一種流域水環(huán)境安全預(yù)警方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水資源控制與管理技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種流域水環(huán)境安全預(yù)警方法 及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著各種水污染突發(fā)事故的頻發(fā)，國外學(xué)者開始關(guān)注水環(huán)境安全預(yù)警模 型研究，其中，以歐洲針對事故應(yīng)急處理建立的萊茵河國際預(yù)警系統(tǒng)和多瑙河水質(zhì)突發(fā)事 故預(yù)警系統(tǒng)等較具代表性。這些預(yù)警系統(tǒng)在多起水污染事件應(yīng)急處理中得到了應(yīng)用，降低 了水污染突發(fā)事故的影響。90年代開始，國內(nèi)學(xué)者逐步在水環(huán)境安全預(yù)警理論體系、預(yù)警技 術(shù)手段方面展開探索。其中，預(yù)警模型相關(guān)研究亦主要側(cè)重于突發(fā)型風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警需求，多采用 單一水質(zhì)模擬模型、重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)水體水質(zhì)對特定污染源的響應(yīng)模擬功能。但這種模型功能單 一無法適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的綜合預(yù)警。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種流域水環(huán)境安全預(yù)警方法及系統(tǒng)，能夠綜合 多個(gè)模型進(jìn)行水環(huán)境安全預(yù)警。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種流域水環(huán)境安全預(yù)警方法，所述 流域水環(huán)境安全預(yù)警方法包括：
[0005]根據(jù)模型特點(diǎn)要素對模型進(jìn)行調(diào)研、分析和選取，所述模型包括社會經(jīng)濟(jì)與資源 利用模型、土地利用預(yù)測模型、流域面源污染負(fù)荷模擬模型和流域水環(huán)境水動力水質(zhì)模擬 模型；
[0006]對選取的模型進(jìn)行集成；
[0007]利用研究區(qū)環(huán)境數(shù)據(jù)，運(yùn)用集成的模型對水環(huán)境進(jìn)行模擬和預(yù)測，得到預(yù)測結(jié)果；
[0008]根據(jù)預(yù)測結(jié)果形成預(yù)警判斷，提供警示信息。
[0009]優(yōu)選的，所述社會經(jīng)濟(jì)與資源利用模型，用于從時(shí)間序列上識別流域人類活動對 水環(huán)境安全的風(fēng)險(xiǎn)脅迫，模擬和預(yù)測出不同發(fā)展和規(guī)劃情景下的人口、產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵指標(biāo)變化 狀況；
[0010]所述土地利用預(yù)測模型，用于從空間格局上識別流域人類活動對水環(huán)境安全的風(fēng) 險(xiǎn)脅迫，診斷土地利用格局歷史變化特征，模擬預(yù)測未來變化趨勢；
[0011]所述流域面源污染負(fù)荷模擬模型，用于從數(shù)量和結(jié)構(gòu)上識別流域人類活動對水環(huán) 境安全的直接壓力，模擬和預(yù)測不同警源影響下的主要污染物排放量的變化狀況；
[0012] 所述流域水環(huán)境水動力水質(zhì)模擬模型，用于模擬和預(yù)測不同警兆條件下的水環(huán)境 質(zhì)量響應(yīng)狀況。
[0013] 優(yōu)選的，所述模型特點(diǎn)要素包括模型適用范圍、模擬優(yōu)勢、復(fù)雜程度、數(shù)據(jù)要求、應(yīng) 用成熟度與廣泛度中的至少一種。
[0014] 優(yōu)選的，所述對選取的模型進(jìn)行集成，包括：
[0015] 根據(jù)集成模型框架、單個(gè)模型功能、模型之間的數(shù)據(jù)信息對接和耦合關(guān)注要素進(jìn) 行選取模型的集成。
[0016] 優(yōu)選的，所述利用研究區(qū)環(huán)境數(shù)據(jù)，運(yùn)用集成的模型對水環(huán)境進(jìn)行模擬和預(yù)測，得 到預(yù)測結(jié)果，包括：
[0017]采用研究區(qū)環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，運(yùn)用集成的模型對水環(huán)境進(jìn)行模擬，并針對不同情景 條件對未來各關(guān)鍵要素變化進(jìn)行預(yù)測，得到預(yù)測結(jié)果；
[0018] 優(yōu)選的，所述根據(jù)預(yù)測結(jié)果形成預(yù)警判斷，提供警示信息，包括：
[0019] 確定研究區(qū)預(yù)警指標(biāo)和預(yù)警級別劃分，結(jié)合模擬預(yù)測結(jié)果，形成不同情景的預(yù)警 判斷，提供警示信息。
[0020] 優(yōu)選的，所述對選取的模型進(jìn)行集成，包括：
[0021] 社會經(jīng)濟(jì)與資源利用模型根據(jù)不同情境對模型中所有變量進(jìn)行初始化，輸出流域 內(nèi)所有社會經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵指標(biāo)和主要污染物點(diǎn)源負(fù)荷的年度預(yù)測值；
[0022] 土地利用預(yù)測模型轉(zhuǎn)換規(guī)則通過用戶指定的土地轉(zhuǎn)換適宜性圖集演化，基于模型 模擬得出不同情景各年份的土地利用情況，預(yù)測年份結(jié)果可以直接作為流域面源污染負(fù)荷 模擬模型面源負(fù)荷預(yù)測的重要輸入文件；
[0023]流域面源污染負(fù)荷模擬模型模擬的非點(diǎn)源污染物通量結(jié)果在子流域匯流點(diǎn)逐日 輸出；
[0024]流域水環(huán)境水動力水質(zhì)模擬模型將社會經(jīng)濟(jì)與資源利用模型輸出的流域內(nèi)所有 社會經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵指標(biāo)和主要污染物點(diǎn)源負(fù)荷的年度預(yù)測值與流域面源污染負(fù)荷模擬模型在 預(yù)測年份的面源負(fù)荷預(yù)測結(jié)果轉(zhuǎn)化為流域水環(huán)境水動力水質(zhì)模擬模型所需的流量和點(diǎn)源 輸入條件，綜合上下游的流量和水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、已有的水下地形數(shù)據(jù)和區(qū)域內(nèi)斷面的水文 水質(zhì)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步模擬得出流域內(nèi)主要斷面的水動力水質(zhì)變化趨勢。
[0025]優(yōu)選的，所述警示信息包括當(dāng)前預(yù)警信息和變化趨勢預(yù)警信息；
[0026]若當(dāng)前的狀態(tài)超過預(yù)先設(shè)定的當(dāng)前預(yù)警閾值時(shí)，發(fā)出當(dāng)前警示信息;若當(dāng)前的狀 態(tài)沒有超過預(yù)先設(shè)定的當(dāng)前預(yù)警閾值，但在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)變化幅度和惡化趨勢超 過預(yù)先設(shè)定的變化趨勢閾值時(shí)，發(fā)出變化趨勢警示信息。
[0027]本發(fā)明還提供一種流域水環(huán)境安全預(yù)警系統(tǒng)，所述流域水環(huán)境安全預(yù)警系統(tǒng)包 括：
[0028]模型選取模塊，用于根據(jù)模型特點(diǎn)要素對模型進(jìn)行調(diào)研、分析和選取，所述模型包 括社會經(jīng)濟(jì)與資源利用模型、土地利用預(yù)測模型、流域面源污染負(fù)荷模擬模型和流域水環(huán) 境水動力水質(zhì)模擬模型；
[0029]模型集成模塊，用于對選取的模型進(jìn)行集成；
[0030]預(yù)測結(jié)果模塊，用于利用研究區(qū)環(huán)境數(shù)據(jù)，運(yùn)用集成的模型對水環(huán)境進(jìn)行模擬和 預(yù)測，得到預(yù)測結(jié)果；
[0031]預(yù)警判斷模塊，用于根據(jù)預(yù)測結(jié)果形成預(yù)警判斷，提供警示信息。
[0032]優(yōu)選的，所述模型選取模塊包括：
[0033]社會經(jīng)濟(jì)與資源利用子模塊，用于從時(shí)間序列上識別流域人類活動對水環(huán)境安全 的風(fēng)險(xiǎn)脅迫，模擬和預(yù)測出不同發(fā)展和規(guī)劃情景下的人口、產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵指標(biāo)變化狀況；
[0034] 土地利用預(yù)測子模塊，用于從空間格局上識別流域人類活動對水環(huán)境安全的風(fēng)險(xiǎn) 脅迫，診斷土地利用格局歷史變化特征，模擬預(yù)測未來變化趨勢；
[0035] 流域面源污染負(fù)荷模擬子模塊，用于從數(shù)量和結(jié)構(gòu)上識別流域人類活動對水環(huán)境 安全的直接壓力，模擬和預(yù)測不同警源影響下的主要污染物排放量的變化狀況；
[0036] 流域水環(huán)境水動力水質(zhì)模擬子模塊，用于模擬和預(yù)測不同警兆條件下的水環(huán)境質(zhì) 量響應(yīng)狀況。
[0037] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：
[0038] 上述方案中，通過設(shè)置社會經(jīng)濟(jì)與資源利用模型、土地利用預(yù)測模型、流域面源污 染負(fù)荷模擬模型和流域水環(huán)境水動力水質(zhì)模擬模型，并對模型進(jìn)行選取和集成，能夠適應(yīng) 不同的場景、環(huán)境和要求，全面綜合的生成水環(huán)境安全預(yù)警，提高水環(huán)境安全預(yù)警的穩(wěn)定性 和準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的流域水環(huán)境安全預(yù)警方法流程圖；
[0040]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的流域水環(huán)境安全預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具 體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0042]如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施例一種流域水環(huán)境安全預(yù)警方法，所述流域水環(huán)境安全 預(yù)警方法包括：
[0043] 步驟101:根據(jù)模型特點(diǎn)要素對模型進(jìn)行調(diào)研、分析和選取，所述模型包括社會經(jīng) 濟(jì)與資源利用模型、土地利用預(yù)測模型、流域面源污染負(fù)荷模擬模型和流域水環(huán)境水動力 水質(zhì)模擬模型。
[0044]步驟102:對選取的模型進(jìn)行集成。
[0045]步驟103:利用研究區(qū)環(huán)境數(shù)據(jù)，運(yùn)用集成的模型對水環(huán)境進(jìn)行模擬和預(yù)測，得到 預(yù)測結(jié)果。
[0046]步驟104:根據(jù)預(yù)測結(jié)果形成預(yù)警判斷，提供警示信息。
[0047]本發(fā)明實(shí)施例的流域水環(huán)境安全預(yù)警方法，通過設(shè)置社會經(jīng)濟(jì)與資源利用模型、 土地利用預(yù)測模型、流域面源污染負(fù)荷模擬模型和流域水環(huán)境水動力水質(zhì)模擬模型，并對 模型進(jìn)行選取和集成，能夠適應(yīng)不同的場景、環(huán)境