[發(fā)明專利]基于水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的污染源擴散預(yù)警方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410593487.9
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104392100A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁艷;張軒;謝凱;俞旭東;賈旭;劉海泉;賈坤;盧欣春;王亦寧
• 申請（專利權(quán)）人: 南京南瑞集團公司;國網(wǎng)電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及河流水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種基于水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的污染源擴散預(yù)警方法。

背景技術(shù)

2009年，環(huán)保部發(fā)布《先進的環(huán)境監(jiān)測預(yù)警體系建設(shè)綱要(2010—2020年)》，文中提出要加快建立先進的環(huán)境監(jiān)測預(yù)警體系，全面推進環(huán)境監(jiān)測的歷史性轉(zhuǎn)型。污染源在線監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)是建設(shè)先進的環(huán)境預(yù)警體系的重要組成部分。預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)在我國是方興未艾，迫切需要配套建設(shè)預(yù)警系統(tǒng)的各種軟件設(shè)施。

基于應(yīng)用目標的不同，我國水環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)可以劃分為三類(1)針對區(qū)域水環(huán)境和水質(zhì)安全的宏觀決策型預(yù)警系統(tǒng)(2)針對水環(huán)境或者水質(zhì)污染事件的管理型預(yù)警系統(tǒng)(3)針對水處理生產(chǎn)設(shè)施的生產(chǎn)型預(yù)警系統(tǒng)。目前管理型預(yù)警系統(tǒng)存在的主要問題包括基層人員素質(zhì)參差不齊，對儀器的使用和維護不到位，海量數(shù)據(jù)也不能得到及時處理等，影響了管理型預(yù)警系統(tǒng)的功能發(fā)揮。

污染源預(yù)警系統(tǒng)屬于管理型預(yù)警系統(tǒng)的范疇。在污染源預(yù)警管理中，水質(zhì)模型是分析污染擴散影響的重要技術(shù)手段之一。水質(zhì)模型是污染物在水環(huán)境中變化規(guī)律及其影響因素之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)描述，它既是水環(huán)境科學(xué)研究的內(nèi)容之一，又是水環(huán)境研究的重要工具。水質(zhì)模型涉及到水環(huán)境科學(xué)的許多基本理論問題和水污染控制的許多實際問題。

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)是一個以在線分析儀表和實驗室研究需求為服務(wù)目標，以提供具有代表性、及時性和可靠性的樣品信息為核心任務(wù)，運用自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)并配以專業(yè)軟件，組成一個從取樣、預(yù)處理、分析到數(shù)據(jù)處理及存貯的完整系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對樣品的在線自動監(jiān)測。自動監(jiān)測系統(tǒng)一般包括取樣系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)、在線監(jiān)測分析儀表、數(shù)據(jù)處理與傳輸系統(tǒng)及遠程數(shù)據(jù)管理中心，這些分系統(tǒng)既各成體系，又相互協(xié)作，以完成整個在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的連續(xù)可靠地運行。

網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(Web-GIS)：指基于Internet平臺，客戶端應(yīng)用軟件采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，運用在Internet上的地理信息系統(tǒng)。一般由多主機，多數(shù)據(jù)庫和多個客戶端以分布式連接在Internet上而組成。

現(xiàn)有技術(shù)中，基于地理信息系統(tǒng)(GIS)，將污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)信息與空間地理信息相結(jié)合，建立北京市重點鍋爐煙氣、污水處理廠兩類主要污染源和水環(huán)境質(zhì)量等大量在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的監(jiān)控和綜合分析系統(tǒng)。系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了對重點污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)展示、統(tǒng)計分析、超標報警等常規(guī)業(yè)務(wù)功能，還在污染源擴散模擬展示、污染源與環(huán)境質(zhì)量信息相互作用的空間綜合分析等方面進行了初步研究，為進一步提高北京市的污染源監(jiān)控管理和自動監(jiān)測數(shù)據(jù)利用水平做出了創(chuàng)新性的技術(shù)嘗試。但是，需要依賴與具體空間地理信息，不能夠利用GIS系統(tǒng)自動建模，不能通用，有較大的局限性。

同樣，在《基于水質(zhì)模型的污染監(jiān)控預(yù)警和應(yīng)急管理研究》(.王成金等,北方環(huán)境，2013,29卷5期)公開了一種基于水質(zhì)模型的污染監(jiān)控預(yù)警方法，以建立水質(zhì)污染擴散模型為基礎(chǔ)，結(jié)合我國地表水環(huán)境管理現(xiàn)狀提出了一套地表水污染監(jiān)控預(yù)警和應(yīng)急管理體系，仍舊需要依賴與具體空間地理信息，有較大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種基于水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的污染源擴散預(yù)警方法，本發(fā)明以建立水質(zhì)污染擴散模型為基礎(chǔ)，只涉及河道的水文條件流量、流速，可根據(jù)GIS信息自動建模，通用性強。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種基于水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的污染源擴散預(yù)警方法，包括以下步驟，

S01，水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)對區(qū)域內(nèi)各監(jiān)測站點的水質(zhì)現(xiàn)狀進行實時監(jiān)測；

S02，對發(fā)生報警的污染源進行確認：接收水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)送的污染源報警消息，查看報警數(shù)據(jù)，確認發(fā)生報警的污染源站點的超標項目和超標倍數(shù)信息；

S03，獲取污染源所在的監(jiān)測站點超標污染物的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括排污口廢水排放量Q_E和站點污染物排放濃度C_E，作為一維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)模型水質(zhì)模型模擬計算的輸入；

S04，選定發(fā)生報警的污染源所在的監(jiān)測站點和所述污染源所在河流的模擬終點，作為待模擬河段的起點和終點，根據(jù)所述起點、終點經(jīng)緯度信息、河流走向、河流平面形態(tài)、自動監(jiān)測站分布情況的GIS信息進行流域河道與各監(jiān)測點之間的拓撲關(guān)系構(gòu)建，通過GIS空間分析計算得到待模擬河段長度及步長設(shè)置，結(jié)合一維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)模型對水質(zhì)模擬任務(wù)進行建模，將待模擬河段按照步長信息進行分段、編號；