[4]。数据层中包含的是属性数据库和空间数据库，前者重点存放的是水环境评价的属性信息，而后者中存放的是地理数据、矢量数据与遥感影像数据。
3 系统的实现与开发
3.1 系统的数据库设计
地表水环境评价系统的开发中，系统数据库设计也是其中的设计重点，系统性能是由多种因素所决定的，比如，水环境评价系统中的数据结构、数据存储方式。在数据库设计的过程中，专业设计人员要通过数据采集、数据分类、数据库设计等各个环节的设计标准，来保障数据库的功能和性能。现阶段的设计条件下，设计人员要借助于相应的技术在空间数据和属性数据之间建立一定的关联关系，通过这种关联关系的构建来为系统运行创造更为良好的条件。属性数据库中多以水环境数据为主，比如，地表水月监测数据、地表水水质标准指标、评价信息等，通过Access储存和管理，程序编写更为便捷和高效[5]。空间数据库中存放的是地理数据、遥感影像数据。 3.2 系统的界面
系统界面同样是地表水环境评价系统中的重要构成，作为表现层，当用户在通过用户名和密码登录了系统以后，首先呈现在用户眼前的就是用户界面，用户界面是人机交互的中介，良好的界面结构设计，可以给用户提供良好的系统服务，使得系统具有更好的界面层次结构效果，保障用户与系统之间沟通、交流的便捷性。用户在充分了解了系统的功能、性能以后，就可以在后续地表水环境评价系统投入运营以后，发挥系统的各方面功能优势，保障整体实效性。为使得用户在登录系统以后更为高效地掌握系统功能，相关设计人员需结合系统设计要求，进行界面的合理布局，开展标准化设计[6]。
基本的登录界面中设计中，注册、重置、登录与退出是基本的功能，如果是新用户，直接点击界面上的注册按钮登录，在登录成功以后，主窗口中包含了菜单栏和工具栏，菜单栏中包含了文件管理、数据管理、水环境评价和帮助，工具栏中存在多种快捷操作工具，保障了相关操作的便捷性。
4 系统的分项功能
4.1 基本功能
地表水环境评价系统中的基本功能主要为用户管理、GIS通用功能，其中，用户管理具体表现为添加、删除、修改;而GIS通用功能体现为地图的放大或者缩小、拖动、漫游与选择、图层管理。
4.2 水环境评价功能
在利用地表水環境评价系统进行水环境评价的过程中，单因子指数法最为有效，也是当前水环境评价中较为常用的一种方式，但在利用该评价方法加以综合评价的过程中，必须要始终坚持相应的标准和规范，根据对应标准中的评价标准参数，来准确划分水质的具体级别，用一个污染指数值来更为准确地判断评价区域内水环境的污染情况。水环境评价功能是该评价系统中不可或缺的一个重要功能，其细分功能以水环境信息查询、统计、对比，因为系统具有信息化和自动化的特征，在系统的运行过程中，系统相应模块经由处理后的结果可以直接经由excel表格导出[7]。单因子评价系统下，依据所选择的评价区域、月份和编号开展了相对科学的评价。比如，以天津市滨海新区评价为例，其评价结果如表1所示。
4.3 数据管理
在将地表水环境评价系统应用于水环境评价的过程中，伴随着系统的运行，系统中所产生的数据种类多、数量庞大，这些数据是系统相关模块管理的重点。数据管理模块在履行其管理功能的过程中，重点是对属性数据库的修改、查询、增添和删除，因为系统中的功能相对多样，具有信息化管理特点，完全克服了传统人工管理模式下的弊端，不仅提高了数据管理的效率，也可以实现数据整合与分析，发挥数据资源的最大价值。
5 功能设计
5.1 方案集管理
地表水环境评价系统中，方案集管理同样是系统的重要功能，该功能实现中，通过建立与业务相关、平台无关的业务模型，也就可以保障这一功能的优势发挥。方案集管理是一个特殊的功能，每个方案集仅仅负责对相关业务的记录。不同用户在使用地表水环境评价系统的过程中，可以建立不同评价报表分类的自定义方案标识名。系统中的相应模块在对相同或者高度相似的方案集加以另存以后，就可以在此基础上根据具体需求来进行方案集内容的修改。每个方案集中都包含了测站和项目维护，测站维护功能下，可以直接进行行政、流域水系、水资源分区与水功能分区等的选择，用户可以根据自身的评价对象，在其中选取特定的对象和内容，实现自定义筛选。此外，方案集管理功能下，还给用户提供了模块复制的功能，系统自动从已经设定的公共方案集中导入同类型的断面信息。而项目维护的过程中，要依据评级统计中的相关按要求，来选择监测参数。
5.2 评价分析报表
地表水环境评价系统中，评级分析报价是最为重要的功能，系统只有兼具了这一功能，才能够在水环境评价中发挥系统的作用。良好的地表水环境评价系统评价分析报表功能设计，完全可以满足统计分析的现实需求，对信息化管理和操作尤为重要，但这一功能设计的过程中，有关设计人员需考虑对输出结果的二次加工与分析。根据我国当下各个地区地表水环境评价系统的运行情况，在不同目的的分类设计标准下，存在着不同的报表模板，具体以监测成果类、评价分析类、监测统计类、富营养化评价类报表为主。不同类型的报表下存在着不同的报表种类，比如，监测成果类报表中，主要为成果测站一览表、监测成果表、监测成果月均表、均值表;评价分析类报表是对水文、水质、水环境的评价报表，主要为水质类别、水质均质、水质类别月均等评价表，用户在利用地表水环境评价系统进行相应的评估工作时，在不同的方案集选择前提下，选定的评价断面、参评项目也存在其特殊性，根据评价模式的选择，就可以获得完整、准确的评价结果，将该结果用于水环境评估;统计类报表具体为测次、最差值、最优值统计表、河长统计总表、水质类别河流站次、河长等各类统计表，根据用户在利用该系统时的方案集选择，就可以获得评价范围、对象在不同统计时期内的相关统计指标和数值;富营养化评价类报表包括监测频次表、监测月均值表、监测均值表，用户在选择了不同的方案集以后，就可以快速统计出该评价条件下的营养状态指数与营养等级，进而在此基础上来为区域地表水环境评价、水资源利用提供切实的依据。
6 结语
近年来，随着水资源短缺与水资源污染成为了世界性的危机，各个国家和地区都致力于水资源问题的解决，以充分通过各种水环境监测和评价，来掌握区域内的水环境现状。地表水环境评价系统是我国各个地区内普遍采用的评价系统，虽然这一评价系统十分有效，但在不同的地区存在应用发展的一定限制，难以发挥其功能和作用。未来不断发展过程中，各个地区都要注重地表水环境评价系统的设计优化和改进，以充分提升该系统的功能效益与作用。
参考文献：
[1]张洪伟，周添红，张国珍，等.模糊综合评判法在地表水水质评价中的应用[J].地下水，2017，039（001）：8386.
[2]宋蒙蒙，田爽，卢奥然，等.渭河河流生态系统完整性评价体系的构建[J].大连海洋大学学报，2020，035（002）：288295.
[3]潘争伟，周戎星，戚晓明，等.水资源环境系统脆弱性分析及评价方法研究[J].华北水利水电学院学报，2018，039（004）：7278.
[4]陈景，孙艳.双模型综合评价牛尾岭水库水质[J].水科学与工程技术，2018，000（004）：2528.
[5]郭群，穆松林，陆永权，等.土地利用对中国南方红壤区小流域地表水环境的影响——以江西省灌溪镇雁门水流域为例[J].环境保护，2019，670（21）：3642.
[6]董兴国，景红军，李令国，沈海荣.循环水处理系统对规模化水产养殖的影响评价[J].农学学报，2020，115（09）：6570.
[7]刘安琪，王嘉麟，喻干，等.页岩气开发环境保护实践及环境监管思考——以中国石油集团为例[J].环境影响评价，2019，41（001）：15.
作者简介：周严（1978— ），男，汉族，安徽黄山人，本科，现任环保高级工程师，研究方向：环保、水环境处理。