【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及市政工程和环境工程，具体地指一种基于熵增原理的排水系统水质特征因子的选择方法。
技术介绍
1、城市生活污水排水管网的外水诊断是城镇生活污水处理提质增效的重点工作之一。通常，生活污水管网的外水来源包括地下水入渗、河(湖)水倒灌、工业废水接入、施工排水和雨水管网混错接等。目前，基于水质特征因子的管网水质水量监测与分析已广泛用于外水的评估与预诊断，对于快速定位管网问题区域、降低管网排查成本具有重要意义。
2、科学合理地选择水质特征因子是提高管网预诊断精度的关键。原则上，合适的水质特征因子在不同外水中的浓度要具有显著差异，例如地下水通常选择总硬度作为水质特征因子。在工程实践中，不同地区的生活污水、地下水及河湖水本底值具有较大差异，生活污水管网中外水来源也不尽相同，难以用统一的水质特征因子进行表征外水特征，例如我国南方地区与北方地区由于水文气象、地质条件和用水习惯不同，生活污水特征以及地下水、河(湖)水本底值差异显著，需要根据区域实际情况合理选择能够表征当地生活污水管网和外水水质特征的水质特征因子。
3、目前，水质特征因子在不同外水中浓度是否具有显著性差异往往依靠经验来判断，且由于备选的水质监测指标较多，导致水质特征因子的选择受主观判断和技术水平影响较大，难以科学、客观地指导生产实践。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足之处，本专利技术提出一种基于熵增原理的排水系统水质特征因子的选择方法，根据区域特点和外水类型、科学客观地筛选出用于城镇生活污水排水系统
2、为达到上述目的，本专利技术所设计的一种基于熵增原理的排水系统水质特征因子的选择方法，其特别之处在于，包括如下步骤：
3、s1)获取研究区域市政生活污水排水管网的拓扑关系数据，所述拓扑关系数据包括管段数据和节点数据；
4、s2)明确所述市政生活污水排水管网区域潜在的不同种外水来源，所述外水来源包括地下水入渗、河湖水倒灌、工业生产废水接入、施工排水接入、以及雨水混接错接生活污水中的一种或多种；
5、s3)在所述市政生活污水排水管网中布设多个不同种外水来源的水质监测点位，所述水质监测点位包括原生生活污水采样点、地下水采样点、河水湖泊水采样点、工业废水采样点、施工排水采样点、雨水采样点中的一种或多种，并明确各个水质监测点位的若干个水质监测指标，制定水质监测计划，获取原生生活污水、以及不同种外水来源对应的各个水质监测点位的水质监测数据；
6、s4)分别将所有地下水采样点、所有河水湖泊水采样点、所有工业废水采样点、所有施工排水采样点、所有雨水采样点的水质监测数据分别与所有原生生活污水采样点的水质监测数据进行两两组合，构建不同种外水数据矩阵，并计算每种外水数据矩阵中各个水质监测指标的熵权，选择熵权最大的水质监测指标作为该种外水的水质特征因子；
7、每种外水数据矩阵中各个水质监测指标的熵权的计算步骤如下，
8、s41)对a种外水数据矩阵进行标准化处理，获得a种外水的标准化后数据矩阵；
9、s42)通过a种外水的标准化后数据矩阵，计算a种外水的每个采样点对应的各个水质监测指标的数值比重；
10、s43)根据每个采样点对应的各个水质监测指标的数值比重，计算a种外水数据矩阵中各个水质监测指标的熵值；
11、s44)根据a种外水数据矩阵中第j个水质监测指标的熵值，计算第j个水质监测指标的变异指数；
12、s45)根据a种外水数据矩阵中第j个水质监测指标的变异指数，计算a种外水数据矩阵中第j个水质监测指标的熵权。
13、进一步地，s2)中，判断外水来源种类的具体方法如下，
14、通过随机选取若干污水干、支管进行qv或cctv检测，并分析是否存在管段漏损，判断是否存在地下水入渗；
15、通过调查沿河、沿湖排口是否存在淹没或半淹没状态，或通过分析沿河、沿湖排口底标高与河湖水常水位之间的关系，判断是否存在河湖水倒灌；
16、通过调查工业企业生产废水去向，判断是否存在工业生产废水接入；
17、通过调查施工工地排水去向，判断是否存在施工排水接入；
18、通过排水管网的拓扑关系，判断是否存在雨水混接错接生活污水。
19、进一步地，s3)中，在排水管网中布设水质监测点位的具体方法如下，
20、对于地下水入渗，参照规程要求布设水质采样点；
21、对于河湖水倒灌，在淹没或半淹没排口上游10～100m范围内布设水质采样点；
22、对于工业生产废水接入，在工业企业出户管接入市政排水管道之前的检查井内布设水质采样点，并根据工业企业生产工艺选择合适指标纳入水质监测指标集；
23、对于施工排水接入，在施工排水接入市政排水管道之前的检查井内布设水质采样点；
24、对于雨水混接错接生活污水，在雨水混接生活污水之前的检查井内布设水质采样点。
25、更进一步地，s3)中，所述水质监测指标包括化学需氧量、总氮、氨氮、总磷、溶解氧、叶绿素a、硬度、浊度、电导率中的一种或多种。
26、更进一步地，s3)中，不同种外水来源中若不存在雨水混接错接生活污水，则只需在旱天进行采样，获取原生生活污水、以及不同种外水来源对应的各个水质监测点位在旱天的水质监测数据；若存在雨水混接错接生活污水，则分别制定旱天和雨天的水质监测计划，获取原生生活污水、以及不同种外水来源对应的各个水质监测点位分别在旱天和雨天的水质监测数据。
27、更进一步地，s4)中，不同种外水来源中存在雨水混接错接生活污水时，分别将旱季的所有地下水采样点、所有河水湖泊水采样点、所有工业废水采样点、所有施工排水采样点、所有雨水采样点的水质监测数据与所有原生生活污水采样点的水质监测数据进行组合，构建不同种外水数据矩阵，并计算每种外水数据矩阵中各个水质监测指标的熵权，选择熵权最大的水质监测指标作为该种外水在旱季的水质特征因子；
28、分别将雨季的所有地下水采样点、所有河水湖泊水采样点、所有工业废水采样点、所有施工排水采样点、所有雨水采样点的水质监测数据与所有原生生活污水采样点的水质监测数据进行组合，构建不同种外水数据矩阵，并计算每种外水数据矩阵中各个水质监测指标的熵权，选择熵权最大的水质监测指标作为该种外水在雨季的水质特征因子。
29、进一步地，s41)中，构建的a种外水数据矩阵如下，
30、
31、式中，
32、x为构建的a种外水数据矩阵，
33、m为a种外水的水质监测点位数量，
34、n为每个水质监测点位对应的水质监测指标数量，
35、xmn为第m个水质监测点位对应的第n个水质监测指标的水质监测数据；
36、对a种外水数据矩阵本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于熵增原理的排水系统水质特征因子的选择方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于熵增原理的排水系统水质特征因子的选择方法，其特征在于：S2)中，判断外水来源种类的具体方法如下，
3.根据权利要求1所述的基于熵增原理的排水系统水质特征因子的选择方法，其特征在于：S3)中，在排水管网中布设水质监测点位的具体方法如下，
4.根据权利要求3所述的基于熵增原理的排水系统水质特征因子的选择方法，其特征在于：S3)中，所述水质监测指标包括化学需氧量、总氮、氨氮、总磷、溶解氧、叶绿素a、硬度、浊度、电导率中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的基于熵增原理的排水系统水质特征因子的选择方法，其特征在于：S3)中，不同种外水来源中若不存在雨水混接错接生活污水，则只需在旱天进行采样，获取原生生活污水、以及不同种外水来源对应的各个水质监测点位在旱天的水质监测数据；若存在雨水混接错接生活污水，则分别制定旱天和雨天的水质监测计划，获取原生生活污水、以及不同种外水来源对应的各个水质监测点位分别在旱天和雨天的水质监测数据。
<...【技术特征摘要】
1.一种基于熵增原理的排水系统水质特征因子的选择方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于熵增原理的排水系统水质特征因子的选择方法，其特征在于：s2)中，判断外水来源种类的具体方法如下，
3.根据权利要求1所述的基于熵增原理的排水系统水质特征因子的选择方法，其特征在于：s3)中，在排水管网中布设水质监测点位的具体方法如下，
4.根据权利要求3所述的基于熵增原理的排水系统水质特征因子的选择方法，其特征在于：s3)中，所述水质监测指标包括化学需氧量、总氮、氨氮、总磷、溶解氧、叶绿素a、硬度、浊度、电导率中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的基于熵增原理的排水系统水质特征因子的选择方法，其特征在于：s3)中，不同种外水来源中若不存在雨水混接错接生活污水，则只需在旱天进行采样，获取原生生活污水、以及不同种外水来源对应的各个水质监测点位在旱天的水质监测数据；若存在雨水混接错接生活污水，则分别制定旱天和雨天的水质监测计划，获取原生生活污水、以及不同种外水来源对应的各个水质监测点位分别在旱天和雨天的水质监测数据。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗坤，马方凯，吴从林，程晓君，陈锋，孟军，乔书娜，崔佳鑫，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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