[發(fā)明專利]一種基于河道水網(wǎng)的水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警反饋響應(yīng)方法

有效

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• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109613197B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸鼎陽;徐靜丹;蔣浩;朱登明
• 申請（專利權(quán)）人: 太倉中科信息技術(shù)研究院
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G08B21/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種基于河道水網(wǎng)的水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警反饋響應(yīng)方法，該方法的步驟包括：建立河道水網(wǎng)間的地理位置關(guān)系，形成一體化的河道水網(wǎng)模型；計算各監(jiān)測站點(diǎn)污染流入流出過程；計算各監(jiān)測站點(diǎn)測量時間間隔t內(nèi)的污染物變化量；計算各監(jiān)測站點(diǎn)一定周期內(nèi)實(shí)際污染物增量與標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)變化量P的關(guān)系，從而生成該站點(diǎn)水質(zhì)反饋響應(yīng)fx＝Ci/P，通過水質(zhì)反饋響應(yīng)分析方法可得出，該方法通過提出構(gòu)建河道水網(wǎng)水質(zhì)模型的邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)上下游、干支流污染物流動與排放、凈化的過程計算，剔除水源流動的影響，解決固定區(qū)域內(nèi)污染物對河道水質(zhì)影響的計算問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機(jī)軟件領(lǐng)域，具體是一種基于河道水網(wǎng)的水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警反饋響應(yīng)方法。

背景技術(shù)

我國水資源豐富，但是隨著人口總數(shù)的持續(xù)增長、社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，人均水資源越來越匱乏、水環(huán)境污染、水生態(tài)受損的情況甚為嚴(yán)峻。

河道水網(wǎng)是城市用水的主要來源，也是城市景觀水源，隨著人們對水質(zhì)健康、生活品質(zhì)的關(guān)注日益增加，河道水質(zhì)監(jiān)測研究成為一項重要研究和應(yīng)用方向。目前河道水污染主要由工業(yè)廢水和生活污水等引起。這些污染源具有隱蔽性、流動性和后發(fā)性等特征，加之政府對污水排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格要求和打擊力度的增強(qiáng)，污水排放愈加難以察覺，同時由于河道網(wǎng)絡(luò)錯綜復(fù)雜、水體交換頻繁，污染源頭難以判斷，通常河道巡檢人員需要對污染上下游進(jìn)行多方監(jiān)測和排查，這不僅不能及時找出和處理污染源，還會造成大量的時間成本和人力成本的浪費(fèi)。

隨著水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)要求的不斷提高，快速定位污染源頭、準(zhǔn)確預(yù)警污染發(fā)生，水污染防治將變得可控、可行。在現(xiàn)有的技術(shù)下提出了一種基于河道水網(wǎng)的水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警反饋響應(yīng)方法，通過地理位置，上下游關(guān)系、干支流關(guān)系建立河道水網(wǎng)水文數(shù)據(jù)模型，通過馬斯京根法計算河道水源流動過程，減少水源流動對污染判斷的影響，確定點(diǎn)源污染量并使用反饋響應(yīng)方法確定污染程度。

現(xiàn)有的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，普遍基于定點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)分析和預(yù)警，但由于河道水源的流動性，其實(shí)現(xiàn)的監(jiān)測效果無法準(zhǔn)確確定排污的時間、來源、對水體的影響，仍然需要大量人工處理，響應(yīng)緩慢，而且不具有預(yù)測性，無法進(jìn)行污染預(yù)測預(yù)防。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了一種基于河道水網(wǎng)的水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警反饋響應(yīng)方法，該方法通過提出構(gòu)建河道水網(wǎng)水質(zhì)模型的邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)上下游、干支流污染物流動與排放、凈化的過程計算，剔除水源流動的影響，解決固定區(qū)域內(nèi)污染物對河道水質(zhì)影響的計算問題。

技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所述的一種基于河道水網(wǎng)的水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警反饋響應(yīng)方法，包括以下步驟：

步驟一：建立河道水網(wǎng)間的地理位置關(guān)系，形成一體化的河道水網(wǎng)模型；

步驟二：計算各監(jiān)測站點(diǎn)污染流入流出過程；

步驟三：計算各監(jiān)測站點(diǎn)測量時間間隔t內(nèi)的污染物變化量；

步驟四：計算各監(jiān)測站點(diǎn)一定周期內(nèi)實(shí)際污染物增量與標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)變化量P的關(guān)系，從而生成該站點(diǎn)水質(zhì)反饋響應(yīng)fx＝Ci/P，通過水質(zhì)反饋響應(yīng)分析方法可得出。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，步驟一中，所述的河道水網(wǎng)模型通過繪制河道區(qū)域地圖圍欄，根據(jù)布置的監(jiān)測站點(diǎn)，通過馬斯京根法計算并引入站點(diǎn)區(qū)域的水域面積Mi，流入量Ai，流出量Bi，污染物均值Wi，從而實(shí)現(xiàn)真實(shí)信息到模型的關(guān)系映射。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，步驟二中，所述污染流入流出的計算方法為：流入量Q＝A0W0+A1W1+…+AnWn，流出量S＝B0W0+B1W1+…+BnWn。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，步驟三中，所述的污染物變化量的計算方法為：定向污染物增量f(i)＝(Q*t-S*t)/M_i，實(shí)際增量f(t)＝C_t–C_t-1，從而可以計算出實(shí)際污染物增量C_i＝f(t)–f(i)。