[發(fā)明專利]一種水環(huán)境預(yù)警綜合管理平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710693029.6
• 申請(qǐng)日: 2017-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN107609742B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜建偉;溫勇;姜國(guó)強(qiáng);吳鵬舉;黃娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所;東莞松山湖高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展促進(jìn)中心;東莞生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展促進(jìn)中心
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06;G06F16/20
• 代理公司: 北京棧橋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11670
• 代理人: 余柯薇

1.一種水環(huán)境預(yù)警綜合管理平臺(tái)，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(huán)境分析與評(píng)價(jià)模塊(2)、水環(huán)境預(yù)警預(yù)報(bào)模塊(3)和水環(huán)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(qū)、分點(diǎn)建立監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過輸入查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)資料，并在電子地圖上顯示對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)；或刪除數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)資料，或?qū)⑿卤O(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)；

所述水環(huán)境分析與評(píng)價(jià)模塊(2)包括水質(zhì)數(shù)據(jù)分析與評(píng)價(jià)子模塊(21)和水環(huán)境狀況評(píng)價(jià)與測(cè)算子模塊(22)；

所述水質(zhì)數(shù)據(jù)分析與評(píng)價(jià)子模塊(21)包括水質(zhì)報(bào)表單元(210)、水質(zhì)評(píng)價(jià)單元(211)、水質(zhì)分析單元(212)和趨勢(shì)分析單元(213)，所述水質(zhì)報(bào)表單元(210)用于將從所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)提取各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水環(huán)境數(shù)據(jù)，并以日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)和年報(bào)的形式進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)并建立水質(zhì)報(bào)表；所述水質(zhì)評(píng)價(jià)單元(211)用于設(shè)定水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇評(píng)價(jià)方法，對(duì)所述水環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，并將評(píng)價(jià)結(jié)果以條形圖、柱狀圖、折線圖或餅狀圖形式顯示；所述水質(zhì)分析單元(212)用于對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行水量平衡分析和水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)；所述趨勢(shì)分析單元(213)利用聚類分析法或回歸分析法得出水質(zhì)分析結(jié)果并通過暈渲圖顯示；

所述水環(huán)境狀況評(píng)價(jià)與測(cè)算子模塊(22)包括水環(huán)境容量測(cè)算單元(220)、水污染壓力分析單元(221)和水環(huán)境容量特征及水質(zhì)改善建議單元(222)，所述水環(huán)境容量測(cè)算單元(220)用于查詢監(jiān)測(cè)點(diǎn)水體的天然容量和理想容量，并且根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果測(cè)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(jù)工業(yè)污染源、生活污染源和面源污染對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行污染物排放量的預(yù)測(cè)；所述水環(huán)境容量特征及水質(zhì)改善建議單元(222)用于根據(jù)水質(zhì)評(píng)定和分析結(jié)果，對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水環(huán)境容量特征進(jìn)行總結(jié)并給出合理的水質(zhì)改善建議和方案；

所述水環(huán)境預(yù)警預(yù)報(bào)模塊(3)包括水質(zhì)超標(biāo)預(yù)警單元(31)、污染源核算單元(32)和水質(zhì)污染態(tài)勢(shì)預(yù)報(bào)單元(33)，所述水質(zhì)超標(biāo)預(yù)警單元(31)通過電子地圖標(biāo)記預(yù)報(bào)預(yù)警站點(diǎn)的預(yù)警狀態(tài)分布，并對(duì)預(yù)警信息進(jìn)行記錄；所述污染源核算單元(32)通過點(diǎn)源和非點(diǎn)源兩種方式進(jìn)行污染源核算；所述水質(zhì)污染態(tài)勢(shì)預(yù)報(bào)單元(33)通過構(gòu)建河網(wǎng)水質(zhì)模型和二維動(dòng)力水質(zhì)模型制定模擬方案并展示模擬結(jié)果；

所述水環(huán)境綜合管理模塊(4)包括日常管理單元(41)和應(yīng)急管理單元(42)，所述日常管理單元(41)以常規(guī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)為來源，計(jì)算COD、BOD5、氨氮、總磷和總氮水質(zhì)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)平均值，用于作為各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)；所述應(yīng)急管理單元(42)在接收到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)當(dāng)前的水質(zhì)信息后，對(duì)所述水質(zhì)信息進(jìn)行綜合分析，并根據(jù)應(yīng)急規(guī)程和風(fēng)險(xiǎn)源劃分污染等級(jí)，將污染信息發(fā)送至下級(jí)分區(qū)負(fù)責(zé)人，同時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急處置和應(yīng)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(huán)境分區(qū)單元(12)、水污染源現(xiàn)狀調(diào)查評(píng)價(jià)單元(13)、人口與經(jīng)濟(jì)單元(14)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)位單元(15)；所述水系分布單元(11)用于記錄水系分區(qū)、區(qū)位、類型、水系、水質(zhì)等級(jí)、長(zhǎng)度、總落差、流域面積、流量、河道比降、規(guī)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(shè)計(jì)水深；所述水環(huán)境分區(qū)單元(12)用于建立水污染控制單元列表和水環(huán)境功能區(qū)劃；所述水污染源現(xiàn)狀調(diào)查評(píng)價(jià)單元(13)用于建立污水廠列表和點(diǎn)源污染列表；所述人口與經(jīng)濟(jì)單元(14)用于建立項(xiàng)目信息、經(jīng)濟(jì)信息和人口信息列表；所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)位單元(15)用于記錄水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)類型、所屬區(qū)域、名稱、時(shí)間、經(jīng)度、緯度、PH值、溶解氧、高錳酸鉀指數(shù)、氨氮、水溫和濁度；

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

所述綜合管理平臺(tái)還包括數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊(6)，用于從遙感衛(wèi)星或水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取監(jiān)測(cè)水體區(qū)域的實(shí)時(shí)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，并通過無線信號(hào)將所監(jiān)測(cè)到的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)傳輸至所述基本信息管理模塊(1)；

所述非點(diǎn)源的模擬方案流程包括：依次上傳基礎(chǔ)地理信息、氣象信息、雨水情信息、點(diǎn)源和水質(zhì)信息和土地利用信息，再進(jìn)行非點(diǎn)源空間離散化，最后點(diǎn)擊運(yùn)行模擬方案展示方案結(jié)果圖；所述基礎(chǔ)地理信息包括數(shù)字高程模型、河網(wǎng)圖、境界數(shù)據(jù)庫(kù)和土壤圖；所述氣象信息包括氣溫、風(fēng)速、相對(duì)濕度、太陽(yáng)輻射量和氣象站點(diǎn)位置分布；所述雨水情信息包括多年的日降水資料、站點(diǎn)基本信息及日水文資料和水庫(kù)信息；所述點(diǎn)源和水質(zhì)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(wǎng)水質(zhì)模型建立步驟為：第一步，設(shè)置模擬時(shí)間，包括時(shí)間間隔、開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間；第二步，設(shè)置河網(wǎng)空間信息；第三步，水質(zhì)信息設(shè)定，包括設(shè)置水質(zhì)等級(jí)、流速和水深參數(shù)；第四步，設(shè)置污染事故，包括污染物時(shí)間、經(jīng)度、緯度、污染物名稱和污染物的量；第五步，輸入水動(dòng)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(hào)和邊界編號(hào)；第六步，運(yùn)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(dòng)力水質(zhì)模型建立步驟為：第一步，設(shè)置模擬時(shí)間，包括時(shí)間間隔、開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間；第二步，設(shè)置水體空間信息；第三步，模型參數(shù)設(shè)置，包括底摩擦系數(shù)和初始條件；第四步，設(shè)置污染事故，包括污染物時(shí)間、經(jīng)度、緯度、污染物名稱和污染物的量；第五步，輸入水動(dòng)力邊界條件，包括類型、格式、底摩擦系數(shù)和數(shù)據(jù)文件；第六步，運(yùn)行模擬方案，顯示監(jiān)測(cè)點(diǎn)污染物濃度時(shí)間歷程圖；

所述評(píng)價(jià)方法包括標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法、單因子評(píng)價(jià)和水質(zhì)質(zhì)量系數(shù)法；

所述水環(huán)境預(yù)警綜合管理平臺(tái)的預(yù)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(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊(6)獲取各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行預(yù)處理后錄入所述數(shù)據(jù)庫(kù)；

S2：通過所述水質(zhì)數(shù)據(jù)分析與評(píng)價(jià)子模塊(21)對(duì)預(yù)處理后的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類整理，然后選擇評(píng)價(jià)方法對(duì)歸類整理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到分析值；然后根據(jù)水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)判斷所述分析值是否符合相對(duì)應(yīng)的指標(biāo)要求，若不符合，則進(jìn)入S3，若符合，則忽略所述分析值；

S3：將所述分析值對(duì)應(yīng)所述預(yù)處理后的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)源確認(rèn)，通過所述水環(huán)境狀況評(píng)價(jià)與測(cè)算子模塊(22)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行測(cè)算及預(yù)測(cè)，得到模擬結(jié)果，通過所述水環(huán)境預(yù)警預(yù)報(bào)模塊(3)判斷所述模擬結(jié)果是否達(dá)到預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，若符合，則進(jìn)入S4，若不符合，則忽略所述模擬結(jié)果；

S4：依據(jù)所述模擬結(jié)果通過水環(huán)境綜合管理模塊(4)對(duì)比應(yīng)急規(guī)程和風(fēng)險(xiǎn)源劃分污染等級(jí)，將污染信息發(fā)送至下級(jí)分區(qū)負(fù)責(zé)人，同時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急處置和應(yīng)急保障。