一種流域水環境安全預警方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水資源控制與管理技術領域，特別是指一種流域水環境安全預警方法 及系統。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著各種水污染突發事故的頻發，國外學者開始關注水環境安全預警模 型研究，其中，以歐洲針對事故應急處理建立的萊茵河國際預警系統和多瑙河水質突發事 故預警系統等較具代表性。這些預警系統在多起水污染事件應急處理中得到了應用，降低 了水污染突發事故的影響。90年代開始，國內學者逐步在水環境安全預警理論體系、預警技 術手段方面展開探索。其中，預警模型相關研究亦主要側重于突發型風險預警需求，多采用 單一水質模擬模型、重點實現水體水質對特定污染源的響應模擬功能。但這種模型功能單 一無法適應復雜環境的綜合預警。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種流域水環境安全預警方法及系統，能夠綜合 多個模型進行水環境安全預警。
[0004]為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種流域水環境安全預警方法，所述 流域水環境安全預警方法包括：
[0005]根據模型特點要素對模型進行調研、分析和選取，所述模型包括社會經濟與資源 利用模型、土地利用預測模型、流域面源污染負荷模擬模型和流域水環境水動力水質模擬 模型；
[0006]對選取的模型進行集成；
[0007]利用研究區環境數據，運用集成的模型對水環境進行模擬和預測，得到預測結果；
[0008]根據預測結果形成預警判斷，提供警示信息。
[0009]優選的，所述社會經濟與資源利用模型，用于從時間序列上識別流域人類活動對 水環境安全的風險脅迫，模擬和預測出不同發展和規劃情景下的人口、產業關鍵指標變化 狀況；
[0010]所述土地利用預測模型，用于從空間格局上識別流域人類活動對水環境安全的風 險脅迫，診斷土地利用格局歷史變化特征，模擬預測未來變化趨勢；
[0011]所述流域面源污染負荷模擬模型，用于從數量和結構上識別流域人類活動對水環 境安全的直接壓力，模擬和預測不同警源影響下的主要污染物排放量的變化狀況；
[0012] 所述流域水環境水動力水質模擬模型，用于模擬和預測不同警兆條件下的水環境 質量響應狀況。
[0013] 優選的，所述模型特點要素包括模型適用范圍、模擬優勢、復雜程度、數據要求、應 用成熟度與廣泛度中的至少一種。
[0014] 優選的，所述對選取的模型進行集成，包括：
[0015] 根據集成模型框架、單個模型功能、模型之間的數據信息對接和耦合關注要素進 行選取模型的集成。
[0016] 優選的，所述利用研究區環境數據，運用集成的模型對水環境進行模擬和預測，得 到預測結果，包括：
[0017]采用研究區環境基礎數據，運用集成的模型對水環境進行模擬，并針對不同情景 條件對未來各關鍵要素變化進行預測，得到預測結果；
[0018] 優選的，所述根據預測結果形成預警判斷，提供警示信息，包括：
[0019] 確定研究區預警指標和預警級別劃分，結合模擬預測結果，形成不同情景的預警 判斷，提供警示信息。
[0020] 優選的，所述對選取的模型進行集成，包括：
[0021] 社會經濟與資源利用模型根據不同情境對模型中所有變量進行初始化，輸出流域 內所有社會經濟關鍵指標和主要污染物點源負荷的年度預測值；
[0022] 土地利用預測模型轉換規則通過用戶指定的土地轉換適宜性圖集演化，基于模型 模擬得出不同情景各年份的土地利用情況，預測年份結果可以直接作為流域面源污染負荷 模擬模型面源負荷預測的重要輸入文件；
[0023]流域面源污染負荷模擬模型模擬的非點源污染物通量結果在子流域匯流點逐日 輸出；
[0024]流域水環境水動力水質模擬模型將社會經濟與資源利用模型輸出的流域內所有 社會經濟關鍵指標和主要污染物點源負荷的年度預測值與流域面源污染負荷模擬模型在 預測年份的面源負荷預測結果轉化為流域水環境水動力水質模擬模型所需的流量和點源 輸入條件，綜合上下游的流量和水質監測數據、已有的水下地形數據和區域內斷面的水文 水質數據，進一步模擬得出流域內主要斷面的水動力水質變化趨勢。
[0025]優選的，所述警示信息包括當前預警信息和變化趨勢預警信息；
[0026]若當前的狀態超過預先設定的當前預警閾值時，發出當前警示信息;若當前的狀 態沒有超過預先設定的當前預警閾值，但在預先設定的時間范圍內變化幅度和惡化趨勢超 過預先設定的變化趨勢閾值時，發出變化趨勢警示信息。
[0027]本發明還提供一種流域水環境安全預警系統，所述流域水環境安全預警系統包 括：
[0028]模型選取模塊，用于根據模型特點要素對模型進行調研、分析和選取，所述模型包 括社會經濟與資源利用模型、土地利用預測模型、流域面源污染負荷模擬模型和流域水環 境水動力水質模擬模型；
[0029]模型集成模塊，用于對選取的模型進行集成；
[0030]預測結果模塊，用于利用研究區環境數據，運用集成的模型對水環境進行模擬和 預測，得到預測結果；
[0031]預警判斷模塊，用于根據預測結果形成預警判斷，提供警示信息。
[0032]優選的，所述模型選取模塊包括：
[0033]社會經濟與資源利用子模塊，用于從時間序列上識別流域人類活動對水環境安全 的風險脅迫，模擬和預測出不同發展和規劃情景下的人口、產業關鍵指標變化狀況；
[0034] 土地利用預測子模塊，用于從空間格局上識別流域人類活動對水環境安全的風險 脅迫，診斷土地利用格局歷史變化特征，模擬預測未來變化趨勢；
[0035] 流域面源污染負荷模擬子模塊，用于從數量和結構上識別流域人類活動對水環境 安全的直接壓力，模擬和預測不同警源影響下的主要污染物排放量的變化狀況；
[0036] 流域水環境水動力水質模擬子模塊，用于模擬和預測不同警兆條件下的水環境質 量響應狀況。
[0037] 本發明的上述技術方案的有益效果如下：
[0038] 上述方案中，通過設置社會經濟與資源利用模型、土地利用預測模型、流域面源污 染負荷模擬模型和流域水環境水動力水質模擬模型，并對模型進行選取和集成，能夠適應 不同的場景、環境和要求，全面綜合的生成水環境安全預警，提高水環境安全預警的穩定性 和準確性。
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發明實施例的流域水環境安全預警方法流程圖；
[0040]圖2為本發明實施例的流域水環境安全預警系統結構框圖。
【具體實施方式】
[0041]為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具 體實施例進行詳細描述。
[0042]如圖1所示，本發明的實施例一種流域水環境安全預警方法，所述流域水環境安全 預警方法包括：
[0043] 步驟101:根據模型特點要素對模型進行調研、分析和選取，所述模型包括社會經 濟與資源利用模型、土地利用預測模型、流域面源污染負荷模擬模型和流域水環境水動力 水質模擬模型。
[0044]步驟102:對選取的模型進行集成。
[0045]步驟103:利用研究區環境數據，運用集成的模型對水環境進行模擬和預測，得到 預測結果。
[0046]步驟104:根據預測結果形成預警判斷，提供警示信息。
[0047]本發明實施例的流域水環境安全預警方法，通過設置社會經濟與資源利用模型、 土地利用預測模型、流域面源污染負荷模擬模型和流域水環境水動力水質模擬模型，并對 模型進行選取和集成，能夠適應不同的場景、環境