[发明专利]基于信息熵的供水管网黄水风险评估方法、设备、介质、产品

说明书

本发明提供基于信息熵的供水管网黄水风险评估方法，包括步骤：建立管道铁释放浓度与水质影响因素拟合曲线；通过建立的拟合曲线和实际管网水质参数变化范围，计算基于单一水质监测数据的信息熵值；通过联合信息熵公式和单一水质信息熵值，构建管网铁浓度综合信息熵值。本发明涉及一种电子设备、存储介质和程序产品。本发明建立了供水管网铁浓度单位时间内变化剧烈程度的判断指标即信息熵，通过信息熵值建立管网黄水风险评估方法；该风险评估方法的建立，对管网黄水的事前评估提供预警，降低黄水事故的发生概率，保障供水水质安全。

技术领域

本发明涉及供水管网水质技术领域，尤其涉及基于信息熵的供水管网黄水 风险评估方法、设备、介质、产品。

背景技术

供水管网金属管材腐蚀机理、管网水质变化与水体中铁含量的相互影响得到了广泛研究。目前用于管网铁稳定性评价的水质判别指标主要有两大类：一类是基于碳酸钙沉淀溶解平衡建立的水质指标；另一类是基于腐蚀性离子和水的缓冲能力建立的水质指标。这两类指标均可作为进入供水管网的水质稳定性指标对金属元素的释放进行评价，然而，目前供水企业对于管网日常运行中出现的“黄水”问题应对方法有限，基本上仍处于被动处置阶段，仅依靠管网中有限的采样检测等手段进行分析诊断，无法对管网系统逐个节点的铁浓度进行准确预测，也无法对管网中铁释放的动态发展过程及时空变化趋势进行定量评估，不能做到对管网中“黄水”的发生进行事前预警，对于水体变色的预警“后知后觉”，并未考虑管道的铁的释放倾向。

目前，稳定性指数水质评价法和统计分析评价法是铁释放风险评价的一般方法。稳定性指数水质评价法通过某水质因素对水体的稳定性进行评价，进而分析对铁释放的影响，常用指数有朗格利尔饱和指数(LSI)、Riddick指数(RI)、Ryznar指数(RSI)以及拉森比率(LR)等，该类指数多以碳酸钙溶解度作为理论基础建立。通过指数值可以表征水体腐蚀性，从而进一步阐述对管垢铁释放的影响。统计回归分析方法可以通过多因素分析和统计回归建模，分析供水管网时间及空间铁浓度的变化。目前对供水管网铁释放的研究重点集中在影响因素与铁浓度的相关性分析，而仅利用铁浓度的评估方法无法达到“黄水”事件的预警效果。其中，稳定性指数法不能描述管网传输过程中铁的动态变化，而统计回归法的应用则受到监测数据可得性和水力条件变化的双重制约。尤为重要的是，铁释放风险预警不仅与管网中铁浓度本身有关，更取决于管网各处浓度值的变化趋势，而对于这一趋势的量化是实现铁释放风险准确评估的关键。

综上所述，现有评价体系尚无法预测铁释放趋势和浓度变化剧烈程度，因此，急需一种供水管网黄水风险评估方法弥补现有评价方法的不足，为我国“黄水”水质的控制提供技术支撑。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供基于信息熵的供水管网 黄水风险评估方法，在稳定性指数水质参数的基础上，引入熵的概念，构建了 管网系统黄水水质风险评估方法，用以评价管网水体中铁变化趋势。

本发明提供基于信息熵的供水管网黄水风险评估方法，包括以下步骤：

建立拟合曲线，构建管道铁释放浓度与水质影响因素拟合曲线；

计算信息熵值，通过节点水质在线检测设备检测节点水质影响因素，得到 节点水质影响因素的测量值，通过所述节点水质影响因素的测量值计算单位时 间段内水质影响因素在水质变化过程中信息熵概率，并计算信息熵值；

构建管网铁浓度综合信息熵值，利用所述水质影响因素对应的信息熵值， 针对管道特征数据，以协变量的形式构建基于信息熵的管道风险预警模型；

风险预警，通过所述管道风险预警模型进行风险预警，将计算得到的风险 值与风险预警值进行比较，并根据比较结果采取对应措施。

进一步地，所述水质影响因素包括pH值、余氯浓度和溶解氧浓度。