基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法与流程

1.本发明涉及小微水体水质分析技术领域，具体地说，涉及基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法。


背景技术：

2.城市小微水体指分布在城市的沟、渠、溪、塘等，在城市的蓄水、排水、保水、净水等过程中起着重要的作用。由于小微水体的流动性差、自净化能力弱、规模小、数量多等特点，它们的生态涵养功能和恢复能力正在逐渐破坏和丧失。
3.目前已有一些城市通过分析方法对小微水体水质进行分析，来判定水质是否存在风险的状况，具体是通过水质检测传感器实时采集该水体的水质状况，具体是以水体内的污染物浓度来进行判定的，但是对于小微水体水质来说，其还会受到其他因素的影响，例如：降雨量的影响，降雨量对小微水体水质造成影响的情况如下：例如：对于城市中的沟、渠、溪、塘（以下统称为池体）来说，因池体通常裸露在室外（在公园中常见），且极大部分的池体通常在野外，因裸露在室外的原因，当其池体的附近存在一些污染物（生物的粪便、垃圾等），并在气候环境恶劣的情况下，如天气出现降雨的状况时，降雨是否会冲刷池体附近的污染物进入池体内以及污染物进入池体内后，其会对池体内的水质造成何种程度的影响以及影响区域，这些均是目前需要考量外界环境对池体水质影响的情况，因此，本方案提出一种基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法，以通过分析气候环境对池体水体水质的影响，来对池体存在的风险状况进行评估。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明目的在于提供了基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法，包括如下步骤：s1、获取城市中多个小微水体的各项数据信息以及未来气候环境中的天气数据信息；s2、依据小微水体水质的各项数据信息评估该小微水体水质的状况；s3、根据未来气候环境的天气数据信息判定未来天气出现的降雨量以及降雨量数据，将此信息标记为气候影响因素，提取小微水体各项数据信息中其水体附近存在污染物的水体位置以及污染物于水体附近上的位置，将此信息标记为环境影响因素；s4、评估气候影响因素与环境影响因素是否会对水体造成污染；s5、当水体因气候影响因素与环境影响因素受到污染时，评估水体的风险状况；s6、依据天气数据信息中的风力数据，污染物的种类及重量，评估污染物在水体中的漂浮位置以及漂浮路线，根据漂浮路线及风力数据判定污染物在水体中漂浮的终点位
置。
6.作为本技术方案的进一步改进，所述小微水体的各项数据信息包括：氨氮浓度信息、溶解氧浓度信息及污染物信息。
7.作为本技术方案的进一步改进，所述小微水体的各项数据信息在获取后，通过数据比对算法对各项数据信息存在的重复数据进行提取删除，其中，数据比对算法的计算公式如下：;其中，与均为数据信息，表示中的某一个数值，表示中的某一个数值，重复数据，p为定量数值1。
8.作为本技术方案的进一步改进，所述各项数据信息形成时，依据各项数据信息评估该小微水体水质的状况，具体通过获取水质检测传感器中的水质标准测试信息，因此，将水质的状况分成多个等级，包括：标准水质、一级水质、二级水质及三级水质，其中，水质的等级评估根据如下公式：;其中，为氨氮浓度信息，w为溶解氧浓度信息。
9.作为本技术方案的进一步改进，所述未来的天气数据信息中存在降雨时，确定降雨量的等级，其中，降雨量的等级如下：日降雨量为0-10mm时，小雨状态；日降雨量为10-24.9mm时，中雨状态；日降雨量为25-49.9mm时，大雨状态；日降雨量为50-99.9mm时，暴雨状态；日降雨量为100-199.9mm时，大暴雨状态；日降雨量大于200mm时，特大暴雨状态。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述小微水体中污染物的位置处于水体附近，其中，水体附近的位置如下：第一位置：污染物与水体之间的距离为0-30cm；第二位置：污染物与水体之间的距离为30-50cm；
第三位置：污染物与水体之间的距离为50-100cm。
11.作为本技术方案的进一步改进，依据所述污染物与水体之间的距离、降雨量等级来判定污染物是否被雨水冲刷至水体内，其中：当降雨量为中雨状态及以上状态、污染物处于第二位置及以下时，判定降雨冲刷污染物至水体内；当降雨量为大雨状态及以上状态、污染物处于第一位置时，判定降雨冲刷污染物至水体内。
12.作为本技术方案的进一步改进，所述污染物存在多个时，增大对水体造成的影响程度，其中：提取天气数据信息中的风力数据，污染物的种类及重量，根据风力等级、污染物的种类及重量评估污染物在水体中的漂浮位置以及漂浮路线，风力等级包括：风速为5-10m/s时，清风；风速为11-13m/s时，强风；风速为14m/s-17m/s时，大风。
13.作为本技术方案的进一步改进，所述水体中污染物的漂浮路线形成时，根据风向及风速判定污染物在水体中漂浮的终点位置。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果：该基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法中，依据天气数据信息以及污染物于水体附近的位置判定污染物是否对水体造成影响，并在水体受到污染物的影响后，形成对该水体风险状况的预测，以便于人员能够对该风险状况进行应急处理；通过确定污染物的漂浮路线来确定水体受到着重影响的位置，并依据漂浮路线确定污染物最终于水体中所漂浮的位置，通过给出一个预估的位置，使人员在后续打捞污染物时，能够提升极大的效率，更能够使人员精确的对城市小微水体进行风险管控及保障水质。
附图说明
15.图1为本发明的整体流程图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
17.请参阅图1所示，本实施例提供了基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法，包括如下步骤：s1、获取城市中多个小微水体的各项数据信息以及未来气候环境中的天气数据信息；s2、依据小微水体水质的各项数据信息评估该小微水体水质的状况；
s3、根据未来气候环境的天气数据信息判定未来天气出现的降雨量以及降雨量数据，将此信息标记为气候影响因素，提取小微水体各项数据信息中其水体附近存在污染物的水体位置以及污染物于水体附近上的位置，将此信息标记为环境影响因素；s4、评估气候影响因素与环境影响因素是否会对水体造成污染；s5、当水体因气候影响因素与环境影响因素受到污染时，评估水体的风险状况；s6、依据天气数据信息中的风力数据，污染物的种类及重量，评估污染物在水体中的漂浮位置以及漂浮路线，根据漂浮路线及风力数据判定污染物在水体中漂浮的终点位置；通过获取城市中小微水体的各项数据信息、未来气候环境中的天气数据信息，以各项数据信息评估小微水体的水质情况，根据天气数据信息便可获得未来天气会出现下雨以及降雨量的情况，当确定未来天气会呈雨天时，同时提取该降雨地区中存在污染物的水体，并确定污染物于水体附近的位置，在采集当前的污染物时，通常由无人机监控拍摄获取；然后，对于污染物于水体附近的位置是指处于水体的的岸边位置，通过确定污染物处于岸边的水体，根据该水体地区的降雨量评估在降雨时，是否会将污染物冲刷至水体内，当判定污染物会被降雨冲刷至水体内，根据降雨、污染物同步评估水体受到污染的状况，以此实现对该地区水体因污染物、降雨的因素所导致的水体水质风险的状况进行分析，形成对水体水质在未来天气影响下的风险状况评估，进而，给城市水体的风险状况形成良好的辅助性数据意见，以便于人员在对城市水体风险状况分析时，具有可靠的数据支持；同时，也便于人员对在未来此风险状况形成时，具有一定的应对措施时间，让人员能够对该风险状况做出应急处理；最后，通过确定污染物的漂浮路线来确定水体受到着重影响的位置，并依据漂浮路线确定污染物最终于水体中所漂浮的位置，通过给出一个预估的位置，使人员在后续打捞污染物时，能够提升极大的效率，并且，更能够使人员精确的对城市小微水体进行风险管控，提升水质。
18.针对上述技术方案做出的详细阐述：小微水体的各项数据信息包括：氨氮浓度信息、溶解氧浓度信息及污染物信息。
19.小微水体的各项数据信息在获取后，通过数据比对算法对各项数据信息存在的重复数据进行提取删除，其中，数据比对算法的计算公式如下：;其中，与均为数据信息，表示中的某一个数值，表示中的某一个数值，重复数据，p为定量数值1，对于获取的各项数据信息来说，通过上述计算公式对各项数据信息中存在重复的数据确定并剔除，这样就能够确保所获取的数据单一准确性，以便于后续对各项数据信息进一步的分析。
20.其中，各项数据信息形成时，依据各项数据信息评估该小微水体水质的状况，具体
通过获取水质检测传感器中的水质标准测试信息，因此，将水质的状况分成多个等级，包括：标准水质、一级水质、二级水质及三级水质，其中，水质的等级评估根据如下公式：;其中，为氨氮浓度信息，w为溶解氧浓度信息。根据上述公式，评估水体水质的等级，且水质的质量差至标准为：由标准水质至三级水质，并且对于水质的评估来说，水质检测传感器能够充分对水质实现分析评估；然后，根据上述，水质为一级水质、二级水质及三级水质时，说明该地区水体受到污染的影响，需加强对该地区控源截污、污水处理设施的管控，地区控源截污是指控制污水的流动源头，并截流污水中的有害物质，污水处理设施是指污水过滤设备，如目前的管道污水净化装置；其中，还需对水体加强巡查以及监测，以确保对水体进行精细化的管控，保障水质的质量标准。
21.未来的天气数据信息中存在降雨时，确定降雨量的等级，其中，降雨量的等级如下：日降雨量为0-10mm时，小雨状态；日降雨量为10-24.9mm时，中雨状态；日降雨量为25-49.9mm时，大雨状态；日降雨量为50-99.9mm时，暴雨状态；日降雨量为100-199.9mm时，大暴雨状态；日降雨量大于200mm时，特大暴雨状态；小微水体中污染物的位置处于水体附近，其中，水体附近的位置如下：第一位置：污染物与水体之间的距离为0-30cm；第二位置：污染物与水体之间的距离为30-50cm；第三位置：污染物与水体之间的距离为50-100cm。
22.因降雨的原因，雨会对水体附近的岸边地面进行加湿，使岸边地面上的污染物被冲刷至水体内，因此：依据所述污染物与水体之间的距离、降雨量等级来判定污染物是否被雨水冲刷至水体内，其中：当降雨量为中雨状态及以上状态、污染物处于第二位置及以下时，判定降雨冲刷污染物至水体内；当降雨量为大雨状态及以上状态、污染物处于第一位置时，判定降雨冲刷污染物
至水体内，根据上述，当降雨量为中雨状态及以上状态（以上是指大雨状态-特大暴雨状态）、污染物处于第二位置及以下（以下是指第二位置-第一位置），在这个区间内，判定污染物会被雨水冲刷至水体内，因此，能够判断出水体是否受到污染物的影响；然后，根据污染物的种类确定其对水体造成的影响，上述中，污染物的种类为：植物、粪便、化工物料及塑料制品，当上述的污染物进入水体时，判定其对水体造成腐蚀影响，水质的变化受到影响。
23.污染物存在多个时，增大对水体造成的影响程度，根据污染物的数量以及类型判定其对水体造成影响的程度，其中，污染物通常包括：植物、粪便和化工物料，然后：当污染物为化工物料时，化工物料对水体内的生物影响程度大，判定水质风险为一级风险状态，风险程度大；当为植物或粪便时，判定水质风险为二级风险状态，当为塑料制品时，判定为三级风险状态，对于存在风险状况来说，均需要对水体进行质量管控，管控的方式可参照上述水质的管控方式。
24.其中，通过提取天气数据信息中的风力数据，污染物的种类及重量，根据风力等级、污染物的种类及重量评估污染物在水体中的漂浮位置以及漂浮路线，风力等级包括：风速为5-10m/s时，清风；风速为11-13m/s时，强风；风速为14m/s-17m/s时，大风；通常来说，粪便和化工物料（化工物料如如衍生物、炔烃及衍生物、醌类、醛类、醇类、酮类、酚类、醚类、酐类、酯类、有机酸、羧酸盐、碳水化合物、杂环类、腈类、卤代类、胺酰类）为易于分解的物质，易于被雨水与水体分解，因此，在此处对植物及塑料制品进行判定，植物如：树叶、枝叶等，塑料制品如、饮料瓶等，其均会在水体中会随着风力的被吹拂，其中，处于清风状态时，污染物所在水体中漂浮的位置根据5-10m/s进行计算；处于强风与大风时，与上述同理，借此分析污染物在水体中的漂浮路线，根据漂浮路线判定水体被污染物着重影响的水体位置，即使在水体中，污染物影响水体的程度也是有着时间限制的，水体受到影响的面积范围会随着时间逐渐扩大，但是在初始情况下，通过确定污染物的漂浮路线确定水体受到着重影响的位置，以便于后续人员对水体的受影响位置进行精确管理；本方案中，风向为既定的，因此，便能确定漂浮路线。
25.水体中污染物的漂浮路线形成时，根据风向及风速判定污染物在水体中漂浮的终点位置，污染物会随着风的存在而持续受到影响漂浮，依据上述方案，根据水体的面积、风存在的时间、污染物的漂浮路线以及距离，计算污染物最终于水体中所漂浮的位置，通过给出一个预估的位置，便于人员得知，使人员在后续打捞污染物时，能够提升极大的效率；并通过所评估的污染物种类，能够使人员在打捞漂浮物时，能够选择与污染物对应使用的合适器具，例如，打捞植物时，采用一些大型的漏孔网兜作业，这样更便于对城市小微水体进行风险管控。
26.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法，其特征在于：包括如下步骤：s1、获取城市中多个小微水体的各项数据信息以及未来气候环境中的天气数据信息；s2、依据小微水体水质的各项数据信息评估该小微水体水质的状况；s3、根据未来气候环境的天气数据信息判定未来天气出现的降雨量以及降雨量数据，将此信息标记为气候影响因素，提取小微水体各项数据信息中其水体附近存在污染物的水体位置以及污染物于水体附近上的位置，将此信息标记为环境影响因素；s4、评估气候影响因素与环境影响因素是否会对水体造成污染；s5、当水体因气候影响因素与环境影响因素受到污染时，评估水体的风险状况；s6、依据天气数据信息中的风力数据，污染物的种类及重量，评估污染物在水体中的漂浮位置以及漂浮路线，根据漂浮路线及风力数据判定污染物在水体中漂浮的终点位置。2.根据权利要求1所述的基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法，其特征在于：所述小微水体的各项数据信息包括：氨氮浓度信息、溶解氧浓度信息及污染物信息。3.根据权利要求1所述的基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法，其特征在于：所述小微水体的各项数据信息在获取后，通过数据比对算法对各项数据信息存在的重复数据进行提取删除，其中，数据比对算法的计算公式如下：;其中，与均为数据信息，表示中的某一个数值，表示中的某一个数值，重复数据，p为定量数值1。4.根据权利要求1所述的基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法，其特征在于：所述各项数据信息形成时，依据各项数据信息评估该小微水体水质的状况，具体通过获取水质检测传感器中的水质标准测试信息，因此，将水质的状况分成多个等级，包括：标准水质、一级水质、二级水质及三级水质，其中，水质的等级评估根据如下公式：;
其中，为氨氮浓度信息，w为溶解氧浓度信息。5.根据权利要求1所述的基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法，其特征在于：所述未来的天气数据信息中存在降雨时，确定降雨量的等级，其中，降雨量的等级如下：日降雨量为0-10mm时，小雨状态；日降雨量为10-24.9mm时，中雨状态；日降雨量为25-49.9mm时，大雨状态；日降雨量为50-99.9mm时，暴雨状态；日降雨量为100-199.9mm时，大暴雨状态；日降雨量大于200mm时，特大暴雨状态。6.根据权利要求5所述的基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法，其特征在于：所述小微水体中污染物的位置处于水体附近，其中，水体附近的位置如下：第一位置：污染物与水体之间的距离为0-30cm；第二位置：污染物与水体之间的距离为30-50cm；第三位置：污染物与水体之间的距离为50-100cm。7.根据权利要求6所述的基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法，其特征在于：依据所述污染物与水体之间的距离、降雨量等级来判定污染物是否被雨水冲刷至水体内，其中：当降雨量为中雨状态及以上状态、污染物处于第二位置及以下时，判定降雨冲刷污染物至水体内；当降雨量为大雨状态及以上状态、污染物处于第一位置时，判定降雨冲刷污染物至水体内。8.根据权利要求7所述的基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法，其特征在于：所述污染物存在多个时，增大对水体造成的影响程度，其中：提取天气数据信息中的风力数据，污染物的种类及重量，根据风力等级、污染物的种类及重量评估污染物在水体中的漂浮位置以及漂浮路线，风力等级包括：风速为5-10m/s时，清风；风速为11-13m/s时，强风；风速为14m/s-17m/s时，大风。9.根据权利要求8所述的基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法，其特征在于：所述水体中污染物的漂浮路线形成时，根据风向及风速判定污染物在水体中漂浮的终点位置。

技术总结
本发明涉及小微水体水质分析技术领域，具体地说，涉及基于多项因素进行同步分析的城市小微水体风险评估方法。其包括获取城市中多个小微水体的各项数据信息以及未来气候环境中的天气数据信息；评估该小微水体水质的状况；判定未来天气出现的降雨量以及降雨量数据；评估气候影响因素与环境影响因素是否会对水体造成污染；评估水体的风险状况；评估污染物在水体中的漂浮位置以及漂浮路线，根据漂浮路线及风力数据判定污染物在水体中漂浮的终点位置。通过通过确定污染物的漂浮路线来确定水体受到着重影响的位置，并依据漂浮路线确定污染物最终于水体中所漂浮的位置，通过给出一个预估的位置，使人员精确的对城市小微水体进行风险管控及保障水质。险管控及保障水质。险管控及保障水质。


技术研发人员：蔡倩怡 王秀娟 丘锦荣 官心怡 涂红兴 陶钧实
受保护的技术使用者：生态环境部华南环境科学研究所（生态环境部生态环境应急研究所）
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/7/12