[發(fā)明專利]一種水文區(qū)污染物監(jiān)測(cè)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410644768.2
• 申請(qǐng)日: 2014-11-14
• 公開（公告）號(hào): CN104408526A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李立;王康;張揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

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技術(shù)領(lǐng)域????

本發(fā)明涉及水文區(qū)污染預(yù)警與治理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種水文區(qū)污染物監(jiān)測(cè)的方法。

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背景技術(shù)

目前，世界上越來越多國家和地區(qū)都將遙感遙測(cè)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和管理信息系統(tǒng)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)中，建立了水質(zhì)綜合指標(biāo)及其特定項(xiàng)目為基礎(chǔ)的環(huán)境在線監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)。歐美等許多經(jīng)濟(jì)國家經(jīng)過多年來的大力發(fā)展，環(huán)境在線監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)不斷普及，能夠同時(shí)反映水質(zhì)濃度、污染總量和通量的多層次實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)將是世界各國的發(fā)展方向。

水文區(qū)污染物監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)監(jiān)控體系的建立離不開以下幾個(gè)方面技術(shù)的進(jìn)步與支撐：

（1）土壤、水文與水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的集成，單一的水文自動(dòng)觀測(cè)和水質(zhì)自動(dòng)站均無法獲取較準(zhǔn)確可信的通量數(shù)據(jù)，唯有將定點(diǎn)定時(shí)的土壤、水文、水質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來較好得完成數(shù)據(jù)集成；

（2）海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)也對(duì)水文區(qū)污染物通量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)起到約束作用；

（3）GPS、DGPS與GIS技術(shù)的成熟和發(fā)展為建立多維的水文區(qū)污染物通量監(jiān)測(cè)體系提供了可能；

（4）流域產(chǎn)匯污機(jī)理研究和模型開發(fā)是實(shí)現(xiàn)全域河流污染通量監(jiān)測(cè)的重要依據(jù)，也為建立河流污染通量監(jiān)測(cè)體系大大節(jié)約了人力、物力和財(cái)力成本。

由于以上四個(gè)方面的技術(shù)需求，在流域的污染物監(jiān)測(cè)中需要將污染物數(shù)據(jù)通過算法模型、地理模型的集成，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精確計(jì)算和調(diào)控解算，目前多數(shù)方法以算法模型研究為主，無法反映流域地理信息的及時(shí)變化，也不方便將計(jì)算結(jié)果映射到流域地理信息中。

如上所述，一套完整的水文區(qū)污染物監(jiān)測(cè)體系還沒有建立起來，無法為解決日趨嚴(yán)重的水文區(qū)污染問題提供科學(xué)支持。

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發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種水文區(qū)污染物監(jiān)測(cè)的方法，為解決了水文區(qū)污染物監(jiān)測(cè)和治理，實(shí)現(xiàn)水文區(qū)污染物的遠(yuǎn)程數(shù)字化監(jiān)測(cè)提供支持。

本發(fā)明的方法所采用的技術(shù)方案是：一種水文區(qū)污染物監(jiān)測(cè)的方法，包括河流中的NH₄、TN(總氮)、TP(總磷)、COD(化學(xué)需要量)含量以及泥沙含量的監(jiān)測(cè)；其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：集成SWAT土壤水評(píng)估模型和地理信息模型，利用區(qū)域地理信息進(jìn)行評(píng)估計(jì)算水文區(qū)中的NH₄、TN、TP、COD含量以及泥沙含量；

步驟2：根據(jù)步驟1中計(jì)算得到的污染物含量，利用污染物的等級(jí)劃分規(guī)則，將子區(qū)域的顏色分為四個(gè)等級(jí)：綠色（無污染）、淺綠色（輕度污染）、黃色（中度污染）、紅色（重度污染）；

步驟3：根據(jù)步驟1中計(jì)算得到的污染物含量，繪制出指定河流指定區(qū)域的污染指數(shù)的變化趨勢(shì)；

步驟4：根據(jù)地理信息模型獲取并調(diào)整污染點(diǎn)源參數(shù)或新增污染點(diǎn)源，并回轉(zhuǎn)執(zhí)行所述的步驟1，直至所需的污染點(diǎn)源均執(zhí)行完畢；其中污染點(diǎn)源參數(shù)包括污水量NH₄、TN、TP、COD等；

步驟5：水文區(qū)污染物數(shù)據(jù)計(jì)算、顯示、數(shù)據(jù)輸出及預(yù)警。

作為優(yōu)選，所述的方法采用的是OSM（OpenStreetMap）開源GIS地圖數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選，所述的方法采用的是GDI+繪圖方式，在地圖背景下繪制河流區(qū)域并進(jìn)行顏色預(yù)警和水文區(qū)域的污染指數(shù)變化趨勢(shì)的顯示。

作為優(yōu)選，步驟3中所述的繪制出指定河流指定區(qū)域的污染指數(shù)的變化趨勢(shì)，采用的是折線圖方式，選取一年365天作為橫坐標(biāo)，區(qū)域的污染物含量為縱坐標(biāo)，直觀反映區(qū)域的污染情況。

作為優(yōu)選，所述的水文區(qū)污染物數(shù)據(jù)顯示采用的是折線圖方式，選取各河流8個(gè)污染點(diǎn)源按地理位置排列作為橫坐標(biāo)，污染物含量為縱坐標(biāo)，直觀反映河流污染情況。

作為優(yōu)選，所述的水文區(qū)污染物數(shù)據(jù)顯示，其用戶視圖與標(biāo)準(zhǔn)地理經(jīng)緯度坐標(biāo)對(duì)應(yīng)，河流坐標(biāo)定位精確可靠。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

（1）集成了SWAT算法模型和流域地理信息模型，將污染物數(shù)據(jù)與地理信息相關(guān)聯(lián)；

（2）結(jié)合了GIS地圖進(jìn)行的開發(fā)，河流地圖背景鮮明易觀察，計(jì)算結(jié)果直接在地圖上映射；

（3）通過河流顏色來進(jìn)行污染物預(yù)警，即綠色（無污染）、淺綠色（輕度污染）、黃色（中度污染）、紅色（重度污染），預(yù)警簡(jiǎn)單直觀；

（4）河流污染顯示采用折線圖方式，選取河道8個(gè)污染點(diǎn)源按地理位置排列作為橫坐標(biāo)，污染物含量為縱坐標(biāo)，直觀反映河道污染情況；