水环境与水生态安全保障管理系统技术方案

本发明专利技术提供一种水环境与水生态安全保障管理系统，包括：安全评价模型、风险评价模型、危机预警模型、水位水质生物量监管模型、突发事故应急反应预案模块、事故后评估模型、安全保障措施模块和综合处理模块。因此，是一种具有从安全隐患辨识、薄弱环节预警、关键要素监管、突发事故应急处置到事故后评估分析的全局保障处理管理系统，加强了对存在安全隐患的重点区域、关键要素进行重点监控和防范的针对性，从而能够加强对监测水域水环境和水生态安全的综合管理；并且，有效降低了对水环境与水生态全面积均衡监管的成本，提高了对水环境与水生态进行监管的效率，对于保障湖泊的水环境与水生态安全，促进社会经济与生态环境和谐发展具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水环境与水生态安全领域，具体涉及一种水环境与水生态安全保障管理系统。
技术介绍
随着全球对水环境和水安全问题的日益重视，水环境与水安全问题已成为关系到人类经济、社会和环境可持续发展的重大问题。由于影响水环境与水安全因素具有多样性和不确定性，而现有技术中，一般是对各区域各种水文、水质、水生态要素进行常规监测和监管，这样的安全管理方法既不能突出对重点区域、关键要素的重点监控和防范，又会因对原本安全状态较好的区域和要素进行 过于宽泛和精细的监管而造成物力、财力上的浪费，因而无法准确、有效及时的评价监测水域是否存在水环境和水安全问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种水环境与水生态安全保障管理系统，是一种具有从安全隐患辨识、薄弱环节预警、关键要素监管、突发事故应急处置到事故后评估分析的全局保障处理管理系统，加强了对存在安全隐患的重点区域、关键要素进行重点监控和防范的针对性，从而能够加强对监测水域的水环境和水安全的综合管理。本专利技术采用的技术方案如下本专利技术提供一种水环境与水生态安全保障管理系统，包括安全评价模型、风险评价模型、危机预警模型、水位水质生物量监管模型、突发事故应急反应预案模块、事故后评估模型、安全保障措施模块和综合处理模块；所述安全评价模型用于对监测区域的各个监测点的水环境与水生态安全状态进行评价，得到各个监测点的安全综合指数值；并将所述各个监测点的安全综合指数值上传给所述综合处理模块；所述风险评价模型用于对监测区域的各个监测点的水环境与水生态风险状态进行评价，得到各个监测点的风险综合指数值；并将所述各个监测点的风险综合指数值上传给所述综合处理模块；所述综合处理模块比较分析各个监测点的所述安全综合指数值和所述风险综合指数值，判断各个所述监测点中是否存在危机监测点，如果判断结果为否，则向所述安全保障措施模块发送维持措施的通知消息；其中，所述安全保障措施模块存储各个所述监测点所采用的对应措施；如果判断结果为是，则获取所述危机监测点，并进一步分析得到所述危机监测点中导致危机的关键要素；所述水位水质生物量监管模型用于对所述综合处理模块得到的所述危机监测点进行水位、水质和生物量的监测，当监测异常时，向所述突发事故应急反应预案模块发送预案获取消息，其中，所述预案获取消息中携带有当前监测得到的水位、水质和生物量信息；所述突发事故应急反应预案模块在接收到所述当前监测得到的水位、水质和生物量信息后，对所述当前监测得到的水位、水质和生物量信息进行综合分析，得到事故应急措施方案，并将所述事故应急措施方案发送给所述综合处理模块，由所述综合处理模块显示所述事故应急措施方案；所述危机预警模型用于对所述综合处理模块得到的所述危机监测点进行危机预m.I=I ，所述事故后评估模型用于接收所述综合处理模块发送的所述危机监测点，并制定与各个所述危机监测点对应的事故后评估预案，得到事故后评估预案集；当所述危机监测点发生事故时，从所述事故后评估预案集中调用与所述危机监测点对应的所述事故后评估预案，评估所述危机监测点造成的影响范围、经济损失以及所述水环境与水生态安全保障 管理系统的应急处理能力。优选的，所述安全评价模型包括压力层指标处理模块、状态层指标处理模块、响应层指标处理模块和综合评价分析模块；所述综合评价分析模块分别与所述压力层指标处理模块、所述状态层指标处理模块和所述响应层指标处理模块连接；所述压力层指标处理模块连接有压力层指标输入接口，所述状态层指标处理模块连接有状态层指标输入接口，所述响应层指标处理模块连接有响应层指标输入接口 ；所述安全评价模型用于对监测区域的各个监测点的水环境与水生态安全状态进行评价，得到各个监测点的安全综合指数值具体为所述压力层指标处理模块通过所述压力层指标输入接口接收所述各个监测点的一种以上压力层指标数据；所述状态层指标处理模块通过所述状态层指标输入接口接收所述各个监测点的一种以上状态层指标数据；所述响应层指标处理模块通过所述响应层指标输入接口接收所述各个监测点的一种以上响应层指标数据；所述综合评价分析模块接收所述压力层指标处理模块上传的所述各个监测点的一种以上压力层指标数据、接收所述状态层指标处理模块上传的所述各个监测点的一种以上状态层指标数据以及接收所述响应层指标处理模块上传的所述各个监测点的一种以上响应层指标数据；然后对每一种压力层指标、每一种状态层指标和每一种响应层指标设定对应的权重值，分别计算得到与每一个所述监测点对应的压力层综合指数、状态层综合指数和响应层综合指数；进一步按预设算法对每一个所述监测点的所述压力层综合指数、所述状态层综合指数和所述响应层综合指数进行计算，得到每一个所述监测点的所述安全综合指数值。优选的，所述压力层指标数据为度量人类活动和自然变化对水环境与水生态系统所施加的压力数据，包括人类活动指标数据和自然变化指标数据；所述人类活动指标数据包括表征土地利用情况的数据、表征水资源开发利用情况的数据、表征农药化肥施用强度的数据和表征工业和生活污水情况的数据；自然变化指标数据包括表征降雨情况的数据、表征水蒸发情况的数据、表征旱涝灾害情况的数据和表征入侵物种情况的数据；所述状态层指标数据包括水环境与水生态安全状态数据和生态系统健康状态数据；其中，所述水环境与水生态安全状态数据包括蓄水量、植物耗水量、洪水调蓄量、表征河道及湖泊水质情况的数据、表征湿地面积退化情况的数据；所述生态系统健康状态数据包括动植物个体数量和尺寸、生物量、表征物种多样性的数据、表征物质生产功能的数据、表征动物栖息地的数据、表征人口健康状况的数据；所述响应层指标数据包括表征湿地管理水平的数据、表征生态用水保证率的数据、表征废物处理和净化情况的数据、表征湖泊生态修复工程情况的数据和表征湖泊保护意识情况的数据。优选的，所述风险评价模型包括源分析子模块、受体评价子模块、暴露评价子模块和危害评价子模块；所述源分析子模块用于分析各类污染物进入所述监测点的方式及产生的毒性，从而得到第一风险指数值； 所述受体评价子模块用于分析各类污染物在所述监测点的水体内对生物与非生物产生的影响情况，从而得到第二风险指数值；所述暴露评价子模块用于分析污染物进入所述监测点的水体内后发生的迁移和转化情况，从而得到第三风险指数值；所述危害评价子模块用于分别为所述第一风险指数值、所述第二风险指数值和所述第三风险指数值设置对应的权重值，并进行综合计算，得到所述风险综合指数值。优选的，所述危机预警模型包括突发事件预警模块和累积性危机预警模块，所述突发事件预警模块还用于当发生的突发事件达到预设程度时，发出报警信号；其中，所述突发事件包括水污染、水资源短缺和洪涝；所述累积性危机预警模块进行累积性危机预警包括以下过程SI，通过分析水资源在社会经济系统和生态系统的循环机制，以及所述水资源在社会经济系统和生态系统之间的反馈关系，并结合生活用水、生产用水和生态用水的现状，基于系统动力学原理建立社会经济-生态系统的系统动力学模型；S2，通过预设的水质模型和生态模型，分析社会经济子系统所排放的污染物进入到水环境后水质水生态变化的响应关系以及供水子系统和河流生态子系统的水量变化对水质水生态的影响机制，从而建立所述水质模型与所述供水子系统、所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水环境与水生态安全保障管理系统，其特征在于，包括：安全评价模型、风险评价模型、危机预警模型、水位水质生物量监管模型、突发事故应急反应预案模块、事故后评估模型、安全保障措施模块和综合处理模块；所述安全评价模型用于对监测区域的各个监测点的水环境与水生态安全状态进行评价，得到各个监测点的安全综合指数值；并将所述各个监测点的安全综合指数值上传给所述综合处理模块；所述风险评价模型用于对监测区域的各个监测点的水环境与水生态风险状态进行评价，得到各个监测点的风险综合指数值；并将所述各个监测点的风险综合指数值上传给所述综合处理模块；所述综合处理模块比较分析各个监测点的所述安全综合指数值和所述风险综合指数值，判断各个所述监测点中是否存在危机监测点，如果判断结果为否，则向所述安全保障措施模块发送维持措施的通知消息；其中，所述安全保障措施模块存储各个所述监测点所采用的对应措施；如果判断结果为是，则获取所述危机监测点，并进一步分析得到所述危机监测点中导致危机的关键要素；所述水位水质生物量监管模型用于对所述综合处理模块得到的所述危机监测点进行水位、水质和生物量的监测，当监测异常时，向所述突发事故应急反应预案模块发送预案获取消息，其中，所述预案获取消息中携带有当前监测得到的水位、水质和生物量信息；所述突发事故应急反应预案模块在接收到所述当前监测得到的水位、水质和生物量信息后，对所述当前监测得到的水位、水质和生物量信息进行综合分析，得到事故应急措施方案，并将所述事故应急措施方案发送给所述综合处理模块，由所述综合处理模块显示所述事故应急措施方案；所述危机预警模型用于对所述综合处理模块得到的所述危机监测点进行危机预警；所述事故后评估模型用于接收所述综合处理模块发送的所述危机监测点，并制定与各个所述危机监测点对应的事故后评估预案，得到事故后评估预案集；当所述危机监测点发生事故时，从所述事故后评估预案集中调用与所述危机监测点对应的所述事故后评估预案，评估所述危机监测点造成的影响范围、经济 损失以及所述水环境与水生态安全保障管理系统的应急处理能力。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王烜，杨志峰，程红光，王飞，谭雅懿，武翡翡，崔瑔，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：