【國外案例】確保科威特的水質

即時的 GIS 幫助監測汙染以滿足這個國家快速成長中的需求

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科威特又熱又乾燥。位在阿拉伯半島的科威特十分缺乏淡水資源,但他們倒是可以取得含鹽的海水和地下水。這也造就了科威特成為海水淡化技術的領頭羊,他們總共購買並建設了六座海水淡化廠,至今仍然在營運與管理。

為了確保水源的供給可以符合科威特快速成長的需求,政府設立了一個專門的機構來研究對於水資源的現行需求量與預期量。水資源開發中心 (Water Resources Development Center,WRDC) 隸屬於電力與水資源部門,他們相當依賴 GIS 來研究水資源的開發和保留,並評估對國家的水資源系統已經或可能造成影響的問題。

WRDC 其中一個任務是監測科威特的水質。這個國家的發展相當快速。根據世界銀行,2014 年科威特的人口成長到 375 萬人,人口成長率約為百分之 4.3。現在執行中的科威特五年發展計劃預期讓國家在 2035 年成為區域的貿易及經濟樞紐,因此這幾年有許多基礎建設的開發計畫。

WRDC 的水資源調查必須是精確且大範圍的,從海水淡化一直到分送給消費者的這段過程都必須要進行監測。為了讓他們現地的作業井然有序, WRDC 廣泛地使用 ArcGIS 平台。

 

利用 Operations Dashboard for ArcGIS,水資源開發中心可以追蹤即時蒐集的資料,而這是取得國際標準化組織 (Interntional Organization for Standardization,ISO) 認證的其中一項要求

 

建立監測水質汙染的標準

水可能會帶來細菌和雜質,會導致像是霍亂或痢疾等疾病以及其他重大的健康問題。因此,監測水媒汙染物是必要的。

當政府建立 WRDC 時,同時也設立了兩個實驗室,分別為細菌的化學物的實驗室,供中心定期進行水質樣本汙染物的監測。他們是業界裡第一建立一套處理水質汙染物的標準作業流程。

海水淡化本身並沒辦法直接產出可使用的食用水。舉例來說,海水淡化的過程同時移除了水中有害和有益的物質,因此在送到消費者手上之前,淡化水必須再注入氯和氫氧化鈉。除此之外,其他像是老舊管線的折損等因素,都可能對水到配水站以及家戶的輸送產生影響。

細菌與化學物實驗室的樣本採集員必須要能夠追蹤水從淡化廠流動到配水站的過程。有鑑於此,實驗室的人員決定將取樣點儘可能地靠近輸送飲用水到加壓站、水庫以及主閘門的主要管線,因為這條管線的水通常會供給多個配水區以及計量小區的用水。

這個研究室也發現到取樣點位的點數應該要能反映各區的人口密度,因為一個地方有愈多的消費者表示會有愈多水流經該管線網路。因此,WDC 認為人口介於 20,000 ~ 50,000 人的地區應該每兩個星期就必須進行一次取樣,而有50,000~10,000人的區域則要每四天取樣一次。

有了這樣的標準,WRDC 細菌與化學物實驗室共同確保了科威特的飲用水能達到國際水準。

 

更有效率、易理解的資料蒐集

每個實驗室團隊都由一個技術人員、樣本採集者及駕駛組成。根據各地區人口多寡所決定的採集點位數量,他們在超過 700 個地點進行水質採樣。他們在現地測量樣本的餘氯、pH 值、導電度 (水傳導電流的能力)、溫度、總溶解固體 (TDS) 以及二氧化氯。這些測試的結果必須符合當地與國際組織的水質標準,特別是世界衛生組織的標準。

為了能簡單地確保水質達到這個標準,WRDC 在現地測試時借助了 ArcGIS 的力量。有了這套軟體,實驗室團隊可以減少費時的紙本作業的次數,並減少資料輸入的錯誤。除此之外,還能讓資料更統一且容易理解,特別是樣本採集者可以在資料中附上圖像和影片。

WRDC 使用 ArcGIS for Desktop 來建立水質採樣位置與測試結果的地圖,接著透過 ArcGIS for Server 將地圖發布為圖徵服務,以一個物件加入至 Portal for ArcGIS,最後讓 Collector for ArcGIS 應用程式可以存取這些資料。實驗室的技術人員和樣本採集者就可以利用在現地利用這個地圖來記錄水質測試結果。由於要記憶眾多採樣點位的確切位置對於實驗室團隊而言非常困難,因此這個部門利用 ArcGIS Network Analyst 這個擴充模組來開發一個科威特路網的路徑服務,讓 WRDC 的現地工作團隊可以在 Collector 中使用。

為了讓資料輸入儘可能地直接及準確,WRDC 為 Collector 的地圖加入了一個下拉式選單,幫助實驗室團隊能依政府、鄰里、街區以及位置的類型 (根據科威特的行政分區) 對 700 個採樣點位進行篩選。WRDC 另外設計了一個能顯示測試類型以及執行現地測試的實驗室技術人員姓名的定義域。利用定義域或列表來進行設定,現地人員能較輕鬆地進行這些選項的篩選。除此之外, Collector 應用程式讓實驗室成員可以記錄進行測試的時間,因為科威特正中午的炎熱氣溫可能會影想測試結果。

完成的結果會儲存在一個表格中,以一對多的格式表示關聯性,以利進行採樣點位的多時段趨勢監測。舉例來說,如果一個採樣點位一年當中每個月都進行一次 pH 值的測試,這 12 筆結果可以用一個折線圖來看 pH 值的趨勢如何變化。能夠在採樣點位上附加相片和影像也讓 WRDC 的人員可以監測點位的長期狀況。

 

利用即時結果進行作業

為了取得國際標準化組織 (ISO) 的水質認證,WRDC 必須要能夠即時追蹤資料蒐集的作業。這個組織利用 Operations Dashboard for ArcGIS 來迅速提交採樣結果。這不只使找出問題更加快速,同時也能觀看現地技術人員是否到達正確的測試點位,並依照規定的作業流程進行進行現地測試。

除此之外,當研究室人員提交測試結果的 Collector 表單時,資料會自動上傳至資料庫中,使 WRDC 的 GIS 操作者在更新 ArcGIS for Desktop 的地圖以及產出報告時較簡單。這些報告裡呈現的資訊是可以變化的,可以包含像是各團隊的進度、特地地區中的採樣點位數量以及過去到現在進行那些測試等細節。通常,這些報告會以圖表和地圖呈現給 WRDC 的經理,讓他們可以輕易地吸收資訊,並在進行快速且有資料依據的決策。

導入 ArcGIS 平台確實讓 WRDC 的工作更加輕鬆,也更加智慧。

 

 


 

詳細原文請參考:http://www.esri.com/esri-news/arcnews/fall16articles/ensuring-water-quality-in-kuwait

 

 
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