CN115205066A - 一种基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统 - Google Patents

一种基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统 Download PDF

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沈小雄
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Abstract

本发明属于水质模拟技术领域,公开了一种基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统,基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统包括:图像信息采集模块、图像预处理模块、信息采集模块、中央控制模块、信息验证模块、监测点设置模块、监测模块、水质检测模块、特征提取模块、污染分析模块、区域划分模块、污染负荷计算模块、分布图生成模块、水质模拟模型构建模块、模型验证模块、水质模拟模块、存储模块以及显示模块。本发明能够全面、准确的掌握待模拟水体的相关状况并进行水质的模拟;将采集、提取或分析结果进行可视化展示,流域水生态目标管理提供实时、可靠、完整的水文水质信息,有助于进行实现水体的控制单元水质目标管理。

Description

一种基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统
技术领域
本发明属于水质模拟技术领域,尤其涉及一种基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统。
背景技术
目前,河流水质预测是了解河流水质污染趋势的重要手段,是河流水质污染及其控制管理的重要手段。为了弄清河流日常或事故所引起的水质污染状况的来龙去脉、预测拟建厂矿建成后排污可能造成的污染状况、推求水环境容量、确定水污染物的排放标准、预测水污染防治措施实行后水体的水质的可能改善状况和水质分布,都需要建立河流水质污染预测预报全面、科学的方法。
传统的流域水质评价是根据监测断面水体的物理、化学及生物学指标的取样监测来监控流域水质的时空变化。由于污染源空间分布具有离散性,流域水质也具有明显的时空分布特性,因而在水质测站不足时,不能充分反映水环境质量问题,近年来水质模拟成为解决水污染预测及实时动态分析的一种有效手段,然而现有的水质模拟方法获取的数据不准确,效率低且模拟结果不全面不准确。因此,亟需设计一种新的河流水质模拟系统。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有的水质模拟方法获取的数据不准确,效率低且模拟结果不全面不准确。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统。
本发明是这样实现的,一种基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统,所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统包括:
水质检测模块,与中央控制模块连接,用于对各个监测点的水样进行检测,得到各个监测点的水质信息;
特征提取模块,与中央控制模块连接,用于基于采集、检测得到的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的分布特征;
污染分析模块,与中央控制模块连接,用于基于各个监测点的水质检测结果结合采集的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的污染来源;
污染负荷计算模块,与中央控制模块连接,用于基于检测、采集的数据以及特征提取结果、确定的污染来源计算待模拟河流和/或湖泊的各个子区域的污染负荷;
分布图生成模块,与中央控制模块连接,用于基于特征提取结果以及污染负荷计算结果结合预处理后的待模拟河流和/或湖泊图像生成待模拟河流和/或湖泊的空间特征分布图、水体特征分布图、水质特征分布图、连通特征分布图以及污染负荷分布图;
水质模拟模块,与中央控制模块连接,用于利用通过验证的水质模拟模型进行待模拟河流和/或湖泊的实时水质模拟。
进一步,所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统还包括:
图像信息采集模块,与中央控制模块连接,用于利用摄像设备采集待模拟河流和/或湖泊的图像数据;
图像预处理模块,与中央控制模块连接,用于对采集的待模拟河流和/或湖泊的图像数据进行预处理;
信息采集模块,与中央控制模块连接,用于采集待模拟河流和/或湖泊的相关信息;
中央控制模块,与图像信息采集模块、图像预处理模块、信息采集模块、信息验证模块、监测点设置模块、监测模块、水质检测模块、特征提取模块、污染分析模块、区域划分模块、污染负荷计算模块、分布图生成模块、水质模拟模型构建模块、模型验证模块、水质模拟模块、存储模块以及显示模块连接,用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作;
信息验证模块,与中央控制模块连接,用于基于预处理后的图像数据结合官方数据以及实地考察数据验证采集的待模拟河流和/或湖泊的相关信息是否准确无误;
监测点设置模块,与中央控制模块连接,用于基于待模拟河流和/或湖泊的空间分布特征设定监测点放置监测设备;
监测模块,与中央控制模块连接,用于放置于各个监测点的监测设备进行待模拟河流和/或湖泊的水量、流速、图像的采集;同时用于进行各个监测点水样采集;
区域划分模块,与中央控制模块连接,用于基于待模拟河流和/或湖泊的特征提取结果进行待模拟河流和/或湖泊的子区域划分;
水质模拟模型构建模块,与中央控制模块连接,用于基于采集、监测、提取、划分、分析以及计算的相关数据进行待模拟河流和/或湖泊的水质模拟模型的构建;
模型验证模块,与中央控制模块连接,用于利用过去采集的多次监测数据结合生成的分布图对构建的水质模拟模型进行验证;
存储模块,与中央控制模块连接,用于利用数据库对采集、监测、提取、划分、分析以及计算的相关数据进行分类存取;
显示模块,与中央控制模块连接,用于利用显示器对水质模拟结果、采集的相关数据或信息以及生成的分布图进行可视化显示。
进一步,所述通过图像信息采集模块利用摄像设备采集待模拟河流和/或湖泊的图像数据包括:
(1)通过图像信息采集模块搭载的流量相关信息采集单元获取待模拟河流和/或湖泊的流量、流速、流通性以及其他相关数据;
(2)通过图像信息采集模块搭载的周边建筑信息以及排放数据采集单元采集待模拟河流和/或湖泊的周边工厂和/或其他建筑信息以及向所述待模拟河流和/或湖泊中排放水的管道和/或河流相关信息;
(3)通过地下水信息采集单元采集与待模拟河流和/或湖泊的地下水连通的相关信息;通过降雨信息采集单元获取历史降雨信息与实时降雨信息。
进一步,所述通过特征提取模块基于采集、检测得到的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的分布特征包括:
(1)通过特征提取模块搭载的空间分布特征确定单元基于通过验证的待模拟河流和/或湖泊的相关信息以及预处理后的河流和/或湖泊的图像数据进行待模拟河流和/或湖泊的空间分布特征提取;
(2)通过特征提取模块搭载的水质分布特征确定单元基于各个监测点的水质检测结果确定待模拟河流和/或湖泊的水质分布特征;
(3)通过水体特征提取单元基于通过验证的的待模拟河流和/或湖泊的相关信息确定所述待模拟河流和/或湖泊的流速、流量分布特征;
(4)通过连通特征提取单元基于通过验证的的待模拟河流和/或湖泊的相关信息确定所述待模拟河流和/或湖泊的地下与地上连通特征。
进一步,所述通过污染分析模块基于各个监测点的水质检测结果结合采集的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的污染来源包括:
基于各个监测点的水质检测结果确定待模拟河流和/或湖泊的污染物含量以及各个污染物的类型;
基于确定的各个污染物的类型结合所述待模拟河流和/或湖泊的周边工厂以及地上排放与地下连通信息确定各个污染物的来源。
进一步,所述通过污染分析模块基于各个监测点的水质检测结果结合采集的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的污染来源还包括:
采用模糊变换的方法对确定的各个污染物的来源数据进行模糊评价处理,得到单因素评价矩阵;使用模糊评价矩阵对数据进行初选,并利用模糊聚类分析法对初选对象集合进行所述待模拟河流和/或湖泊污染源划分;
其中,所述单因素评价矩阵的表达式如下:
Figure BDA0003690123510000051
式中,R表示单因素评价矩阵,m表示各个污染物的来源数据,n表示模糊评价的个数。
进一步,所述污染物的类型包括总氮、总磷、化学需氧量、氨氮、悬浮物以及叶绿素a;所述各个污染物的来源因素包括经济、就业、预测和环境。
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器实现所述。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器实现。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端,所述信息数据处理终端用于实现所述。
结合上述的技术方案和解决的技术问题,请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为:
第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度,紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等,详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题,解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下:
本发明通过采集图像数据、历史数据、监测数据从多方面进行核验,保证了数据的准确性;同时对于采集的数据进行分类处理,能够提高数据的可用度以及整体的效率;同时进行空间分布特征、水体分布特征、水质分布特征以及流通特征的提取,再结合水质检测、污染源分析与污染负荷计算,能够全面、准确的掌握待模拟水体的相关状况,全面、准确的进行水质的模拟,同时将采集、提取或分析结果进行可视化展示,更加直观、便捷。
第二,把技术方案看做一个整体或者从产品的角度,本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点,具体描述如下:
本发明可为流域水生态目标管理提供实时、可靠、完整的水文水质信息,有助于进行实现水体的控制单元水质目标管理。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统的信息交互示意图;
图2是本发明实施例提供的通过污染分析模块基于各个监测点的水质检测结果结合采集的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的污染来源的方法示意图;
图3是本发明实施例提供的基于确定的各个污染物的来源进行待模拟河流和/或湖泊的污染源的划分方法示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现,该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
本发明实施例提供的控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统包括:
图像信息采集模块,与中央控制模块连接,用于利用摄像设备采集待模拟河流和/或湖泊的图像数据;
图像预处理模块,与中央控制模块连接,用于对采集的待模拟河流和/或湖泊的图像数据进行预处理;
信息采集模块,与中央控制模块连接,用于采集待模拟河流和/或湖泊的相关信息;
中央控制模块,与图像信息采集模块、图像预处理模块、信息采集模块、信息验证模块、监测点设置模块、监测模块、水质检测模块、特征提取模块、污染分析模块、区域划分模块、污染负荷计算模块、分布图生成模块、水质模拟模型构建模块、模型验证模块、水质模拟模块、存储模块以及显示模块连接,用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作;
信息验证模块,与中央控制模块连接,用于基于预处理后的图像数据结合官方数据以及实地考察数据验证采集的待模拟河流和/或湖泊的相关信息是否准确无误;
监测点设置模块,与中央控制模块连接,用于基于待模拟河流和/或湖泊的空间分布特征设定监测点放置监测设备;
监测模块,与中央控制模块连接,用于放置于各个监测点的监测设备进行待模拟河流和/或湖泊的水量、流速、图像的采集;同时用于进行各个监测点水样采集;
水质检测模块,与中央控制模块连接,用于对各个监测点的水样进行检测,得到各个监测点的水质信息;
特征提取模块,与中央控制模块连接,用于基于采集、检测得到的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的分布特征;
污染分析模块,与中央控制模块连接,用于基于各个监测点的水质检测结果结合采集的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的污染来源;
区域划分模块,与中央控制模块连接,用于基于待模拟河流和/或湖泊的特征提取结果进行待模拟河流和/或湖泊的子区域划分;
污染负荷计算模块,与中央控制模块连接,用于基于检测、采集的数据以及特征提取结果、确定的污染来源计算待模拟河流和/或湖泊的各个子区域的污染负荷;
分布图生成模块,与中央控制模块连接,用于基于特征提取结果以及污染负荷计算结果结合预处理后的待模拟河流和/或湖泊图像生成待模拟河流和/或湖泊的空间特征分布图、水体特征分布图、水质特征分布图、连通特征分布图以及污染负荷分布图;
水质模拟模型构建模块,与中央控制模块连接,用于基于采集、监测、提取、划分、分析以及计算的相关数据进行待模拟河流和/或湖泊的水质模拟模型的构建;
模型验证模块,与中央控制模块连接,用于利用过去采集的多次监测数据结合生成的分布图对构建的水质模拟模型进行验证;
水质模拟模块,与中央控制模块连接,用于利用通过验证的水质模拟模型进行待模拟河流和/或湖泊的实时水质模拟;
存储模块,与中央控制模块连接,用于利用数据库对采集、监测、提取、划分、分析以及计算的相关数据进行分类存取;
显示模块,与中央控制模块连接,用于利用显示器对水质模拟结果、采集的相关数据或信息以及生成的分布图进行可视化显示。
本发明实施例提供的基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统的信息交互示意图如图1所示。
本发明实施例提供的信息采集模块包括:
流量相关信息采集单元,用于待模拟河流和/或湖泊的流量、流速、流通性以及其他相关数据;
周边建筑信息以及排放数据采集单元,用于采集待模拟河流和/或湖泊的周边工厂和/或其他建筑信息以及向待模拟河流和/或湖泊中排放水的管道和/或河流相关信息;
地下水信息采集单元,用于采集与待模拟河流和/或湖泊的地下水连通的相关信息;
降雨信息采集单元,用于获取历史降雨信息与实时降雨信息。
本发明实施例提供的特征提取模块包括:
空间分布特征确定单元,用于基于通过验证的待模拟河流和/或湖泊的相关信息以及预处理后的河流和/或湖泊的图像数据进行待模拟河流和/或湖泊的空间分布特征提取;
水质分布特征确定单元,用于基于各个监测点的水质检测结果确定待模拟河流和/或湖泊的水质分布特征;
水体特征提取单元,用于基于通过验证的的待模拟河流和/或湖泊的相关信息确定待模拟河流和/或湖泊的流速、流量分布特征;
连通特征提取单元,用于基于通过验证的的待模拟河流和/或湖泊的相关信息确定待模拟河流和/或湖泊的地下与地上连通特征。
如图2所示,本发明实施例提供的通过污染分析模块基于各个监测点的水质检测结果结合采集的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的污染来源包括:
S101,基于各个监测点的水质检测结果确定待模拟河流和/或湖泊的污染物含量以及各个污染物的类型;
S102,基于确定的各个污染物的类型结合待模拟河流和/或湖泊的周边工厂以及地上排放与地下连通信息确定各个污染物的来源;
S103,基于确定的各个污染物的来源进行待模拟河流和/或湖泊的污染源的划分。
如图3所示,本发明实施例提供的基于确定的各个污染物的来源进行待模拟河流和/或湖泊的污染源的划分包括:
S201,采用模糊变换的方法对确定的各个污染物的来源数据进行模糊评价处理,得到单因素评价矩阵;
S202,使用模糊评价矩阵对数据进行初选;
S203,利用模糊聚类分析法对初选对象集合进行待模拟河流和/或湖泊污染源划分。
本发明实施例提供的单因素评价矩阵的表达式如下:
Figure BDA0003690123510000101
式中,R表示单因素评价矩阵,m表示各个污染物的来源数据,n表示模糊评价的个数。
本发明实施例提供的污染物的类型包括总氮、总磷、化学需氧量、氨氮、悬浮物以及叶绿素a,各个污染物的来源因素包括经济、就业、预测和环境。
二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值,该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用的应用实施例。
本发明的应用实施例提供了一种计算机设备,计算机设备包括存储器和处理器,存储器存储有计算机程序,计算机程序被所述处理器执行时,使得处理器实现所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统。
本发明的应用实施例提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器实现所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统。
本发明的应用实施例提供了一种信息数据处理终端,所述信息数据处理终端用于实现所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统。
应当注意,本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现;软件部分可以存储在存储器中,由适当的指令执行系统,例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现,例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现,也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现,也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统,其特征在于,所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统包括:
水质检测模块,与中央控制模块连接,用于对各个监测点的水样进行检测,得到各个监测点的水质信息;
特征提取模块,与中央控制模块连接,用于基于采集、检测得到的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的分布特征;
污染分析模块,与中央控制模块连接,用于基于各个监测点的水质检测结果结合采集的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的污染来源;
污染负荷计算模块,与中央控制模块连接,用于基于检测、采集的数据以及特征提取结果、确定的污染来源计算待模拟河流和/或湖泊的各个子区域的污染负荷;
分布图生成模块,与中央控制模块连接,用于基于特征提取结果以及污染负荷计算结果结合预处理后的待模拟河流和/或湖泊图像生成待模拟河流和/或湖泊的空间特征分布图、水体特征分布图、水质特征分布图、连通特征分布图以及污染负荷分布图;
水质模拟模块,与中央控制模块连接,用于利用通过验证的水质模拟模型进行待模拟河流和/或湖泊的实时水质模拟。
2.如权利要求1所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统,其特征在于,所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统还包括:
图像信息采集模块,与中央控制模块连接,用于利用摄像设备采集待模拟河流和/或湖泊的图像数据;
图像预处理模块,与中央控制模块连接,用于对采集的待模拟河流和/或湖泊的图像数据进行预处理;
信息采集模块,与中央控制模块连接,用于采集待模拟河流和/或湖泊的相关信息;
中央控制模块,与图像信息采集模块、图像预处理模块、信息采集模块、信息验证模块、监测点设置模块、监测模块、水质检测模块、特征提取模块、污染分析模块、区域划分模块、污染负荷计算模块、分布图生成模块、水质模拟模型构建模块、模型验证模块、水质模拟模块、存储模块以及显示模块连接,用于利用单片机或控制器控制各个模块正常工作;
信息验证模块,与中央控制模块连接,用于基于预处理后的图像数据结合官方数据以及实地考察数据验证采集的待模拟河流和/或湖泊的相关信息是否准确无误;
监测点设置模块,与中央控制模块连接,用于基于待模拟河流和/或湖泊的空间分布特征设定监测点放置监测设备;
监测模块,与中央控制模块连接,用于放置于各个监测点的监测设备进行待模拟河流和/或湖泊的水量、流速、图像的采集;同时用于进行各个监测点水样采集;
区域划分模块,与中央控制模块连接,用于基于待模拟河流和/或湖泊的特征提取结果进行待模拟河流和/或湖泊的子区域划分;
水质模拟模型构建模块,与中央控制模块连接,用于基于采集、监测、提取、划分、分析以及计算的相关数据进行待模拟河流和/或湖泊的水质模拟模型的构建;
模型验证模块,与中央控制模块连接,用于利用过去采集的多次监测数据结合生成的分布图对构建的水质模拟模型进行验证;
存储模块,与中央控制模块连接,用于利用数据库对采集、监测、提取、划分、分析以及计算的相关数据进行分类存取;
显示模块,与中央控制模块连接,用于利用显示器对水质模拟结果、采集的相关数据或信息以及生成的分布图进行可视化显示。
3.如权利要求2所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统,其特征在于,所述通过图像信息采集模块利用摄像设备采集待模拟河流和/或湖泊的图像数据包括:
(1)通过图像信息采集模块搭载的流量相关信息采集单元获取待模拟河流和/或湖泊的流量、流速、流通性以及其他相关数据;
(2)通过图像信息采集模块搭载的周边建筑信息以及排放数据采集单元采集待模拟河流和/或湖泊的周边工厂和/或其他建筑信息以及向所述待模拟河流和/或湖泊中排放水的管道和/或河流相关信息;
(3)通过地下水信息采集单元采集与待模拟河流和/或湖泊的地下水连通的相关信息;通过降雨信息采集单元获取历史降雨信息与实时降雨信息。
4.如权利要求1所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统,其特征在于,所述通过特征提取模块基于采集、检测得到的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的分布特征包括:
(1)通过特征提取模块搭载的空间分布特征确定单元基于通过验证的待模拟河流和/或湖泊的相关信息以及预处理后的河流和/或湖泊的图像数据进行待模拟河流和/或湖泊的空间分布特征提取;
(2)通过特征提取模块搭载的水质分布特征确定单元基于各个监测点的水质检测结果确定待模拟河流和/或湖泊的水质分布特征;
(3)通过水体特征提取单元基于通过验证的的待模拟河流和/或湖泊的相关信息确定所述待模拟河流和/或湖泊的流速、流量分布特征;
(4)通过连通特征提取单元基于通过验证的的待模拟河流和/或湖泊的相关信息确定所述待模拟河流和/或湖泊的地下与地上连通特征。
5.如权利要求1所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统,其特征在于,所述通过污染分析模块基于各个监测点的水质检测结果结合采集的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的污染来源包括:
基于各个监测点的水质检测结果确定待模拟河流和/或湖泊的污染物含量以及各个污染物的类型;
基于确定的各个污染物的类型结合所述待模拟河流和/或湖泊的周边工厂以及地上排放与地下连通信息确定各个污染物的来源。
6.如权利要求5所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统,其特征在于,所述通过污染分析模块基于各个监测点的水质检测结果结合采集的相关数据确定待模拟河流和/或湖泊的污染来源还包括:
采用模糊变换的方法对确定的各个污染物的来源数据进行模糊评价处理,得到单因素评价矩阵;使用模糊评价矩阵对数据进行初选,并利用模糊聚类分析法对初选对象集合进行所述待模拟河流和/或湖泊污染源划分;
其中,所述单因素评价矩阵的表达式如下:
Figure FDA0003690123500000041
式中,R表示单因素评价矩阵,m表示各个污染物的来源数据,n表示模糊评价的个数。
7.如权利要求5所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统,其特征在于,所述污染物的类型包括总氮、总磷、化学需氧量、氨氮、悬浮物以及叶绿素a;所述各个污染物的来源因素包括经济、就业、预测和环境。
8.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器实现如权利要求1~7任意一项所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统。
9.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器实现如权利要求1~7任意一项所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统。
10.一种信息数据处理终端,其特征在于,所述信息数据处理终端用于实现如权利要求1~7任意一项所述基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统。
CN202210659666.2A 2022-06-13 2022-06-13 一种基于控制单元水环境质量目标管理的水质模拟系统 Pending CN115205066A (zh)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115407040A (zh) * 2022-11-02 2022-11-29 张家港市东大工业技术研究院 一种水环境污染监测方法及系统
CN115880097A (zh) * 2022-11-25 2023-03-31 河南省济源水文水资源勘测局 一种水资源污染的智能治理方法及系统
CN116205403A (zh) * 2023-02-17 2023-06-02 广州珠科院工程勘察设计有限公司 一种拦截氮磷的水生态修复管理方法及系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115407040A (zh) * 2022-11-02 2022-11-29 张家港市东大工业技术研究院 一种水环境污染监测方法及系统
CN115880097A (zh) * 2022-11-25 2023-03-31 河南省济源水文水资源勘测局 一种水资源污染的智能治理方法及系统
CN115880097B (zh) * 2022-11-25 2023-08-22 河南省济源水文水资源勘测局 一种水资源污染的智能治理方法及系统
CN116205403A (zh) * 2023-02-17 2023-06-02 广州珠科院工程勘察设计有限公司 一种拦截氮磷的水生态修复管理方法及系统
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