[發明專利]流域水環境智慧化管理方法

在審

• 申請號: 202211513556.1
• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115965496A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 李海生;王維;劉柏音;張志苗;劉孝富
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

1.一種流域水環境智慧化管理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：采集流域水環境大數據，并對采集到的所述流域水環境大數據進行標準化處理，得到標準化處理后的流域水環境大數據；

步驟二：對所述標準化處理后的流域水環境大數據進行水質大數據分析預警；

步驟三：基于步驟二得到的水質大數據分析預警結果，進行污染分析及溯源；

步驟四：基于步驟三的污染分析及溯源結果，進行水質預測；

步驟五：生成智慧決策報告；

步驟六：將分析過程及結果可視化展示。

2.根據權利要求1所述的流域水環境智慧化管理方法，其特征在于，所述流域水環境大數據包括流域基礎地理數據、水質數據、污染源數據、水文水利數據、氣象數據、自然生態數據、排污口數據和社會經濟數據。

3.根據權利要求1所述的流域水環境智慧化管理方法，其特征在于，對采集到的所述流域水環境大數據進行標準化處理，具體為：

構建流域水網拓撲關系：構建不同河流斷面上下游拓撲關系，使一個河流斷面對應多個上游河流斷面，且只對應一個下游河流斷面；

水環境時空數據標準化處理：針對水文、氣象、排污口、污染源實時監測數據與水質監測數據在監測的空間范圍、時間尺度的差異性問題，以水質監測數據的時間、空間精度為基準進行數據標準化。

4.根據權利要求1所述的流域水環境智慧化管理方法，其特征在于，對所述標準化處理后的流域水環境大數據進行水質大數據分析預警，具體包括：水質達標分析、水質趨勢變化分析、河流沿程變化分析、對比分析、水質相關分析和水質預警分析。

5.根據權利要求4所述的流域水環境智慧化管理方法，其特征在于，所述水質達標分析為：基于地表水人工監測數據、自動監測數據、飲用水源地數據、地下水環境監測數據，對水質評價類別、各污染指標達標情況進行分析；

所述水質趨勢變化分析為：基于流域水環境相關監測數據，對單個斷面、各區域及流域從不同時間尺度分析水質類別、各污染指標的變化趨勢；

所述河流沿程變化分析為：對流域內不同級別河流上下游主要監測指標進行空間分布分析，從空間尺度分析流域不同河流沿程水質指標的變化情況，深入挖掘上下游指標的相關性；

所述對比分析包括單斷面多指標對比、多斷面單指標對比和同環比對比分析；所述單斷面多指標對比為：對單個斷面不同指標隨時間的變化情況進行分析；所述多斷面單指標對比為：選擇多個斷面對指定指標隨時間的變化情況進行對比分析；所述同環比對比分析為：對不同指標不同斷面同比環比情況進行對比；

所述水質相關分析為：評估水質斷面各監測指標的相關性，得到水質內在協同變化規律，形成監測斷面指標間強相關結構模型；

所述水質預警分析包括水質突變預警、水質濃度變差預警、不能穩定消劣斷面預警、雷達圖預警和城市預警；

所述水質突變預警為：當不同污染物指標水質綜合類別或污染物單因子評價類別下降1個類別及以上時做出預警提示；

所述水質濃度變差預警為：對逐小時、逐日、逐月或逐年的一定時間范圍內的各個污染物指標水質濃度變化趨勢進行變化分析，若濃度呈現下降趨勢，提示預警；

所述不能穩定消劣斷面預警為：計算某個時間范圍內劣Ⅴ類斷面占比，劣Ⅴ類斷面超出設定閾值時發出預警；

所述雷達圖預警為：選取相關評價指標，通過歸一化計算方法計算指標指數，并將結果通過雷達圖的方式進行呈現，由中心原點向外等夾角輻射分布，坐標軸上等距離設置水質等級，原點向外分別代表Ⅰ-劣Ⅴ類6個水質等級，通過雷達圖內著色區域面積大小反映綜合水質狀況，當水質雷達指數一直處于增大趨勢時發出水質預警；

所述城市預警為：基于CWQI指數，對于流域范圍的所有城市，分析水質同環比變化趨勢，超出指定閾值時發出預警。