CN112345722A - 一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统 - Google Patents

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CN112345722A CN202011184749.8A CN202011184749A CN112345722A CN 112345722 A CN112345722 A CN 112345722A CN 202011184749 A CN202011184749 A CN 202011184749A CN 112345722 A CN112345722 A CN 112345722A
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Abstract

本发明公开一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统，包括地下水监测区域划分模块、监测点布设模块、监测点取样模块、人工输入模块、标准数据库、监测点参数采集模块、水质参数分析模块、土壤参数分析模块、管理服务器、区域地下水流速获取模块、区域地下水含量统计模块和显示终端，本发明通过综合对地下水的水质参数检测和地下水周侧的土壤参数检测，结合水质参数分析模块和土壤参数分析模块对检测的水质参数和土壤参数进行分析，进而统计各水位深度对应的地下水水质综合污染系数，弥补了目前地下水水质监测方法难以准确地反映地下水的综合污染状况的弊端，提高了地下水监测的效率和准确度，满足了地下水水质检测需求。

Description

一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统
技术领域
本发明属于地下水水质监测技术领域，具体涉及一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统。
背景技术
地下水资源作为人类赖以生存的宝贵矿产资源，然而随着人们对地下水资源需求的不断增加，大量的人类活动导致地下水污染，如工业废水向地下直接排放，人畜粪便或因过量使用农药而受污染的水渗入地下等，污染的地下水对人体健康和工农业生产都有危害。由于地下水污染具有过程缓慢和不易发现特点，所以对地下水的水质监测显得至关重要。
目前对地下水的水质监测方法只是针对地下水进行取样检测，没有考虑到地下水周侧土壤的污染问题，对于未被污染的地下水，一旦其周侧土壤存在污染，被污染的土壤可能会渗入地下水中，进而导致该处的地下水污染，因此，仅仅只对地下水的水质进行检测，难以准确地反映地下水的综合污染状况，无法满足地下水的水质检测需求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种检测准确度高，且能综合反映地下水的污染状况的基于大数据分析的水质监测分析处理系统，解决了背景技术提到的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
提供的一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统，包括地下水监测区域划分模块、监测点布设模块、监测点取样模块、人工输入模块、标准数据库、监测点参数采集模块、水质参数分析模块、土壤参数分析模块、管理服务器和显示终端，其中地下水监测区域划分模块与监测点布设模块连接，监测点取样模块与监测点布设模块连接，监测点取样模块分别与人工输入模块和监测点参数采集模块连接，监测点参数采集模块分别与水质参数分析模块和土壤参数分析模块连接，管理服务器分别与水质参数分析模块、土壤参数分析模块和人工输入模块连接，显示终端与管理服务器连接；
所述地下水监测区域划分模块用于将待监测地下水的地面区域按照平面网格划分方式划分为若干面积相同且相互连接的子区域，划分的各子区域按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...i...n；
所述监测点布设模块用于对划分的各子区域按照各子区域地下水的深度进行监测点布设，各子区域布设的各监测点按照监测点所在水位深度由低到高的顺序进行编号，依次标记为1,2...j...h；
所述监测点取样模块用于对各子区域布设的各监测点进行地下水取样和土壤取样，监测点取样模块包括监测点水体取样单元和监测点土壤取样单元；
所述监测点水体取样单元包括若干取样采集管，用于同时对各子区域布设的各监测点进行地下水取样，得到各子区域对应的各监测点的取样水体；
所述监测点土壤取样单元用于同时对各子区域布设的各监测点位置处的土壤进行取样，得到各子区域对应的各监测点的取样土壤；
所述人工输入模块根据各子区域对应的各监测点取样土壤的土壤颜色、土壤颗粒粗糙程度以及含沙量，判断各子区域对应各监测点的土壤类型，并将判断得出的各子区域对应各监测点的土壤类型发送至管理服务器；
所述监测点参数采集模块用于对各子区域对应的各监测点的取样水体进行水质参数采集，并对各子区域对应的各监测点的取样土壤进行土壤参数采集，监测点参数采集模块包括水质参数采集模块和土壤参数采集模块；
所述水质参数采集模块包括若干水质参数检测终端，分别安装在各子区域对应的各监测点的取样水体中，用于对取样水体的水质参数进行检测，其检测的水质参数包括温度、溶解氧、酸碱度、浑浊度、氯化物、氨含量、氮含量、磷含量和细菌总数，检测得到的各子区域对应的各监测点取样水体的水质参数构成监测点水体水质参数集合Ri w(ri w1,,ri w2...,ri wj,...,ri wh)，ri wj表示为第i个子区域对应的第j个监测点取样水体的第w个水质参数对应的数值，w表示为水质参数，w＝q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7,q8,q9,q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7,q8,q9分别表示为温度、溶解氧、酸碱度、浑浊度、氯化物、氨含量、氮含量、磷含量和细菌总数，水质参数采集模块将监测点水体水质参数集合发送至水质参数分析模块；
所述土壤参数采集模块包括若干土壤参数检测终端，用于对各子区域对应的各监测点取样土壤的土壤参数进行检测，其检测的土壤参数包括温度、速效氮、速效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、酸碱度和含盐量，检测得到的各子区域对应的各监测点取样土壤的土壤参数构成监测点土壤参数集合Pi m(pi m1,,pi m2...,pi mj,...,pi mh)，pi vj表示为第i个子区域对应的第j个监测点取样土壤的第m个土壤参数对应的数值，m表示为土壤参数，m＝p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9,p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9分别表示为温度、速效氮、速效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、酸碱度和含盐量,土壤参数采集模块将监测点土壤参数集合发送至土壤参数分析模块；
所述水质参数分析模块接收水质参数采集模块发送的监测点水体水质参数集合，并从监测点水体水质参数集合中针对同一水位深度在不同子区域对应的各监测点按照水位深度由低到高的顺序依次提取各水位深度在不同子区域对应的各监测点取样水体的水质参数，构成水位深度水质参数集合Fj w(fj w1,,fj w2...,fj wi,...,fj wn)，fj wi表示为第j个监测点所在水位深度对应在第i个子区域取样水体的第w个水质参数对应的数值,水质参数分析模块将水位深度水质参数集合与标准数据中存储的地下水标准水质参数进行对比，得到水位深度水质参数对比集合ΔFj w(Δfj w1,,Δfj w2...,Δfj wi,...,Δfj wn)，并发送至管理服务器；
所述土壤参数分析模块接收土壤参数采集模块发送的监测点土壤参数集合，并从接收的监测点土壤参数集合中针对同一水位深度在不同子区域对应的各监测点按照水位深度由低到高的顺序依次提取各水位深度在不同子区域对应的各监测点取样土壤的土壤参数构成水位深度土壤参数集合Dj m(dj m1,,dj m2...,dj mi,...,dj mn)，dj mi表示为第j个监测点所在水位深度对应在第i个子区域取样土壤的第m个土壤参数对应的数值,土壤参数分析模块将水位深度土壤参数集合与标准数据库中存储的标准土壤参数进行对比，得到水位深度土壤参数对比集合ΔDj m(Δdj m1,,Δdj m2...,Δdj mi,...,Δdj mn)，并发送至管理服务器；
所述标准数据库存储地下水标准水质参数，存储标准土壤参数，存储各土壤类型对应的土壤类型影响系数；
所述管理服务器接收人工输入模块发送的各子区域对应各监测点的土壤类型，并从标准数据库中筛选得出各子区域对应各监测点的土壤类型对应的土壤类型影响系数，同时，管理服务器接收水质参数分析模块发送的水位深度水质参数对比集合，并接收土壤参数分析模块发送的水位深度土壤参数对比集合，进而根据各子区域对应各监测点的土壤类型对应的土壤类型影响系数、水位深度水质参数对比集合和水位深度土壤参数对比集合，统计各水位深度对应的地下水水质综合污染系数，并发送至显示终端；
所述显示终端接收管理服务器发送的各水位深度对应的地下水水质综合污染系数，并显示。
根据本发明的一种能够实现的方式，所述监测点布设模块对划分的各子区域按照子区域地下水的深度进行监测点布设的具体方法包括以下两个步骤：
步骤一：按照预设的地下水间隔深度，在各子区域进行地下水深度子区域划分，划分得到各子区域对应的各深度子区域，各深度子区域分别对应一个水位深度；
步骤二：在划分得到的各子区域对应的各深度子区域分别布设一个监测点，单个子区域布设的各监测点分别对应该子区域对应的各水位深度。
根据本发明的一种能够实现的方式，所述监测点取样模块在各子区域对应的各监测点进行水体取样和土壤取样过程中，其取样水体的水体体积相同，其取样土壤的土壤含量相同。
根据本发明的一种能够实现的方式，所述地下水标准水质参数包括温度、溶解氧、酸碱度、浑浊度、氯化物、氨含量、氮含量、磷含量和细菌总数对应的标准数值。
根据本发明的一种能够实现的方式，所述标准土壤参数包括温度、速效氮、速效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、酸碱度和含盐量对应的标准数值。
根据本发明的一种能够实现的方式，所述各水位深度对应的地下水水质综合污染系数的计算公式为
Figure BDA0002751103290000051
式中
Figure BDA0002751103290000052
表示为第j个监测点所在水位深度对应的地下水水质综合污染系数，δij表示为第i个子区域对应第j个监测点的土壤类型对应的土壤类型影响系数，Δdj mi表示为第j个监测点所在水位深度对应在第i个子区域取样土壤的第m个土壤参数与其对应的土壤参数标准数值之间的差值，Δfj wi表示为第j个监测点所在水位深度对应在第i个子区域取样水体的第w个水质参数与其对应的地下水水质参数标准数值之间的差值，m0表示为第m个土壤参数对应的标准数值，w0表示为地下水第w个水质参数对应的标准数值，w表示为水质参数，w＝q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7,q8,q9，m表示为土壤参数，m＝p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9。
根据本发明的一种能够实现的方式，还包括区域地下水流速获取模块，包括流速传感器，用于对各子区域对应各监测点的地下水流速进行检测，得到各子区域对应各监测点的地下水流速值，构成区域监测点地下水流速集合Vi(vi1,,vi2...,vij,...,vih)，vij表示为第i个子区域对应第j个监测点的地下水流速值，区域地下水流速获取模块根据区域监测点地下水流速集合计算各子区域地下水平均流速值，并将计算的各子区域地下水平均流速值构成区域地下水平均流速集合
Figure BDA0002751103290000061
Figure BDA0002751103290000062
表示为第i个子区域对应的地下水平均流速，区域地下水流速获取模块将区域地下水平均流速集合发送至区域地下水含量统计模块。
根据本发明的一种能够实现的方式，还包括区域地下水含量统计模块，与区域地下水流速获取模块连接，接收区域地下水流速获取模块发送的区域地下水平均流速集合，并将各子区域的面积作为各子区域地下水流的截面积，将各子区域地下水流的截面积与区域地下水平均流速集合中各子区域对应的地下水平均流速进行相乘，得到各子区域地下水的平均含水量，并将得到的各子区域地下水的平均含水量发送至显示终端。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过对地下水监测区域进行划分并对划分的各子区域进行监测点布设，同时对各子区域布设的各监测点进行地下水水体取样和土壤取样，进而对取样水体和取样土壤进行参数采集，结合水质参数分析模块和土壤参数分析模块对采集的水质参数和土壤参数进行分析，以此根据分析结果统计各水位深度对应的地下水水质综合污染系数，弥补了目前地下水水质监测方法难以准确地反映地下水的综合污染状况的弊端，该系统大大提高了地下水监测的效率和准确度，满足了地下水水质检测需求，并为地下水监测提供扎实的基础。
2.本发明通过对划分的各子区域按照地下的深度进行监测点布设，以实现各子区域的每个监测点对应一个水位深度，进而对各子区域布设的监测点进行地下水水体取样和土壤取样，避免单个监测点取样导致检测得到的数据过于单一，影响后期统计各水位深度对应的地下水水质综合污染系数的可靠性。
3.本发明通过设置区域地下水流速获取模块和区域地下水含量统计模块，统计各子区域的地下水平均含水量，为各子区域地下水量的开采提供参考依据，避免因某子区域地下水开采过多导致地面下沉等一系列问题，进而保障了地下水的开采的合理性和安全性。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的监测点取样模块结构框图；
图3为本发明的监测点参数采集模块结构框图。
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。
参照图1-3所示，提供的一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统，包括地下水监测区域划分模块、监测点布设模块、监测点取样模块、人工输入模块、标准数据库、监测点参数采集模块、水质参数分析模块、土壤参数分析模块、管理服务器、区域地下水流速获取模块、区域地下水含量统计模块和显示终端，其中地下水监测区域划分模块与监测点布设模块连接，监测点布设模块分别与监测点取样模块和区域地下水流速获取模块连接，监测点取样模块分别与人工输入模块和监测点参数采集模块连接，监测点参数采集模块分别与水质参数分析模块和土壤参数分析模块连接，管理服务器分别与水质参数分析模块、土壤参数分析模块和人工输入模块连接，区域地下水含量统计模块与区域地下水流速获取模块连接，显示终端分别与管理服务器和区域地下水含量统计模块连接。
地下水监测区域划分模块用于将待监测地下水的地面区域按照平面网格划分方式划分为若干面积相同且相互连接的子区域，划分的各子区域按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...i...n。
本实施例通过对地下水监测区域进行划分并对划分的各子区域进行编号，为后面进行子区域监测点布设提供方便。
监测点布设模块用于对划分的各子区域按照各子区域地下水的深度进行监测点布设，其具体布设方法包括以下两个步骤：
步骤一：按照预设的地下水间隔深度，在各子区域进行地下水深度子区域划分，划分得到各子区域对应的各深度子区域，各深度子区域分别对应一个水位深度；
步骤二：在划分得到的各子区域对应的各深度子区域分别布设一个监测点，单个子区域布设的各监测点分别对应该子区域对应的各水位深度，各子区域布设的各监测点按照监测点所在水位深度由低到高的顺序进行编号，依次标记为1,2...j...h。
本实施例通过对划分的各子区域按照地下的深度进行监测点布设，以实现各子区域的每个监测点对应一个水位深度，进而对各子区域布设的监测点进行地下水水体取样和土壤取样，避免单个监测点取样导致检测得到的数据过于单一，影响后期统计各水位深度对应的地下水水质综合污染系数的可靠性，同时单个监测点取样也容易导致检测误差，影响检测数据的真实性。
监测点取样模块用于对各子区域布设的各监测点进行地下水取样和土壤取样，监测点取样模块包括监测点水体取样单元和监测点土壤取样单元；
监测点水体取样单元包括若干取样采集管，用于同时对各子区域布设的各监测点进行地下水取样，得到各子区域对应的各监测点的取样水体，其各子区域对应各监测点的取样水体体积相同。
监测点土壤取样单元用于同时对各子区域布设的各监测点位置处的土壤进行取样，得到各子区域对应的各监测点的取样土壤，其各子区域对应各监测点的取样土壤含量相同。
本实施例通过同时对各子区域对应的各监测点进行地下水取样和土壤取样，并在取样的过程中保证各子区域对应各监测点取样水体体积及取样土壤含量相同，避免因取样时间不同、取样水体体积不同及取样土壤含量不同导致影响地下水水体参数和土壤参数检测的准确性。
人工输入模块根据各子区域对应的各监测点取样土壤的土壤颜色、土壤颗粒粗糙程度以及含沙量，判断各子区域对应各监测点的土壤类型，并将判断得出的各子区域对应各监测点的土壤类型发送至管理服务器。
监测点参数采集模块用于对各子区域对应的各监测点的取样水体进行水质参数采集，并对各子区域对应的各监测点的取样土壤进行土壤参数采集，监测点参数采集模块包括水质参数采集模块和土壤参数采集模块；
水质参数采集模块包括若干水质参数检测终端，分别安装在各子区域对应的各监测点的取样水体中，用于对取样水体的水质参数进行检测，其检测的水质参数包括温度、溶解氧、酸碱度、浑浊度、氯化物、氨含量、氮含量、磷含量和细菌总数，检测得到的各子区域对应的各监测点取样水体的水质参数构成监测点水体水质参数集合Ri w(ri w1,,ri w2...,ri wj,...,ri wh)，ri wj表示为第i个子区域对应的第j个监测点取样水体的第w个水质参数对应的数值，w表示为水质参数，w＝q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7,q8,q9,q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7,q8,q9分别表示为温度、溶解氧、酸碱度、浑浊度、氯化物、氨含量、氮含量、磷含量和细菌总数，水质参数采集模块将监测点水体水质参数集合发送至水质参数分析模块。
土壤参数采集模块包括若干土壤参数检测终端，用于对各子区域对应的各监测点取样土壤的土壤参数进行检测，其检测的土壤参数包括温度、速效氮、速效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、酸碱度和含盐量，检测得到的各子区域对应的各监测点取样土壤的土壤参数构成监测点土壤参数集合Pi m(pi m1,,pi m2...,pi mj,...,pi mh)，pi vj表示为第i个子区域对应的第j个监测点取样土壤的第m个土壤参数对应的数值，m表示为土壤参数，m＝p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9,p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9分别表示为温度、速效氮、速效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、酸碱度和含盐量,土壤参数采集模块将监测点土壤参数集合发送至土壤参数分析模块。
水质参数分析模块接收水质参数采集模块发送的监测点水体水质参数集合，并从监测点水体水质参数集合中针对同一水位深度在不同子区域对应的各监测点按照水位深度由低到高的顺序依次提取各水位深度在不同子区域对应的各监测点取样水体的水质参数，构成水位深度水质参数集合Fj w(fj w1,,fj w2...,fj wi,...,fj wn)，fj wi表示为第j个监测点所在水位深度对应在第i个子区域取样水体的第w个水质参数对应的数值,水质参数分析模块将水位深度水质参数集合与标准数据中存储的地下水标准水质参数进行对比，其中地下水标准水质参数包括温度、溶解氧、酸碱度、浑浊度、氯化物、氨含量、氮含量、磷含量和细菌总数对应的标准数值，得到水位深度水质参数对比集合ΔFj w(Δfj w1,,Δfj w2...,Δfj wi,...,Δfj wn)，并发送至管理服务器。
土壤参数分析模块接收土壤参数采集模块发送的监测点土壤参数集合，并从接收的监测点土壤参数集合中针对同一水位深度在不同子区域对应的各监测点按照水位深度由低到高的顺序依次提取各水位深度在不同子区域对应的各监测点取样土壤的土壤参数构成水位深度土壤参数集合Dj m(dj m1,,dj m2...,dj mi,...,dj mn)，dj mi表示为第j个监测点所在水位深度对应在第i个子区域取样土壤的第m个土壤参数对应的数值,土壤参数分析模块将水位深度土壤参数集合与标准数据库中存储的标准土壤参数进行对比，其中标准土壤参数包括温度、速效氮、速效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、酸碱度和含盐量对应的标准数值得到水位深度土壤参数对比集合ΔDj m(Δdj m1,,Δdj m2...,Δdj mi,...,Δdj mn)，并发送至管理服务器；
标准数据库存储地下水标准水质参数，存储标准土壤参数，存储各土壤类型对应的土壤类型影响系数。
管理服务器接收人工输入模块发送的各子区域对应各监测点的土壤类型，并从标准数据库中筛选得出各子区域对应各监测点的土壤类型对应的土壤类型影响系数，同时，管理服务器接收水质参数分析模块发送的水位深度水质参数对比集合，并接收土壤参数分析模块发送的水位深度土壤参数对比集合，进而根据各子区域对应各监测点的土壤类型对应的土壤类型影响系数、水位深度水质参数对比集合和水位深度土壤参数对比集合，统计各水位深度对应的地下水水质综合污染系数
Figure BDA0002751103290000121
式中
Figure BDA0002751103290000122
表示为第j个监测点所在水位深度对应的地下水水质综合污染系数，δij表示为第i个子区域对应第j个监测点的土壤类型对应的土壤类型影响系数，Δdj mi表示为第j个监测点所在水位深度对应在第i个子区域取样土壤的第m个土壤参数与其对应的土壤参数标准数值之间的差值，Δfj wi表示为第j个监测点所在水位深度对应在第i个子区域取样水体的第w个水质参数与其对应的地下水水质参数标准数值之间的差值，m0表示为第m个土壤参数对应的标准数值，w0表示为地下水第w个水质参数对应的标准数值，w表示为水质参数，w＝q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7,q8,q9，m表示为土壤参数，m＝p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9，统计的各水位深度对应的地下水水质综合污染系数综合了地下水水体的污染和地下水周侧土壤的污染，能够准确反映地下水水质的综合污染状况，弥补了目前地下水水质监测方法难以准确地反映地下水的综合污染状况的弊端，实现了地下水水质污染的量化展示，其中地下水水质综合污染系数越大，表明地下水污染状况越严重，管理服务器将统计的各水位深度对应的地下水水质综合污染系数发送至显示终端。
区域地下水流速获取模块，包括流速传感器，用于对各子区域对应各监测点的地下水流速进行检测，得到各子区域对应各监测点的地下水流速值，构成区域监测点地下水流速集合Vi(vi1,,vi2...,vij,...,vih)，vij表示为第i个子区域对应第j个监测点的地下水流速值，区域地下水流速获取模块根据区域监测点地下水流速集合计算各子区域地下水平均流速值，其中各子区域地下水平均流速值的计算公式为
Figure BDA0002751103290000131
并将计算的各子区域地下水平均流速值构成区域地下水平均流速集合
Figure BDA0002751103290000132
Figure BDA0002751103290000133
表示为第i个子区域对应的地下水平均流速，区域地下水流速获取模块将区域地下水平均流速集合发送至区域地下水含量统计模块。
区域地下水含量统计模块接收区域地下水流速获取模块发送的区域地下水平均流速集合，并将各子区域的面积作为各子区域地下水流的截面积，将各子区域地下水流的截面积与区域地下水平均流速集合中各子区域对应的地下水平均流速进行相乘，得到各子区域地下水的平均含水量，并将得到的各子区域地下水的平均含水量发送至显示终端。
显示终端接收管理服务器发送的各水位深度对应的地下水水质综合污染系数，接收区域地下水含量统计模块发送的各子区域地下水的平均含水量，并显示，便于地下水水质管理人员直观了解各水位深度对应的地下水水质综合污染状况，为相关人员治理地下水提供了可靠的参考依据，满足了地下水水质检测需求。
同时，显示终端显示的各子区域地下水的平均含水量，方便地下水水质管理人员直观了解，为各子区域地下水量的开采提供参考依据，避免因某子区域地下水开采过多导致地面下沉等一系列问题，进而保障了地下水的开采的合理性和安全性。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统，其特征在于：包括地下水监测区域划分模块、监测点布设模块、监测点取样模块、人工输入模块、标准数据库、监测点参数采集模块、水质参数分析模块、土壤参数分析模块、管理服务器和显示终端，其中地下水监测区域划分模块与监测点布设模块连接，监测点取样模块与监测点布设模块连接，监测点取样模块分别与人工输入模块和监测点参数采集模块连接，监测点参数采集模块分别与水质参数分析模块和土壤参数分析模块连接，管理服务器分别与水质参数分析模块、土壤参数分析模块和人工输入模块连接，显示终端与管理服务器连接；
所述地下水监测区域划分模块用于将待监测地下水的地面区域按照平面网格划分方式划分为若干面积相同且相互连接的子区域，划分的各子区域按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...i...n；
所述监测点布设模块用于对划分的各子区域按照各子区域地下水的深度进行监测点布设，各子区域布设的各监测点按照监测点所在水位深度由低到高的顺序进行编号，依次标记为1,2...j...h；
所述监测点取样模块用于对各子区域布设的各监测点进行地下水取样和土壤取样，监测点取样模块包括监测点水体取样单元和监测点土壤取样单元；
所述监测点水体取样单元包括若干取样采集管，用于同时对各子区域布设的各监测点进行地下水取样，得到各子区域对应的各监测点的取样水体；
所述监测点土壤取样单元用于同时对各子区域布设的各监测点位置处的土壤进行取样，得到各子区域对应的各监测点的取样土壤；
所述人工输入模块根据各子区域对应的各监测点取样土壤的土壤颜色、土壤颗粒粗糙程度以及含沙量，判断各子区域对应各监测点的土壤类型，并将判断得出的各子区域对应各监测点的土壤类型发送至管理服务器；
所述监测点参数采集模块用于对各子区域对应的各监测点的取样水体进行水质参数采集，并对各子区域对应的各监测点的取样土壤进行土壤参数采集，监测点参数采集模块包括水质参数采集模块和土壤参数采集模块；
所述水质参数采集模块包括若干水质参数检测终端，分别安装在各子区域对应的各监测点的取样水体中，用于对取样水体的水质参数进行检测，其检测的水质参数包括温度、溶解氧、酸碱度、浑浊度、氯化物、氨含量、氮含量、磷含量和细菌总数，检测得到的各子区域对应的各监测点取样水体的水质参数构成监测点水体水质参数集合Ri w(ri w1,,ri w2...,ri wj,...,ri wh)，ri wj表示为第i个子区域对应的第j个监测点取样水体的第w个水质参数对应的数值，w表示为水质参数，w＝q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7,q8,q9,q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7,q8,q9分别表示为温度、溶解氧、酸碱度、浑浊度、氯化物、氨含量、氮含量、磷含量和细菌总数，水质参数采集模块将监测点水体水质参数集合发送至水质参数分析模块；
所述土壤参数采集模块包括若干土壤参数检测终端，用于对各子区域对应的各监测点取样土壤的土壤参数进行检测，其检测的土壤参数包括温度、速效氮、速效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、酸碱度和含盐量，检测得到的各子区域对应的各监测点取样土壤的土壤参数构成监测点土壤参数集合Pi m(pi m1,,pi m2...,pi mj,...,pi mh)，pi vj表示为第i个子区域对应的第j个监测点取样土壤的第m个土壤参数对应的数值，m表示为土壤参数，m＝p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9,p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9分别表示为温度、速效氮、速效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、酸碱度和含盐量,土壤参数采集模块将监测点土壤参数集合发送至土壤参数分析模块；
所述水质参数分析模块接收水质参数采集模块发送的监测点水体水质参数集合，并从监测点水体水质参数集合中针对同一水位深度在不同子区域对应的各监测点按照水位深度由低到高的顺序依次提取各水位深度在不同子区域对应的各监测点取样水体的水质参数，构成水位深度水质参数集合Fj w(fj w1,,fj w2...,fj wi,...,fj wn)，fj wi表示为第j个监测点所在水位深度对应在第i个子区域取样水体的第w个水质参数对应的数值,水质参数分析模块将水位深度水质参数集合与标准数据中存储的地下水标准水质参数进行对比，得到水位深度水质参数对比集合ΔFj w(Δfj w1,,Δfj w2...,Δfj wi,...,Δfj wn)，并发送至管理服务器；
所述土壤参数分析模块接收土壤参数采集模块发送的监测点土壤参数集合，并从接收的监测点土壤参数集合中针对同一水位深度在不同子区域对应的各监测点按照水位深度由低到高的顺序依次提取各水位深度在不同子区域对应的各监测点取样土壤的土壤参数构成水位深度土壤参数集合Dj m(dj m1,,dj m2...,dj mi,...,dj mn)，dj mi表示为第j个监测点所在水位深度对应在第i个子区域取样土壤的第m个土壤参数对应的数值,土壤参数分析模块将水位深度土壤参数集合与标准数据库中存储的标准土壤参数进行对比，得到水位深度土壤参数对比集合ΔDj m(Δdj m1,,Δdj m2...,Δdj mi,...,Δdj mn)，并发送至管理服务器；
所述标准数据库存储地下水标准水质参数，存储标准土壤参数，存储各土壤类型对应的土壤类型影响系数；
所述管理服务器接收人工输入模块发送的各子区域对应各监测点的土壤类型，并从标准数据库中筛选得出各子区域对应各监测点的土壤类型对应的土壤类型影响系数，同时，管理服务器接收水质参数分析模块发送的水位深度水质参数对比集合，并接收土壤参数分析模块发送的水位深度土壤参数对比集合，进而根据各子区域对应各监测点的土壤类型对应的土壤类型影响系数、水位深度水质参数对比集合和水位深度土壤参数对比集合，统计各水位深度对应的地下水水质综合污染系数，并发送至显示终端；
所述显示终端接收管理服务器发送的各水位深度对应的地下水水质综合污染系数，并显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统，其特征在于：所述监测点布设模块对划分的各子区域按照子区域地下水的深度进行监测点布设的具体方法包括以下两个步骤：
步骤一：按照预设的地下水间隔深度，在各子区域进行地下水深度子区域划分，划分得到各子区域对应的各深度子区域，各深度子区域分别对应一个水位深度；
步骤二：在划分得到的各子区域对应的各深度子区域分别布设一个监测点，单个子区域布设的各监测点分别对应该子区域对应的各水位深度。
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统，其特征在于：所述监测点取样模块在各子区域对应的各监测点进行水体取样和土壤取样过程中，其取样水体的水体体积相同，其取样土壤的土壤含量相同。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统，其特征在于：所述地下水标准水质参数包括温度、溶解氧、酸碱度、浑浊度、氯化物、氨含量、氮含量、磷含量和细菌总数对应的标准数值。
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统，其特征在于：所述标准土壤参数包括温度、速效氮、速效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、酸碱度和含盐量对应的标准数值。
6.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统，其特征在于：所述各水位深度对应的地下水水质综合污染系数的计算公式为
Figure FDA0002751103280000051
式中
Figure FDA0002751103280000052
表示为第j个监测点所在水位深度对应的地下水水质综合污染系数，δij表示为第i个子区域对应第j个监测点的土壤类型对应的土壤类型影响系数，Δdj mi表示为第j个监测点所在水位深度对应在第i个子区域取样土壤的第m个土壤参数与其对应的土壤参数标准数值之间的差值，Δfj wi表示为第j个监测点所在水位深度对应在第i个子区域取样水体的第w个水质参数与其对应的地下水水质参数标准数值之间的差值，m0表示为第m个土壤参数对应的标准数值，w0表示为地下水第w个水质参数对应的标准数值，w表示为水质参数，w＝q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7,q8,q9，m表示为土壤参数，m＝p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9。
7.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统，其特征在于：还包括区域地下水流速获取模块，包括流速传感器，用于对各子区域对应各监测点的地下水流速进行检测，得到各子区域对应各监测点的地下水流速值，构成区域监测点地下水流速集合Vi(vi1,,vi2...,vij,...,vih)，vij表示为第i个子区域对应第j个监测点的地下水流速值，区域地下水流速获取模块根据区域监测点地下水流速集合计算各子区域地下水平均流速值，并将计算的各子区域地下水平均流速值构成区域地下水平均流速集合
Figure FDA0002751103280000053
Figure FDA0002751103280000054
表示为第i个子区域对应的地下水平均流速，区域地下水流速获取模块将区域地下水平均流速集合发送至区域地下水含量统计模块。
8.根据权利要求7所述的一种基于大数据分析的水质监测分析处理系统，其特征在于：还包括区域地下水含量统计模块，与区域地下水流速获取模块连接，接收区域地下水流速获取模块发送的区域地下水平均流速集合，并将各子区域的面积作为各子区域地下水流的截面积，将各子区域地下水流的截面积与区域地下水平均流速集合中各子区域对应的地下水平均流速进行相乘，得到各子区域地下水的平均含水量，并将得到的各子区域地下水的平均含水量发送至显示终端。
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