[發(fā)明專利]一種基于多源數(shù)據(jù)耦合的重要水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險測評方法

有效

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• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110765419B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉曉波;陳學(xué)凱;彭文啟;邢領(lǐng)航;王若男;董飛;王世巖;姚嘉偉;黃愛平;王偉杰;司源;韓禎
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/26
• 代理公司: 北京國林貿(mào)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11001
• 代理人: 李瑾;李連生

本發(fā)明公開了一種基于多源數(shù)據(jù)耦合的重要水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險測評方法，將水功能區(qū)劃分為多個水功能區(qū)控制單元，對控制單元進行敏感性測評；對水功能區(qū)污染源進行定位并進行污染源壓力測評；基于上述測評結(jié)果進行水功能區(qū)控制單元內(nèi)污染源風(fēng)險等級劃分；對不同等級的風(fēng)險源賦值，作為輸入條件代入河流、湖庫一維穩(wěn)態(tài)混合衰減模型，獲得每個水功能區(qū)控制單元的水系風(fēng)險場指數(shù)，并根據(jù)水功能區(qū)控制單元的范圍將風(fēng)險場指數(shù)分配到該區(qū)域，獲得水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險圖。本發(fā)明綜合考慮了水功能區(qū)敏感性、污染源壓力和水系風(fēng)險場等因素，監(jiān)測風(fēng)險物質(zhì)從產(chǎn)生、輸移以及對受納對象影響這一完整過程，通過建立多指標測評體系和穩(wěn)態(tài)模型量化了各個關(guān)鍵過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本方法涉及水利工程領(lǐng)域，尤其涉及水環(huán)境管理領(lǐng)域，具體為一種基于多源數(shù)據(jù)耦合的重要水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險測評方法。

背景技術(shù)

強化水污染控制，建立水安全體系是現(xiàn)階段我國生態(tài)文明建設(shè)首要解決的問題。突發(fā)性環(huán)境污染事故作為威脅人類健康、破壞生態(tài)環(huán)境的重要因素，制約著生態(tài)平衡及經(jīng)濟、社會的發(fā)展。如何應(yīng)對環(huán)境污染突發(fā)事件，進一步建立健全環(huán)境污染突發(fā)事故的環(huán)境風(fēng)險測評和應(yīng)急監(jiān)測機制已成為當(dāng)今環(huán)境科學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域關(guān)注的熱點。

目前水功能區(qū)監(jiān)測預(yù)警管理制度尚未完善，對水功能區(qū)的污染風(fēng)險源及其影響途徑等基礎(chǔ)信息掌握不夠全面，造成在發(fā)生水污染突發(fā)事件時往往呈現(xiàn)被動應(yīng)付的不利局面。完善全國重要江河湖泊水功能區(qū)的監(jiān)測預(yù)警監(jiān)督管理制度的基礎(chǔ)性工作是編制重要水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險圖。編制重要水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險圖，可以標識水功能區(qū)主要風(fēng)險源類型、特征、分布，以及對水功能區(qū)水質(zhì)影響途徑、方式與程度，基于重要水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險圖，可以為優(yōu)化區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局提供指導(dǎo)，為合理制定水污染應(yīng)急管理方案與應(yīng)急處置提供依據(jù)，以避免臨危出亂，可以合理確定不同風(fēng)險區(qū)域的不同管護標準與對策，可以為合理評估污染事件生態(tài)環(huán)境影響提供支持。

然而目前水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險圖的構(gòu)建技術(shù)還有待提供，仍存在水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險管理機制的缺位問題。例如在采集數(shù)據(jù)方面，當(dāng)前多采用人工監(jiān)測、自動監(jiān)測方式，遙感數(shù)據(jù)近幾年等開始應(yīng)用，但對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合、建立基于大數(shù)據(jù)理念的數(shù)據(jù)庫方面尚處于起步階段。分析、應(yīng)用數(shù)據(jù)方面，主流方式仍在采用經(jīng)驗?zāi)Ｐ图皺C理模型，這兩類模型在樣本數(shù)據(jù)不足時往往難以獲得高精度的模擬結(jié)果，同時這類模型參數(shù)修正一般通過參數(shù)率定驗證(即模擬結(jié)果輸出后，比較模擬結(jié)果與實測結(jié)果)，且通過人工方式實現(xiàn)，耗時耗力；當(dāng)參數(shù)眾多甚至海量時，通過人工方式很難實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于多源地空數(shù)據(jù)耦合的重要水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險測評方法，該發(fā)明針對水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險管理機制的缺位問題，首次提出了重要水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險測評體系，梳理并打通了基于水功能區(qū)敏感性測評、污染源識別和風(fēng)險性測評以及水體風(fēng)險場計算的完整鏈條；創(chuàng)新性的構(gòu)建了重要水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險的多指標測評體系；同時，基于多源地空耦合數(shù)據(jù)建立了關(guān)鍵指標的定量化方法。主要體現(xiàn)在以下四個方面：(1)針對重大環(huán)境污染源的誘發(fā)因素和作用過程、受納對象的脆弱性和敏感性兩大核心內(nèi)容，建立了影響水功能區(qū)水質(zhì)安全的污染源壓力測評、水功能區(qū)控制單元的敏感性測評和水系風(fēng)險場的風(fēng)險定量計算評估方法，為實現(xiàn)集成水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險一張圖提供了可靠的基礎(chǔ)；(2)綜合考慮了水功能區(qū)控制單元的水質(zhì)、水量及水生態(tài)要素，以及污染源的主體危險性和控制機制，構(gòu)建了重要水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險的多指標測評體系，扭轉(zhuǎn)了以往采用單一指標或定性測評水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險的現(xiàn)狀；(3)為了解決影響水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險測評中重大污染源識別的難題，建立了基于高精度遙感影像數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)方法，并結(jié)合地面實地調(diào)研的污染源普查數(shù)據(jù)，構(gòu)建了水功能區(qū)水質(zhì)污染源數(shù)據(jù)庫；(4)綜合上述各指標測評圖層，基于地理信息系統(tǒng)，按照各指標圖層要素屬性特征的相似性，進行自下而上合并的過程。

本發(fā)明的目的是通過以下方案實現(xiàn)的：

(1)構(gòu)建水功能區(qū)水質(zhì)風(fēng)險測評基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。