[发明专利]一种基于云技术的突发性水环境风险预测系统及方法

说明书

 

技术领域

本发明属于流域突发水污染检测与预警领域，涉及到一种基于云技术的突发性水环境风险预测系统。

背景技术

突发性水环境风险预测方法是流域突发水污染预警应急的关键技术。近几年来，随着环境管理定量化、系统化、信息化的发展，对水环境事故应急管理的技术要求越来越高。尤其是在发生突发性水环境污染事故时能快速模拟事故过程，并能进行紧急响应。利用网络、计算机仿真和数据库管理系统（DBMS）等先进的信息技术，建立突发性水污染事故影响预测预警技术体系是当前研究的热点问题。这种模型计算的优点是既能数值模拟分析水环境的物理化学条件，又能结合计算机仿真技术，直观展示事故模拟过程，为管理决策层进行紧急响应快速提供所急需的决策依据。

目前有关突发性水污染事故影响预测预警的技术研究及应用，一般针对确定河段开发定制，缺乏通用性和普适性；同时需要河底地形、水文资料、气象资料等大量数据支持，对缺乏相关资料的山区河流和中小型河流无能为力；发生水污染事故时，经常要在现场勘察和指挥，现有系统多为PC平台上使用，缺乏便携性和易用性。

 发明内容

本发明主要是解决在缺乏水文、地形等资料数据的情况下，通过与云端河流特征数据库比对，对事故河道特征进行概化，形成适用于山区河流和广大中小型河流的预测技术；提供了一种在移动设备普及的情况下（如智能手机），用户通过比对云端样本数据库，调整河流特征、水文特征、污染物特征等参数，调用云端水环境数值模型，实现随时随地对任意河段进行突发性水污染事故风险进行预测。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于云技术的突发性水环境风险预测系统，其特征在于，包括：

服务端：采用J2EE架构，从样本数据库中提取污染物样本和河流样本数据，下发给用户，并根据用户上传的参数，动态生成网格数据和污染物排放过程数据，再调用水环境数值模型进行模拟计算，最后将预测结果提供给用户查看、分享和校核；所述服务端包括污染特征概化模块、河流特征概化模块、水环境数值模型模块、案例管理模块四个模块。

客户端：利用无线网络从服务端获取河流样本数据和污染物样本数据，发送用户修改后的参数到服务端，同时能接收服务端计算出的预测结果，并将其显示在所述客户端上；所述客户端包括通信模块、参数设置模块、案例演示模块、案例分享模块和案例校核模块五个模块。

在上述的一种基于云技术的突发性水环境风险预测系统，所述服务端的河流特征概化模块包括：

河流特征数据库：用于存储典型河流的样本参数，包括糙率、比降、剖面类型，具体为结构体数组；

动态网格生成子单元：根据用户提交的河道特征参数，生成水环境数值模型所需要的地形数据和网格数据；河道特征参数包括，河宽为dB，水深为dH，河长为length,比降为sloop，断面个数为n。

在上述的一种基于云技术的突发性水环境风险预测系统，所述河道特征参数中河长为剖面类型，具体分为V型、U型和W型，不同的剖面类型使用如下不同的建模方式，其中定义i为当前断面：

V型划分为3点网格，各控制点的长度和高程分别为，(0,(i*length/n)*sloop+dH)，(dB/2,(i*length/n)*sloop)，(dB,(i*length/n)*sloop+dH)。

U型为4点网格，各控制点的长度和高程分别为(0,(i*length/n)*sloop+dH),(dB/4,(i*length/n)*sloop),(dB*3/4,(i*length/n)*sloop),(dB,(i*length/n)*sloop+dH)。

W型网格为5点网格，各控制点的长度和高程分别为(0,(i*length/n)*sloop+dH),(dB/4,(i*length/n)*sloop),(dB/2,(i*length/n)*sloop+dH/2),(dB*3/4,(i*length/n)*sloop),(dB,(i*length/n)*sloop+dH)。

在上述的一种基于云技术的突发性水环境风险预测系统，服务端的污染物特征概化模块包括：

排污过程生成子单元：用于根据用户设定的污染物特征参数，生成水环境数值模型所需要的排污序列数据。污染物特征参数包括，污染物总量m，污染物密度p，排放时间time，排污模式包括抛物线型、三角形、梯形、自定义4种。不同的排污方式预置了不同排污过程模板。