福光水務(wù)水源地水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)了水源污染警告的及時性和有效性

作者： 2019年09月24日 來源：中國儀表網(wǎng) 瀏覽量：
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【儀表網(wǎng)儀表新品】眾所周知，水乃生命之源，是人類生存和社會發(fā)展的必要因素。然而，自改革開放以來，雖然我國的經(jīng)濟水平、綜合國力和人民的生活水平有了顯著提高，但同時也帶來了眾多的環(huán)境問題。其中，源水污染問
　　眾所周知，水乃生命之源，是人類生存和社會發(fā)展的必要因素。然而，自改革開放以來，雖然我國的經(jīng)濟水平、綜合國力和人民的生活水平有了顯著提高，但同時也帶來了眾多的環(huán)境問題。其中，源水污染問題就是最為嚴(yán)重的問題之一。
 
　　當(dāng)前，我國供水安全任務(wù)主要包括三個方面的內(nèi)容，一是保障有足夠的供水，二是保障供水質(zhì)量，三是保障供水的可用性。近年來，政府建設(shè)集中式飲用水源地和重點河流斷面等水質(zhì)自動監(jiān)測，使地表水水質(zhì)在線監(jiān)測實現(xiàn)了常態(tài)化。
 
　　但是現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)尚不能迅速確定污染來源及預(yù)警水質(zhì)變化，為維護(hù)居民的飲用水安全，為水質(zhì)監(jiān)測管理提供數(shù)據(jù)上的保障，福光水務(wù)為此研發(fā)出了一套水源地水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)了水源污染警告的及時性和有效性。
 
　　系統(tǒng)簡介
 
　　所謂水源地水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)是指，在信息技術(shù)和水質(zhì)模擬技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用地理信息系統(tǒng)、遙感、多媒體、網(wǎng)絡(luò)以及計算機仿真等高科技手段，對目標(biāo)水源地的地貌地形、生態(tài)環(huán)境、水質(zhì)狀況以及水資源分布等眾多信息進(jìn)行數(shù)字化采集和存儲，同時對源水污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程施以監(jiān)測和動態(tài)模擬，形成具體資料并將其公布于眾，成為一個集監(jiān)測、預(yù)測、模擬、計算、決策、管理為一體的科學(xué)系統(tǒng)。
 
　　水源地水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)可用于診斷源水水質(zhì)的突然變化，并能夠應(yīng)對這個突然變化采取措施，以實現(xiàn)政策決策部門對目標(biāo)水源地水質(zhì)環(huán)境的科學(xué)決策和有效管理。
 
水源地水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)駕駛艙
 
　　目前，福光水務(wù)水源地水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)在福光水務(wù)負(fù)責(zé)建設(shè)的部分水質(zhì)自動監(jiān)測項目中已有成功應(yīng)用。另外福光水務(wù)也與多家科研院所及高校建立了長期良好的合作關(guān)系。經(jīng)過大量的應(yīng)用，水質(zhì)預(yù)警技術(shù)進(jìn)一步得到提升，多次發(fā)現(xiàn)并實時報告了水質(zhì)異常，為水源地的水質(zhì)安全增加了一道強有力的安全保障。
 
預(yù)測2天后的溫度數(shù)據(jù)
 
預(yù)測2天后的PH數(shù)據(jù)
 
預(yù)測2天后的濁度數(shù)據(jù)
 
預(yù)測2天后的電導(dǎo)率數(shù)據(jù)
 
預(yù)測2天后的溶解氧數(shù)據(jù)
 
預(yù)測2天后的葉綠素數(shù)據(jù)
 
　　水質(zhì)預(yù)警
 
　　傳統(tǒng)確定性水質(zhì)數(shù)學(xué)模型通常需要水文、水質(zhì)大量的參數(shù)，這些參數(shù)更難以測定，這限制了廣泛應(yīng)用和確定性水質(zhì)數(shù)學(xué)模型的正確性。福光水務(wù)研發(fā)的應(yīng)用于水源地的水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)，利用訓(xùn)練多個BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并將其結(jié)論進(jìn)行合成，可以顯著地提高學(xué)習(xí)系統(tǒng)的泛化能力。
 
　　在系統(tǒng)中，預(yù)測模型中采用LM(Levenberg-Marquardt)算法提高網(wǎng)絡(luò)的收斂速度，并采用提前停止法提高網(wǎng)絡(luò)的推廣能力，采用拉依達(dá)準(zhǔn)則法剔除樣本集異常數(shù)據(jù)。多項應(yīng)用結(jié)果表明，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測精度較高，預(yù)測速度快，對大部分水質(zhì)指標(biāo)能夠得到較好的預(yù)測值，此BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠有效地應(yīng)用于水質(zhì)指標(biāo)的預(yù)測和水質(zhì)趨勢的預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)中。
 
　　系統(tǒng)特點
 
　　相比較于依賴傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)，福光水源地水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)具備以下特性：(1)利用歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)即可監(jiān)測，投資成本低。(2)預(yù)警靈敏度高，本系統(tǒng)可以對近期及遠(yuǎn)期水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測，尤其近期水質(zhì)，誤差率可控制在8%。
 
　　產(chǎn)品應(yīng)用場景
 
　　福光水源地水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)可應(yīng)用于：(1)水庫飲用水源地。更全面、更靈敏的水質(zhì)預(yù)警能力，更早發(fā)現(xiàn)安全事故的隱患。(2)小流域監(jiān)測。全流域劃分治理單元，主動監(jiān)控，及時采取措施。(3)跨界斷面?？焖兕A(yù)測水質(zhì)污染擴散，預(yù)警跨界污染糾紛。
 
　　近些年來，水源突發(fā)污染問題頻頻出現(xiàn)，給我們的生活帶來了極大的影響。福光水源地水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)既能及時、全面、準(zhǔn)確的掌握飲用水水源地基本情況，又能為及時處理水源突發(fā)污染事件準(zhǔn)備條件，在水源地水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警中發(fā)揮了重要作用。
 
　　改善水生態(tài)、優(yōu)化水系統(tǒng)、保障水安全，是福光水務(wù)一直的追求。今后，福光水務(wù)將不斷加強與科研院校的合作，緊跟市場發(fā)展潮流和政策發(fā)布，做好技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)，持續(xù)為居民飲用水安全保駕護(hù)航。
 
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