[发明专利]一种水环境预警综合管理平台

权利要求书

1.一种水环境预警综合管理平台，其特征在于，主要包括依次相连的基本信息管理模块(1)、水环境分析与评价模块(2)、水环境预警预报模块(3)和水环境综合管理模块(4)；

所述基本信息管理模块(1)用于分类、分区、分点建立监测点数据库，通过输入查询数据库中的数据资料，并在电子地图上显示对应的监测站点；或删除数据库的数据资料，或将新监测到的数据记录到数据库；

所述水环境分析与评价模块(2)包括水质数据分析与评价子模块(21)和水环境状况评价与测算子模块(22)；

所述水质数据分析与评价子模块(21)包括水质报表单元(210)、水质评价单元(211)、水质分析单元(212)和趋势分析单元(213)，所述水质报表单元(210)用于将从所述监测点数据库提取各监测点的水环境数据，并以日报、周报、月报和年报的形式进行分类统计并建立水质报表；所述水质评价单元(211)用于设定水质评价标准和根据监测点选择评价方法，对所述水环境数据进行评价结果统计，并将评价结果以条形图、柱状图、折线图或饼状图形式显示；所述水质分析单元(212)用于对监测点进行水量平衡分析和水体富营养化评价；所述趋势分析单元(213)利用聚类分析法或回归分析法得出水质分析结果并通过晕渲图显示；

所述水环境状况评价与测算子模块(22)包括水环境容量测算单元(220)、水污染压力分析单元(221)和水环境容量特征及水质改善建议单元(222)，所述水环境容量测算单元(220)用于查询监测点水体的天然容量和理想容量，并且根据水质分析结果测算可利用容量和剩余容量；所述水污染压力分析单元(221)用于根据工业污染源、生活污染源和面源污染对各监测点进行污染物排放量的预测；所述水环境容量特征及水质改善建议单元(222)用于根据水质评定和分析结果，对各监测点的水环境容量特征进行总结并给出合理的水质改善建议和方案；

所述水环境预警预报模块(3)包括水质超标预警单元(31)、污染源核算单元(32)和水质污染态势预报单元(33)，所述水质超标预警单元(31)通过电子地图标记预报预警站点的预警状态分布，并对预警信息进行记录；所述污染源核算单元(32)通过点源和非点源两种方式进行污染源核算；所述水质污染态势预报单元(33)通过构建河网水质模型和二维动力水质模型制定模拟方案并展示模拟结果；

所述水环境综合管理模块(4)包括日常管理单元(41)和应急管理单元(42)，所述日常管理单元(41)以常规监测点数据为来源，计算COD、BOD5、氨氮、总磷和总氮水质指标标准平均值，用于作为各监测点的水质综合评价；所述应急管理单元(42)在接收到各监测点当前的水质信息后，对所述水质信息进行综合分析，并根据应急规程和风险源划分污染等级，将污染信息发送至下级分区负责人，同时启动应急响应、应急处置和应急保障；

所述基本信息管理模块(1)包括水系分布单元(11)、水环境分区单元(12)、水污染源现状调查评价单元(13)、人口与经济单元(14)和监测点位单元(15)；所述水系分布单元(11)用于记录水系分区、区位、类型、水系、水质等级、长度、总落差、流域面积、流量、河道比降、规划占地约公顷、目前湿地面积公顷、水域面积公顷、常水位和平均设计水深；所述水环境分区单元(12)用于建立水污染控制单元列表和水环境功能区划；所述水污染源现状调查评价单元(13)用于建立污水厂列表和点源污染列表；所述人口与经济单元(14)用于建立项目信息、经济信息和人口信息列表；所述监测点位单元(15)用于记录水质监测点类型、所属区域、名称、时间、经度、纬度、PH值、溶解氧、高锰酸钾指数、氨氮、水温和浊度；

所述综合管理平台还包括GIS系统模块(5)，所述GIS系统模块(5)与所述基本信息管理模块(1)相连，用于对所述电子地图进行放大、缩小、平移、全图及图层控制；

所述综合管理平台还包括数据监测模块(6)，用于从遥感卫星或水质监测设备获取监测水体区域的实时空间数据和属性数据，并通过无线信号将所监测到的空间数据和属性数据传输至所述基本信息管理模块(1)；

所述非点源的模拟方案流程包括：依次上传基础地理信息、气象信息、雨水情信息、点源和水质信息和土地利用信息，再进行非点源空间离散化，最后点击运行模拟方案展示方案结果图；所述基础地理信息包括数字高程模型、河网图、境界数据库和土壤图；所述气象信息包括气温、风速、相对湿度、太阳辐射量和气象站点位置分布；所述雨水情信息包括多年的日降水资料、站点基本信息及日水文资料和水库信息；所述点源和水质信息包括入河排污口位置，排污方式，排放量，总氮，总磷，COD和氨氮；所述土地利用信息包括土地利用类型图；

所述河网水质模型建立步骤为：第一步，设置模拟时间，包括时间间隔、开始时间和结束时间；第二步，设置河网空间信息；第三步，水质信息设定，包括设置水质等级、流速和水深参数；第四步，设置污染事故，包括污染物时间、经度、纬度、污染物名称和污染物的量；第五步，输入水动力边界条件，包括边界描述、边界类型、分支名称、断面距离、闸门编号和边界编号；第六步，运行模拟方案，显示污染物迁移过程及曲线分析图；

所述二维动力水质模型建立步骤为：第一步，设置模拟时间，包括时间间隔、开始时间和结束时间；第二步，设置水体空间信息；第三步，模型参数设置，包括底摩擦系数和初始条件；第四步，设置污染事故，包括污染物时间、经度、纬度、污染物名称和污染物的量；第五步，输入水动力边界条件，包括类型、格式、底摩擦系数和数据文件；第六步，运行模拟方案，显示监测点污染物浓度时间历程图；

所述评价方法包括标准指数法、单因子评价和水质质量系数法；

所述水环境预警综合管理平台的预警方法，包括以下步骤：

S1：所述基本信息管理模块(1)将从所述数据监测模块(6)获取各监测站点的实时监测数据，进行预处理后录入所述数据库；

S2：通过所述水质数据分析与评价子模块(21)对预处理后的实时监测数据进行归类整理，然后选择评价方法对归类整理后的数据进行分析，得到分析值；然后根据水质评价标准判断所述分析值是否符合相对应的指标要求，若不符合，则进入S3，若符合，则忽略所述分析值；

S3：将所述分析值对应所述预处理后的实时监测数据，并进行风险源确认，通过所述水环境状况评价与测算子模块(22)对风险源进行测算及预测，得到模拟结果，通过所述水环境预警预报模块(3)判断所述模拟结果是否达到预警标准，若符合，则进入S4，若不符合，则忽略所述模拟结果；

S4：依据所述模拟结果通过水环境综合管理模块(4)对比应急规程和风险源划分污染等级，将污染信息发送至下级分区负责人，同时启动应急响应、应急处置和应急保障。