一种基于耗水管理的区域水环境容量计算与管理系统技术方案

本申请涉及一种基于耗水管理的区域水环境容量计算与管理系统，所述系统包括：计算子系统，采用所述区域水环境容量计算与管理方法获得计算结果；环境容量信息标识子系统，以颜色差异来区分所述计算子系统提供的计算结果，并采用区域信息子系统来明确各个区域的环境容量；区域信息子系统。所述水环境方案决策支持系统用以支持基于控制单元、行政区划和流域管理等各个层级的环境管理要求。所述系统可用来进行水环境容量管理策略优化，即综合水文与排放情况对于区域水环境容量的影响，并考虑实际条件对于二者调控范围的限值，形成可操作的调控方案。调控方案。调控方案。

【技术实现步骤摘要】
一种基于耗水管理的区域水环境容量计算与管理系统


[0001]本申请涉及区域水环境综合管理领域，具体而言，特别涉及一种水环境容量计算与管理系统。

技术介绍

[0002]目前，随着社会经济与环境保护技术方法的发展，我国的区域水环境管理思路已经从以往的浓度管理、总量管理进一步向区域质量过渡，单纯的断面水质浓度管理已经无法满足区域水环境综合管理的思路和要求。因此，从区域水环境容量的计算出发，研判区域水环境质量、制定水环境管控策略成为一种更为先进和贴近实际需求的方法。
[0003]但目前的计算方法体系还具有一定的不足：
[0004]1.现有的环境容量计算方法和系统都是基于以往的环境监测数据，所采用的数据具有一定的滞后性。
[0005]2.环境容量测算结果的是一个静态的环境容量数据，且是一个相对孤立的数值，环境容量的测算结果往往只能反映环境对象的一个瞬时状态值，对于当下的环境管理决策的实际意义不大。
[0006]3.由于环境容量模型的特殊性，计算的过程是单向的，无法通过反向测算来获取结果，即在明确结果的前提下，无法确定系统应用的状态。例如，在知道环境容量为某个值的前提下，无法确定应有的环境质量与水量目标，也就是系统的初始值。
[0007]4.环境容量的计算一般需要采用较为复杂的环境模型，在实际环境管理，尤其是在基层部门的应用，存在较高的门槛和实际应用困难。
[0008]5.现有的环境容量计算与调控思路中仅限于污染排放方面，对于水文、水量条件的考虑不足，限制了环境容量管控在实际区域水环境管理中的应用。

技术实现思路

[0009]针对现有技术中的问题，本申请提供了一种区域水环境容量计算与管理方法，主要包括以下步骤：
[0010]步骤S1：实时更新基础数据库构建，具体包括依据可信信源提供的在线监测数据，对所述实时更新数据库中的水质、水文和污染源数据进行更新；
[0011]优选的，所述可信信源包括生态环境部，和/或，水利部的公开数据网站；
[0012]优选的，所述实时更新基础数据库中还包括入库备查数据，所述入库备查数据是基于非在线监测数据进行统计计算后得到；进一步的，所述非在线监测数据包括污染排放数据等；
[0013]步骤S2：区域划分，具体包括根据区域边界和流域边界，对计算范围进行划分；
[0014]所述步骤S2的作用在于基于区域边界和流域边界信息，确保计算结果能够与相关生态环境标准相衔接；
[0015]优选的，所述相关生态环境标准是指国家、省、市及区县生态环境保护部门或流域
管理部门的标准；
[0016]步骤S3：模型准备，所述模型准备包括：采用Q2K模型进行相关计算，所述计算所采用的方法包含如下步骤：
[0017]步骤S3
‑
1：从步骤S1建立的所述基础数据库中获取水质、水文、污染源等相关计算数据；
[0018]步骤S3
‑
2：对于有完整水质、水文、污染源数据，或者有完整水文监测数据的河段，采用Qual2K中关系曲线法进行水力特征模拟，河段单元中流速与流量的关系、水深与流量的关系可根据Leopold和Maddock提出的幂指数经验关系式进行描述；
[0019]步骤S3
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3：对于水质、水文、污染源数据缺失严重，或没有布设监测站点，或水位
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流量、流速
‑
流量关系拟合结果较差的河段采用曼宁公式进行水力特征模拟；
[0020]优选的，对于曼宁公式模拟需要的四个关键性参数：曼宁系数、河道比降、边坡坡度以及河床底宽，其中，河床底宽值从相关研究成果、水文年鉴中直接获取；
[0021]步骤S4：水环境容量计算，具体包括：根据模型规范计算各个区域的水环境容量结果，并根据结果的正负区间，在区域信息子系统中将各个区域所属的斑块赋予不同的颜色；
[0022]优选的，所述区域信息子系统基于GIS系统构建；
[0023]优选的，所述将各个区域所属的斑块赋予不同的颜色具体采用将正值标识为绿色，将负值标识为红色；进一步的，所述不同的颜色分别用以说明不同区域的环境质量发展状况，红色区域表示环境容量超载，应减少污染排放行为，绿色表示环境容量在负荷范围内，可正常运行，并根据数值大小适度增加人类活动；
[0024]优选的，所述步骤S4的计算结果及其初始条件均存储于策略支持子系统中，供策略查询；
[0025]步骤S5：根据特定策略方向制定环境容量管理策略，所述策略方向包括水量调节子策略，和/或，污染排放调控子策略；
[0026]优选的，所述水量调节子策略具体包括：设置不同的节水比例，计算确定相应的节水水量，并通过步骤S4，重复进行区域水环境容量的测算，对比调控前后各区域的水环境容量变化情况；
[0027]优选的，所述污染排放调控子策略，具体包括：进一步包括整体减排子策略、重点减排子策略；所述整体减排子策略是指区域内所有排放水污染物的对象，按照给定的比例削减污染物的排放；所述重点减排子策略是指按照排放量或浓度排序，制定一定比例的对象按照给定的比例削减污染物的排放，通过步骤S4，重复进行区域水环境容量的测算，对比调控前后各区域的水环境容量变化情况；
[0028]优选的，对环境容量为负值的区域，优先适用污染排放调控子策略；
[0029]优选的，所述一定比例可以选择不小于10％的比例；
[0030]步骤S6：水环境容量管理策略优化，具体包括：将所述步骤S5中的策略方向进行组合，综合水文与排放情况对于区域水环境容量的影响，并考虑实际条件对于二者调控范围的限值，形成可操作的调控方案；
[0031]所述实际条件包括地理位置条件，水量条件，水质条件等；
[0032]优选的，所述步骤S6进一步包括：通过步骤S4，重复进行区域水环境容量的测算，对比调控前后各区域的水环境容量变化情况，直至满足区域水环境管理的目标要求；
[0033]优选的，所述区域水环境容量计算与管理方法还进一步包括水环境方案决策支持步骤，具体包括：根据环境容量管理目标要求，从所述实时更新基础数据库中选择出若干个符合要求的初始条件案例，并根据水文和排放管理的侧重和要求，确定相应的管理方案；
[0034]优选的，所述环境容量管理目标可以是依据国家规范标准、地方性法规或相关管理文件确定的环境容量管理目标。
[0035]进一步的，本申请还提供一种水环境方案决策支持系统，所述系统包括：
[0036]计算子系统，采用所述区域水环境容量计算与管理方法获得计算结果；
[0037]环境容量信息标识子系统，以颜色差异来区分所述计算子系统提供的计算结果，并采用区域信息子系统来明确各个区域的环境容量；
[0038]区域信息子系统。
[0039]所述水环境方案决策支持系统用以支持基于控制单元、行政区划和流域管理等各个层级的环境管理要求。
[0040]综上所述，本申请可用于区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种区域水环境容量计算与管理方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：实时更新基础数据库构建，具体包括依据可信信源提供的在线监测数据，对所述实时更新数据库中的水质、水文和污染源数据进行更新；步骤S2：区域划分，具体包括根据区域边界和流域边界，对计算范围进行划分；步骤S3：模型准备，所述模型准备包括：采用Q2K模型进行相关计算；步骤S4：水环境容量计算，具体包括：根据模型规范计算各个区域的水环境容量结果，并根据结果的正负区间，在区域信息子系统中将各个区域所属的斑块赋予不同的颜色；步骤S5：根据特定策略方向制定环境容量管理策略，所述策略方向包括水量调节子策略，和/或，污染排放调控子策略；步骤S6：水环境容量管理策略优化，具体包括：将所述步骤S5中的策略方向进行组合，综合水文与排放情况对于区域水环境容量的影响，并考虑实际条件对于二者调控范围的限值，形成可操作的调控方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述实时更新基础数据库中还包括入库备查数据，所述入库备查数据是基于非在线监测数据进行统计计算后得到；进一步的，所述非在线监测数据包括污染排放数据等。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S3中的所述计算所采用的方法包含如下步骤：步骤S3
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1：从步骤S1建立的所述基础数据库中获取水质、水文、污染源等相关计算数据；步骤S3
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2：对于有完整水质、水文、污染源数据，或者有完整水文监测数据的河段，采用Qual2K中关系曲线法进行水力特征模拟，河段单元中流速与流量的关系、水深与流量的关系可根据Leopold和Maddock提出的幂指数经验关系式进行描述；步骤S3
‑
3：对于水质、水文、污染源数据缺失严重，或没有布设监测站点，或水位
‑
流量、流速
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流量关系拟合结果较差的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，张国帅，陈岩，白辉，吴波，赵琰鑫，秦顺兴，李中华，
申请(专利权)人：生态环境部环境规划院，
类型：发明
国别省市：