一种三水统筹下水质评价体系模型构建系统、设备及终端技术方案

本发明专利技术属于水质评价技术领域，公开了一种三水统筹下水质评价体系模型构建系统、设备及终端，所述三水统筹下水质评价体系模型构建系统包括：水样采集模块、水质检测模块、水质判断模块、水指标预测模型构建模块、水资源评价模块、水环境评价模块、水生态评价模块、水质综合评价模块。本发明专利技术提供的基于“水资源，水环境，水生态”三水统筹下的水质评价体系模型，通过水质检测模块根据修正后的样本水样水质参数矩阵，对水样水质进行分析评价，实现实时准确检测水样水质状况；通过水指标预测模型构建模块同时建立多种水质指标预测模型，从而可在实际测量时根据测量数据分别测量出各种所需的水质指标，节省了预测步骤，提高水质指标预测的准确性。的准确性。的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种三水统筹下水质评价体系模型构建系统、设备及终端


[0001]本专利技术属于水质评价
，尤其涉及一种三水统筹下水质评价体系模型构建系统、设备及终端。

技术介绍

[0002]水质(waterquality)作为水环境质量的表征，通常包括水体的物理(如色度、浊度、臭味等)、化学(无机物和有机物的含量)和生物(细菌、微生物、浮游生物、底栖生物)等多方面的因子。水环境质量通常通过水质评价发方式进行表示。如生活饮用水、工业用水和渔业用水等水质标准。现有水质评价一般为水环境评价(以水化学指标为主)、水生态评价(以水体富营养化状态为主)。不同的化学指标选取标准下得出的水质评价结果差别较大；水生态评价多以浮游植物、浮游动物、底栖动物等一种或多种指标作参考，评价结果也会有较大差异。以上水质评价方式中，存在或评价标准不统一，或工作量大导致结果时效滞后的问题，现有水质评价模式下缺乏水资源量的参考，评价结果往往比较片面，往往难以准确反映出水质状况。因此，亟需设计一种新的水质评价体系模型及其构建系统。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004](1)现有水质评价方法偏向于依赖化学指标或水生态指标，不能全面综合反映水环境质量，且没有考虑水资源量的影响因素。
[0005](2)现有水质评价方法存在评价标准不统一或工作量大导致结果时效滞后的问题；且缺乏水资源量的参考，评价结果不够全面。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种三水统筹(水资源，水环境，水生态)下水质评价体系模型构建系统、设备及终端，尤其涉及一种基于三水统筹下水质评价体系模型构建系统、介质、设备及终端。本专利技术适用于河流、湖泊水体环境。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种三水统筹下水质评价体系模型构建系统，所述三水统筹下水质评价体系模型构建系统包括：
[0008]水样采集模块，与水质检测模块连接，用于通过采样器采集河流水样和湖库水样；
[0009]水质检测模块，与水样采集模块、水质判断模块连接，用于通过水质检测设备对采集的水样水质进行检测；
[0010]水质判断模块，与水质检测模块、水指标预测模型构建模块连接，用于通过判断程序对水质等级进行判断；
[0011]水指标预测模型构建模块，与水质判断模块、水资源评价模块连接，用于通过模型构建程序根据所述水质检测和/或判断数据构建水指标预测模型；
[0012]水资源评价模块，与水指标预测模型构建模块连接，用于通过评价程序根据所述水指标预测模型对水资源进行评价；
[0013]水生态评价模块，与水指标预测模型构建模块连接，用于通过评价程序根据所述
水指标预测模型对水生态进行评价；
[0014]水质综合评价模块，与水资源评价模块、水环境评价模块和水生态评价模块连接，用于通过综合评价函数对水资源、水环境和水生态进行综合评价。
[0015]进一步，所述通过水质检测模块利用水质检测设备对采集的水样水质进行检测包括：
[0016](1)按照采样地理位置分层建立各水样水质参数对应的权值；利用水质检测设备获取采样器发送的水样水质参数信息；所述水样水质参数信息包括多个水质参数；
[0017](2)根据所述参数信息建立样本水质参数矩阵；根据预设的各水质参数对应的权值，对所述样本水质参数矩阵的特征值进行修正；所述样本水质参数矩阵为A
ij
，i为第i个水质样本，j为第j个水样水质参数；
[0018](3)计算修正后的样本水质参数矩阵的每行的和值；分别计算每行的所述和值与标准值的差值，作为水质评价指标进行水质检测。
[0019]进一步，所述根据预设的各水质参数对应的权值，对所述样本水质参数矩阵的特征值进行修正包括：
[0020]根据分层建立的各水样水质参数对应的权值以及所述采样地理位置，对所述样本水样水质参数矩阵中各特征值进行修正；和/或
[0021]根据不同的水源性质建立的各水样水质参数对应的权值以及所述水源性质，对所述样本水样水质参数矩阵中各特征值进行修正；
[0022]其中，所述各样本的水质参数信息还包括水源性质。
[0023]进一步，所述分别计算每行的所述和值与标准值的差值，作为水样水质评价指标包括：
[0024]计算修正后的样本水质参数矩阵的矩阵值；
[0025]计算所述矩阵值与预设阀值的差值，作为水质评价指标。
[0026]进一步，所述通过水指标预测模型构建模块利用模型构建程序根据所述水质检测和/或判断数据构建水指标预测模型包括：
[0027](1)构建水指标数据库；采集多种水样类型的多种水质指标浓度的若干水样作为样本，分别获得每一个样本的水质评价指标，所述水质评价指标至少为一个，并将采集的水质评价指标数据存入水指标数据库中；所述水质评价指标选自溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮或总磷中的任意一种；
[0028](2)测量每一个水质样本对应的光谱，得到原始光谱，并获取物理参数；对水质样本进行至少两次消解，所述至少两次消解中，每一次消解针对目标污染物的消解率均大于98％，每消解一次就测量一次对应的光谱，得到各消解光谱，同时获取每次消解的消解参数及每次消解后的样本的物理参数；所述对应的光谱为紫外可见吸收光谱与近红外吸收光谱；
[0029](3)根据各样本的所述原始光谱、各消解参数、对应的各物理参数、对应的各消解光谱及对应样本的所需水质指标，分别构建针对各水质评价指标的各水质指标预测模型，所述各水质指标预测模型为水质溶解氧预测模型和/或水质高锰酸盐指数预测模型和/或水质五日生化需氧量预测模型和/或水质氨氮预测模型和/或水质总磷预测模型。
[0030]进一步，在测量时将样本均置于光学测量池中进行测量；在消解时将样本均置于
消解池中进行消解；所述消解为湿式消解或电化学消解或紫外消解或微波消解；
[0031]当消解为湿式消解时，所述消解参数包括所选试剂、消解时间以及压力；
[0032]当消解为电化学消解时，所述消解参数包括pH值、电极面积、电压值、电流值以及消解时间。
[0033]进一步，所述通过水质综合评价模块利用综合评价函数对水资源、水环境和水生态进行综合评价包括：
[0034](1)将多指标水质样本输入构建得到的所述水质检测和/或判断数据构建水指标预测模型中，并根据差异度系数进行水质样本指标有效性筛选；
[0035](2)确定所述水质样本指标权重，并输入评价等级标准样本；根据水质样本与评价等级标准样本确定同一度、差异度和对立度；
[0036](3)利用综合评价函数得出联系趋势度矩阵，计算水质样本与各等级标准的趋势度值；进行差异校验，通过校验则得出综合评价等级。
[0037]进一步，所述综合评价函数的表达式为：
[0038][0039]其中，H
n
表示水资源、水环境和水生态的综合评价等级；u(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三水统筹下水质评价体系模型构建系统，其特征在于，所述三水统筹下水质评价体系模型构建系统包括：水样采集模块，与水质检测模块连接，用于通过采样器采集河流水样和湖库水样；水质检测模块，与水样采集模块、水质判断模块连接，用于通过水质检测设备对采集的水样水质进行检测；水质判断模块，与水质检测模块、水指标预测模型构建模块连接，用于通过判断程序对水样水质量等级进行判断；水指标预测模型构建模块，与水质判断模块、水资源评价模块连接，用于通过模型构建程序根据所述水质检测和/或判断数据构建水指标预测模型；水资源评价模块，与水指标预测模型构建模块连接，用于通过评价程序根据所述水指标预测模型对水资源进行评价；水生态评价模块，与水指标预测模型构建模块连接，用于通过评价程序根据所述水指标预测模型对水生态进行评价；水质综合评价模块，与水资源评价模块、水环境评价模块和水生态评价模块连接，用于通过综合评价函数对水资源、水环境和水生态进行综合评价。2.如权利要求1所述三水统筹下水质评价体系模型构建系统，其特征在于，所述通过水质检测模块利用水质检测设备对采集的水样水质进行检测包括：(1)按照采样地理位置分层建立各水样水质参数对应的权值；利用水质检测设备获取采样器发送的水样水质参数信息；所述水样水质参数信息包括多个水样水质参数；(2)根据所述参数信息建立样本水样水质参数矩阵；根据预设的各水样水质参数对应的权值，对所述样本水样水质参数矩阵的特征值进行修正；所述样本水样水质参数矩阵为A
ij
，i为第i个水质样本，j为第j个水样水质参数；(3)计算修正后的样本水样水质参数矩阵的每行的和值；分别计算每行的所述和值与标准值的差值，作为水样水质评价指标进行水样水质检测。3.如权利要求2所述三水统筹下水质评价体系模型构建系统，其特征在于，所述根据预设的各水样水质参数对应的权值，对所述样本水样水质参数矩阵的特征值进行修正包括：根据分层建立的各水样水质参数对应的权值以及所述采样地理位置，对所述样本水样水质参数矩阵中各特征值进行修正；和/或根据不同的水源性质建立的各水样水质参数对应的权值以及所述水源性质，对所述样本水样水质参数矩阵中各特征值进行修正；其中，所述各样本的水样水质参数信息还包括水源性质。4.如权利要求2所述三水统筹下水质评价体系模型构建系统，其特征在于，所述分别计算每行的所述和值与标准值的差值，作为水样水质评价指标包括：计算修正后的样本水样水质参数矩阵的矩阵值；计算所述矩阵值与预设阀值的差值，作为水样水质评价指标。5.如权利要求1所述三水统筹下水质评价体系模型构建系统，其特征在于，所述通过水指标预测模型构建模块利用模型构建程序根据所述水质检测和/或判断数据构建水指标预测模型包括：(1)构建水指标数据库；采集多种水样类型的多种水质指标浓度的若干水样作为样本，
分别获得每一个样本的水质评价指标，所述水质评价指标至少为一个，并将采集的水质评价...

【专利技术属性】
技术研发人员：马威，高龙健，樊孔明，王忠，王宝宝，王萍，
申请(专利权)人：生态环境部淮河流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心，
类型：发明
国别省市：