[发明专利]一种饮用水消毒副产物预测方法及系统

说明书

本发明公开了一种饮用水消毒副产物预测方法及系统。该方法包括：获取待预测饮用水的水龄预测数据和待预测饮用水的水质数据；将水龄预测数据和水质数据输入预测饮用水消毒副产物的自适应遗传BP神经网络模型，得到饮用水消毒副产物预测值。采用本发明的饮用水消毒副产物预测方法及系统，能够高效、经济的预测给水管网中消毒副产物。

技术领域

本发明涉及水质检测技术领域，特别是涉及一种饮用水消毒副产物预测方法及系统。

背景技术

城市供水管网是保障人民生活水平的重要基础设施，饮用水安全问题受到越来越多的关注。但是，目前大部分城市供水管网设施老旧、信息不完善、管理方式落后，导致处理达标的饮用水遭受到“二次污染”，为此不得不在饮用水中保持适量的余氯，但是在水厂添加氯消毒剂的同时，会与水中有机物发生反应，生成消毒副产物(DBP_S)。DBP_S主要包括：三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)、卤乙腈(HANs)等。这些消毒副产物会对人体健康产生巨大的威胁，DBP_S的含量往往很低，无法达到现有仪器的检测限，因而需要对水样进行浓缩或萃取等预处理，还需要使用气相色谱(GC)、气相色谱/质谱(GC/MS)等仪器，检测费用较高，在测定消毒副产物时会消耗大量的时间以及经费，因此寻求一种高效、经济检测给水管网中消毒副产物的方法，对保障饮用水的安全具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种饮用水消毒副产物预测方法及系统，能够高效、经济的预测给水管网中消毒副产物。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种饮用水消毒副产物预测方法，包括：

获取待预测饮用水的水龄预测数据和待预测饮用水的水质数据；

将所述水龄预测数据和所述水质数据输入预测饮用水消毒副产物的自适应遗传BP神经网络模型，得到饮用水消毒副产物预测值。

可选的，在所述获取待预测饮用水的水龄预测数据和水质数据，之后还包括：

将所述待预测饮用水的水龄预测数据和所述待预测饮用水的水质数据进行归一化处理，得到归一化后的待预测饮用水的水龄预测数据和归一化后的待预测饮用水的水质数据。

可选的，所述水龄预测数据，具体生成方法包括：

获取给水管网参数；所述给水管网参数包括管段长度、管径尺寸、管段流速边界条件、管段之间节点的流量和水头边界条件；

根据所述给水管网参数建立供水管网水力模型；

根据所述供水管网水力模型计算待预测饮用水的水龄，得到水龄预测数据。

可选的，所述预测饮用水消毒副产物的自适应遗传BP神经网络模型，具体构建方法如下：

获取历史水龄数据、历史水质数据和历史饮用水消毒副产物数据；

对所述历史水龄数据和所述历史水质数据进行归一化处理，得到归一化后的历史水龄数据和归一化后的历史水质数据；

根据所述归一化后的历史水龄数据、所述归一化后的历史水质数据和所述历史饮用水消毒副产物数据建立BP神经网络模型；

获取饮用水消毒副产物数据期望值；

将饮用水消毒副产物数据期望值与所述BP神经网络模型输出的饮用水消毒副产物数据实际值差值平方和的倒数作为自适应遗传算法的目标函数，对所述BP神经网络模型中的参数进行优化，得到预测饮用水消毒副产物的自适应遗传BP神经网络模型。

可选的，所述根据所述归一化后的历史水龄数据、所述归一化后的历史水质数据和所述历史饮用水消毒副产物数据建立BP神经网络模型，具体包括：