流域水环境安全预警预测方法研究

流域水环境安全预警预测方法研究　李伟伟　（黄河勘测规划设计有限公司　河南郑州摘要：本文分析了流域水环境安全预警的必要性及　４５０００３）　目前方法存在的不足，介绍了一种新型流域水环境安全预　警方法，能够适应不同的场景、环境和要求。全面综合的生　成水环境安全预警，提高水环境安全预警的稳定性和准确　局历史变化特征，模拟预测未来变化趋势；？流域面源污染负荷模　拟模型，用于从数量和结构上识别流域人类活动对水环境安全的　性，可以为水环境管理提供重要理论指导．应用前景良好。　关键词ｕ流域水环境：安全预测：风险预警：方法　１背景　近年来，随着各种水污染突发事故的频发，国家开始对水环　境安全越来越重视，在重要河道、湖泊等流域上建立综合的环境　监测站，对流域水质安全进行实时监测，但伴随而来的是监测数　据越来越复杂，海量监测数据存在冗余、互补，甚至相互矛盾或竞　争，如何有效处理这些监测数据，对于准确评估水环境质量显得　尤为重要ｌ　，】因此如何全面、及时、准确地发掘、掌握和处理海量　环境监测信息已成为水环境安全预警预测能力提升迫切解决的　技术难题。　２发明内容　２．１研究目的　流域水环境安全预警的目的主要是通过对流域水环境预警的　研究，实时预报水环境变化情况，使决策部门根据系统的决策支　持，决定水环境发展方向，以避免出现严重水质污染，确保用水安　全和环境卫生，防止或减轻未来可能的污染源对社会和生物圈产　生的影响，从而达到社会效益、环境效益、经济效益的统一ｌ引。面对　流域水环境的形态种类复杂性以及监测数据多源异构性、模糊性、　不精确性、多尺度与多时相性、不确定性等特征［４１，传统水环境监测　信息融合处理方法已不能满足实际的需求。目前，国内外流域水环　境预警存在的主要问题是状态表征要素欠系统、全面以及预测与　综合评价方法有待进一步探讨。本文介绍一种流域水环境安全预　警方法及系统，能够综合多个模型进行水环境安全预警。　２．２研究方法　直接压力，模拟和预测不同警源影响下的主要污染物排放量的变　化状况；流域水环境水动力水质模拟模型，用于模拟和预测不同　警兆条件下的水环境质量响应状况。　这些模型特点要素包括模型适用范围、模拟优势、复杂程度、　数据要求、应用成熟度与广泛度中的至少一种。　２．２．２对选取的模型进行集成；根据集成模型框架、单个模型功　能、模型之间的数据信息对接和耦合关注要素进行选取模型的集　成。优选的，所述对选取的模型进行集成，包括：社会经济与资源　利用模型根据不同情境对模型中所有变量进行初始化，输出流域　内所有社会经济关键指标和主要污染物点源负荷的年度预测值；　土地利用预测模型转换规则通过用户指定的土地转换适宜性图　集演化，基于模型模拟得出不同情景各年份的土地利用情况，预　测年份结果可以直接作为流域面源污染负荷模拟模型面源负荷　预测的重要输入文件；流域面源污染负荷模拟模型模拟的非点源　污染物通量结果在子流域汇流点逐日输出。　流域水环境水动力水质模拟模型将社会经济与资源利用模　型输出的流域内所有社会经济关键指标和主要污染物点源负荷　的年度预测值与流域面源污染负荷模拟模型在预测年份的面源　负荷预测结果转化为流域水环境水动力水质模拟模型所需的流　量和点源输入条件，综合上下游的流量和水质监测数据、已有的　水下地形数据和区域内断面的水文水质数据，进一步模拟得出流　域内主要断面的水动力水质变化趋势。　２．２．３利用研究区环境数据，运用集成的模型对水环境进行模拟　和预测，并针对不同情景条件对未来各关键要素变化进行预测，　得到预测结果。　２．２．４根据预测结果形成预警判断，提供警示信息，包括当前预警　信息和变化趋势预警信息；若当前的状态超过预先设定的当前预　警阈值时，发出当前警示信息；若当前的状态没有超过预先设定　的当前预警阈值，但在预先设定的时问范围内变化幅度和恶化趋　势超过预先设定的变化趋势阈值时，发出变化趋势警示信息。　如图１所示流域水环境安全预警方法包括　根据模型特．４ａ要素对模型进行调研、分析和选取，所述横型包括杜会　经济与ｉ舞源晕’Ｊ用横型、土地幂Ｉ】Ｊ羽预讽ｑ模型　流域面源　亏染负荷模｝　模　３结语　通过设置社会经济与资源利用模型、土地利用预测模型、流域面　源污染负荷模拟模型和流域水环境水动力水质模拟模型，并对模型　进行选取和集成，能够适应不同的场景、环境和要求，全面综合的生　成水环境安全预警，提高水环境安全预警的稳定性和准确性。　参考文献　［Ｉ］齐珊珊．当前我国水环境监测存在的问题探讨［Ｊ］．科技风，２０１２　（０６）：１９７．　型和流域水环境水动力水质模拟模型：　４１，　对选取的模型进行集成：　、Ｉ，　利用研究区环境数据Ｐ运用　譬　篓　水环境进行模拟和预测ｔ得　、Ｉ，　根据预测结果形成预警判断．提供警示信息　、Ｉ，　Ｂ１５、将新鼻踺予的数据标识记最存＿入基站数据库和同步数据库。　【２】康红．我国水环境监测的现状与对策分析［Ｊ］．科技创新导报，　图１流域水环境安全预警方法流程图　２０１２（３２）：１２１．　２．２．１根据模型特点要素对模型进行调研、分析和选取，所述模型　［３］王春燕，黄德彬．水环境监测的方法分析［Ｊ】．环境科学．２００６（１　１）：　　包括社会经济与资源利用模型、土地利用预测模型、流域面源污　４７７－４７９．染负荷模拟模型和流域水环境水动力水质模拟模型；其中，社会　［４］晓梅．地表水监测项目及分析方法［Ｊ】．环境科学，２００７（８）：１　２９—　经济与资源利用模型，用于从时间序列上识别流域人类活动对水　１３０．　环境安全的风险胁迫，模拟和预测出不同发展和规划情景下的人　作者简介　口、产业关键指标变化状况；土地利用预测模型，用于从空间格局　李伟伟（１９８１一），女，汉族，河南郑州人，本科，工程师，主要　上识别流域人类活动对水环境安全的风险胁迫，诊断土地利用格　从事环境设计、规划研究工作。　《资源节约与环保》２０１６年第１１期