作品介绍

一、需求分析

（一）社会需求

《国务院办公厅关于加强入河入海排污口监督管理工作的实施意见》明确提出，入河入海排污口(以下简称排污口）是指直接或通过管道、沟、渠等排污通道向环境水体排放污水的口门，是流域、海域生态环境保护的重要节点。

排污口“上连污染源、下通水生态环境”，是连通污染源排放和水生态环境质量的重要节点，排污口管理是打通“岸上岸下”水环境管理的关键环节。

随着经济社会的高速发展以及城市人口的快速增长，南京市工业废水和生活污水排放量大幅增加﹐据统计，2019年南京市废水排放总量9.95亿t，其中工业废水排放量1.45亿t，生活污水排放量8.5亿t；2019年南京市重点工业企业废水排放量为9757万t,按水系划分，排入长江南京段干流的工业废水量分别为9091万t，占全市工业废水排放总量62.8%，大量污水通过沿岸排污口排入长江,严重影响长江南京段的水质状况﹐威胁集中式饮用水源保护的安全，制约社会和经济的可持续发展。加强排污口监督管理是水资源管理和水环境保护的重要手段，是水污染防治的重要措施，将直接服务于水环境质量改善。

排污口的监督管理，是水生态环境保护与修复的基础工作，是决定生态保护及修复成败的关键。作为地理信息科学专业的学生，我们认为借助地理信息系统能够更高效地存储、查询﹑管理、分析、利用排污口相关数据，提高环境数据和信息的利用价值﹐从而实现协调经济、社会和环境的关系，进一步提高水污染防治工作的科技化、信息化水平，提升水污染防治工作效率。基于我国水域污染情况以及排污口监督管理面临的问题，本小组搭建了基于WebGIS的南京市排污口管理系统，为管理部门制定整治方案并不断规范排污口管理提供支撑。

（二）用户需求

本系统的用户单位包括南京市生态环境局、社会公众。

（1）入河入海排污口管理人员

该系统可用于对工业企业排污口的整治督查工作。对入河、入海排污口实施信息统一、规范化管理，掌握现存排污口数量、分布、变更、排污状况、管理状况，构建入河、入海排污口信息化管理平台。为打通“岸上和水里”、“陆地和海洋”，抓好水污染防治，改善水环境质量提供管理支撑。

（2）社会公众

用户可以在H5移动端中查看已存在的排污口，同时对系统问题进行反馈。群众可在移动端对存在违规的排污口进行举报（包含位置、图片、内容等信息）。移动端加大对排污口监督管理法律法规和政策的宣传普及力度，增强公众生态环境保护意识，畅通公众监督渠道，形成交互式公众监督与处理处置机制。提高公众参与排污口监管的积极性，形成全社会共同监督、协同共治的良好局面。

二、总体设计

（一）系统架构图

图 1 系统架构图

（二）功能设计

1、排污口管理系统——WEB端

1.1 南京市排污口管理系统登录注册界面

图 2登录注册界面

1.2 排污口信息展示

在地图上展示排污口的点位，以及排污口所属公司的点位。点击排污口或公司可查看详情和定位，公司详情包含各项监测指标的监测值、监测视频等；左侧栏也可以按照公司名称进行搜索查询。

图 3 排污口信息展示

1.3 数据管理

管理公司和排污口信息的添加、更新、删除等工作

图 4 数据管理

1.4 水域污染模拟

水质模型作为研究水污染问题的重要工具，在水环境保护中得到越来越广泛的应用。对于有利条件复杂，水域宽广的水体（如大型河流、河口、海湾等），排放其中的污染物在完成横向混合之前在纵向和横向均存在浓度梯度，需要借助二维水质模型对其进行描述。

在河床形状较为规则、水量稳定的条件下，可采用二维稳态水质模型对其进行模拟。我们在该功能采用的是连续点源排放模型，用于水质研究。

在地图上选择一个排污口，选取一段位于排污口下游的河段，并输入相关参数，对一定时间内河流污染状况进行预测模拟

图 5 水域污染模拟

 

1.5 排污口布局分析

根据当地环境，对已有排污口合理规划，对预设排污口提供依据，力争排污口对环境影响最小。可编辑环境因素包括饮用水源地保护区、生态湿地保护区等，通过手动设置各个保护区的缓冲区距离来计算环境影响，分析结果将排污口分等级符号化展示，并按紧需要治理优先度进行分类展示。

图 6 排污口布局分析

1.6 用户反馈

相关部门可以在Web端查看公众举报信息并在地图上定位，根据所包含的位置信息分配给就近的管理人员，在未受理排污口界面中进行展示，针对公众提出的意见，去排查排污口监测数据是否真实，受理后标记为已受理在已受理排污口界面展示。

图 7 用户反馈

2、公众监督举报系统——H5移动端

2.1 移动端初始界面

图 8 移动端初始页面

2.2 移动端查看公司及排污口信息

图 9 查看排污口监测数据

2.3用户可以在微信小程序中查看已存在的排污口。对违规排污口进行投诉举报，提供拍照、定位等功能，在个人中心查看投诉举报记录。

图 10 举报反馈界面

2.4我的举报和反馈记录

图 11举报和反馈记录界面

三、数据库设计与关键技术

（一）数据库设计

1、地理数据库

空间数据存储在地理数据库中。如河流中心线、南京市河流等数据托管在ArcGIS Server上，并发布为要素服务，供前端使用。

图 12 地理数据

2、MySQL数据库

非空间数据储存在非关系型数据库—Mysql

2.1企业表 enterprise

2.2监测数据表 monitor_data

2.3排污口 sewage_outlet

2.4图片表 picture

2.5类型表 type

2.6用户表 user

（二）关键技术

1、前端服务

其中基础框架采用Vue, Vue 被设计为可以自底向上逐层应用。Vue 的核心库只关注视图层，方便与第三方库或既有系统整合。前后端分离开发，通过pnpm包管理，处理JS依赖问题。通过vite，处理前端资源打包，使用Naive UI，基于Vue的前端UI框架，使用ArcGIS API 进行前端可视化渲染展示。

2、后端服务

基础框架采用springboot,持久层框架框架mybatis-plus,文档服务采用的swagger-ui，数据用的是mysql数据库。

四、作品亮点

1、通过各类统计图表以及专题图对数据结果进行展示，辅助南京市生态环境局对市内排污口及所属公司的地理位置、排污口排放情况进行综合分析。

2、多种系统终端交互，加强系统实用性。web端和H5两端交互，极大地提高了排污口管理效率和系统实用性。

3、水域污染模拟功能可根据某一排污口排放的某一种排放值超标的污染物，来预测下游河段的污染物浓度，进行可视化分析，从而可以直观的了解到下游的污染情况，进行紧急预案，减少突发性污染事件带来的损失。

4、进行水域污染模拟预测，首先需要对预测河段进行格网划分，而我们采用turf.js库的格网划分方法，大大减少了河段划分的步骤，保证了前端性能，并与GeoSence Pro 所携带的河流中心线工具结合使用，从而求出每个插值点的与排污口的横向和纵向距离这一关键参数。

5、系统对于排污口的布局分析，充分考虑排污口布局和管控要求，严格落实相关法律法规关于排污口设置的规定，防止在保护区内随意设置排污口，为排污口合理规范布设提供依据。