基于大數(shù)據(jù)決策支持的城市健康水系統(tǒng)平臺構(gòu)建及應用.pdf

1、城市化進程的快速推進，城市水系泄洪通道和原有生態(tài)系統(tǒng)被破壞等原因，導致“暴雨淹城”事故時有發(fā)生，城市水環(huán)境污染加劇，城市范圍內(nèi)社會水循環(huán)與自然水循環(huán)不和諧，不同區(qū)域之間水的供需矛盾較為突出。城市流域范圍內(nèi)分布著河流湖庫、給水廠、污水廠，污水廠排放口、次級河流河口與給水廠取水口相互交錯，水系統(tǒng)健康問題較為突出。城市快速擴張過程中，城市土地覆蓋、水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演變迅速，傳統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)體系難以系統(tǒng)、全面、快速地對城市健康水系統(tǒng)構(gòu)建進行決策，通過大數(shù)

2、據(jù)決策支持平臺為城市健康水系統(tǒng)構(gòu)建提供策略具有重要意義。
　　研究在大數(shù)據(jù)的支持下，通過空間地理信息數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建與城市健康水系統(tǒng)模型庫的研究，集成了基于網(wǎng)絡化格塊的水文響應模型和水體環(huán)境模型，開發(fā)了城市健康水系統(tǒng)決策支持平臺，并在兩江新區(qū)水系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)與運行管理中進行應用，為其城市健康水系統(tǒng)的構(gòu)建提供決策支持，得出兩江新區(qū)城市健康水系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)方案。研究取得的主要成果如下：
　?、籴槍Τ鞘谢^程中的健康水系統(tǒng)構(gòu)建需求，基于空

3、間大數(shù)據(jù)進行數(shù)字高程模型、遙感影像、氣象土壤等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及流域單元、河流湖庫基礎(chǔ)資料、水質(zhì)監(jiān)測、水的利用與排放等水系統(tǒng)空間及屬性數(shù)據(jù)，形成了海量、多樣、復雜、集成的空間大數(shù)據(jù)支持下的水系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。
　?、诨跀?shù)字高程模型水流方向的基本算法和地理信息系統(tǒng)空間拓撲關(guān)系，利用高精度網(wǎng)絡化格塊模擬實際降雨徑流路徑，構(gòu)建了支持大數(shù)據(jù)算法的城市下墊面水文響應模型，建立了統(tǒng)一的土地利用分類體系，利用超高精度土地利用柵格對格塊的土地利用、土地覆蓋

4、進行水信息挖掘，總結(jié)了不同坡度、不同土壤質(zhì)地、不同土地類型的水文響應徑流參數(shù)，實現(xiàn)了水文響應模型沿高精度網(wǎng)絡化格塊建立的徑流路徑，進行徑流流量和污染物濃度的匯流演算。
　　③在水文響應模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了適用于大數(shù)據(jù)分析的水體環(huán)境模型，模型在空間大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的支持下進行水體網(wǎng)格的概化和水系結(jié)構(gòu)的自行編號，采用隱式差分格式離散對水力水質(zhì)模型控制方程進行離散，通過土地利用、降雨、水文、水質(zhì)監(jiān)測資料對水環(huán)境模型進行參數(shù)率定，實現(xiàn)城市流域的

5、水環(huán)境模擬。
　?、荛_發(fā)了包括水信息大數(shù)據(jù)管理、水文響應模型子系統(tǒng)、水體環(huán)境模型子系統(tǒng)的城市健康水系統(tǒng)決策支持平臺，并將決策支持平臺應用到基于水環(huán)境目標的城市未來健康水系統(tǒng)構(gòu)建中，可通過“設(shè)定情景—平臺決策支持—方案構(gòu)建”的交互模式，模擬不同情景條件下城市水系統(tǒng)健康狀況，并進行可視化表達，形成城市健康水系統(tǒng)構(gòu)建的綜合技術(shù)。
　　⑤以兩江新區(qū)為例，建立兩江新區(qū)城市健康水系統(tǒng)決策支持平臺，對現(xiàn)狀發(fā)展、規(guī)劃發(fā)展、最低保障、嚴格保護