[發明專利]一種三峽庫區水體富營養化風險評估預警系統及其分析方法

在審

• 申請號: 201910081790.3
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109784752A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 陳昭明;王偉;鄒勁松;趙迎
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種三峽庫區水體富營養化風險評估預警系統及其分析方法，屬于水資源預警技術領域。該系統包括數據采集子系統、預處理子系統、數據分析子系統、富營養化評估子系統、風險預警子系統和輔助子系統。數據采集子系統采集多種類型的指標參數，并將采集的數據存入到數據庫中；預處理子系統將采集的數據歸類整理及篩選，并進行數據歸一化、去量綱處理，為后續的數據分析提供基礎。本發明評估預警客觀準確，能及時高效的實現庫區水體富營養化趨勢分析和風險預警處置，可提高庫區水環境監管效率，為庫區水環境安全和富營養化防治提供技術支撐；也可應用于其他類似河湖水庫的富營養化風險研究。

技術領域

本發明屬于水資源預警技術領域，涉及一種三峽庫區水體富營養化風險評估預警系統及 其分析方法。

背景技術

目前水體富營養化評估預測方法多種多樣，主要包括兩大類：一類是以數理統計分析為 基礎的統計模型，如回歸分析、灰色決策、人工神經網絡法、層次分析與模糊評價法等。這 類模型需要的監測數據量大，經過分析計算得到某個監測指標與其它影響因素間的相關性； 但由于水質系統是由多個污染變量組成的多層次復雜體系，各指標間具有不同程度的相關性， 單個指標只從某一方面反映水質情況，導致上述方法在實際使用中存在一定的缺陷。例如模 糊綜合評價法無法確定復雜指標體系的權重，權重因子的選擇不夠客觀；人工神經網絡法為 了提高預測精度需要大量的樣本訓練，同時易陷入局部最優；灰色決策法易使決策值均化導 致方案優選困難；層次分析法的主觀判斷性較強，可能導致預測結果不準確。另一類是以生 態動力學為理論基礎的機理模型，如WASP、QUALⅡ、MIKE、SALMO模型，但機理模型通常 結構復雜、參數眾多。由于富營養化產生機制較為復雜，水體水動力條件、地區氣候、水質 參數千差萬別、基于不同角度的富營養化模型差別較大，數學建模過程繁瑣、參數難以估計、 數值計算耗時長等限制了模型的運用范圍，預測模型的完善度和預測結果的準確度還不盡如 人意。

隨著水質監測手段的日益多元化，海量監測數據間存在著信息冗余及互補，監測數據具 有多源異構性、模糊性、不確定性等特征，如何采用適宜的分析方法對監測信息進行全面及 時的處理，提高水環境風險評估預警能力已成為急需破解的技術難題。鑒于此，針對三峽庫 區水體日益突出的富營養化及水華問題，開發一種新的水體富營養化風險評估預警系統及其 分析方法顯得尤為迫切。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種三峽庫區水體富營養化風險評估預警系統及其分 析方法，融合多種智能算法提高評估預測模型的精度，實現水質狀態實時顯示及富營養化演 變趨勢的遠程監管之目的，進而提高庫區水質監測與管理的智能化和自動化水平。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種三峽庫區水體富營養化風險評估預警系統，包括數據采集子系統、預處理子系統、 數據分析子系統、富營養化評估子系統、風險預警子系統和輔助子系統；

所述數據采集子系統采集多種類型的指標參數，并將采集的數據存入到數據庫中；

所述預處理子系統將采集的數據歸類整理及篩選，并進行數據歸一化、去量綱處理，為 后續的數據分析提供基礎；

所述數據分析子系統采用多種智能算法融合處理數據信息，進行水質參數分析計算；

所述富營養化評估子系統進行水體富營養化的定性定量處理，為風險預警提供支撐；

所述風險預警子系統分析水體富營養化的風險區域與等級，進行富營養化的險情發布及 應急響應決策處置；

所述輔助子系統實現系統參數設置、各子系統的控制管理、處理結果的輸出查詢顯示、 通訊及遠程監控功能。

進一步，所述數據采集子系統包括水文信息模塊、水質信息模塊、氣象信息模塊和地理 信息模塊，實現庫區水文、水質、氣象和地理數據的實時自動采集；