地下水有机污染智能监测预警可视化平台建设技术指南（征求意见稿）

1本文件适用于石化、有机化学原料制造等重点行业地下水有机污染智能监测预警可视化平台建设，为在产企业地下水生态环境保护工作提供决策依据。其他类型地下水污染源的地下水有机污染智能监测预警可视化平台建设可参照执行。2规范性引用文件本文件编制过程中主要引用了以下各项文件，凡是不注明日期的引用文件，其有效版适用于本文件。GB/T2260中华人民共和国行政区划代码GB/T4754国民经济行业分类GB/T14848地下水质量标准GB/T18347128条码HJ164地下水环境监测技术规范HJ/T416环境信息术语DZ/T0270地下水监测井建设规范DZ/T0307地下水监测网运行维护规范《地下水环境状况调查评价工作指南》（环办土壤函〔2019〕770号）《地下水污染防治重点区划定技术指南（试行）》（环办土壤函〔2023〕299号）《化工园区地下水环境状况调查评估技术方案》（土壤函〔2021〕10号）3术语及定义下列术语和定义适用于本文件。3.1地下水有机污染智能监测预警可视化平台：集原位实时监测-保真传输-精准动态预警-多维综合分析-精细决策支撑功能耦合的地下水有机污染智能监测预警可视化平台。3.2“一张图”可视化监管：2将地下水基础数据、评价成果等信息用文字、数字、统计图表、电子地图多维一体的表达方式进行可视化管理、展示、输出。3.3代码：表示特定事物或概念的一个或一组字符。3.4接口：两个功能单元之间的共享边界，该边界由两个功能单元的功能特性、物理互联特性、信号交换特性及其他适当特性定义。4主要内容4.1建设内容根据石化、有机化学原料制造等重点行业在产企业地下水有机污染监管需求，设置基础数据管理、数据实时采集、多源信息融合、数据可信传输、污染智能预警、多维分析等模块。集成区块链、地下水数值模拟、人工智能、虚拟现实等技术，以GIS系统为基础框架，结合三维可视化引擎，融合实景三维模型、污染插值等多源异构数据，刻画在产企业地表和地下环境，构建集数据实时采集、多源融合、可信传输、智能预警、多维分析功能耦合的地下水有机污染智能监测预警可视化平台。3图1地下水有机污染智能监测预警可视化平台框架4.2建设内容4.2.1基础信息集成根据平台建设需求，系统集成石化、有机化学原料制造等重点行业在产企业水文地质、地下水环境状况等调查成果和图件，构建地下水基础空间信息。基础信息应当遵循数据资源标准化原则，并形成完整数据资源信息。通过基础信息标准化建设，能准确描述污染源、水文地质、污染物、敏感受体等基本情况，为后续的数据资源共享交互提供数据支撑。4.2.2平台建设内容框架根据平台功能设计框架，合理选择开发工具，开发功能模块，实现石化、有机化学原料制造等重点行业在产企业地下水数据可视化汇总、查询、统计、三维展示，并通过人工智能、4数值模拟等方法，为地下水智能预警监测提供技术支持。建设内容主要包括：(1)基础数据资源标准化建设；(2)平台硬件建设；(3)共享数据资源的标准化建设；(4)互联互通服务的标准化建设；(5)网络和信息安全建设；(6)业务应用功能建设；(7)平台互联互通接入建设；(8)平台业务联通应用建设。4.2.3运行、调度与日常维护明确平台组织管理，制定平台调试、运行、维护及培训等步骤、方案和手册，保障平台平稳运行、更新和应用。调试系统平台，发现存在的问题和不足，修改和完善系统后提交使用，编制帮助文件。5平台开发5.1平台模块需求根据石化、有机化学原料制造等重点行业在产企业地下水有机污染监管需求，明确平台功能模块设计，确定模块需储存的数据、文本、图件、成果和模型等信息，明确数据格式、数据量、数据质量的要求。本平台主要实现功能如下：5.1.1基础数据模块包括污染源、水文地质、地下水监测井等方面的数据信息、图件信息、文本信息、成果信息等信息管理功能。5.1.2地下水实时监测模块包括地下水有机污染实时监测时间自动判定、指令发送、数据反馈和信息记录等功能。5.1.3地下水多源融合模块包括地下水有机污染实时监测设备工作运行视频、照片、区块链设备传送数据等多源信息融合功能。5.1.4地下水监测数据可信传输模块包括地下水在线监测数据传输前、中、后可信传输记录，异常值识别和溯源，数据标准5化处理等功能。5.1.5地下水智能预警模块包括地下水有机污染人工或在线监测指标和特征指标分析，污染现状评价和污染趋势预警等功能。5.1.6地下水多维分析模块包括三维地层-地下水流场-污染羽可视化、动态变化趋势分析、“一张图”三维可视化监管等综合分析功能。5.2平台开发工具选择选择适宜的开发工具，注重各类数据的输入、查询和管理及提供数据应用服务接口。（1）开发工具基于现有普遍使用的前后端分离框架，在开发工具的选择上以实用性为主。（2）数据库空间数据库和业务数据库建议采用国产数据库或开源数据库。（3）操作系统操作系统建议采用国产操作系统。（4）应用服务接口可根据实际情况选择合适的接口方式。5.3工作模块开发5.3.1基础数据模块基础数据模块主要实现地理位置、气象、水文、地形地貌、土地利用类型、水文地质、地下水水源地、重点污染源、地下水监测信息等基础信息的上传、存储、校核、汇总、编辑、标准化、分析、检索查询、展示、打印输出、管理交换等功能。5.3.1.1区域基础数据（1）功能地理位置、行政分区、辖区内流域水系、气象数据、地形、土地利用类型等信息的上传、汇总、展示和打印输出等功能。6（2）数据内容包括但不限于：1）区域边界范围、行政村及以上行政单元分区等；2）流域监测站点经纬度、水量（水位）监测、汇流关系等；3）DEM数据等；4）气象监测站点经纬度，气温、降雨量、蒸发量等；5）高清晰遥感影像或土地利用类型图等；（3）数据要求数据、图件等。5.3.1.2水文地质资料（1）功能区域水文地质资料的上传、存储、整合、检索查询、展示和打印输出等功能。（2）数据内容包括但不限于地下水系统划分、地下水类型、地下水富水程度、地下水化学类型、含水层岩组类型划分、含水层顶底板高程、水位埋深及水位（压）等值线、含水层组岩性分布、地下水矿化度分区、地下水化学类型分布、降水入渗系数分区、含水层水文地质参数及空间变异、钻孔等资料。（3）数据要求水文地质资料包括图件、报告等。根据不同的尺度需求，提供相应比例尺要求的水文地质资料。在产企业具体结合实际需求而定。5.3.1.3重点污染源资料（1）功能重点污染源资料的上传、审核、整合、编辑、查询、统计、展示和打印输出等功能。（2）数据内容包括但不限于污染源清单，污染源名称、所在地区、所属水文地质单元、地理坐标、污染源的种类、性质、规模及分布情况、污染源周边土壤及地下水监测井信息和水质监测结果等信息。（3）数据要求7重点污染源基础数据可参考《地下水环境状况调查评价技术指南》附录A.2-A.8获取，可实现导入、自动传输或手动输入。5.3.1.4地下水监测数据（1）功能各类监测井位置、监测数据、钻孔柱状图等相关资料的上传、审核、编辑、查询、统计、展示、分析和打印输出等功能。范围包括企业自行监测井、在线监测井等。（2）数据内容包括但不限于地下水监测井坐标位置、成井结构、成井时间、权属单位、井口高程、水位和水质历史监测数据、监测指标、自动监测点位及水质监测数据等资料。（3）数据要求数据、图件等。5.3.2应用模块1）基础数据库模块对涉及的多方面数据资源进行统一管理，为平台的搭建、异常情况识别、扩散模拟以及污染溯源等提供统一数据支撑。数据包括水文、地质地貌、物探、气象、已有污染源数据等。其中针对在产企业数据，建立一源一档（基础信息、生产工艺、主要产品、主要设备、排污设施情况、排污口情况、主要污染物、执行标准等实现对污染源信息的集中管理与应用。2）地下水实时监测模块判定地下水有机污染实时监测频次，按时向监测设备发送采样与监测指令，及时进行数据反馈以及信息记录，为数据的可信传输提供基础信息。实时监测间隔时间的自动判定，主要依据地下水污染预警结果与地下水环境监测相关的技术指南导则等信息，当地下水呈现污染加剧或超标情况，自动减小实时监测间隔时间。3）地下水多源融合模块通过地下水在线监测数据传输与追溯安全技术准确匹配上链数据、监测装备运行状态参数、工作状态视频照片，实现多源数据融合。集成异常数据的判别与分析方法，判定异常数据受环境条件或人为操作影响的可能性，验证数据异常情况，对异常值剔除，保证上链传输8前数据保真、准确。4）地下水监测数据可信传输模块对数据传输前的在线检测技术装备运行状态、工作环境开展记录与展示；对数据从区块链设备开始传输到系统平台接收过程开展记录与展示；对数据在系统中的识别、应用和处理后的结果开展记录与展示；最后将数据可信传输全过程内容实现记录与展示。5）地下水智能预警模块通过监测数据的快速采集，及时开展常规指标和特征指标变化关系分析，结合地下水有机污染预警敏感指标超载临界值及预警阈值，快速判定超标指标；利用特征指标、特征指标气-液-NAPL多相对比验证，给出地下水污染现状和未来变化趋势相应的预警提示，完成预警分级。6）地下水多维分析模块构建统一的数据底板，升级扩展三维展示、数据融合、分析计算、动态场景等功能，实现与物理场景同步仿真运行、虚实交互、迭代优化。开展单点位监测数据时间、空间维度分析，与污染源风险点位、地质高风险区域、地下水流场等信息结合，识别三维地层-地下水流场-污染羽动态变化趋势，围绕地层-地下水流场、污染源空间分布、预警结果，分析造成污染原因；围绕污染羽动态可视化情况，计算地下水污染面积体积，识别风险管控区域。5.3.3成果集成展示模块5.3.3.1地下水污染预测结果地下水污染模拟预测结果应能三维展示地下水污染概念模型和地下水污染趋势预测成地下水污染概念模型包括水文地质条件概化成果图和地下水污染特征概化成果图。水文地质条件概化成果图包括平面图和剖面图，地下水污染特征概化成果图采用剖面图、平面图或者三维立体图表示，示例和图件中所涉及的要素参见《地下水污染模拟预测评估工作指南》污染趋势预测成果图是在概念模型建立的平面图、剖面图的基础上添加预测结果，用不同颜色区块表征地下水水流和污染物迁移的趋势。具体要求见《地下水污染模拟预测评估工作指南》附表D.2和D.3。95.3.3.2地下水污染预警结果地下水污染预警结果应能展示地下水水质监测结果及预警级别、地下水污染范围预测及预警级别等成果，可采用曲线图、平面图或者三维立体图表示。基于地下水水质监测数据或地下水溶质运移模拟预测结果，划分不同警度（无警、轻度预警、中度预警、重度预警和巨度预警）与对应的阈值，通过设置不同颜色（字体颜色、背景颜色）实现展示。5.3.3.3地下水污染溯源结果地下水污染源溯源结果应能展示重点污染源分布、疑似污染源分布、地下水污染羽空间分布、地下水水质在线监测结果及历史趋势曲线等成果，可采用剖面图、平面图或者三维立体图表示。5.3.3.4“一张图”可视化监管将地下水相关基础数据、地下水质量和污染状况趋势分析、评估结果等信息用文字、数字、统计图表、电子地图多维一体的表达方式进行可视化管理、展示、输出。5.4储存信息要求平台储存功能要实现数据自动采集传输、手动输入、平台调用与信息共享等要求。5.4.1数据信息数据信息主要包括区域基础信息、地下水监测井信息、重点污染源信息、地下水水质监测数据（在线监测、采样检测、企业自行监测、政府部门监督性监测）等。格式为excel或word。5.4.2图件信息图件信息主要包括行政区划图、地形地貌图、河流水系分布图、地质图、水文地质图、地形图、土地利用图、土壤类型图、河流水系图、地下水污染状况评价图等。格式为矢量格式或图片。5.4.3文本信息文本信息主要包括成井报告、水文地质勘察报告、土壤详查报告、地下水资源评价报告、地下水环境调查评估报告、企业自行监测报告、环境影响评价报告等。格式为word或pdf。5.4.4成果信息成果信息主要包括地下水生态环境监管信息平台产生的地下水监测井分布、“双源”地下水环境评估结果、地下水质量变化趋势、地下水污染溯源、预测、预警、风险评估以及防治区划等应用功能成果等。格式可为文本、数据、图件。6平台调试、运行及维护制定平台运行维护管理制度，配备系统管理员，监测平台运行、数据交换、数据备份等状态；对操作系统、数据库系统、应用系统和网络设备设置权限，阻止非授权用户读取、修改、破坏或窃取数据；制定有效的备份管理制度，定期对各类数据进行备份；定期分析应用系统日志、数据库日志和业务操作日志等系统运行日志，及时发现并处置系统异常情况。6.2软件和数据维护平台应具备对应用系统与数据资源进行快速管理和维护的能力，根据机构、人员、工作流程、工作表单、地图等管理内容变化情况，及时进行相应的更新和调整，保证系统正常运行。6.3应急预案制定有效的平台运行应急预案，定期组织演练。应急预案应包括网络、服务器、存储设备、平台软件系统异常等情况的处置方案，确保平台平稳高效运行。7平台支撑环境和安全要求7.1计算机支撑环境要求计算机支撑环境为平台运行所需软件、硬件资源和网络条件。软件、硬件资源既可以是实体软、硬件资源，也可以是云平台虚拟资源。7.1.1软硬件环境选用“本地化”或“云服务”模式开展计算机软、硬件环境建设。为保障地下水监管工作实效性和数据安全，提升数据处理效率，可按需配置一定数量的计算服务器和本地化存储，构建本地化计算机支撑环境。平台综合应用分析、信息服务和数据共享交换等功能可充分利用已有的信息化和“云”环境基础，实现数据的云端存储、传输、访问和使用。7.1.2建设运行要求地下水监管信息建设应符合国家平台规定的相关数据、服务、通信和功能接口标准，保障与其他平台之间的数据互联互通、信息共享和监管业务协同。7.2安全要求保护网络和系统不受内部和外部的攻击，保护内部信息资源的完整性和保密性，保证合法用户可以方便地访问与其身份相应的信息资源，确保网络及信息的安全，并为将来的应用和发展提供可扩展的空间。7.2.1安全物理环境1)物理位置选择本项要求包括：a)机房场地应选择在具有防震、防风和防雨等能力的建筑内；b)机房场地应避免设在建筑物的顶层或地下室，否则应加强防水和防潮措施。2)物理访问控制机房出入口应配置电子门禁系统，控制、鉴别和记录进入的人员。3)防盗窃和防破坏本项要求包括：a)应将设备或主要部件进行固定，并设置明显的不易除去的标识；b)应将通信线缆铺设在隐蔽安全处；c)应设置机房防盗报警系统或设置有专人值守的视频监控系统。4)防雷击本项要求包括：a)应将各类机柜、设施和设备等通过接地系统安全接地；b)应采取措施防止感应雷,例如设置防雷保安器或过压保护装置等。本项要求包括：a)机房应设置火灾自动消防系统,能够自动检测火情、自动报警,并自动灭火；b)机房及相关的工作房间和辅助房应采用具有耐火等级的建筑材料；c)应对机房划分区域进行管理,区域和区域之间设置隔离防火措施。6)防水和防潮本项要求包括：a)应采取措施防止雨水通过机房窗户、屋顶和墙壁渗透；b)应采取措施防止机房内水蒸气结露和地下积水的转移与渗透；c)应安装对水敏感的检测仪表或元件,对机房进行防水检测和报警。7)防静电本项要求包括：a)应采用防静电地板或地面并采用必要的接地防静电措施；b)应采取措施防止静电的产生,例如采用静电消除器、佩戴防静电手环等。8)温度控制应设置温湿度自动调节设施,使机房温湿度的变化在设备运行所允许的范围之内。9)电力供应本项要求包括：a)应在机房供电线路上配置稳压器和过电压防护设备；b)应提供短期的备用电力供应,至少满足设备在断电情况下的正常运行要求；c)应设置冗余或并行的电力电缆线路为计算机系统供电。本项要求包括：a)电源线和通信线缆应隔离铺设,避免互相干扰；b)应对关键设备实施电磁屏蔽。7.2.2网络安全要求对系统在网络安全区域划分、网络访问控制、网络边界恶意代码过滤和攻击检测、网络设备日志审计、网络设备防护、运维安全审计、网络设备和服务器工作状态监控等方面进行网络安全加固。本项要求包括：a)应保证网络设备的业务处理能力满足业务高峰期需要；b)应保证网络各个部分的带宽满足业务高峰期需要；c)应划分不同的网络区域,并按照方便管理和控制的原则为各网络区域分配地址；d)应避免将重要网络区域部署在边界处,重要网络区域与其他网络区域之间应采取可靠的技术隔离手段；e)应提供通信线路、关键网