[发明专利]一种农用地土壤环境质量预警管理系统

权利要求书

1.一种农用地土壤环境质量预警管理系统，其特征在于，所述管理系统包括农用地土壤环境质量数据库、地理信息系统GIS平台、土壤污染物含量信息查询与发布平台；

农用地土壤环境质量数据库，用于采集土壤历年的重金属含量变化；

所述地理信息系统GIS平台，用于根据土壤所在地区的地理环境构建3D模型；

所述土壤污染物含量查询与发布平台是在所述农用地土壤环境质量数据库的集成管理基础上，基于所述地理信息系统GIS平台，将特征污染物通量信息、区域环境信息和农用地土壤环境质量预警融合为一体。

2.根据权利要求1所述农用地土壤环境质量预警管理系统，其特征在于，所述农用地土壤环境质量数据库的建立方法包括步骤如下：

步骤1：采集土壤基本信息；所述土壤基本信息包括农田土壤耕作情况，土壤pH、土壤中有害金属的含量、所述有害金属包括镉、汞、铅、砷、铬；

步骤2：确定土壤重金属的输入源、输出源，并分别进行一年的通量估算；所述土壤重金属的输入源包括大气沉降、肥料输入、污水灌溉，输出源为作物输出，

步骤3：利用步骤2中土壤重金属的输入源、输出源通量，估算土壤重金属年累积通量；

步骤4：利用步骤3所得土壤当年的重金属年累积率，计算农用地土壤环境污染物含量，并重复步骤2、3、4，以计算不同年份土壤中污染物含量；

步骤5：确定土壤所在地的地理信息，将步骤4中计算得到的农用地土壤环境污染物含量与地理信息结构进行空间分配计算，构建农用地土壤环境污染物含量网格化空间分布数据，确定土壤所在地区历年的重金属含量变化，并将所述农用地土壤环境污染物含量网格化空间分布数据与研究区域行政区划图通过利用插值法进行叠加分析，根据污染等级绘制农用地土壤环境质量地图；

步骤6：将步骤5所得农用地土壤环境质量地图结合开源PostgreSQL数据库引擎，建立基于地理信息系统GIS的空间关系数据库，将农用地土壤环境质量数据与所述空间关系数据库相结合构建农用地土壤环境质量数据库。

3.根据权利要求2所述农用地土壤环境质量预警管理系统，其特征在于，所述土壤污染物含量信息查询与发布平台前端将步骤5中建立的所述农用地土壤环境质量地图接入百度地图API接口，实现数据可视化和网络展示，所述土壤污染物含量信息查询与发布平台后端通过步骤6中建立的所述农用地土壤环境质量数据库系统对数据进行规范和管理。

4.根据权利要求2所述农用地土壤环境质量预警管理系统，其特征在于，所述步骤2中土壤重金属的输入源包括大气沉降、肥料输入、污水灌溉，输出源为作物输出，土壤中重金属的年累积通量估算模型为：

NF＝Q+F+S-R

式中，Q、F、S、R分别表示大气沉降、肥料输入、污水灌溉、作物输出的重金属量。

5.根据权利要求4所述农用地土壤环境质量预警管理系统，其特征在于，所述步骤2中重金属大气沉降通量的计算方法为：

确定土壤所在区域的大气污染物排放源清单，编制区域大气排放清单方案、排放因子评估技术方法、排放量计算模型参数率定方法和质量保证与质量控制操作协议，开展土壤所在区域的大气污染源排放清单编制和排放清单校验工作，进行数据建模，数据建模方法为建立污染物排放空间分布特征的关系模型，制定时间变化特征和空间分布特征表征数据的收集方案，开展污染排放关系模型参数采集工作和空间分配因子系数建立工作，结合时空分配系数数据库和基准年清单，建立区域基准年高时空分辨率排放源清单。

6.根据权利要求4所述农用地土壤环境质量预警管理系统，其特征在于，所述步骤2中重金属肥料输入通量的计算方法为：

确定通量计算时间内农业生产中农用物资的输入数量，并采集相应的各类代表性样品进行重金属含量分析，确定肥料输入通量。

7.根据权利要求4所述农用地土壤环境质量预警管理系统，其特征在于，所述步骤2中重金属污水灌溉通量的计算方法为：

在土壤所在区域设置灌溉水输入量计算点，采样选择在采样前连续3天无降水、水质较稳定的时段，监测灌溉水中重金属含量。