[發明專利]一種水環境預警綜合管理平臺

有效

• 申請號: 201710693029.6
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107609742B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 杜建偉;溫勇;姜國強;吳鵬舉;黃娜
• 申請（專利權）人: 環境保護部華南環境科學研究所;東莞松山湖高新技術產業開發區循環經濟發展促進中心;東莞生態產業園區循環經濟發展促進中心
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F16/20
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 余柯薇

1.一種水環境預警綜合管理平臺，其特征在于，主要包括依次相連的基本信息管理模塊(1)、水環境分析與評價模塊(2)、水環境預警預報模塊(3)和水環境綜合管理模塊(4)；

所述基本信息管理模塊(1)用于分類、分區、分點建立監測點數據庫，通過輸入查詢數據庫中的數據資料，并在電子地圖上顯示對應的監測站點；或刪除數據庫的數據資料，或將新監測到的數據記錄到數據庫；

所述水環境分析與評價模塊(2)包括水質數據分析與評價子模塊(21)和水環境狀況評價與測算子模塊(22)；

所述水質數據分析與評價子模塊(21)包括水質報表單元(210)、水質評價單元(211)、水質分析單元(212)和趨勢分析單元(213)，所述水質報表單元(210)用于將從所述監測點數據庫提取各監測點的水環境數據，并以日報、周報、月報和年報的形式進行分類統計并建立水質報表；所述水質評價單元(211)用于設定水質評價標準和根據監測點選擇評價方法，對所述水環境數據進行評價結果統計，并將評價結果以條形圖、柱狀圖、折線圖或餅狀圖形式顯示；所述水質分析單元(212)用于對監測點進行水量平衡分析和水體富營養化評價；所述趨勢分析單元(213)利用聚類分析法或回歸分析法得出水質分析結果并通過暈渲圖顯示；

所述水環境狀況評價與測算子模塊(22)包括水環境容量測算單元(220)、水污染壓力分析單元(221)和水環境容量特征及水質改善建議單元(222)，所述水環境容量測算單元(220)用于查詢監測點水體的天然容量和理想容量，并且根據水質分析結果測算可利用容量和剩余容量；所述水污染壓力分析單元(221)用于根據工業污染源、生活污染源和面源污染對各監測點進行污染物排放量的預測；所述水環境容量特征及水質改善建議單元(222)用于根據水質評定和分析結果，對各監測點的水環境容量特征進行總結并給出合理的水質改善建議和方案；

所述水環境預警預報模塊(3)包括水質超標預警單元(31)、污染源核算單元(32)和水質污染態勢預報單元(33)，所述水質超標預警單元(31)通過電子地圖標記預報預警站點的預警狀態分布，并對預警信息進行記錄；所述污染源核算單元(32)通過點源和非點源兩種方式進行污染源核算；所述水質污染態勢預報單元(33)通過構建河網水質模型和二維動力水質模型制定模擬方案并展示模擬結果；

所述水環境綜合管理模塊(4)包括日常管理單元(41)和應急管理單元(42)，所述日常管理單元(41)以常規監測點數據為來源，計算COD、BOD5、氨氮、總磷和總氮水質指標標準平均值，用于作為各監測點的水質綜合評價；所述應急管理單元(42)在接收到各監測點當前的水質信息后，對所述水質信息進行綜合分析，并根據應急規程和風險源劃分污染等級，將污染信息發送至下級分區負責人，同時啟動應急響應、應急處置和應急保障；

所述基本信息管理模塊(1)包括水系分布單元(11)、水環境分區單元(12)、水污染源現狀調查評價單元(13)、人口與經濟單元(14)和監測點位單元(15)；所述水系分布單元(11)用于記錄水系分區、區位、類型、水系、水質等級、長度、總落差、流域面積、流量、河道比降、規劃占地約公頃、目前濕地面積公頃、水域面積公頃、常水位和平均設計水深；所述水環境分區單元(12)用于建立水污染控制單元列表和水環境功能區劃；所述水污染源現狀調查評價單元(13)用于建立污水廠列表和點源污染列表；所述人口與經濟單元(14)用于建立項目信息、經濟信息和人口信息列表；所述監測點位單元(15)用于記錄水質監測點類型、所屬區域、名稱、時間、經度、緯度、PH值、溶解氧、高錳酸鉀指數、氨氮、水溫和濁度；

所述綜合管理平臺還包括GIS系統模塊(5)，所述GIS系統模塊(5)與所述基本信息管理模塊(1)相連，用于對所述電子地圖進行放大、縮小、平移、全圖及圖層控制；

所述綜合管理平臺還包括數據監測模塊(6)，用于從遙感衛星或水質監測設備獲取監測水體區域的實時空間數據和屬性數據，并通過無線信號將所監測到的空間數據和屬性數據傳輸至所述基本信息管理模塊(1)；

所述非點源的模擬方案流程包括：依次上傳基礎地理信息、氣象信息、雨水情信息、點源和水質信息和土地利用信息，再進行非點源空間離散化，最后點擊運行模擬方案展示方案結果圖；所述基礎地理信息包括數字高程模型、河網圖、境界數據庫和土壤圖；所述氣象信息包括氣溫、風速、相對濕度、太陽輻射量和氣象站點位置分布；所述雨水情信息包括多年的日降水資料、站點基本信息及日水文資料和水庫信息；所述點源和水質信息包括入河排污口位置，排污方式，排放量，總氮，總磷，COD和氨氮；所述土地利用信息包括土地利用類型圖；

所述河網水質模型建立步驟為：第一步，設置模擬時間，包括時間間隔、開始時間和結束時間；第二步，設置河網空間信息；第三步，水質信息設定，包括設置水質等級、流速和水深參數；第四步，設置污染事故，包括污染物時間、經度、緯度、污染物名稱和污染物的量；第五步，輸入水動力邊界條件，包括邊界描述、邊界類型、分支名稱、斷面距離、閘門編號和邊界編號；第六步，運行模擬方案，顯示污染物遷移過程及曲線分析圖；

所述二維動力水質模型建立步驟為：第一步，設置模擬時間，包括時間間隔、開始時間和結束時間；第二步，設置水體空間信息；第三步，模型參數設置，包括底摩擦系數和初始條件；第四步，設置污染事故，包括污染物時間、經度、緯度、污染物名稱和污染物的量；第五步，輸入水動力邊界條件，包括類型、格式、底摩擦系數和數據文件；第六步，運行模擬方案，顯示監測點污染物濃度時間歷程圖；

所述評價方法包括標準指數法、單因子評價和水質質量系數法；

所述水環境預警綜合管理平臺的預警方法，包括以下步驟：

S1：所述基本信息管理模塊(1)將從所述數據監測模塊(6)獲取各監測站點的實時監測數據，進行預處理后錄入所述數據庫；

S2：通過所述水質數據分析與評價子模塊(21)對預處理后的實時監測數據進行歸類整理，然后選擇評價方法對歸類整理后的數據進行分析，得到分析值；然后根據水質評價標準判斷所述分析值是否符合相對應的指標要求，若不符合，則進入S3，若符合，則忽略所述分析值；

S3：將所述分析值對應所述預處理后的實時監測數據，并進行風險源確認，通過所述水環境狀況評價與測算子模塊(22)對風險源進行測算及預測，得到模擬結果，通過所述水環境預警預報模塊(3)判斷所述模擬結果是否達到預警標準，若符合，則進入S4，若不符合，則忽略所述模擬結果；

S4：依據所述模擬結果通過水環境綜合管理模塊(4)對比應急規程和風險源劃分污染等級，將污染信息發送至下級分區負責人，同時啟動應急響應、應急處置和應急保障。