[发明专利]一种流域水环境安全预警方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及水资源控制与管理技术领域，特别是指一种流域水环境安全预警方法及系统。

背景技术

近年来，随着各种水污染突发事故的频发，国外学者开始关注水环境安全预警模型研究，其中，以欧洲针对事故应急处理建立的莱茵河国际预警系统和多瑙河水质突发事故预警系统等较具代表性。这些预警系统在多起水污染事件应急处理中得到了应用，降低了水污染突发事故的影响。90年代开始，国内学者逐步在水环境安全预警理论体系、预警技术手段方面展开探索。其中，预警模型相关研究亦主要侧重于突发型风险预警需求，多采用单一水质模拟模型、重点实现水体水质对特定污染源的响应模拟功能。但这种模型功能单一无法适应复杂环境的综合预警。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种流域水环境安全预警方法及系统，能够综合多个模型进行水环境安全预警。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种流域水环境安全预警方法，所述流域水环境安全预警方法包括：

根据模型特点要素对模型进行调研、分析和选取，所述模型包括社会经济与资源利用模型、土地利用预测模型、流域面源污染负荷模拟模型和流域水环境水动力水质模拟模型；

对选取的模型进行集成；

利用研究区环境数据，运用集成的模型对水环境进行模拟和预测，得到预测结果；

根据预测结果形成预警判断，提供警示信息。

优选的，所述社会经济与资源利用模型，用于从时间序列上识别流域人类活动对水环境安全的风险胁迫，模拟和预测出不同发展和规划情景下的人口、产业关键指标变化状况；

所述土地利用预测模型，用于从空间格局上识别流域人类活动对水环境安全的风险胁迫，诊断土地利用格局历史变化特征，模拟预测未来变化趋势；

所述流域面源污染负荷模拟模型，用于从数量和结构上识别流域人类活动对水环境安全的直接压力，模拟和预测不同警源影响下的主要污染物排放量的变化状况；

所述流域水环境水动力水质模拟模型，用于模拟和预测不同警兆条件下的水环境质量响应状况。

优选的，所述模型特点要素包括模型适用范围、模拟优势、复杂程度、数据要求、应用成熟度与广泛度中的至少一种。

优选的，所述对选取的模型进行集成，包括：

根据集成模型框架、单个模型功能、模型之间的数据信息对接和耦合关注要素进行选取模型的集成。

优选的，所述利用研究区环境数据，运用集成的模型对水环境进行模拟和预测，得到预测结果，包括：

采用研究区环境基础数据，运用集成的模型对水环境进行模拟，并针对不同情景条件对未来各关键要素变化进行预测，得到预测结果；

优选的，所述根据预测结果形成预警判断，提供警示信息，包括：

确定研究区预警指标和预警级别划分，结合模拟预测结果，形成不同情景的预警判断，提供警示信息。

优选的，所述对选取的模型进行集成，包括：

社会经济与资源利用模型根据不同情境对模型中所有变量进行初始化，输出流域内所有社会经济关键指标和主要污染物点源负荷的年度预测值；

土地利用预测模型转换规则通过用户指定的土地转换适宜性图集演化，基于模型模拟得出不同情景各年份的土地利用情况，预测年份结果可以直接作为流域面源污染负荷模拟模型面源负荷预测的重要输入文件；

流域面源污染负荷模拟模型模拟的非点源污染物通量结果在子流域汇流点逐日输出；

流域水环境水动力水质模拟模型将社会经济与资源利用模型输出的流域内所有社会经济关键指标和主要污染物点源负荷的年度预测值与流域面源污染负荷模拟模型在预测年份的面源负荷预测结果转化为流域水环境水动力水质模拟模型所需的流量和点源输入条件，综合上下游的流量和水质监测数据、已有的水下地形数据和区域内断面的水文水质数据，进一步模拟得出流域内主要断面的水动力水质变化趋势。

优选的，所述警示信息包括当前预警信息和变化趋势预警信息；

若当前的状态超过预先设定的当前预警阈值时，发出当前警示信息；若当前的状态没有超过预先设定的当前预警阈值，但在预先设定的时间范围内变化幅度和恶化趋势超过预先设定的变化趋势阈值时，发出变化趋势警示信息。

本发明还提供一种流域水环境安全预警系统，所述流域水环境安全预警系统包括：

模型选取模块，用于根据模型特点要素对模型进行调研、分析和选取，所述模型包括社会经济与资源利用模型、土地利用预测模型、流域面源污染负荷模拟模型和流域水环境水动力水质模拟模型；