CN110726445A - 一种感潮河段污染物通量在线监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种感潮河段污染物通量在线监测系统及方法。该监测系统包括：监测仪器、数据采集存储模块、通讯模块和岸基工控机；监测仪器包括指标流速测量仪器、断面平均流速测量仪器、断面形状测绘仪器、断面水位测量仪器和水质仪器；指标流速测量仪器、断面平均流速测量仪器、断面形状测绘仪器、断面水位测量仪器和水质仪器与数据采集存储模块连接，各监测仪器均位于入海河口处的控制断面且位于同一控制断面；岸基工控机用于建立指标流速与断面平均流速的关系曲线以及水位与断面面积的关系曲线，并计算各个潮周期的污染物通量。本发明的感潮河段污染物通量在线监测系统及方法能够提高污染物通量监测频度与精度。

Description

一种感潮河段污染物通量在线监测系统及方法

技术领域

本发明涉及污染物监测领域，特别是涉及一种感潮河段污染物通量在线监测系统及方法。

背景技术

近年来，随着我国海洋经济快速发展，海洋环境恶化问题也愈加严重。由于我国近海入海河流众多，海洋环境污染物很大一部分都源自于入海河流。实时掌握污染物通量数据，是摸清海洋环境污染来源，以及制定相应减排、环保方案的基础。

感潮河段泛指流量和水位受到潮汐影响的河段，我国沿岸河流众多，在河流下游的河口地段，均不同程度上地受到海洋潮汐的影响。河流由于河道地理条件及邻近海域潮波类型不同，感潮河段的长度差异很大。平原地区的入海河流，由于河床坡度较平缓，潮汐影响可达上百公里。长江在枯水季节，潮流影响可达镇江，影响范围达二百七十余公里。黄河由于附近海域存在无潮点，潮波影响已经较小，其影响范围仍可至入海口以上十七公里。感潮河段由于受到潮流、径流量及风浪的交互作用，水文现象较为复杂，传统监测方法难以准确评估此区域内的流量及通量变化。

目前我国已有的通量监测及估算技术仍处于监测频次较低的阶段，所获取的数据多为报表数据，且各个类型的数据独立获取，导致数据之间不同频。基于此，现有技术多采用基于稀疏数据的长时段估算方法作为通量结果。然而该结果由于获取的数据不同频和数量少等原因，导致精度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种感潮河段污染物通量在线监测系统及方法，提高监测频度与精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种感潮河段污染物通量在线监测系统，包括：监测仪器、数据采集存储模块、通讯模块和岸基工控机；

所述监测仪器包括指标流速测量仪器、断面平均流速测量仪器、断面形状测绘仪器、断面水位测量仪器和水质仪器；

所述指标流速测量仪器、所述断面平均流速测量仪器、所述断面形状测绘仪器、所述断面水位测量仪器和所述水质仪器与所述数据采集存储模块连接，所述数据采集存储模块与所述通讯模块连接，所述通讯模块与所述岸基工控机无线连接；

所述指标流速测量仪器、所述断面平均流速测量仪器、所述断面形状测绘仪器、所述断面水位测量仪器和所述水质仪器均位于入海河口处的控制断面且位于同一控制断面；所述指标流速测量仪器用于测量指标流速；所述断面平均流速测量仪器用于测量断面平均流速；所述断面形状测绘仪器用于测量所述控制断面的断面形状；所述断面水位测量仪器用于测量所述控制断面的断面水位；所述水质仪器用于测量所述控制断面的污染物浓度；

所述数据采集存储模块用于采集并存储所述监测仪器的监测数据；所述通讯模块用于通过无线通讯将所述数据采集存储模块采集的监测数据传输至所述岸基工控机；所述岸基工控机用于建立指标流速与断面平均流速的关系曲线以及水位与断面面积的关系曲线，并根据各个潮周期的所述指标流速、所述断面水位和所述污染物浓度计算各个潮周期的污染物通量；

在建立指标流速与断面平均流速的关系曲线时，所述指标流速测量仪器和所述断面平均流速测量仪器同步测量。

可选的，所述指标流速测量仪器为垂向流速测量仪器、横向流速测量仪器和点流速测量仪器中的一种或多种。

可选的，所述垂向流速测量仪器为浮式平台承载的垂向流速测量仪器或坐底式平台承载的垂向流速测量仪器；所述横向流速测量仪器为水平式声学多普勒流速剖面仪；所述点流速测量仪为单点式声学多普勒流速剖面仪。

可选的，所述断面平均流速测量仪器为搭载在船体上的具有底跟踪功能的走航式声学剖面流速流向仪。

一种感潮河段污染物通量在线监测方法，应用于上述的感潮河段污染物通量在线监测系统；

该监测方法包括：

获取待测感潮河段的入海河口处控制断面一个潮周期的指标流速与断面水位；

将所述指标流速代入指标流速-断面平均流速关系曲线得到控制断面内的断面平均流速；

根据所述断面平均流速和所述断面水位计算所述控制断面处的流量；

获取入海河口处控制断面的一个潮周期的污染物浓度；

根据所述流量和所述污染物浓度计算一个潮周期的污染物通量。

可选的，所述指标流速-断面平均流速关系曲线的构建方法为：

在通量监测之前获取在所述待测感潮河段的入海河口处控制断面同步测量得到的指标流速和断面平均流速，得到指标流速样本和断面平均流速样本；

创建表达指标流速样本和断面平均流速样本之间关系的回归方程；

利用最小二乘法求取所述回归方程的系数，得到指标流速-断面平均流速关系曲线。

可选的，所述根据所述断面平均流速和所述断面水位计算所述控制断面处的流量，具体包括：

将所述断面水位代入水位-断面面积关系曲线得到断面水位下的断面水流面积；

将所述断面平均流速乘以所述断面水流面积得到流量。

可选的，所述水位-断面面积关系曲线的构建方法为：

在通量监测之前获取测量得到的所述控制断面的断面形状；

根据所述断面形状，利用最小二乘法进行回归分析，拟合不同水位下水位与断面面积的关系曲线，得到水位-断面面积关系曲线。

可选的，所述根据所述流量和所述污染物浓度计算一个潮周期的污染物通量，具体包括：

利用公式

计算一个潮周期的污染物通量；其中W_t为通量；t₀为落潮开始时间；t₁为落潮憩流开始时间；t₂为涨潮开始时间；t₃为涨潮憩流开始时间；Q_i为落潮流量；Q_j为涨潮流量；C_i为落潮污染物浓度；C_j为涨潮污染物浓度；i为落潮流各个测次时间段的序数；j为涨潮流各个测次时间段的序数。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的感潮河段污染物通量在线监测系统及方法，通过在感潮河段入海口处控制断面设置各个监测仪器，并通过通讯模块实时传输数据，实现了感潮河段数据的实时测量与传输，提高数据采集频率的同时保证数据量的同时能够保证数据的同步同频，提高监测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的感潮河段污染物通量在线监测系统的系统结构图；

图2为本发明实施例1的感潮河段污染物通量在线监测系统的监测仪器布设图；

图3为三种指标流速示意图；

图4为本发明实施例2的感潮河段污染物通量在线监测方法的方法流程图；

图5为滦河入海河段的示意图；

图6为控制断面处的流速流向曲线图；

图7为控制断面处的潮位数据曲线图；

图8为指标流速与断面平均流速关系曲线图；

图9为污染物浓度监测结果曲线图。

具体实施方式

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例1的感潮河段污染物通量在线监测系统的系统结构图。

参见图1，该感潮河段污染物通量在线监测系统，包括：监测仪器1、数据采集存储模块2、通讯模块3、岸基工控机4、安全防护模块5和供电模块6。

监测仪器1与数据采集存储模块2之间、安全防护模块5与数据采集存储模块2之间、通讯模块3与数据采集存储模块2之间、通讯模块3与岸基工控机4之间均为双向通讯关系。供电模块6用于为除岸基工控机4之外的其他用电部分供电。供电模块6采用太阳能电池板与电池互补的供电方式，能够保证实时电力供应。监测仪器1包括设置在感潮河段入海河口处的控制断面的指标流速测量仪器、断面平均流速测量仪器、断面形状测绘仪器、断面水位测量仪器和水质仪器等。安全防护模块5包括定位仪器和警示灯。定位仪器与数据采集存储模块2双向通讯连接，用于进行定位。定位仪器和警示灯跟随监测仪器1设置。警示灯警示来往船舶，保障监测仪器1的安全。数据采集存储模块2包括数据采集单元和数据存储单元，数据采集单元可以采集监测仪器1的监测数据、定位仪器的定位数据以及供电系统的工作电压等。数据存储单元用于存储数据采集单元采集的数据。数据存储单元的存储容量保证能够存储一年以上的数据量。该数据采集存储模块2还具有检测功能，能确认系统工作状态与故障部位，可及时发现异常位置、异常工作电压、异常通讯等信息并传给岸基工控机4警报信息。通讯模块3用于实现数据采集存储模块2与岸基工控机4之间的双向无线通讯，通过无线通讯将数据采集存储模块2采集的数据传输至岸基工控机4，也可以将岸基工控机4的指令传输至数据采集存储模块2。岸基工控机4包括主机、数据处理单元及显示单元，主机可通过通讯模块3与数据采集存储模块2进行双向通讯，可对数据采集存储系统、监测仪器1等进行远程调试；数据处理单元用于利用回归分析得出指标流速-断面平均流速关系曲线以及水位-断面面积关系曲线，还用于将原始数据换算得到流量、面积、通量等数据，可按需要统计数据，例如生成周报表、月报表等；显示单元内含有电子地图，可显示监测数据、位置信息、剩余电量及仪器工作状态等信息。

图2为本发明实施例1的感潮河段污染物通量在线监测系统的监测仪器布设图。

指标流速测量仪器、断面平均流速测量仪器、断面形状测绘仪器、断面水位测量仪器和水质仪器均位于入海河口处的控制断面且位于同一控制断面。在感潮河段的入海河口处选取顺直、水流相对集中的河段作为感潮河段控制断面，尽量避免控制断面处有回流、死水等现象。

指标流速测量仪器用于测量指标流速；断面平均流速测量仪器用于测量断面平均流速；在建立指标流速-断面平均流速关系曲线时，指标流速测量仪器和断面平均流速测量仪器同步测量；断面形状测绘仪器用于测量控制断面的断面形状；断面水位测量仪器用于测量控制断面的断面水位；水质仪器用于测量控制断面的污染物浓度。

指标流速测量：有三种局部流速可作为指标流速，分别为：垂向平均流速、横向平均流速、点平均流速。根据河段控制断面特点，可以选择适宜的指标流速。

图3为三种指标流速示意图。

参见图3，垂向平均流速适用于不受泥沙淤积影响或全衬砌的规整河段，可以采用浮标等浮式平台承载的垂向流速测量仪器进行从上至下测量，或采用海床基等坐底式平台承载的垂向流速测量仪器进行从下至上测量。垂向流速测量仪器本身可以选用声学剖面流速流向仪。横向平均流速适用于主流范围较大且主流位置较稳定的河段，可采用水平式声学多普勒流速剖面仪进行测量，可在河道两岸架设测量系统。点流速法适用于较窄的河段，可采用单点式声学多普勒流速剖面仪进行测量。

指标流速测量仪器为垂向流速测量仪器、横向流速测量仪器和点流速测量仪器中的一种或多种。对于河段较宽，且主流范围不稳定的河段，可将指标流速灵活组合使用，例如：在同一控制断面上测量两组至三组垂向平均流速或采用一组水平平均流速与一组垂向平均流速配合使用。

断面平均流速测量：断面平均流速是河段控制断面上的总平均流速。由于河段断面形状复杂、面积过大以及现有水文仪器无法做到实时覆盖全部断面的测量，只能实时监测某一区间内的流速。指标流速法的本质便是由局部流速来推算全断面的平均流速。在利用本发明的感潮河段污染物通量在线监测系统对通量进行实时监测前，应建立指标流速与断面平均流速的关系曲线，从而实现仅监测指标流速就能实现断面平均流速的计算。

在建立指标流速与断面平均流速的关系曲线时，需要同步采集同一控制断面的指标流速值与断面平均流速值。方法为：在指标流速测量仪器所处的控制断面处，利用有人船或无人船搭载具有底跟踪功能的走航式声学剖面流速流向仪测量控制断面处的断面平均流速。断面平均流速监测应与指标流速同步测量，测量开始前应设置时间同步。本发明的时间同步并非指绝对意义上的同步。在实际应用中，时差满足5s以内在本发明中均被认定为时间同步。

断面形状测量：通过测绘仪器可以测量控制断面处的截面形状，并据此推算出不同水位下的断面水流面积。测量内容包括陆地部分测量与水下部分测量，陆地部分测量应测量至有可查水位记录年份内河道最高水位，以全面覆盖洪水及风暴潮等造成的水位暴涨等现象，陆地部分可采用高精度的载波相位差分技术，采用手簿记录实地数据点的方式进行测量。水下部分测量可采用载波相位差分技术结合单波束或多波束测深仪得到控制断面的水下地形，从而可得到控制断面处的横断面形状图。

断面水位测量：采用浮子式水位计、潮位仪等水文仪器监测控制断面处的水位数据，水位监测断面应与指标流速监测断面相同。

污染物浓度测量：污染物浓度监测断面应与指标流速监测断面一致，污染物浓度监测方式分为两种：岸基式、直接测量式，可采用多参数水质仪等水质测量仪器得到监测断面的污染物浓度数据。

岸基工控机4的回归分析：通常选用的回归方程有：一元线性、一元二次、幂函数、复合线性、二元线性。本实施例通过回归分析建立控制断面处指标流速-断面平均流速关系曲线、根据断面形状建立断面水位与断面水流面积的关系曲线。

建立控制断面处指标流速-断面平均流速关系曲线时，设置横坐标为指标流速，纵坐标为断面平均流速，同一时刻测量的指标流速与断面平均流速构成一个坐标点，将得到的所有坐标点采用最小二乘法，选用适宜的回归方程进行曲线拟合，可以得到指标流速与断面平均流速的关系曲线，即指标流速-断面平均流速关系曲线。

表1为各回归方程对应的关系曲线表达式。表1中V为断面平均流速，V₁为指标流速，Ve为复合线性回归方程中用到的分段流速，b₁,b₂,b₃,b₄为回归系数，H为断面水位。

表1各回归方程对应的关系曲线表达式

当断面形状一定时，断面水位的高度与断面水流面积具有一定的关系。断面水位的高度越高，断面水流的面积越大。因此，在确定的断面形状下，只要采集到断面的水位高度即可计算出断面水流面积。若提前建立断面水位的高度与断面水流面积的关系曲线就可以在实际监测过程中直接利用水位高度代入水位的高度与断面水流面积的关系曲线得到断面水流面积。本发明在污染物通量监测前应先测量断面形状和断面水位，从而计算出各个断面水位下的断面水流面积，从而建立断面水位与断面水流面积的关系曲线。

岸基工控机4的污染物通量计算：

在实时采集到断面水位后可以直接代入断面水位与断面水流面积的关系曲线得到断面面积，在实时采集到指标流速后可以直接代入指标流速-断面平均流速关系曲线得到断面平均流速。然后利用公式Q＝V·A计算各个时刻下控制断面处的流量。式中：Q为流量，V为断面平均流速，A为断面面积。然后根据流量与同步监测的污染物浓度之积求得代数和，即可得到断面处的污染物通量数据，计算公式如下：

其中W_t为通量；t₀为落潮开始时间；t₁为落潮憩流开始时间；t₂为涨潮开始时间；t₃为涨潮憩流开始时间；Q_i为落潮流量；Q_j为涨潮流量；C_i为落潮污染物浓度；C_j为涨潮污染物浓度；i为落潮流各个测次时间段的序数；j为涨潮流各个测次时间段的序数。

实施例2：

该实施例2提供一种感潮河段污染物通量在线监测方法，应用于上述的感潮河段污染物通量在线监测系统。

图4为本发明实施例2的感潮河段污染物通量在线监测方法的方法流程图。

参见图4，该监测方法包括：

步骤401：获取待测感潮河段的入海河口处控制断面一个潮周期的指标流速与断面水位；

步骤402：将指标流速代入指标流速-断面平均流速关系曲线得到断面平均流速；

步骤403：根据断面平均流速和断面水位计算控制断面处的流量；

步骤404：获取入海河口处控制断面的一个潮周期的污染物浓度；

步骤405：根据流量和污染物浓度计算一个潮周期的污染物通量。

可选的，步骤402中的指标流速-断面平均流速关系曲线的构建方法为：

在通量监测之前获取在待测感潮河段的入海河口处控制断面同步测量得到的指标流速和断面平均流速，得到指标流速样本和断面平均流速样本；

创建表达指标流速样本和断面平均流速样本之间关系的回归方程；

利用最小二乘法求取回归方程的系数，得到指标流速-断面平均流速关系曲线。

可选的，步骤403具体包括：

将断面水位代入水位-断面面积关系曲线得到断面水位下的断面水流面积；

将断面平均流速乘以断面水流面积得到流量。

可选的，水位-断面面积关系曲线的构建方法为：

在通量监测之前获取测量得到的控制断面的断面形状；

根据断面形状，利用最小二乘法进行回归分析，拟合不同水位下水位与断面面积的关系曲线，得到水位-断面面积关系曲线。

可选的，步骤405具体包括：

利用公式

计算一个潮周期的污染物通量；其中W_t

为通量；t₀为落潮开始时间；t₁为落潮憩流开始时间；t₂为涨潮开始时间；t₃为涨潮憩流开始时间；Q_i为落潮流量；Q_j为涨潮流量；C_i为落潮污染物浓度；C_j为涨潮污染物浓度；i为落潮流各个测次时间段的序数；j为涨潮流各个测次时间段的序数。

实施例3：

该实施例3以河北省境内的滦河入海河段处作为待监测的感潮河段对本发明的方案进行说明。

图5为滦河入海河段的示意图。参见图5，滦河入海河段属于典型的感潮河段，其最下游的水文站距离最终入海口处仍有70.6公里，这一感潮河段内的水文监测属于空白区域。

采用垂向测量的声学剖面流速流向仪测量指标流速，即采用垂向平均流速作为指标流速。指标流速每10分钟获得一个流速、流向数据，监测时间为8:10～20:10，监测断面处的流速、流向曲线如图6。

采用具有底跟踪功能的走航式声学剖面流速流向仪对入海河口处感潮河段进行断面平均流速测量，测量次数为22次，平均单次测量耗时5分12秒，为了回归分析，垂向测量的声学剖面流速流向仪与走航式声学剖面流速流向仪二者之间进行了标准授时校准，相互之间偏差小于5s，以确保时间同步。

采用多基站网络载波相位差分技术结合单波束测深仪，获取平面位置与高程数据固定解，精度可达厘米级，测量得到控制断面的截面形状。

采用潮位仪采集控制断面处的潮位数据作为水位数据。潮位数据参见图7。

综合图6与图7可以看出，滦河入海口属于典型的感潮河段，河流流向与流速均受到海洋潮波影响，潮汐类型属于半日潮。高潮时和低潮时，流速最小，为转流时段；涨急与落急时段出现在半潮面处，故此处潮波属于驻波类型。当日最高潮位为2.22m，出现在3:43，最低潮位为1.08m，出现在22:17，当日最大潮差为1.11m。9:40～15:40为涨潮阶段，流向在240°附近，为西流，海水由渤海湾倒灌进滦河，流速较小，最大流速为0.26m/s。16:00～22:00为落潮阶段，流向约为80°，为东流，河水由滦河注入渤海湾，流速较大，最大流速为0.50m/s。

图8为指标流速与断面平均流速关系曲线图。

参见图8，横坐标设置为指标流速，纵坐标设置为断面平均流速，采用最小二乘法建立了指标流速与断面平均流速的一元线性回归方程，方程公式为V＝0.933V₁-0.0021，决定系数为0.948，均方误差为0.0004，满足精度要求。

计算结果：滦河入海口感潮河段当日一个潮周期内落潮流量为242.0m³/s，涨潮流量为129.9m³/s，矢量和相加得到流量为112.1m³/s，查得滦河最下游水文站处流量数据为50.1m³/s，流量数据增大了124％，说明在水文站至入海口处长达70.6公里的区间内，流量有了较大变化，本发明方法可以有效提高数据精度。

污染物浓度监测时间为8:10～20:10，本次污染物要素以硝酸盐为例，沿断面均布3个点位取样，浓度取最终平均结果。图9为污染物浓度监测结果曲线图。参见图9，落潮时，硝酸盐浓度增大，平均为1454.69ug/l，涨潮时，浓度降低，平均为1132.94ug/l。

最终计算得到当日一个潮周期内的硝酸盐通量为4425.11kg。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的感潮河段污染物通量在线监测系统及方法，通过在感潮河段入海口处控制断面设置各个监测仪器，并通过通讯模块实时传输数据，实现了感潮河段数据的实时测量、传输与显示，提高数据采集频率的同时保证数据量的同时能够保证数据的同步同频，提高监测精度。本发明的监测系统及方法将污染物通量属于短时监测方法，可将监测时间分辨率提高至一个潮周期，提高了实时性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种感潮河段污染物通量在线监测系统，其特征在于，包括：监测仪器、数据采集存储模块、通讯模块和岸基工控机；

所述监测仪器包括指标流速测量仪器、断面平均流速测量仪器、断面形状测绘仪器、断面水位测量仪器和水质仪器；

所述指标流速测量仪器、所述断面平均流速测量仪器、所述断面形状测绘仪器、所述断面水位测量仪器和所述水质仪器与所述数据采集存储模块连接，所述数据采集存储模块与所述通讯模块连接，所述通讯模块与所述岸基工控机无线连接；

所述指标流速测量仪器、所述断面平均流速测量仪器、所述断面形状测绘仪器、所述断面水位测量仪器和所述水质仪器均位于入海河口处的控制断面且位于同一控制断面；所述指标流速测量仪器用于测量指标流速；所述断面平均流速测量仪器用于测量断面平均流速；所述断面形状测绘仪器用于测量所述控制断面的断面形状；所述断面水位测量仪器用于测量所述控制断面的断面水位；所述水质仪器用于测量所述控制断面的污染物浓度；

所述数据采集存储模块用于采集并存储所述监测仪器的监测数据；所述通讯模块用于通过无线通讯将所述数据采集存储模块采集的监测数据传输至所述岸基工控机；所述岸基工控机用于建立指标流速与断面平均流速的关系曲线以及水位与断面面积的关系曲线，并根据各个潮周期的所述指标流速、所述断面水位和所述污染物浓度计算各个潮周期的污染物通量；

在建立指标流速与断面平均流速的关系曲线时，所述指标流速测量仪器和所述断面平均流速测量仪器同步测量。

2.根据权利要求1所述的感潮河段污染物通量在线监测系统，其特征在于，所述指标流速测量仪器为垂向流速测量仪器、横向流速测量仪器和点流速测量仪器中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的感潮河段污染物通量在线监测系统，其特征在于，所述垂向流速测量仪器为浮式平台承载的垂向流速测量仪器或坐底式平台承载的垂向流速测量仪器；所述横向流速测量仪器为水平式声学多普勒流速剖面仪；所述点流速测量仪为单点式声学多普勒流速剖面仪。

4.根据权利要求1所述的感潮河段污染物通量在线监测系统，其特征在于，所述断面平均流速测量仪器为搭载在船体上的具有底跟踪功能的走航式声学剖面流速流向仪。

5.一种感潮河段污染物通量在线监测方法，其特征在于，应用于如权利要求1～4中任意一项的感潮河段污染物通量在线监测系统；

该监测方法包括：

获取待测感潮河段的入海河口处控制断面一个潮周期的指标流速与断面水位；

将所述指标流速代入指标流速-断面平均流速关系曲线得到控制断面内的断面平均流速；

根据所述断面平均流速和所述断面水位计算所述控制断面处的流量；

获取入海河口处控制断面的一个潮周期的污染物浓度；

根据所述流量和所述污染物浓度计算一个潮周期的污染物通量。

6.根据权利要求5所述的感潮河段污染物通量在线监测方法，其特征在于，所述指标流速-断面平均流速关系曲线的构建方法为：

在通量监测之前获取在所述待测感潮河段的入海河口处控制断面同步测量得到的指标流速和断面平均流速，得到指标流速样本和断面平均流速样本；

创建表达指标流速样本和断面平均流速样本之间关系的回归方程；

利用最小二乘法求取所述回归方程的系数，得到指标流速-断面平均流速关系曲线。

7.根据权利要求5所述的感潮河段污染物通量在线监测方法，其特征在于，所述根据所述断面平均流速和所述断面水位计算所述控制断面处的流量，具体包括：

将所述断面水位代入水位-断面面积关系曲线得到断面水位下的断面水流面积；

将所述断面平均流速乘以所述断面水流面积得到流量。

8.根据权利要求7所述的感潮河段污染物通量在线监测方法，其特征在于，所述水位-断面面积关系曲线的构建方法为：

在通量监测之前获取测量得到的所述控制断面的断面形状；

根据所述断面形状，利用最小二乘法进行回归分析，拟合不同水位下水位与断面面积的关系曲线，得到水位-断面面积关系曲线。

9.根据权利要求5所述的感潮河段污染物通量在线监测方法，其特征在于，所述根据所述流量和所述污染物浓度计算一个潮周期的污染物通量，具体包括：

利用公式

计算一个潮周期的污染物通量；其中W_t为通量；t₀为落潮开始时间；t₁为落潮憩流开始时间；t₂为涨潮开始时间；t₃为涨潮憩流开始时间；Q_i为落潮流量；Q_j为涨潮流量；C_i为落潮污染物浓度；C_j为涨潮污染物浓度；i为落潮流各个测次时间段的序数；j为涨潮流各个测次时间段的序数。

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