CN115271521A - 一种黑臭水体治理监测分析方法、系统及存储介质 - Google Patents

一种黑臭水体治理监测分析方法、系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种黑臭水体治理监测分析方法、系统及存储介质，通过对水体污染区域对应的农牧业管理和沿岸管理状态进行监测和分析，进而综合分析得到水体污染区域对应的面源污染治理评估系数，一方面避免了畜禽污水未经处理任意流失，污染河流的情况发生；一方面控制了农田化肥和农田农药的施用量，避免农田化肥和农田农药通过雨水或浇灌重新排入河道，缓解了河流水体化学元素超标的问题，对河流水质产生正影响；另一方面解决了当前河流沿岸生活垃圾和植物长势对河流水体造成负影响的问题，有利于岸线管理和保护，大大降低了水土流失、河道淤积和水质恶化的可能性，为水体污染区域对应的面源污染治理提供了可靠的保障。

Description

一种黑臭水体治理监测分析方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及黑臭水体治理监测分析技术领域，具体而言，涉及一种黑臭水体治理监测分析方法、系统及存储介质。
背景技术
黑臭水体的初步判断是指水体颜色异常和水体气味异常的水体，而水体黑臭现象是因水动力不足、有机污染、污水错误排放等引起的。黑臭水体不仅破坏了河流生态系统，损害城市景观，同时还严重影响居民的生活健康，由此凸显了黑臭水体治理监测分析的重要性。
目前的黑臭水体治理通常采用传统的截污控源、化学处理技术和生态处理技术等方法进行治理，使得黑臭水体的监测维度和治理维度存在一定的局限性，进而导致治理效果不佳，无法达到预期效果，其具体体现在以下方面：
1.点源污染指的是未经处理的工业废水、生活污水等直接排入河流，各支流汇入口的水体汇入主干水域，进而对主干水域的水体造成污染。而点源污染中生活污水和工业废水对应的各种有害物质进入水体后，通过化学反应和生物反应排放出不同种类的发臭物质，进而导致河流水质变差，底泥淤积，加剧了城市水体的黑臭程度。
2.面源污染一方面指的是河流沿岸畜牧养殖厂没有对畜禽粪便进行处理，致使畜禽污水未经处理任意流失，污染河流；一方面指的是河流沿岸农田化肥和农田农药施用量较大，农田化肥和农田农药通过雨水或浇灌重新排入河道，导致河流水体化学元素超标，使得河流水体富营养化，进而直接影响河流水质；另一方面，河流沿岸生活垃圾污染和沿岸植物长势均会对河流水体环境造成影响，生活垃圾污染中有害垃圾会对河流水体内生物造成生命健康安全，河流沿岸河岸线上存在违种植物，对河岸线的完整性造成了破坏，不利于岸线管理和保护，进而造成水土流失、河道淤积和水质恶化等。
3.内源污染一方面指的是河流水体水动力不足，导致河流水体水循环不通畅、流速低缓和水体温度异常，进而影响了河流的自净功能，使得污水滞留，垃圾沉淀，导致河流的生态环境紊乱，生态系统退化，进而加快了黑臭水体的形成时间；一方面指的是底部淤泥中各种有害成分的含量对河流水体造成的影响，底部淤泥中各种有害成分不断向河流水体中释放，导致破坏河流水底生态，致使河流水体二次污染；另一方面指的是河流水体中漂浮物面积和漂浮物种类致使河流水体水生物环境遭到破坏，致使水生生物数量和种类不断减伤，导致河流水体环境逐步悲化，缩短了黑臭水体的形成周期，进一步影响了居民的用水健康和生活健康。
发明内容
为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种黑臭水体治理监测分析方法、系统及存储介质,能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明第一方面提供一种黑臭水体治理监测分析方法，包括如下步骤：
A1、水体状态监测分析：对指定水体区域的水体状态进行监测，由此分析指定水体区域对应的水体状态，若指定水体区域对应的水体状态为污染，记为水体污染区域，并执行下一步，反之，则重复执行水体状态监测分析；
A2、水体点源污染监测分析：获取水体污染区域对应的排污口数量、管道口数量和支流汇入口数量，并通过水质分析仪对水体污染区域内各排污口、各管道口和各支流汇入口对应的水体水质进行监测，得到水体污染区域内各排污口、各管道口和各支流汇入口对应的水体水质参数集合，由此分析水体污染区域对应的点源污染治理评估系数；
A3、水体面源污染监测分析：对设定距离范围内水体污染区域对应的畜牧业总面积、畜牧业垃圾排放量、农业农田总面积、农业农田化肥和农药施用量进行获取，由此分析水体污染区域对应的农牧业管理评估系数，同时通过智能摄像头对设定距离范围内水体污染区域对应的沿岸生活垃圾和沿岸植物长势进行监测，得到水体污染区域对应的沿岸生活垃圾图像和沿岸植物长势图像，进而综合分析水体污染区域对应的面源污染治理评估系数；
A4、水体内源污染监测分析：对水体污染区域中水体流动速度、底部淤泥总体积、各淤泥处的平均厚度和各淤泥处的各有害成分含量进行获取，同时通过智能摄像头对水体污染区域中漂浮物种类和各种类漂浮物对应的面积进行监测，并通过温度传感器对大气温度以及水体污染区域中各淤泥处温度和水体温度进行监测，进而综合分析水体污染区域对应的内源污染治理评估系数；
A5、黑臭水体治理分析：对黑臭水体对应的治理达标类型进行分析，并通过显示终端进行相应的显示。
优选地，所述步骤A1中对指定水体区域的水体状态进行监测，其具体监测方式如下：
通过恶臭气体在线监测仪对指定水体区域对应的恶臭气体浓度进行监测，得到指定水体区域对应各种类恶臭气体的浓度，记为Cr，r表示为各种类恶臭气体的编号，r＝1,2,......,q；
通过水质色度仪对指定水体区域对应的水体色度进行监测，得到指定水体区域对应的水体色度，记为Y；
通过实验室浊度仪对指定水体区域对应的水体浑浊度进行监测，得到指定水体区域对应的水体浑浊度，记为Z。
优选地，所述步骤A1中分析指定水体区域对应的水体状态，其具体分析过程如下：
通过计算得到指定水体区域对应的水体状态评估系数，记为δ；
将指定水体区域对应的水体状态评估系数与设定的水体状态评估系数阈值进行对比，若指定水体区域对应的水体状态评估系数小于水体状态评估系数阈值，则判定指定水体区域对应的水体状态为污染，反之，则判定指定水体区域对应的水体状态为正常。
优选地，所述步骤A2中分析水体污染区域对应的点源污染治理评估系数，其具体分析为：
从水体污染区域内各排污口、各管道口和各支流汇入口对应的水体水质参数集合中提取各排污口对应各种类水质参数的浓度、各管道口对应各种类水质参数的浓度和各支流汇入口各种类水质参数的浓度，并将其进行累加，得到排污口对应各种类水质参数的浓度、管道口对应各种类水质参数的浓度和支流汇入口各种类水质参数的浓度，分别记为Bx、Dx、Fx，x表示为各种类水质参数的编号，x＝1,2,......,w；
通过计算得到水体污染区域对应的点源污染治理评估系数，并记为η。
优选地，所述步骤A3中分析水体污染区域对应的农牧业管理评估系数，其具体分析过程如下：
将水体污染区域对应的畜牧业总面积、畜牧业垃圾排放量、农业农田总面积、农业农田化肥和农药施用量分别记为S牧、H牧、S农、L化肥和L农药；
依据公式
Figure BDA0003801708070000051
计算出水体污染区域对应的农牧业管理评估系数，φ表示为水体污染区域对应的农牧业管理评估系数，e表示为自然常数，S′牧、H′牧、S′农、L′化肥、L′农药分别表示为设定的参考畜牧业总面积、允许畜牧业垃圾排放量、参考农业农田总面积、允许农业农田化肥施用量、允许农业农田农药施用量，b1、b2、b3、b4、b5分别表示为设定的畜牧业总面积、畜牧业垃圾排放量、农业农田总面积、农业农田化肥施用量、农业农田农药施用量对应的权值因子。
优选地，所述步骤A3中综合分析水体污染区域对应的面源污染治理评估系数，其具体分析步骤如下：
A301:从水体污染区域对应的沿岸生活垃圾图像中提取水体污染区域对应的沿岸生活垃圾种类，同时提取沿岸各种类生活垃圾对应的分布面积和密集度，分别记为si和ρi，i表示为各种类生活垃圾的编号，i＝1,2,......,n，同时将水体污染区域对应的各种类生活垃圾与设定的各种类生活垃圾对应的补偿因子进行匹配，得到水体污染区域中各种类生活垃圾对应的补偿因子，记为εi，进而通过计算得到水体污染区域对应的生活垃圾影响指数，记为γ；
A302:从水体污染区域对应的沿岸植物长势图像中提取水体污染区域中河岸线前存在的植物种类数量以及各种类植物对应的生长高度和生长密集度，分别记为N前以及
Figure BDA0003801708070000061
和
Figure BDA0003801708070000062
j表示为各种类植物的编号，j＝1,2,......,m，同时提取河岸线后存在的植物种类数量以及各种类植物对应的生长高度和生长密集度，分别记为N后以及
Figure BDA0003801708070000063
和
Figure BDA0003801708070000064
进而通过计算得到水体污染区域对应的植物长势影响指数，记为θ；
A303:对水体污染区域对应的生活垃圾影响指数和植物长势影响指数进行综合分析，其具体计算公式为
Figure BDA0003801708070000065
Figure BDA0003801708070000066
表示为水体污染区域对应的沿岸管理评估系数，b6、b7分别表示为设定的生活垃圾影响指数、植物长势影响指数对应的系数因子；
A304:对水体污染区域对应的农牧业管理评估系数、沿岸管理评估系数进行综合分析，得到水体污染区域对应的面源污染治理评估系数，其具体计算公式为
Figure BDA0003801708070000071
Figure BDA0003801708070000072
表示为水体污染区域对应的面源污染治理评估系数，τ1、τ2分别表示为预设的农牧业管理评估系数、沿岸管理评估系数对应的补偿因子。
优选地，所述步骤A4中综合分析水体污染区域对应的内源污染治理评估系数，其具体分析步骤如下：
A401:将水体污染区域中水体流动速度和水体温度分别记为v和W水，将大气温度记为W气，进而综合分析水体污染区域对应的水体影响指数，记为ST；
A402:将水体污染区域中底部淤泥总体积、各淤泥处的平均厚度、各淤泥处的各有害成分含量和各淤泥处温度分别记为V泥、
Figure BDA0003801708070000073
和
Figure BDA0003801708070000074
l表示为各淤泥处的编号，l＝1,2,......,u，t表示为各有害成分的编号，t＝1,2,......,h，进而综合分析水体污染区域对应的底部淤泥影响指数，记为YN；
A403:将水体污染区域中漂浮物种类数量和各种类漂浮物对应的面积分别记为M和
Figure BDA0003801708070000075
f表示为各种类漂浮物的编号，f＝1,2,......,g，进而综合分析水体污染区域对应的漂浮物影响指数，记为PF；
A404:对水体污染区域对应的水体影响指数、底部淤泥影响指数和漂浮物影响指数进行综合分析，得到水体污染区域对应的内源污染治理评估系数，其具体计算公式为
Figure BDA0003801708070000076
ξ表示为水体污染区域对应的内源污染治理评估系数，τ3、τ4、τ5分别表示为设定的水体影响指数、底部淤泥影响指数、漂浮物影响指数对应的系数因子。
优选地，所述步骤A5中对黑臭水体对应的治理达标类型进行分析，其具体分析方式为：
将水体污染区域对应的点源污染治理评估系数与设定的点源污染治理评估系数阈值进行对比，若水体污染区域对应的点源污染治理评估系数大于点源污染治理评估系数阈值，则将点源治理标记为治理达标类型；
将水体污染区域对应的面源污染治理评估系数与设定的面源污染治理评估系数阈值进行对比，若水体污染区域对应的面源污染治理评估系数大于面源污染治理评估系数阈值，则将面源治理标记为治理达标类型；
将水体污染区域对应的内源污染治理评估系数与设定的内源污染治理评估系数阈值进行对比，若水体污染区域对应的内源污染治理评估系数大于内源污染治理评估系数阈值，则将内源治理标记为治理达标类型。
本发明第二方面提供一种黑臭水体治理监测分析系统，包括：
水体状态监测分析模块，用于对指定水体区域的水体状态进行监测，由此分析指定水体区域对应的水体状态，并进行相应的处理；
水体点源污染监测分析模块，用于对水体污染区域内各排污口、各管道口和各支流汇入口对应的水体水质进行监测，由此分析水体污染区域对应的点源污染治理评估系数；
水体面源污染监测分析模块，用于对设定距离范围内水体污染区域对应的沿岸生活垃圾和沿岸植物长势进行监测，同时基于水体污染区域对应的农牧业管理评估系数综合分析水体污染区域对应的面源污染治理评估系数；
水体内源污染监测分析模块，用于对水体污染区域中漂浮物种类、各种类漂浮物对应的面积、大气温度以及水体污染区域中各淤泥处温度和水体温度进行监测，进而综合分析水体污染区域对应的内源污染治理评估系数；
黑臭水体治理分析模块，用于对黑臭水体对应的治理达标类型进行分析，并通过显示终端进行相应的显示；
显示终端，用于对治理达标类型进行显示。
本发明第三方面提供一种黑臭水体治理监测分析存储介质：所述一种黑臭水体治理监测分析存储介质烧录有计算机程序，所述计算机程序在服务器的内存中运行时实现上述所述的一种黑臭水体治理监测分析方法。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
本发明通过恶臭气体在线监测仪、水质色度仪和实验室浊度仪对指定水体区域的水体状态进行监测和分析，得到水体污染区域，打破了传统黑臭水体治理分析方法的局限性，使得黑臭水体的监测维度和治理维度更加精准，分析结果更加可靠，黑臭水体的溯源更具有实际意义，其具体体现在以下方面：
1、本发明通过对各排污口对应各种类水质参数的浓度、各管道口对应各种类水质参数的浓度和各支流汇入口各种类水质参数的浓度进行监测和分析，得到水体污染区域对应的点源污染治理评估系数，避免了各排污口和各管道口对应未经处理的工业废水和生活污水直接排入河流而导致的点源污染，同时也避免了各支流汇入口对应水体的有害成分汇入水体污染区域而造成更严重的污染，进而从源头控制污水向水体污染区域排放，在很大程度上降低了水体的黑臭程度，避免了河流水质的进一步变差。
2、本发明通过对水体污染区域对应的农牧业管理状态和沿岸管理状态进行监测和分析，分别得到水体污染区域对应的农牧业管理评估系数和沿岸管理评估系数，进而综合分析得到水体污染区域对应的面源污染治理评估系数，一方面避免了畜禽污水未经处理任意流失，污染河流的情况发生；一方面控制了农田化肥和农田农药的施用量，避免农田化肥和农田农药通过雨水或浇灌重新排入河道，在很大程度上缓解了河流水体化学元素超标的问题，降低了河流水体富营养化，同时对河流水质产生正影响；另一方面有效解决了当前河流沿岸生活垃圾和植物长势对河流水体造成负影响的问题，有利于岸线管理和保护，大大降低了水土流失、河道淤积和水质恶化的可能性，为水体污染区域对应的面源污染治理提供了可靠的保障。
3、本发明通过对水体污染区域对应的水体状态、底部淤泥状态和漂浮物状态进行监测和分析，分别得到水体污染区域对应的水体影响指数、底部淤泥影响指数和漂浮物影响指数，进而综合分析水体污染区域对应的内源污染治理评估系数，一方面大幅度提升了河流水体水循环不通畅、流速低缓和水体温度异常的觉察率，不仅避免了对河流的自净功能造成更大的影响，同时还避免了污水滞留和垃圾沉淀的问题，进而延缓了黑臭水体的形成周期，有效保障了河流生态系统的正常运转；一方面解决了河流底部淤泥中各种有害成分向河流水体不断释放的问题，极大限度上避免了破坏河流水体生态，进而降低河流水体二次污染的可能性；另一方面大大提升了河流水体中漂浮物打捞的及时性，为河流水体中水生生物的生活提供了良好的环境，在很大程度上提升了居民的用水健康和生活健康。
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为本发明方法步骤流程示意图。
图2为本发明系统模块连接示意图。
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所示，本发明第一方面提供一种黑臭水体治理监测分析方法，包括如下步骤：
A1、水体状态监测分析：对指定水体区域的水体状态进行监测，由此分析指定水体区域对应的水体状态，若指定水体区域对应的水体状态为污染，记为水体污染区域，并执行下一步，反之，则重复执行水体状态监测分析。
作为本发明的优选方案，所述步骤A1中对指定水体区域的水体状态进行监测，其具体监测方式如下：
通过恶臭气体在线监测仪对指定水体区域对应的恶臭气体浓度进行监测，得到指定水体区域对应各种类恶臭气体的浓度，记为Cr，r表示为各种类恶臭气体的编号，r＝1,2,......,q；
通过水质色度仪对指定水体区域对应的水体色度进行监测，得到指定水体区域对应的水体色度，记为Y；
通过实验室浊度仪对指定水体区域对应的水体浑浊度进行监测，得到指定水体区域对应的水体浑浊度，记为Z。
作为本发明的优选方案，所述步骤A1中分析指定水体区域对应的水体状态，其具体分析过程如下：
通过计算得到指定水体区域对应的水体状态评估系数，记为δ；
需要说明的是，依据公式
Figure BDA0003801708070000121
计算出指定水体区域对应的水体状态评估系数，Cr′表示为设定的第r个种类恶臭气体对应的允许浓度，ΔY表示为设定的允许水体色度差，Y′、Z′分别表示为设定的参考水体色度、参考水体浑浊度，a1、a2、a3分别表示为设定的浓度、水体色度、水体浑浊度对应的影响因子；
将指定水体区域对应的水体状态评估系数与设定的水体状态评估系数阈值进行对比，若指定水体区域对应的水体状态评估系数小于水体状态评估系数阈值，则判定指定水体区域对应的水体状态为污染，反之，则判定指定水体区域对应的水体状态为正常。
需要说明的是，若指定水体区域对应的水体状态为正常，则表示指定水体区域对应的点源污染治理、面源污染治理和内源污染治理均为达标；若指定水体区域对应的水体状态为污染，则对指定水体区域进行针对性的污染治理评估。
在一个具体的实施例中，本发明通过恶臭气体在线监测仪、水质色度仪和实验室浊度仪对指定水体区域的水体状态进行监测和分析，得到水体污染区域，打破了传统黑臭水体治理分析方法的局限性，使得黑臭水体的监测维度和治理维度更加精准，分析结果更加可靠，黑臭水体的溯源更具有实际意义。
A2、水体点源污染监测分析：获取水体污染区域对应的排污口数量、管道口数量和支流汇入口数量，并通过水质分析仪对水体污染区域内各排污口、各管道口和各支流汇入口对应的水体水质进行监测，得到水体污染区域内各排污口、各管道口和各支流汇入口对应的水体水质参数集合，由此分析水体污染区域对应的点源污染治理评估系数。
作为本发明的优选方案，所述步骤A2中分析水体污染区域对应的点源污染治理评估系数，其具体分析为：
从水体污染区域内各排污口、各管道口和各支流汇入口对应的水体水质参数集合中提取各排污口对应各种类水质参数的浓度、各管道口对应各种类水质参数的浓度和各支流汇入口各种类水质参数的浓度，并将其进行累加，得到排污口对应各种类水质参数的浓度、管道口对应各种类水质参数的浓度和支流汇入口各种类水质参数的浓度，分别记为Bx、Dx、Fx，x表示为各种类水质参数的编号，x＝1,2,......,w；
通过计算得到水体污染区域对应的点源污染治理评估系数，并记为η。
需要说明的是，依据公式
Figure BDA0003801708070000141
计算出水体污染区域对应的点源污染治理评估系数，B′x、D′x、F′x分别表示为设定的排污口内水体对应第x种类水质参数的允许浓度、管道口内水体对应第x种类水质参数的允许浓度、支流汇入口内水体对应第x种类水质参数的允许浓度，a4、a5、a6分别表示为设定的排污口水体水质参数、管道口水体水质参数、支流汇入口水体水质参数对应的权值因子。
在一个具体的实施例中，本发明通过对各排污口对应各种类水质参数的浓度、各管道口对应各种类水质参数的浓度和各支流汇入口各种类水质参数的浓度进行监测和分析，得到水体污染区域对应的点源污染治理评估系数，避免了各排污口和各管道口对应未经处理的工业废水和生活污水直接排入河流而导致的点源污染，同时也避免了各支流汇入口对应水体的有害成分汇入水体污染区域而造成更严重的污染，进而从源头控制污水向水体污染区域排放，在很大程度上降低了水体的黑臭程度，避免了河流水质的进一步变差。
A3、水体面源污染监测分析：对设定距离范围内水体污染区域对应的畜牧业总面积、畜牧业垃圾排放量、农业农田总面积、农业农田化肥和农药施用量进行获取，由此分析水体污染区域对应的农牧业管理评估系数，同时通过智能摄像头对设定距离范围内水体污染区域对应的沿岸生活垃圾和沿岸植物长势进行监测，得到水体污染区域对应的沿岸生活垃圾图像和沿岸植物长势图像，进而综合分析水体污染区域对应的面源污染治理评估系数。
需要说明的是，生活垃圾包括可回收垃圾、餐厨垃圾、有害垃圾和其它垃圾。
作为本发明的优选方案，所述步骤A3中分析水体污染区域对应的农牧业管理评估系数，其具体分析过程如下：
将水体污染区域对应的畜牧业总面积、畜牧业垃圾排放量、农业农田总面积、农业农田化肥和农药施用量分别记为S牧、H牧、S农、L化肥和L农药；
依据公式
Figure BDA0003801708070000151
计算出水体污染区域对应的农牧业管理评估系数，φ表示为水体污染区域对应的农牧业管理评估系数，e表示为自然常数，S′牧、H′牧、S′农、L′化肥、L′农药分别表示为设定的参考畜牧业总面积、允许畜牧业垃圾排放量、参考农业农田总面积、允许农业农田化肥施用量、允许农业农田农药施用量，b1、b2、b3、b4、b5分别表示为设定的畜牧业总面积、畜牧业垃圾排放量、农业农田总面积、农业农田化肥施用量、农业农田农药施用量对应的权值因子。
作为本发明的优选方案，所述步骤A3中综合分析水体污染区域对应的面源污染治理评估系数，其具体分析步骤如下：
A301:从水体污染区域对应的沿岸生活垃圾图像中提取水体污染区域对应的沿岸生活垃圾种类，同时提取沿岸各种类生活垃圾对应的分布面积和密集度，分别记为si和ρi，i表示为各种类生活垃圾的编号，i＝1,2,......,n，同时将水体污染区域对应的各种类生活垃圾与设定的各种类生活垃圾对应的补偿因子进行匹配，得到水体污染区域中各种类生活垃圾对应的补偿因子，记为εi，进而通过计算得到水体污染区域对应的生活垃圾影响指数，记为γ；
需要说明的是，依据公式
Figure BDA0003801708070000161
计算出水体污染区域对应的生活垃圾影响指数，s′i、ρ′i分别表示为设定的第i个种类生活垃圾对应的参考分布面积、参考密集度，k1、k2分别表示为设定的生活垃圾分布面积、密集度对应的影响因子。
A302:从水体污染区域对应的沿岸植物长势图像中提取水体污染区域中河岸线前存在的植物种类数量以及各种类植物对应的生长高度和生长密集度，分别记为N前以及
Figure BDA0003801708070000162
和
Figure BDA0003801708070000163
j表示为各种类植物的编号，j＝1,2,......,m，同时提取河岸线后存在的植物种类数量以及各种类植物对应的生长高度和生长密集度，分别记为N后以及
Figure BDA0003801708070000164
和
Figure BDA0003801708070000171
进而通过计算得到水体污染区域对应的植物长势影响指数，记为θ；
需要说明的是，依据公式
Figure BDA0003801708070000172
计算出水体污染区域对应的植物长势影响指数，N′、H′j、ρ′j分别表示为设定的河岸线前对应参考植物种类数量、第j个种类植物的参考生长高度、第j个种类植物的参考生长密集度，N″、H″j、ρ″j分别表示为设定的河岸线后对应对应参考植物种类数量、第j个种类植物的参考生长高度、第j个种类植物的参考生长密集度，d1、d2、d3分别表示为设定的河岸线前植物种类数量、生长高度、密集度对应的影响因子，d4、d5、d6分别表示为设定的河岸线后植物种类数量、生长高度、密集度对应的影响因子，k3、k4分别表示为设定的河岸线前植物长势、河岸线后植物长势对应的修正因子。
A303:对水体污染区域对应的生活垃圾影响指数和植物长势影响指数进行综合分析，其具体计算公式为
Figure BDA0003801708070000173
Figure BDA0003801708070000174
表示为水体污染区域对应的沿岸管理评估系数，b6、b7分别表示为设定的生活垃圾影响指数、植物长势影响指数对应的系数因子；
A304:对水体污染区域对应的农牧业管理评估系数、沿岸管理评估系数进行综合分析，得到水体污染区域对应的面源污染治理评估系数，其具体计算公式为
Figure BDA0003801708070000175
Figure BDA0003801708070000176
表示为水体污染区域对应的面源污染治理评估系数，τ1、τ2分别表示为预设的农牧业管理评估系数、沿岸管理评估系数对应的补偿因子。
在一个具体的实施例中，本发明通过对水体污染区域对应的农牧业管理状态和沿岸管理状态进行监测和分析，分别得到水体污染区域对应的农牧业管理评估系数和沿岸管理评估系数，进而综合分析得到水体污染区域对应的面源污染治理评估系数，一方面避免了畜禽污水未经处理任意流失，污染河流的情况发生；一方面控制了农田化肥和农田农药的施用量，避免农田化肥和农田农药通过雨水或浇灌重新排入河道，在很大程度上缓解了河流水体化学元素超标的问题，降低了河流水体富营养化，同时对河流水质产生正影响；另一方面有效解决了当前河流沿岸生活垃圾和植物长势对河流水体造成负影响的问题，有利于岸线管理和保护，大大降低了水土流失、河道淤积和水质恶化的可能性，为水体污染区域对应的面源污染治理提供了可靠的保障。
A4、水体内源污染监测分析：对水体污染区域中水体流动速度、底部淤泥总体积、各淤泥处的平均厚度和各淤泥处的各有害成分含量进行获取，同时通过智能摄像头对水体污染区域中漂浮物种类和各种类漂浮物对应的面积进行监测，并通过温度传感器对大气温度以及水体污染区域中各淤泥处温度和水体温度进行监测，进而综合分析水体污染区域对应的内源污染治理评估系数。
作为本发明的优选方案，所述步骤A4中综合分析水体污染区域对应的内源污染治理评估系数，其具体分析步骤如下：
A401:将水体污染区域中水体流动速度和水体温度分别记为v和W水，将大气温度记为W气，进而综合分析水体污染区域对应的水体影响指数，记为ST；
需要说明的是，依据公式
Figure BDA0003801708070000191
计算水体污染区域对应的水体影响指数，v′表示为设定的参考水体流动速度，ΔW水表示为设定的允许水体温度差，p1、p2分别表示为设定的水体流动速度、水体温度对应的权值因子。
A402:将水体污染区域中底部淤泥总体积、各淤泥处的平均厚度、各淤泥处的各有害成分含量和各淤泥处温度分别记为V泥、
Figure BDA0003801708070000192
和
Figure BDA0003801708070000193
l表示为各淤泥处的编号，l＝1,2,......,u，t表示为各有害成分的编号，t＝1,2,......,h，进而综合分析水体污染区域对应的底部淤泥影响指数，记为YN；
需要说明的是，依据公式
Figure BDA0003801708070000194
计算水体污染区域对应的底部淤泥影响指数，V′泥、H′泥、W′泥分别表示为设定的参考底部淤泥总体积、参考淤泥平均厚度、参考淤泥温度，G′t表示为设定的第t个有害成分的允许含量，p3、p4、p5、p6分别表示为设定的底部淤泥总体积、淤泥平均厚度、淤泥有害成分含量、淤泥温度对应的权值因子。
A403:将水体污染区域中漂浮物种类数量和各种类漂浮物对应的面积分别记为M和
Figure BDA0003801708070000195
f表示为各种类漂浮物的编号，f＝1,2,......,g，进而综合分析水体污染区域对应的漂浮物影响指数，记为PF；
需要说明的是，依据公式
Figure BDA0003801708070000201
计算水体污染区域对应的漂浮物影响指数，M′表示为设定的参考漂浮物种类数量，S′f表示为设定的第f个种类漂浮物对应的参考面积，σf表示为设定的第f个种类漂浮物对应的影响因子，p7、p8分别表示为漂浮物种类数量、漂浮物面积对应的权值因子。
A404:对水体污染区域对应的水体影响指数、底部淤泥影响指数和漂浮物影响指数进行综合分析，得到水体污染区域对应的内源污染治理评估系数，其具体计算公式为
Figure BDA0003801708070000202
ξ表示为水体污染区域对应的内源污染治理评估系数，τ3、τ4、τ5分别表示为设定的水体影响指数、底部淤泥影响指数、漂浮物影响指数对应的系数因子。
在一个具体的实施例中，本发明通过对水体污染区域对应的水体状态、底部淤泥状态和漂浮物状态进行监测和分析，分别得到水体污染区域对应的水体影响指数、底部淤泥影响指数和漂浮物影响指数，进而综合分析水体污染区域对应的内源污染治理评估系数，一方面大幅度提升了河流水体水循环不通畅、流速低缓和水体温度异常的觉察率，不仅避免了对河流的自净功能造成更大的影响，同时还避免了污水滞留和垃圾沉淀的问题，进而延缓了黑臭水体的形成周期，有效保障了河流生态系统的正常运转；一方面解决了河流底部淤泥中各种有害成分向河流水体不断释放的问题，极大限度上避免了破坏河流水体生态，进而降低河流水体二次污染的可能性；另一方面大大提升了河流水体中漂浮物打捞的及时性，为河流水体中水生生物的生活提供了良好的环境，在很大程度上提升了居民的用水健康和生活健康。
A5、黑臭水体治理分析：对黑臭水体对应的治理达标类型进行分析，并通过显示终端进行相应的显示。
作为本方明的优选方案，所述步骤A5中对黑臭水体对应的治理达标类型进行分析，其具体分析方式为：
将水体污染区域对应的点源污染治理评估系数与设定的点源污染治理评估系数阈值进行对比，若水体污染区域对应的点源污染治理评估系数大于点源污染治理评估系数阈值，则将点源治理标记为治理达标类型；
将水体污染区域对应的面源污染治理评估系数与设定的面源污染治理评估系数阈值进行对比，若水体污染区域对应的面源污染治理评估系数大于面源污染治理评估系数阈值，则将面源治理标记为治理达标类型；
将水体污染区域对应的内源污染治理评估系数与设定的内源污染治理评估系数阈值进行对比，若水体污染区域对应的内源污染治理评估系数大于内源污染治理评估系数阈值，则将内源治理标记为治理达标类型。
需要说明的是，若水体污染区域对应的点源污染治理评估系数、面源污染治理评估系数和内源污染治理评估系数均小于其设定阈值，则将无治理达标类型标记为治理达标类型。
参照图2所示，本发明第二方面提供一种黑臭水体治理监测分析系统，包括：水体状态监测分析模块、水体点源污染监测分析模块、水体面源污染监测分析模块、水体内源污染监测分析模块、黑臭水体治理分析模块和显示终端。
所述水体状态监测分析模块分别与水体点源污染监测分析模块、水体面源污染监测分析模块和水体内源污染监测分析模块连接，黑臭水体治理分析模块分别与水体点源污染监测分析模块、水体面源污染监测分析模块、水体内源污染监测分析模块和显示终端连接。
水体状态监测分析模块，用于对指定水体区域的水体状态进行监测，由此分析指定水体区域对应的水体状态，并进行相应的处理；
水体点源污染监测分析模块，用于对水体污染区域内各排污口、各管道口和各支流汇入口对应的水体水质进行监测，由此分析水体污染区域对应的点源污染治理评估系数；
水体面源污染监测分析模块，用于对设定距离范围内水体污染区域对应的沿岸生活垃圾和沿岸植物长势进行监测，同时基于水体污染区域对应的农牧业管理评估系数综合分析水体污染区域对应的面源污染治理评估系数；
水体内源污染监测分析模块，用于对水体污染区域中漂浮物种类、各种类漂浮物对应的面积、大气温度以及水体污染区域中各淤泥处温度和水体温度进行监测，进而综合分析水体污染区域对应的内源污染治理评估系数；
黑臭水体治理分析模块，用于对黑臭水体对应的治理达标类型进行分析，并通过显示终端进行相应的显示；
显示终端，用于对治理达标类型进行显示。
本发明第三方面还提供一种黑臭水体治理监测分析存储介质，所述一种黑臭水体治理监测分析存储介质烧录有计算机程序，所述计算机程序在服务器的内存中运行时实现上述所述的一种黑臭水体治理监测分析方法。
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 (10)

1.一种黑臭水体治理监测分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
A1、水体状态监测分析：对指定水体区域的水体状态进行监测，由此分析指定水体区域对应的水体状态，若指定水体区域对应的水体状态为污染，记为水体污染区域，并执行下一步，反之，则重复执行水体状态监测分析；
A2、水体点源污染监测分析：获取水体污染区域对应的排污口数量、管道口数量和支流汇入口数量，并通过水质分析仪对水体污染区域内各排污口、各管道口和各支流汇入口对应的水体水质进行监测，得到水体污染区域内各排污口、各管道口和各支流汇入口对应的水体水质参数集合，由此分析水体污染区域对应的点源污染治理评估系数；
A3、水体面源污染监测分析：对设定距离范围内水体污染区域对应的畜牧业总面积、畜牧业垃圾排放量、农业农田总面积、农业农田化肥和农药施用量进行获取，由此分析水体污染区域对应的农牧业管理评估系数，同时通过智能摄像头对设定距离范围内水体污染区域对应的沿岸生活垃圾和沿岸植物长势进行监测，得到水体污染区域对应的沿岸生活垃圾图像和沿岸植物长势图像，进而综合分析水体污染区域对应的面源污染治理评估系数；
A4、水体内源污染监测分析：对水体污染区域中水体流动速度、底部淤泥总体积、各淤泥处的平均厚度和各淤泥处的各有害成分含量进行获取，同时通过智能摄像头对水体污染区域中漂浮物种类和各种类漂浮物对应的面积进行监测，并通过温度传感器对大气温度以及水体污染区域中各淤泥处温度和水体温度进行监测，进而综合分析水体污染区域对应的内源污染治理评估系数；
A5、黑臭水体治理分析：对黑臭水体对应的治理达标类型进行分析，并通过显示终端进行相应的显示。
2.根据权利要求1所述的一种黑臭水体治理监测分析方法，其特征在于：所述步骤A1中对指定水体区域的水体状态进行监测，其具体监测方式如下：
通过恶臭气体在线监测仪对指定水体区域对应的恶臭气体浓度进行监测，得到指定水体区域对应各种类恶臭气体的浓度，记为Cr，r表示为各种类恶臭气体的编号，r＝1,2,......,q；
通过水质色度仪对指定水体区域对应的水体色度进行监测，得到指定水体区域对应的水体色度，记为Y；
通过实验室浊度仪对指定水体区域对应的水体浑浊度进行监测，得到指定水体区域对应的水体浑浊度，记为Z。
3.根据权利要求2所述的一种黑臭水体治理监测分析方法，其特征在于：所述步骤A1中分析指定水体区域对应的水体状态，其具体分析过程如下：
通过计算得到指定水体区域对应的水体状态评估系数，记为δ；
将指定水体区域对应的水体状态评估系数与设定的水体状态评估系数阈值进行对比，若指定水体区域对应的水体状态评估系数小于水体状态评估系数阈值，则判定指定水体区域对应的水体状态为污染，反之，则判定指定水体区域对应的水体状态为正常。
4.根据权利要求1所述的一种黑臭水体治理监测分析方法，其特征在于：所述步骤A2中分析水体污染区域对应的点源污染治理评估系数，其具体分析为：
从水体污染区域内各排污口、各管道口和各支流汇入口对应的水体水质参数集合中提取各排污口对应各种类水质参数的浓度、各管道口对应各种类水质参数的浓度和各支流汇入口各种类水质参数的浓度，并将其进行累加，得到排污口对应各种类水质参数的浓度、管道口对应各种类水质参数的浓度和支流汇入口各种类水质参数的浓度，分别记为Bx、Dx、Fx,x表示为各种类水质参数的编号，x＝1,2,......,w；
通过计算得到水体污染区域对应的点源污染治理评估系数，并记为η。
5.根据权利要求1所述的一种黑臭水体治理监测分析方法，其特征在于：所述步骤A3中分析水体污染区域对应的农牧业管理评估系数，其具体分析过程如下：
将水体污染区域对应的畜牧业总面积、畜牧业垃圾排放量、农业农田总面积、农业农田化肥和农药施用量分别记为S牧、H牧、S农、L化肥和L农药；
依据公式
Figure FDA0003801708060000031
计算出水体污染区域对应的农牧业管理评估系数，φ表示为水体污染区域对应的农牧业管理评估系数，e表示为自然常数，S′牧、H′牧、S′农、L′化肥、L′农药分别表示为设定的参考畜牧业总面积、允许畜牧业垃圾排放量、参考农业农田总面积、允许农业农田化肥施用量、允许农业农田农药施用量，b1、b2、b3、b4、b5分别表示为设定的畜牧业总面积、畜牧业垃圾排放量、农业农田总面积、农业农田化肥施用量、农业农田农药施用量对应的权值因子。
6.根据权利要求5所述的一种黑臭水体治理监测分析方法，其特征在于：所述步骤A3中综合分析水体污染区域对应的面源污染治理评估系数，其具体分析步骤如下：
A301:从水体污染区域对应的沿岸生活垃圾图像中提取水体污染区域对应的沿岸生活垃圾种类，同时提取沿岸各种类生活垃圾对应的分布面积和密集度，分别记为si和ρi，i表示为各种类生活垃圾的编号，i＝1,2,......,n，同时将水体污染区域对应的各种类生活垃圾与设定的各种类生活垃圾对应的补偿因子进行匹配，得到水体污染区域中各种类生活垃圾对应的补偿因子，记为εi，进而通过计算得到水体污染区域对应的生活垃圾影响指数，记为γ；
A302:从水体污染区域对应的沿岸植物长势图像中提取水体污染区域中河岸线前存在的植物种类数量以及各种类植物对应的生长高度和生长密集度，分别记为N前以及
Figure FDA0003801708060000041
和
Figure FDA0003801708060000042
j表示为各种类植物的编号，j＝1,2,......,m，同时提取河岸线后存在的植物种类数量以及各种类植物对应的生长高度和生长密集度，分别记为N后以及
Figure FDA0003801708060000043
和
Figure FDA0003801708060000044
进而通过计算得到水体污染区域对应的植物长势影响指数，记为θ；
A303:对水体污染区域对应的生活垃圾影响指数和植物长势影响指数进行综合分析，其具体计算公式为
Figure FDA0003801708060000051
Figure FDA0003801708060000052
表示为水体污染区域对应的沿岸管理评估系数，b6、b7分别表示为设定的生活垃圾影响指数、植物长势影响指数对应的系数因子；
A304:对水体污染区域对应的农牧业管理评估系数、沿岸管理评估系数进行综合分析，得到水体污染区域对应的面源污染治理评估系数，其具体计算公式为
Figure FDA0003801708060000053
Figure FDA0003801708060000054
表示为水体污染区域对应的面源污染治理评估系数，τ1、τ2分别表示为预设的农牧业管理评估系数、沿岸管理评估系数对应的补偿因子。
7.根据权利要求1所述的一种黑臭水体治理监测分析方法，其特征在于：所述步骤A4中综合分析水体污染区域对应的内源污染治理评估系数，其具体分析步骤如下：
A401:将水体污染区域中水体流动速度和水体温度分别记为v和W水，将大气温度记为W气，进而综合分析水体污染区域对应的水体影响指数，记为ST；
A402:将水体污染区域中底部淤泥总体积、各淤泥处的平均厚度、各淤泥处的各有害成分含量和各淤泥处温度分别记为V泥、
Figure FDA0003801708060000055
和
Figure FDA0003801708060000056
l表示为各淤泥处的编号，l＝1,2,......,u，t表示为各有害成分的编号，t＝1,2,......,h，进而综合分析水体污染区域对应的底部淤泥影响指数，记为YN；
A403:将水体污染区域中漂浮物种类数量和各种类漂浮物对应的面积分别记为M和
Figure FDA0003801708060000057
f表示为各种类漂浮物的编号，f＝1,2,......,g，进而综合分析水体污染区域对应的漂浮物影响指数，记为PF；
A404:对水体污染区域对应的水体影响指数、底部淤泥影响指数和漂浮物影响指数进行综合分析，得到水体污染区域对应的内源污染治理评估系数，其具体计算公式为
Figure FDA0003801708060000061
ξ表示为水体污染区域对应的内源污染治理评估系数，τ3、τ4、τ5分别表示为设定的水体影响指数、底部淤泥影响指数、漂浮物影响指数对应的系数因子。
8.根据权利要求1所述的一种黑臭水体治理监测分析方法，其特征在于：所述步骤A5中对黑臭水体对应的治理达标类型进行分析，其具体分析方式为：
将水体污染区域对应的点源污染治理评估系数与设定的点源污染治理评估系数阈值进行对比，若水体污染区域对应的点源污染治理评估系数大于点源污染治理评估系数阈值，则将点源治理标记为治理达标类型；
将水体污染区域对应的面源污染治理评估系数与设定的面源污染治理评估系数阈值进行对比，若水体污染区域对应的面源污染治理评估系数大于面源污染治理评估系数阈值，则将面源治理标记为治理达标类型；
将水体污染区域对应的内源污染治理评估系数与设定的内源污染治理评估系数阈值进行对比，若水体污染区域对应的内源污染治理评估系数大于内源污染治理评估系数阈值，则将内源治理标记为治理达标类型。
9.一种黑臭水体治理监测分析系统，其特征在于，包括：
水体状态监测分析模块，用于对指定水体区域的水体状态进行监测，由此分析指定水体区域对应的水体状态，并进行相应的处理；
水体点源污染监测分析模块，用于对水体污染区域内各排污口、各管道口和各支流汇入口对应的水体水质进行监测，由此分析水体污染区域对应的点源污染治理评估系数；
水体面源污染监测分析模块，用于对设定距离范围内水体污染区域对应的沿岸生活垃圾和沿岸植物长势进行监测，同时基于水体污染区域对应的农牧业管理评估系数综合分析水体污染区域对应的面源污染治理评估系数；
水体内源污染监测分析模块，用于对水体污染区域中漂浮物种类、各种类漂浮物对应的面积、大气温度以及水体污染区域中各淤泥处温度和水体温度进行监测，进而综合分析水体污染区域对应的内源污染治理评估系数；
黑臭水体治理分析模块，用于对黑臭水体对应的治理达标类型进行分析，并通过显示终端进行相应的显示；
显示终端，用于对治理达标类型进行显示。
10.一种黑臭水体治理监测分析存储介质，其特征在于：所述一种黑臭水体治理监测分析存储介质烧录有计算机程序，所述计算机程序在服务器的内存中运行时实现上述权利要求1-8任一项所述的一种黑臭水体治理监测分析方法。
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